Fűtőberendezés számítása: hogyan kell kiszámítani a fűtési levegő fűtésére szolgáló eszköz teljesítményét

A fűtőberendezések nagy teljesítményűek, így segítségükkel még nagyon nagy helyiségeket is fel lehet fűteni meglehetősen rövid idő alatt. Ezeknek a különféle hűtőfolyadékokkal működő berendezéseknek számos modellje értékesítésre kerül.

A legjobb lehetőség kiválasztásához ki kell számítania a fűtőelemet, amelyet manuálisan vagy online számológép segítségével is meg kell tenni. Segítünk kitalálni a számítások kérdését - ebben a cikkben példát adunk azokra a számításokra, amelyekre szükség lesz a levegő fűtésére alkalmas eszköz kiválasztásakor.

Figyelembe vesszük a különféle típusú légfűtők tervezési jellemzőit, az ilyen eszközöket használó fűtési rendszer előnyeit és hátrányait is.

A fűtőberendezéssel történő fűtés előnyei és hátrányai

Az otthoni fűtési rendszer, amely egy meghatározott hőmérsékletre melegített levegőt közvetlenül a házba vezet, különösen érdekes a lakástulajdonosok számára.

Ez a fűtési rendszer kialakítása a következő fontos összetevőkből áll:

  • hőfejlesztőként működő fűtőtest, amely felmelegíti a levegőt;
  • csatornák (légcsatornák), ​​amelyeken keresztül a felmelegített légtömegek belépnek a házba;
  • ventilátor, amely a jól felmelegített levegőt az egész helyiségbe irányítja.

Az ilyen típusú rendszernek számos előnye van.Ezek közé tartozik a nagy hatékonyság, a hőcserélő segédelemek hiánya radiátorok, csövek formájában, valamint az éghajlati rendszerrel való kombinálhatóság, valamint az alacsony tehetetlenség, aminek következtében a nagy mennyiségek nagyon gyorsan felmelegednek.

Sok lakástulajdonos számára az a hátránya, hogy a rendszer telepítése csak a ház építésével egyidejűleg lehetséges, és akkor a további korszerűsítés lehetetlen.

A hátránya egy olyan árnyalat, mint a tartalék tápellátás kötelező jelenléte és a rendszeres karbantartás szükségessége.

Fűtő
A fűtőberendezés könnyen felszerelhető és működtethető, megfizethető, de ami a legfontosabb, hatékony eszköz egy helyiség fűtésére. A képen a rendszerbe épített vízmelegítő látható

Weboldalunkon részletesebb anyagok találhatók a házban és nyaralóban lévő légfűtés beépítéséről. Javasoljuk, hogy ismerkedjen meg velük:

A légfűtők osztályozása

A légfűtők a levegő melegítésére szolgáló fűtési rendszer kialakításában szerepelnek. Ezeknek az eszközöknek a következő csoportjai vannak a használt hűtőfolyadék típusa szerint: víz, elektromos, gőz, tűz.

Érdemes elektromos készülékeket használni a legfeljebb 100 m² területű helyiségekben. Nagy területű épületeknél ésszerűbb választás a vízmelegítők, amelyek csak hőforrás jelenlétében működnek.

A legnépszerűbbek a gőz és vízmelegítők. Mind az első, mind a második felület két altípusra oszlik: bordás és sima csöves. A bordák geometriája szerint a bordás fűtőtestek lehetnek lemezesek vagy spiráltekercsesek.

A fűtés csatlakoztatása
A hűtőközeggel, például gőzzel működő légfűtők teljesítményét a bemeneti csőre szerelt speciális szelepek szabályozzák.

Kialakításuk szerint ezek az eszközök lehetnek egyjáratúak, amikor a bennük lévő hűtőfolyadék csövekben mozog, állandó irányt betartva, és többjáratúak, amelyek fedelében válaszfalak vannak, aminek következtében a mozgásirány a hűtőfolyadék folyamatosan változik.

4 víz- és gőzmelegítő modell kapható, amelyek fűtőfelületükben különböznek egymástól:

  • CM - a legkisebb egy csősorral;
  • M — kicsi két csősorral;
  • VAL VEL — közepes csövekkel 3 sorban;
  • B - nagy, 4 csősorral.

