Sildītāja aprēķins: kā aprēķināt ierīces jaudu gaisa sildīšanai apkurei

Sildītājiem ir augsta veiktspēja, tāpēc ar to palīdzību jūs varat sasildīt pat ļoti lielas telpas diezgan īsā laikā. Pārdošanā nonāk daudzi šo ierīču modeļi, kas darbojas uz dažādu dzesēšanas šķidrumu bāzes.

Lai izvēlētos labāko variantu, ir jāaprēķina sildītājs, ko var izdarīt vai nu manuāli, vai izmantojot tiešsaistes kalkulatoru. Mēs palīdzēsim jums noskaidrot aprēķinu jautājumu - šajā rakstā mēs sniegsim piemēru aprēķiniem, kas būs nepieciešami, izvēloties piemērotu ierīci gaisa sildīšanai.

Mēs arī apsvērsim dažāda veida gaisa sildītāju dizaina iezīmes, apkures sistēmas priekšrocības un trūkumus, izmantojot šādas ierīces.

Apkures ar sildītāju plusi un mīnusi

Mājas apkures sistēma, kuras pamatā ir līdz noteiktai temperatūrai uzsildīta gaisa padeve tieši mājā, īpaši interesē māju īpašniekus.

Šī apkures sistēmas konstrukcija sastāv no šādiem svarīgiem komponentiem:

• sildītājs, kas darbojas kā siltuma ģenerators, kas silda gaisu;
• kanāli (gaisa vadi), pa kuriem sasildītas gaisa masas nonāk mājā;
• ventilators, kas virza labi uzsildītu gaisu visā telpā.

Šāda veida sistēmai ir daudz priekšrocību.Tajos ietilpst augsta efektivitāte, siltuma apmaiņas palīgelementu trūkums radiatoru, cauruļu veidā un iespēja to apvienot ar klimata sistēmu, kā arī zema inerce, kā rezultātā ļoti ātri tiek uzkarsēti lieli apjomi.

Daudziem māju īpašniekiem mīnuss ir tas, ka sistēmas uzstādīšana iespējama tikai vienlaikus ar pašas mājas celtniecību un tad tālāka modernizācija nav iespējama.

Negatīvā puse ir tāda nianse kā obligāta rezerves jaudas klātbūtne un regulāras apkopes nepieciešamība.

Sildītāju ir viegli uzstādīt un darbināt, tas ir par pieņemamu cenu, bet pats galvenais – tā ir efektīva iekārta telpas apsildīšanai. Fotoattēlā redzams sistēmā iebūvēts ūdens sildītājs

Mūsu vietnē ir atrodami detalizētāki materiāli par gaisa apkures uzstādīšanu mājā un kotedžā. Mēs iesakām iepazīties ar tiem:

• Gaisa apkure “dari pats”: viss par gaisa apkures sistēmām
• Kā organizēt gaisa apkuri lauku mājai: noteikumi un būvniecības plāni
• Gaisa sildīšanas aprēķins: pamatprincipi + aprēķina piemērs

Gaisa sildītāju klasifikācija

Gaisa sildītāji ir iekļauti apkures sistēmas konstrukcijā gaisa sildīšanai. Atkarībā no izmantotā dzesēšanas šķidruma veida ir šādas šo ierīču grupas: ūdens, elektrība, tvaiks, uguns.

Ir lietderīgi izmantot elektroierīces telpām, kuru platība nepārsniedz 100 m². Ēkām ar lielām platībām racionālāka izvēle būtu ūdens sildītāji, kas darbojas tikai siltuma avota klātbūtnē.

Populārākie ir tvaika un ūdens sildītāji. Gan pirmā, gan otrā virsma pēc formas ir sadalīta 2 apakštipos: rievota un gluda caurule. Atbilstoši spuru ģeometrijai, spuru sildītāji var būt plākšņu vai spirālveida sildītāji.

Gaisa sildītāju, kas darbojas ar dzesēšanas šķidrumu, piemēram, tvaiku, veiktspēju regulē, izmantojot īpašus vārstus, kas uzstādīti uz ieplūdes caurules

Pēc konstrukcijas šīs ierīces var būt vienvirziena, kad dzesēšanas šķidrums tajās pārvietojas pa caurulēm, ievērojot pastāvīgu virzienu, un daudzpārkāpju, kuru vākos ir starpsienas, kā rezultātā kustības virziens dzesēšanas šķidrums pastāvīgi mainās.

