4.2 Розрахунок повітрепідігрівачів (калориферів).
Калорифери – це парові або водяні апарати для помірного нагріву повітря, які широко застосовується у вентиляційних системах.
Калорифери класифікують в залежності від руху по трубкам теплоносія (одноходові, багатоходові), виду оребріння (пластинчаті, спіральні, спірально-навівні, накатні), числа трубок по ходу повітря (мала модель М-2 шт., середня модель С-3 шт., велика модель Б-4 шт.) матеріалу трубок (сталеві, біметалеві – сталь та алюміній).
Багатоходові калорифери в основному застосовують в опалювальних системах, що дозволяє забезпечити велику швидкість теплоносія у трубках (при однаковій його витраті), збільшити коефіцієнт теплопередачі, підвищити теплотехнічні показники калориферів.
Таблиця 4.3 Конструктивні характеристики калориферів сталевих пластинчатих типу КВБ, КМБ, КМС.
Площа поверхні нагріву, м2 |
Площина живого перерізу, м2 |
Габарити, мм
|
Маса, кг
|
|||||||
По повіт-рю |
По теплоносія |
Довжи-на |
ширина |
КВБ |
КМБ |
КМС |
||||
КВБ, КМС |
КМБ |
|
КВБ |
КМБ |
КМС |
|
|
|
|
|
9,9 |
12,7 |
0,115 |
0,0046 |
0,00152 |
0,00114 |
624/560
|
412/360 |
53 |
57,2 |
44,4 |
13,2 |
16,9 |
0,154 |
0,0061 |
0,00135 |
0,00102 |
532/480
|
69 |
74,5 |
57,5 |
|
16,7 |
21,4 |
0,195 |
|
|
|
774/710 |
|
85 |
90,1 |
68,8 |
20,9 |
26,8 |
0,244 |
0,0076 |
0,00127 |
0,00095 |
666/600 |
106 |
110,6 |
84,8 |
|
25,3 |
32,4 |
0,295 |
|
|
|
924/860 |
|
125 |
129,4 |
99,0 |
30,4 |
38,9 |
0,354 |
0,0092 |
0,00152 |
0,00114 |
786/720 |
152 |
153,6 |
116,7 |
|
35,7 |
45,7 |
0,416 |
|
|
|
1074/1010 |
|
174 |
176,3 |
133,8 |
41,6 |
53,3 |
0,485 |
0,0107 |
0,00178 |
0,00133 |
906/840 |
201 |
203,3 |
153,8 |
|
47,5 |
61,2 |
0,556 |
|
|
|
1224/1160 |
|
224 |
233,4 |
173,2 |
Із рівняння теплового балансу визначається теплова потужність та витрата теплоносія (води або повітря).
(4.7)
де GповGв– витрата повітря та води кг/с;
спов, св – теплоємності повітря та води Кдж/(кгК);
- температури повітря на вході
та на виході з підігрівача, °С;
- температури води на вході та на виході з підігрівача
Приймаємо масову швидкість повітря у живому перерізі калориферу ωρ=10 кг/м2с і по рівнянню нерозривності потоку визначаємо розрахункову площу живого перерізу калориферу:
(4.8)
Після чого із табл. 4.3. підбираємо необхідний калорифер (або декілька калориферів) та визначаємо дійсну масову швидкість повітря.
Визначаємо швидкість руху води в трубках
(4.8)
Далі визначається коефіцієнт теплопередачі за формулами наведеними у таблиці 4.4. в залежності від типу калорифера.
Таблиця 4.4 Розрахункові формули для визначення коефіцієнтів теплопередачі.
Модель калориферу
|
Коефіцієнти теплопередачі при обігріві, Вт/(м2К) |
||
парою
|
водою |
||
При ωв=0,02...0,25 м/с |
При ωв=0,25...1 м/с |
||
КФБ |
11,6ωρ0,42 |
15,2ωρ0,331 ωв0,166 |
11,0ωρ0,446 ωв0,094 |
КВБ |
17,8ωρ0,351 |
21,5ωρ0,975 ωв0,192 |
21,5ωρ0,975 ωв0,192 |
КМС |
- |
|
17,8ωρ0,343 ωв0,149 |
Після цього перераховують теплову потужність калориферів за рівнянням теплопередачі та зрівнюють із заданою, якщо калорифер на забезпечує необхідну теплопродуктивність вибирають іншій або для групи калориферів змінюють схему групового включення (наприклад з послідовної на паралельну).