Működés közben a vízmelegítők ellenállnak a nagy hőmérséklet-ingadozásoknak - 70-110⁰.Ahhoz, hogy egy ilyen típusú fűtőberendezés jól működjön, a rendszerben keringő vizet maximum 180⁰-re kell felmelegíteni. A meleg évszakban a fűtőberendezés ventilátorként működhet.

Különböző típusú légmelegítők tervezése

A fűtővíz-melegítő egy fém házból, egy abban elhelyezett hőcserélőből áll, csősor formájában és egy ventilátorból. Az egység végén bemeneti csövek vannak, amelyeken keresztül kazánhoz vagy központi fűtési rendszerhez csatlakozik.

A ventilátor általában a készülék hátulján található. Feladata a levegő átvezetése a hőcserélőn.

Fűtés után a levegő a fűtőtest elülső részén található rácson keresztül visszaáramlik a helyiségbe.

Leggyakrabban a ház téglalap alakú, de vannak kerek szellőzőcsatornákhoz tervezett modellek. A tápvezetékre két- vagy háromutas szelepek vannak felszerelve az egység teljesítményének szabályozására.

Ventilátor
A ventilátor a fűtőtest házában található csöveken keresztül fúj.A fűtési rendszerből származó felmelegített víz a csövekben mozog, és a ventilátor egyenletesen osztja el a meleg levegőt a helyiségben

A légfűtők a beépítés módjában is különböznek - mennyezetre vagy falra szerelhetők. Az első típusú modellek álmennyezet mögé kerülnek, csak a rács néz ki rajta. A falra szerelhető egységek népszerűbbek.

1. típus - sima csöves fűtőtestek

A simacsöves kialakítás vékony, 20-32 mm átmérőjű üreges csövek formájú fűtőelemekből áll, amelyek egymástól 0,5 cm távolságra helyezkednek el. A hűtőfolyadék kering rajtuk keresztül. A csövek fűtött felületeit mosó levegő a konvektív hőcsere miatt felmelegszik.

A légfűtő csövei sakktábla vagy folyosó mintázatban vannak elrendezve. Végeik a kollektorokba vannak hegesztve - felső és alsó. A hűtőfolyadék a bemeneti csövön keresztül jut be az elosztódobozba, majd a csöveken való áthaladás és azok felmelegítése után kondenzvíz vagy hűtött víz formájában a kimeneti csövön keresztül távozik.

Stabilabb hőátadást biztosítanak a lépcsőzetes csövek elrendezésű készülékek, de a légáramlással szembeni ellenállás itt nagyobb. A készülék valós képességeinek megismeréséhez ki kell számítani az egység teljesítményét.

Vannak bizonyos követelmények a levegővel szemben – nem lehetnek rostok, lebegő részecskék vagy ragadós anyagok. A megengedett portartalom kevesebb, mint 0,5 mg/mᶾ. A bemeneti hőmérséklet legalább 20 ⁰.

Fűtőberendezés kialakítása
Egy- és 3-menetes fűtőtestek. 1 – bemeneti cső, amelyen keresztül a hűtőfolyadék áramlik, 2 – elosztódoboz, 3 – cső, 4 – kimeneti cső, 5 – válaszfal

A simacsöves fűtőtestek termikus jellemzői nem túl magasak.Használatuk akkor célszerű, ha nincs szükség jelentős légáramlásra és magas hőmérsékletre való melegítésre.

2-es típus - bordás légfűtők

A bordás készülékek csövei bordás felületűek, ezért nagyobb a hőátadás róluk. Kevesebb cső esetén ezek termikus jellemzői magasabbak, mint a simacsöves légfűtőké.

A lemezmelegítők csöveket tartalmaznak, amelyekre lemezek vannak szerelve - téglalap alakú vagy kerek.

Az első típusú lemezek egy csőcsoportra vannak felszerelve. A hűtőfolyadék egy idomon keresztül jut be a készülék elosztódobozába, felmelegíti a kis átmérőjű csatornákon keresztül jelentős sebességgel áthaladó levegőt, majd a szerelvényen keresztül távozik a szerelődobozból.

Az ilyen típusú fűtőberendezések kompaktak, könnyen karbantarthatók és telepíthetők.