Pārdošanā ir pieejami 4 ūdens un tvaika sildītāju modeļi, kas atšķiras pēc sildīšanas virsmas laukuma:

• CM - mazākais ar vienu cauruļu rindu;
• M — mazs ar divām cauruļu rindām;
• AR — vidēja ar caurulēm 3 rindās;
• B - liels, ar 4 cauruļu rindām.

Darbības laikā ūdens sildītāji var izturēt lielas temperatūras svārstības - 70-110⁰.Lai šāda veida sildītājs darbotos labi, sistēmā cirkulējošais ūdens ir jāuzsilda maksimāli līdz 180⁰. Siltajā sezonā sildītājs var darboties kā ventilators.

Dažādu veidu gaisa sildītāju dizains

Apkures ūdens sildītājs sastāv no metāla korpusa, siltummaiņa, kas tajā ievietots cauruļu sērijas veidā, un ventilatora. Iekārtas galā ir ieplūdes caurules, caur kurām tā ir savienota ar katlu vai centralizētu apkures sistēmu.

Parasti ventilators atrodas ierīces aizmugurē. Tās uzdevums ir vadīt gaisu caur siltummaini.

Pēc sildīšanas gaiss ieplūst atpakaļ telpā caur režģi, kas atrodas sildītāja priekšpusē.

Visbiežāk korpuss ir izgatavots taisnstūra formā, bet ir modeļi, kas paredzēti apaļiem ventilācijas kanāliem. Uz barošanas līnijas ir uzstādīti divvirzienu vai trīsceļu vārsti, lai regulētu iekārtas jaudu.

Ventilators pūš caur caurulēm, kas atrodas sildītāja korpusā.Apsildāmais ūdens no apkures sistēmas pārvietojas pa caurulēm, un ventilators vienmērīgi sadala silto gaisu visā telpā

Gaisa sildītāji atšķiras arī ar uzstādīšanas metodi – tos var montēt pie griestiem vai sienas. Pirmā tipa modeļi novietoti aiz piekaramiem griestiem, aiz tiem skatās tikai režģis. Sienas montāžas vienības ir populārākas.

Tips #1 - gludu cauruļu sildītāji

Gludās caurules konstrukcija sastāv no sildelementiem plānu dobu cauruļu veidā ar diametru no 20 līdz 32 mm, kas atrodas 0,5 cm attālumā viens pret otru. Caur tiem cirkulē dzesēšanas šķidrums. Gaiss, mazgājot cauruļu apsildāmās virsmas, tiek uzkarsēts konvektīvās siltuma apmaiņas dēļ.

Caurules gaisa sildītājā ir sakārtotas šaha vai koridora veidā. To galus iemetina kolektoros – augšējos un apakšējos. Dzesēšanas šķidrums caur ieplūdes cauruli nonāk sadales kārbā, pēc tam, izlaižot cauri caurulēm un uzsildot tās, tas izplūst caur izplūdes cauruli kondensāta vai atdzesēta ūdens veidā.

Stabilāku siltuma pārnesi nodrošina ierīces ar pakāpenisku cauruļu izvietojumu, taču pretestība gaisa plūsmām šeit ir lielāka. Lai uzzinātu ierīces reālās iespējas, ir jāaprēķina vienības jauda.

Gaisam ir noteiktas prasības – tajā nedrīkst būt šķiedru, suspendētu daļiņu vai lipīgu vielu. Pieļaujamais putekļu saturs ir mazāks par 0,5 mg/mᶾ. Ieplūdes temperatūra ir vismaz 20⁰.

Vienas un 3 gājienu sildītāji. 1 – ieplūdes caurule, pa kuru plūst dzesēšanas šķidrums, 2 – sadales kārba, 3 – caurule, 4 – izplūdes caurule, 5 – starpsiena

Gludu cauruļu sildītāju siltuma raksturlielumi nav īpaši augsti.Tos ieteicams lietot, ja nav nepieciešama ievērojama gaisa plūsma un sildīšana līdz augstai temperatūrai.

2. tips - gaisa sildītāji

Spuru ierīču caurulēm ir rievota virsma, tāpēc siltuma pārnese no tām ir lielāka. Ar mazāku cauruļu skaitu to termiskie parametri ir augstāki nekā gludu cauruļu gaisa sildītājiem.

