12 Воздухонагревательные секции

По конструкции воздухонагреватели практически не отличаются от воздухоохладителей. Отличительной особенностью является отсутствие поддонов для сбора и отвода воды.

В сухих воздухонагревателях воздух, соприкасаясь с наружной поверхностью теплообменных труб, нагревается без изменения влагосодержания.

В поверхностно-контактных воздух нагревается и увлажняется.

Процесс сухого нагрева воздуха протекает по линии 1-2. В калорифере с орошаемой насадкой процесс обработки воздуха характеризуется линией 1-3.

В поверхностно-контактных калориферах при одинаковой площади теплопередающей поверхности воздух нагревается значительно хуже, чем в поверхностных воздухонагревателях, так часть тепла затрачивается на частичное испарение воды, т.е. Δt_1-3< Δt_1-2. Однако количество теплоты к воздуху в орошаемых калориферах подводится существенно больше, чем в сухих, т.е. h_1-3>h_1-2. Поверхностно-контактные калориферы наиболее эффективны для тех процессов, когда необходимо воздух одновременно нагревать и увлажнять.Например в камерах варки колбас, размораживания мяса и т.д.

В зависимости от вида теплоносителя калориферы бывают паровые и водяные. В паровых воздухонагревателях циркулирует горячий пар, в водяных – горячая вода. В СКВ калориферы размещаются в отдельных секциях. Если необходимо нагревать только часть воздуха, то секции оборудуются обводными каналами с воздушными клапанами. Воздушные клапаны могут устанавливаться и перед калорифером. Изменение положения заслонок воздушных клапанов позволяет регулировать соотношение количества воздуха, проходящего через калорифер и воздуха, проходящего через обводной канал. Выбор варианта размещения воздухонагревателя, обводного канала и воздушных клапанов зависит от технологического режима обработки воздуха. Перед калорифером воздушные клапаны устанавливают, как правило, в паровых воздухонагревателях. В водяных калориферах перед трубным пучком воздушный клапан, как правило, не устанавливается, а только в обводных каналах.

Расчет и подбор воздухонагревателей осуществляется по тем же формулам, как и для воздухоохладителей. Коэффициенты теплопередачи, теплоотдачи, сопротивление проходу воздуха находятся так же по эмпирическим формулам для определенных конструкций калориферов и конкретных условий их работы.

К воздухонагревателям относятся так же электрические калориферы. Их достоинством является отсутствие систем теплоснабжения. К недостаткам необходимо отнести жесткие требования по устройству электроустановок, расход электроэнергии, опасность поражения электрическим током и др.

Электрокалориферы состоят из корпуса и оребренных трубчатых электронагревательных элементов. Электронагревательные элементы объеденены в калорифере посекционно. Температура нагреваемого воздуха регулируется путем последовательного включения нагревателей отдельных секций.

Электропитание к нагревательным элементам подводится через специальные медные шины.

Электрическая мощность, необходимая для нагрева воздуха по формуле

N_эл = Q_я = G_в · с_в · (t_в.вх – t_в.вых) · n, Вт,

гдеп – коэффициент запаса, n = 1,1 – 1,2.

После подбора калорифера рассчитывается действительная скорость воздуха

ω_в.д = G_в / ρ · f_ж.с, м/с,

гдеf_ж.с – площадь живого сечения воздухонагревателя, м².

Скорость воздуха в калорифере должна быть в пределах ω_в.д = 4-14 м/с.

Во многих производствах выделяется большое количество теплоты, которая затем вытяжной вентиляцией выбрасывается в атмосферу. К таким производствам относятся, например цех варки колбас, консервный цех, аппаратное отделение молочных заводов и др.,

С целью экономии энергии в системах кондиционирования воздуха этих производственных помещений целесообразно использовать теплоту отработанного воздуха для нагрева холодного подаваемого свежего воздуха. Для этого применяются воздушно-воздушные аппараты.

Воздушно-воздушные аппараты бывают поверхностными и поверхностно-контактными. В поверхностных аппаратах взаимный теплообмен между потоками воздуха осуществляется через какую-либо поверхность.

В зависимости от формы каналов для прохода воздуха поверхностные воздухо-воздушные аппараты бывают пластинчатые и трубчатые. Пластинчатые аппараты выполняются в виде пакета, собранного из элементов, которые образуют чередующиеся каналы для прохода воздушных потоков между разделяющими стенками аппарата.

Основные расчеты воздухонагревателей

Воздухонагрвеватель подбирается по требуемоей площади теплопередающей поверхности , м²

полная тепловая нагрузка:

= V_в · с_в · (t_вк – t_вн)

= V_в · (h_вк – h_вн), Вт

К- коэффициент теплопередачи воздухонагревателя, каждый расчитываеться по эмперической формуле, для конкретного типа воздухонагревателя . например для водяного с пластинчитыморибрением

Массовая скорость воды в теплообменных трубах

Аэродинамическое сопротивление рассчитываеться также по эмпирической формуле для конкретного типа воздухонагревателей.

Например для водяного воздухонагвервателя с пластинчитыморебрением

- количество рядов трубок походу движения воздуха