Az egyjáratú lemezes eszközök jelölése: KFB, KFS, KVB, STD3009V, KZPP, K4PP, a többjáratú lemezes eszközök pedig KVB, K4VP, KZVP, KVS, KMS, STDZOYUG, KMB. A középső modell neve KFS, a nagy pedig KFB.

A fűtőtestek csöveire 1 cm széles és 0,4 mm vastag hullámos acélszalag van feltekerve. A hűtőfolyadék számukra lehet gőz vagy víz.

Vízmelegítő
A vízmelegítőket nem lehet fém-műanyag vagy polimer csövekkel összekötni, mert Nem magas hűtőfolyadék hőmérsékletre tervezték. Acélcsövekre van szükségünk, és lehetőleg horganyzottakra, hogy megakadályozzuk a korróziót

Az első három csősorral van felszerelve, a második pedig négy. A közepes modell lemezeinek vastagsága 0,5 mm, mérete 11,7 x 13,6 cm. Az azonos vastagságú és szélességű nagy modell lemezei hosszabbak - 17,5 cm.

A lemezek egymástól 0,5 cm távolságra helyezkednek el és cikkcakk elrendezésűek, míg a középső típusoknál a tányérok folyosóelv szerint vannak elrendezve.

Az STD jelzéssel ellátott légfűtők 5 számmal rendelkeznek (5, 7, 8, 9, 14). Az STD4009V fűtőberendezésekben a hűtőfolyadék gőz, az STD3010G-ben pedig víz. Az előbbi beszerelését a csövek függőleges, az utóbbi vízszintes orientációjával végzik.

3. típus - bimetál fűtőtestek bordákkal

A fűtött levegővel ellátott fűtési rendszerekben gyakran használják a KP3-SK, KP4-SK, KSk - 3 és 4 bimetál fűtőelemeket, speciális típusú - spirálhengerelt - bordákkal. A KP3-SK, KP4-SK fűtőberendezések hűtőfolyadéka forró víz, a legnagyobb nyomással 1,2 MPa és a maximális hőmérséklettel 180⁰.

A másik két légfűtő működtetéséhez ugyanolyan üzemi nyomású gőzre van szükség, mint az elsőnél, de valamivel magasabb hőmérséklettel - 190⁰. A gyártóknak átvételi vizsgálatokat kell végezniük. Az eszközöket szivárgás szempontjából is tesztelik.

Hőcserélő
A KSK légfűtő hőcserélője acél csövekből áll, alumínium bordákkal. Csőlapok kötik össze őket

A bimetál légmelegítők 2 sora létezik - a KSK3, KPZ, amelyek 3 soros csöves, közepes méretűek, és a KSK4, KP4 4 soros csövekkel nagy modellek. Ezen eszközök alkotóelemei bimetál hőcserélő elemek, oldalpajzsok, csőrácsok, válaszfalakkal ellátott burkolatok.

A hőcserélő elem 2 csőből áll - egy belső 1,6 cm átmérőjű, acélból és egy alumínium külső, lamellákkal. A hőátadó csövek keresztirányú távolsága 4,15 cm, a hosszirányú távolság pedig 3,6 cm.

A számítások és a megfelelő egység kiválasztásának szabályai

Egy vagy több fűtőtesttel rendelkező fűtési rendszer tervezésekor, valamint számítások elvégzésekor számos szabályt be kell tartani. Nézzük meg őket részletesebben az alábbi fotóválogatásban.

Vízmelegítő számítás

A víz- vagy gőzmelegítő teljesítményének kiszámításához a következő kezdeti paraméterekre van szükség:

  1. A rendszer teljesítménye, vagy más szóval az óránként desztillált levegő mennyisége. A térfogatáram mértékegysége mᶾ/h, tömeg kg/h. Szimbólum - L.
  2. Kezdeti vagy külső hőmérséklet - tul.
  3. A levegő végső hőmérséklete tfin.
  4. A levegő sűrűsége és hőkapacitása egy bizonyos hőmérsékleten - az adatok táblázatokból származnak.

Először ki kell számítani a légfűtő berendezés eleje mentén lévő keresztmetszeti területet.Miután megtanulta ezt az értéket, az egység előzetes méreteit margóval kapjuk meg.