Plākšņu sildītāji ietver caurules ar uz tām piestiprinātām plāksnēm - taisnstūrveida vai apaļas.

Pirmā veida plāksnes ir uzstādītas uz cauruļu grupas. Dzesēšanas šķidrums caur veidgabalu nonāk ierīces sadales kārbā, sasilda gaisu, kas ar ievērojamu ātrumu plūst pa maza diametra kanāliem, un pēc tam caur veidgabalu iziet no montāžas kastes.

Šāda veida sildītāji ir kompakti, viegli kopjami un uzstādāmi.

Vienas caurlaides plākšņu ierīces ir apzīmētas: KFB, KFS, KVB, STD3009V, KZPP, K4PP, un vairāku caurlaidību plākšņu ierīces ir apzīmētas kā KVB, K4VP, KZVP, KVS, KMS, STDZOYUG, KMB. Vidējais modelis ir apzīmēts ar KFS, bet lielais ir KFB.

Uz šo sildītāju caurulēm ir uztīta 1 cm plata un 0,4 mm bieza gofrēta tērauda lente. Dzesēšanas šķidrums tiem var būt vai nu tvaiks, vai ūdens.

Ūdens sildītājus nevar savienot ar metāla plastmasas vai polimēru caurulēm, jo Tie nav paredzēti augstām dzesēšanas šķidruma temperatūrām. Lai novērstu koroziju, mums ir vajadzīgas tērauda caurules un vēlams cinkotas

Pirmais ir aprīkots ar trim cauruļu rindām, bet otrais ar četrām. Vidējā modeļa plātņu biezums ir 0,5 mm un izmēri 11,7 x 13,6 cm. Lielā modeļa plātnes vienāda biezuma un platuma ir garākas - 17,5 cm.

Plāksnes atrodas 0,5 cm attālumā viena no otras un tām ir zigzaga izkārtojums, savukārt vidējā tipa modeļos plāksnes ir izvietotas pēc koridora principa.

Gaisa sildītājiem, kas marķēti ar STD, ir 5 cipari (5, 7, 8, 9, 14). STD4009V sildītājos dzesēšanas šķidrums ir tvaiks, bet STD3010G tas ir ūdens. Pirmā uzstādīšana tiek veikta ar cauruļu vertikālo orientāciju, otrā - ar horizontālu orientāciju.

Tips #3 - bimetāla sildītāji ar spurām

Apkures sistēmās ar apsildāmu gaisu bieži tiek izmantoti bimetāla sildītāju KP3-SK, KP4-SK, KSk - 3 un 4 modeļi ar īpaša veida spurām - spirālveida velmējumu. Sildītāju KP3-SK, KP4-SK dzesēšanas šķidrums ir karsts ūdens ar augstāko spiedienu 1,2 MPa un maksimālo temperatūru 180⁰.

Lai darbinātu pārējos divus gaisa sildītājus, nepieciešams tvaiks ar tādu pašu darba spiedienu kā pirmajiem, bet ar nedaudz augstāku temperatūru - 190⁰. Ražotājiem jāveic pieņemšanas testi. Ierīces tiek pārbaudītas arī attiecībā uz noplūdēm.

KSK gaisa sildītāja siltummainis sastāv no caurulēm, kas izgatavotas no tērauda un ar alumīnija ribām. Cauruļu loksnes tos savieno

Ir 2 līnijas bimetāla gaisa sildītāji - KSK3, KPZ, kuriem ir 3 cauruļu rindas, ir vidēja izmēra, un KSK4, KP4 ar 4 rindām caurulēm ir lieli modeļi. Šo ierīču sastāvdaļas ir bimetāla siltuma apmaiņas elementi, sānu vairogi, cauruļu režģi un pārsegi ar starpsienām.

Siltuma apmaiņas elements sastāv no 2 caurulēm - iekšējās ar diametru 1,6 cm, izgatavotas no tērauda un alumīnija ārējās ar uzmontētām spurām. Šķērsvirziena atstatums starp siltuma pārneses caurulēm ir 4,15 cm, un gareniskais attālums ir 3,6 cm.

