14. Подбор вентиляционного оборудования

14.1. Калорифер

Нагревание воздуха в приточных камерах вентиляционных систем производится в теплообменных аппаратах, называемых калориферами.

Оптимальная скорость движения воды в трубках 0,2-0,5 м/с. Увеличение скорости свыше 0,5 м/с не приведет к значительному увеличению теплоотдачи, а гидравлическое сопротивление калориферов значительно возрастет. Принимать скорость движения воды ниже 0,12 м/с не рекомендуется, т.к. это может привести к замораживанию калорифера в зимний период.

В результате расчета калориферов определяется их тип, номер, количество, схемы присоединения по воздуху и теплоносителю, аэродинамическое и гидравлическое сопротивление.

Подберем калорифер для нагревания L=24160 м³/ч воздуха от температуры t_н=-22⁰С до t_к=t_пр-1=16,78-1=15,78°С. Теплоноситель - перегретая вода с параметрами t_гор=150 ⁰С, t_обр=70 ⁰С.

1.Количество теплоты, необходимой для подогрева приточного воздуха:

Q = 0,28·L·_к·c· (t_к – t_н), Вт ,

где L-расход нагреваемого воздуха, м³/ч ;

_к- плотность воздуха при температуре t_к, кг/м³;

_к= 353/(273+ t_к)=353/(273+15,78)=1,22 кг/м³ ;

c- удельная теплоемкость воздуха, c=1,005 кДж/(кг∙⁰С) ;

t_н- температура воздуха до калорифера, ⁰С;

t_к- температура воздуха после калорифера, ⁰С;

Q= 0,28·24160·1,22·1,005·(15,78-(-22)) =303360 Вт.

2. Задаемся массовой скоростью v’=5 кг/м²с и находим площадь живого сечения калориферной установки для прохода воздуха:

f_B^’=L·/(3600·v’), м²

f_B^’ =24160·1,2/(3600·5)=1,6 м²

3.Предварительно принимаем к установке калорифер КВБ11Б-П-УЗ (табл.II.26) [11] со следующими характеристиками:

f_в^т=1,66 м², f_тр=0,00348 м², F_н^т=107,08 м².,

где f_в– живое сечение по воздуху, м²;

F_н^т – площадь поверхности нагрева калорифера, м²;

f_тр – живое сечение по теплоносителю, м².

4. Находим действительную массовую скорость:

v= , кг/(м²с)

v =(24160·1,2)/(3600·1,66) =4,85 кг/(м²с);

Находим массовый расход воды в калориферной установке:

G_ж= , кг/ч

где С_ж – удельная теплоемкость воды, С_ж=4,19кДж/(кг^оС);

G_ж= кг/ч.

Находим скорость воды в трубках калориферов:

V_тр= , м/с

V_тр = =0,26 м/с;

По найденным значениям v и V_тр по табл. II.27 [11] находим коэффициенты теплопередачи калориферов:

v=4,85 кг/(м²с); V_тр=0,26 м/с; K=30,8 Вт/(м²∙^оС);

Определяем требуемую поверхность нагрева:

F_тр= , м²

где Q – расход теплоты для нагревания воздуха, Вт;

t_ср^т – средняя температура теплоносителя:

t_ср^т = (t_гор+t_обр)/2 = (150+70)/2 = 110 ^оС,

t_ср^в – средняя температура нагреваемого воздуха:

t_ср^в = (t_н+t_к)/2= (-22+15,78)/2 = -3,11 ^оС,

К – коэффициент теплопередачи калорифера, Вт/(м^{2 о}С).

F_тр= =95,8 м² ;

6. Запас поверхности нагрева калорифера:

%.

Аэродинамическое сопротивление калорифера определяем из табл. II.27 [11] при v=4,85 кг/(м²с):

_к=94 Па.