A számításhoz használja a következő képletet:

Af = Lρ / 3600 (ϑρ),

Ahol L — térfogati levegőáramlás vagy termelékenység m³/h-ban, ρ — a külső levegő sűrűsége kg/m³-ban mérve ϑρ – a levegő tömegsebessége a számított szakaszon, kg/(cm²) mértékegységben.

Miután megkapta ezt a paramétert, a további számításokhoz a fűtőelem tipikus méretét veszik, a legközelebbi méretben. Ha a végső területérték nagy, akkor több azonos egységet párhuzamosan szerelnek fel, amelyek összterülete megegyezik a kapott értékkel.

Hőátadási diagram
A hőcserélőket nemcsak hőcserélő eszközöknek, hanem hideg víz alapú léghűtőknek is nevezik, amelyek sokkal kevésbé népszerűek.

Egy adott térfogatú levegő felmelegítéséhez szükséges teljesítmény meghatározásához meg kell találnia a fűtött levegő teljes fogyasztását kg-ban 1 óránként a képlet segítségével:

G = L x p,

Ahol R - levegő sűrűsége átlagos hőmérsékleten. Meghatározása az egység bemeneti és kimeneti hőmérsékletének összegzésével, majd 2-vel való osztásával történik. A sűrűségjelzők a táblázatból származnak.

Levegősűrűség és fajlagos hőkapacitás táblázata
Ebből a táblázatból adatokat vehet a levegő sűrűségéről és fajlagos hőkapacitásáról egy bizonyos hőmérsékleten a készülék teljesítményének kiszámításához

Most kiszámolhatja a levegő fűtéséhez szükséges hőfogyasztást, amelyhez a következő képletet használják:

Q (W) = G x c x (t vége – t kezdet),

Ahol G — levegő tömegáram kg/óra. A számításnál figyelembe vesszük a levegő fajlagos hőkapacitását J/(kg x K) mértékegységben. Ez a beáramló levegő hőmérsékletétől függ, értékei a fenti táblázatban találhatók. Megjelenik a hőmérséklet a készülék be- és kimeneténél t kezdeni. És t con. illetőleg.

Tegyük fel, hogy egy 10 000 mᶾ/óra teljesítményű fűtőtestet kell választanunk, hogy -30 ⁰ külső hőmérsékleten 20°-ra melegítse a levegőt. A hűtőfolyadék víz, amelynek hőmérséklete az egység bejáratánál 95⁰, a kimenetnél pedig 50⁰.

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

Sűrűség értéke: ρ = (-30 + 20) = -10, ezt az eredményt felezve -5-öt kaptunk. A táblázatból az átlaghőmérsékletnek megfelelő sűrűséget választottuk ki.

A kapott eredményt a képletbe behelyettesítve a hőfogyasztást kapjuk: Q = 13 180 / 3600 x 1013 x 20 – (-30) = 185 435 W. Itt 1013 a táblázatból kiválasztott fajlagos hőkapacitás -30° J/(kg x K) hőmérsékleten. A tartalék 10-15%-a hozzáadódik a fűtőteljesítmény számított értékéhez.

Ennek oka, hogy a táblázatban szereplő paraméterek lefelé gyakran eltérnek a valóstól, és az egység hőteljesítménye a csövek eltömődése miatt idővel csökken. A tartalékérték túllépése nem kívánatos.

A fűtőfelület jelentős növekedése esetén hipotermia és súlyos fagyok esetén akár leolvadás is előfordulhat.

Pántolási séma
A gőzfűtőbe a hűtőfolyadékot felülről, a kipufogó gőz kondenzációjából származó vizet pedig alulról vezetik el. A képen a gőzfűtő csővezetékének diagramja látható

A gőzmelegítők teljesítményét ugyanúgy számítják ki, mint a vízmelegítőké. Csak a hűtőfolyadék kiszámításának képlete különbözik:

G=Q/r,

Ahol r - a gőzkondenzáció során felszabaduló fajhő, kJ/kg-ban mérve.

Elektromos fűtés számítása

Az elektromos légmelegítők katalógusaiban a gyártók gyakran feltüntetik a beépített teljesítményt és a légáramlást, ami nagyban leegyszerűsíti a választást.A lényeg az, hogy a paraméterek ne legyenek kisebbek, mint az útlevélben feltüntetettek, különben gyorsan meghibásodik.