Noteikumi aprēķiniem un piemērotas vienības izvēlei

Projektējot apkures sistēmu ar vienu vai sildītāju grupu, kā arī veicot aprēķinus, ir jāievēro vairāki noteikumi. Apskatīsim tos sīkāk tālāk esošajā fotoattēlu izlasē.

Ūdens sildītāja aprēķins

Lai aprēķinātu ūdens vai tvaika sildītāja jaudu, ir nepieciešami šādi sākotnējie parametri:

1. Sistēmas veiktspēja jeb, citiem vārdiem sakot, stundā destilētā gaisa daudzums. Tilpuma plūsmas mērvienība ir mᶾ/h, masa kg/h. Simbols - L.
2. Sākotnējā vai ārējā temperatūra - tul.
3. Galīgā gaisa temperatūra ir tfin.
4. Gaisa blīvums un siltumietilpība noteiktā temperatūrā - dati tiek ņemti no tabulām.

Pirmkārt, tiek aprēķināts šķērsgriezuma laukums gar gaisa sildīšanas ierīces priekšpusi.Uzzinot šo vērtību, tiek iegūti vienības provizoriskie izmēri ar rezervi.

Aprēķiniem izmantojiet formulu:

Af = Lρ/3600 (ϑρ),

Kur L — tilpuma gaisa plūsma vai produktivitāte m³/h, ρ — gaisa blīvums ārā, mērīts kg/m³ ϑρ – gaisa masas ātrums aprēķinātajā posmā, mērīts kg/(cm²).

Saņemot šo parametru, turpmākiem aprēķiniem tiek ņemts sildītāja tipiskais izmērs, pēc izmēra tuvākais. Ja galīgā laukuma vērtība ir liela, paralēli tiek uzstādītas vairākas identiskas vienības, kuru kopējā platība ir vienāda ar iegūto vērtību.

Par kaloriferiem sauc ne tikai siltuma apmaiņas ierīces, bet arī gaisa dzesētājus, kas darbojas uz auksta ūdens bāzes, kas ir daudz mazāk populāri.

Lai noteiktu nepieciešamo jaudu konkrēta gaisa tilpuma sildīšanai, jums ir jānoskaidro kopējais apsildāmā gaisa patēriņš kg 1 stundā, izmantojot formulu:

G = L x p,

Kur R - gaisa blīvums vidējā temperatūrā. To nosaka, summējot temperatūras iekārtas ieplūdes un izplūdes atverē, pēc tam dalot ar 2. Blīvuma indikatori ņemti no tabulas.

No šīs tabulas varat ņemt datus par gaisa blīvumu un īpatnējo siltumietilpību noteiktā temperatūrā, lai aprēķinātu ierīces jaudu

Tagad jūs varat aprēķināt siltuma patēriņu gaisa sildīšanai, kam tiek izmantota šāda formula:

Q (W) = G x c x (t beigas - t sākums),

Kur G — gaisa masas plūsma kg/stundā. Aprēķinot tiek ņemta vērā arī gaisa īpatnējā siltumietilpība, ko mēra J/(kg x K). Tas ir atkarīgs no ienākošā gaisa temperatūras, un tās vērtības ir norādītas tabulā augstāk. Ir norādīta temperatūra pie ierīces ieejas un izejas t sākt. Un t con. attiecīgi.

Pieņemsim, ka mums ir jāizvēlas sildītājs ar jaudu 10 000 mᶾ/h, lai tas uzsildītu gaisu līdz 20⁰ pie ārējās temperatūras -30⁰. Dzesēšanas šķidrums ir ūdens, kura temperatūra pie iekārtas ieejas ir 95⁰ un 50⁰ pie izejas.

Gaisa masas plūsma: G = 10 000 mᶾ/h. x 1,318 kg/mᶾ = 13 180 kg/h.

Blīvuma vērtība: ρ = (-30 + 20) = -10, dalot šo rezultātu uz pusēm, sanāca -5. No tabulas mēs izvēlējāmies blīvumu, kas atbilst vidējai temperatūrai.

Iegūto rezultātu aizstājot formulā, iegūst siltuma patēriņu: Q = 13 180/3600 x 1013 x 20 — (-30) = 185 435 W. Šeit 1013 ir īpatnējā siltumietilpība, kas izvēlēta no tabulas temperatūrā -30⁰ in J/(kg x K). Aprēķinātajai sildītāja jaudas vērtībai tiek pievienoti no 10 līdz 15% no rezerves.

Iemesls ir tāds, ka tabulā norādītie parametri bieži atšķiras no reālajiem parametriem uz leju, un iekārtas siltuma veiktspēja cauruļu aizsērēšanas dēļ laika gaitā samazinās. Rezerves vērtības pārsniegšana nav vēlama.

Ievērojami palielinoties sildvirsmai, var rasties hipotermija un pat atkausēšana smagos sals.

Dzesēšanas šķidrums tiek piegādāts tvaika sildītājam no augšas, un ūdens, kas rodas izplūdes tvaika kondensācijas rezultātā, tiek izvadīts no apakšas. Fotoattēlā parādīta tvaika sildītāja cauruļvadu shēma

Tvaika sildītāju jaudu aprēķina tāpat kā ūdens sildītājiem. Atšķiras tikai dzesēšanas šķidruma aprēķināšanas formula:

G=Q/r,

Kur r - īpatnējais siltums, kas izdalās tvaika kondensācijas laikā, mērīts kJ/kg.

Elektriskā sildītāja aprēķins

Ražotāji elektrisko gaisa sildītāju katalogos bieži norāda uzstādīto jaudu un gaisa plūsmu, kas ievērojami vienkāršo izvēli.Galvenais ir tas, ka parametri nav mazāki par pasē norādītajiem, pretējā gadījumā tas ātri neizdosies.

Sildītāja dizains ietver vairākus īpašus elektriskos sildelementus, kuru laukums tiek palielināts, uzspiežot uz tiem spuras.

Ierīču jauda var būt ļoti liela, dažreiz simtiem kilovatu. Līdz 3,5 kW sildītāju var darbināt no 220 V kontaktligzdas, un, ja spriegums pārsniedz šo, tas ir jāpievieno ar atsevišķu kabeli tieši pie paneļa. Ja ir nepieciešams izmantot sildītāju, kura jauda pārsniedz 7 kW, būs nepieciešams 380 V barošanas avots.

Šīs ierīces ir maza izmēra un svara, tās ir pilnīgi autonomas, tām nav obligāti nepieciešama centralizēta karstā ūdens padeve vai tvaika klātbūtne.

Būtisks trūkums ir tas, ka mazā jauda nav pietiekama, lai tos izmantotu lielās platībās. Otrais trūkums ir lielais enerģijas patēriņš.

No sildītāja aprēķina izriet, ka ierīces izmantošanas rezultāts ir ievērojams energoresursu ietaupījums. Dažkārt šī iekārta ir apvienota ar rekuperatoru un tad gaisa ieplūde notiek nevis no ārpuses, bet no istabas

Lai uzzinātu, cik daudz strāvas patērē sildītājs, varat izmantot formulu:

I=P/U,

Kur P - jauda, U - barošanas spriegums.

Ar sildītāja vienfāzes savienojumu U tiek pieņemts vienāds ar 220 V. Ar 3 fāžu savienojumu - 660 V.

Temperatūru, līdz kurai noteiktas jaudas sildītājs uzsilda gaisa masu, nosaka pēc formulas:

T = 2,98 x P/L,

Kur L — sistēmas veiktspēja. Optimālās sildītāja jaudas vērtības mājām ir no 1 līdz 5 kW, bet birojiem - no 5 līdz 50 kW.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Kāds gaisa blīvums jāņem, aprēķinot, ir aprakstīts šajā videoklipā:

Video par to, kā sildītājs darbojas apkures sistēmā:

Izvēloties konkrētu sildītāja veidu, jums jāvadās no apsvērumiem par iespējamību un mājas ekspluatācijas īpašībām.

Mazām platībām labs pirkums būtu elektriskais sildītājs, bet lielas mājas apkurei labāk izvēlēties citu iespēju. Jebkurā gadījumā jūs nevarat iztikt bez iepriekšēja aprēķina..

Vai esat labi pārzinājis sildītāja izvēli un aprēķināšanu? Varbūt vēlies padalīties ar noderīgiem ieteikumiem gaisa sildītāja izvēlei vai norādīt uz kļūdu vai neprecizitāti aprēķinos iepriekš apskatītajā materiālā? Atstājiet savu komentāru zem šī raksta – jūsu viedoklis var būt noderīgs cilvēkiem, kuri izvēlas pareizo sildītāju savai mājai.