A fűtőtest kialakítása több speciális elektromos fűtőelemet tartalmaz, amelyek területét bordák rányomásával növelik.

Az eszközök teljesítménye nagyon nagy lehet, néha több száz kilowatt is lehet. A fűtőtest 3,5 kW-ig 220 V-os konnektorról táplálható, e feletti feszültségeknél külön kábellel kell közvetlenül a panelre csatlakoztatni. Ha 7 kW-nál nagyobb teljesítményű fűtőtestet kell használni, akkor 380 V-os tápegység szükséges.

Ezek az eszközök kis méretűek és súlyúak, teljesen önállóak, nem feltétlenül igényelnek központi melegvíz-ellátást vagy gőzt.

Jelentős hátránya, hogy az alacsony teljesítmény nem elegendő nagy területen történő használathoz. A második hátrány a nagy energiafogyasztás.

Az elektromos fűtés előnyei
A fűtőberendezés számításából az következik, hogy az eszköz használatának eredménye az energiaforrások észrevehető megtakarítása. Néha ezt az egységet rekuperátorral kombinálják, majd a levegő beszívása nem kívülről, hanem a helyiségből történik

Ahhoz, hogy megtudja, mennyi áramot fogyaszt a fűtőelem, használhatja a következő képletet:

I=P/U,

Ahol P - erő, U - tápfeszültség.

A fűtőberendezés egyfázisú csatlakoztatása esetén az U értéke 220 V. 3 fázisú csatlakozás esetén - 660 V.

Azt a hőmérsékletet, amelyre egy bizonyos teljesítményű fűtőtest felmelegíti a levegőtömeget, a következő képlettel határozza meg:

T = 2,98 x P/L,

Ahol L - rendszer teljesítmény. Az otthoni fűtés optimális teljesítménye 1-5 kW, az irodákban pedig 5-50 kW.

Következtetések és hasznos videó a témában

Ez a videó leírja, hogy milyen levegősűrűséget kell venni a kiszámításhoz:

Videó a fűtőberendezés működéséről a fűtési rendszerben:

Egy adott típusú fűtőelem kiválasztásakor figyelembe kell vennie a ház megvalósíthatóságát és működési jellemzőit.

Kis területeken jó vásárlás lenne az elektromos fűtőberendezés, de egy nagy ház fűtéséhez jobb, ha másik lehetőséget választ. Mindenesetre nem nélkülözheti az előzetes számítást..

Jártas a fűtőelem kiválasztásának és számításának kérdésében? Esetleg hasznos javaslatokat szeretne megosztani a légfűtő kiválasztásához, vagy rámutat a számítások hibájára vagy pontatlanságára a fent tárgyalt anyagban? Hagyja megjegyzését e cikk alatt – véleménye hasznos lehet azoknak, akik a megfelelő fűtőtestet választják otthonukba.

Látogatói megjegyzések
  1. Igor

    Minden a céloktól függ. Azokba a helyiségekbe javasolnám az elektromos fűtőtestek szedését, amelyeket nem állandó lakhatásra szánnak, és rövid ideig, de gyorsan fel kell fűteni. Egyébként nem csak a helyes számítások elvégzése és magának a fűtőtestnek a megválasztása fontos, hanem a nem megfelelő építés vagy az olcsó hőszigetelő anyagok használata miatt fellépő hőveszteségek figyelembe vétele is.

    • Szakértő
      Alekszej Dedyulin
      Szakértő

      A fűtési rendszer típusának (Igor) kiválasztását a létesítményt körülvevő energetikai infrastruktúra határozza meg. Például, ha saját kazánháza van egy épület közelében, az elektromos fűtést veszteséges projektté változtatja.

      A fűtési módot a megengedett hőmérséklet-ingadozások határozzák meg. Például egy borospincét, amely csekély hőmérsékleti ingadozást igényel, általában precíziós split rendszerekkel „fűtjük”. A „rövid távú, de gyors” a bor megromlását okozza.

      A cikk, Igor, leír egy algoritmust a fűtőelem kiválasztására a befújt levegő számos paramétere alapján.A hőveszteség elszámolása egy „történet” arról fűtési rendszer számítás.

Fűtés

Szellőzés

Elektromos