10378

t – средние температуры нагреваемого воздуха и теплоносителя, проходящих через калорифер, °С.

При расчете калориферов для нагревания воздуха в приточной системе общеобменной вентиляции, когда температура наружного воздуха зимой принимается по параметрам климата категории А, температура воды в горячей и обратной магистралях берется по графику температуры воды в тепловой сети в зависимости от температуры наружного воздуха.

При подборе калориферов запас на расчетную площадь поверхности нагрева принимается в пределах 15…20%, на сопротивление проходу воздуха –

10% и на сопротивление движению воды – 20%.

8. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ

Пример 1

Подобрать калориферную установку из калориферов КФБ для нагревания

59250 кг/ч воздуха при следующих условиях: расчетная наружная температура для отопления tн = –35 °C (параметры климата категории Б); расчетная наружная температура для проектирования вентиляции tвн = –23 °C (параметры климата категории А); температура нагретого (приточного) воздуха tк = 25 °C;

теплоноситель – перегретая вода с tг = 150 °C и tо = 70 °C.

Решение

1. Определяем по формуле (12.1) расход теплоты на подогрев приточного воздуха:

Q' = 59250 ∙ 1 ∙ [25 – (– 23)] = 2850000 кДж/ч;

Q = 0,278 ∙ 2850000 = 793000 Вт.

2. Задаваясь массовой скоростью, vρ = 9 кг/(с ∙ м2), определяем по формуле (12.5) необходимую площадь живого сечения калориферной установки:

59250

fж = 3600 ∙ 9 = 1,815 м2.

61

Калориферов с такой площадью живого сечения по воздуху не имеется, и

приходится ставить параллельно три калорифера марки КФБ–11 сечением по

0,638 м2:

fд = 3 ∙ 0,638 = 1,914 м2.

3. Определяем по формуле (12.6) действительную массовую скорость движения воздуха:

59250

vρ = 3600∙1,914 = 8,65 кг/(с ∙ м2).

4. Принимаем последовательную установку калориферов по воде,

поэтому вся вода должна пройти через площадь сечения трубок каждого калорифера.

до +25°C, т.е. на 48°C, нельзя. Тогда принимаем к установке не три, а шесть таких же калориферов, группируя их в два ряда последовательно, по три в ряду.

62

В этом случае скорость воды в трубках калориферов останется прежней и будет равна 0,175 м/с, а ρ=8,65 кг/(с ∙ м2), чему соответствует K = 23,7 Вт/(м2∙K).

9. Теплопроизводительность в этом случае составит:

Qк = 69,9 ∙ 6 ∙ 23,7 ∙ (126 + 60 – –23 + 25) = 920000 Вт. 2 2

10. Запас будет равен:

920000 – 793000 ∙100% = 16,1%.

793000

Таблица 2

63

11. Потери давления по воздуху для двух рядов калориферов по табл. 3

составят:

∆P = 70,3 ∙ 2 = 140,6 Па.

12. Сопротивление движению воды определяют по таблицам или по графикам, приведенным в справочной литературе или по прил.3.

Таблица 3

Аэродинамические характеристики калориферов

Таблица 4

Характеристики калориферов КФБ, КФС и КВБ

Расход воды в калорифере Gвод, кг/с определяется по формуле:

65

3,6 ∙ Q

Gвод = cв ∙ (t1 – t2) , кг/с,

где Q – расход теплоты на нагревание воздуха, Вт; cв – удельная теплоемкость воды, равная 4,187 кДж/(кг ∙ К); t1 и t2 – температуры теплоносителей в подающем и обратном трубопроводах, °С.

Сопротивление одного калорифера P1 = 505 Па, а всех шести калориферов: ∆P = 505 ∙ 6 = 3030 Па.

Пример 2

Подобрать калориферную установку из калориферов КВБ (одноходовых)

для нагревания 18000 кг/ч воздуха при следующих условиях: расчетная

нагретого (приточного) воздуха tк = 12 °C; теплоноситель пар давлением 0,137

МПа (1,4 кгс/см2).

Решение:

1. Определяем по формуле (12.1) расход теплоты на нагревание воздуха:

Q' = 18000 ∙ 1 ∙ (12 + 15) = 486000 кДж/ч;

Q = 0,278 ∙ 486000 = 135000 Вт.

2. Задаваясь массовой скоростью vρ = 8 кг/(с ∙ м2), определяем по формуле

(12.5) необходимую площадь живого сечения калориферной установки:

18000

fж = 3600 ∙ 8 = 0,625 м2.

3.Подбираем по каталогу больший размер калорифера, исходя из площади живого сечения по воздуху (табл. 5). Принимаем калорифер КВБ–11,

укоторого fж = 0,638 м2.

4.Определяем по формуле (12.6) действительную массовую скорость:

18000

vρ = 3600 ∙0,638 = 7,8 кг/(с ∙ м2).

66

Запас велик. Обычно для калориферов принимают запас до 20%.

Принимаем к установке вместо марки КВБ–11 марку КВБ–8.

10. Площадь живого сечения по воздуху калорифера КВБ–8 составляет

0,416 м2; площадь поверхности нагрева 35,7 м2.

11. Определяем по формуле (12.6) массовую скорость в живом сечении калорифера КВБ–8:

18000

vρ = 3600 ∙ 0,416 = 12 кг/(с ∙ м2).

12.Определяем по табл. 2 коэффициент теплопередачи К,

соответствующий этой массовой скорости: при vρ = 12 кг/(с ∙ м2) значение

K = 42,7 Вт/(м2 ∙ K).

13. Теплопроизводительность калорифера по формуле (12.12) составит:

Qк = FкK∆t = 35,7 ∙ 42,7 ∙ 107,2 = 164000 Вт.

14. Проверяем запас к заданной теплопроизводительности

67

164000 – 135000 ∙100% = 21,5%.

135000 15. Определяем сопротивление калорифера проходу воздуха по табл. 3;

значение P = 99,9 Па, затем проверяем его значение по формуле табл. 1:

∆P = 1,485 ∙ 121,69 = 100 Па.

9 СОВРЕМЕННЫЕ АНАЛОГИ КАЛОРИФЕРОВ ТИПА КСК, КВБ И КВС

Теплообменники типа ВНВ.243 производства компании «ВЕЗА» предназначены для замены устаревших теплообменников КСк, КВБ и КВС при реконструкции и ремонте существующих систем или для использования во вновь проектируемых системах вентиляции.

Таблица 5

Таблица соответствия теплообменников типа ВНВ.243 применяемым аналогам

Подгруппы ВНВ.243:

–однорядные с шагом ламелей 1,8 мм – используются в качестве доводчиков в системах вентиляции или в качестве нагревателей воздуха не ниже –10°С.

–двухрядные с шагом ламелей 1,8 мм или 2,2 мм – используются в качестве нагревателей воздуха в системах вентиляции.

68

– трехрядные с шагом ламелей 1,8 мм – используются в качестве нагревателей воздуха при использовании обратной воды (режим воды 60/40 °С)

или в качестве воздухонагревателей в технологических процессах (например, в

камере для сушки дерева).

– четырехрядные с шагом ламелей 2,5 мм – используются в качестве воздухоохладителей в системах вентиляции.

Теплообменники типа ВНВ.243 имеют близкие или идентичные габаритные размеры и теплотехнические характеристики.

Таблица соответствия теплообменников ВНВ.243 вышеуказанным калориферам типа КСк, КВБ и КВС приведена в таблице 5.

Таблица 6

Габаритные и присоединительные размеры теплообменников типа ВНВ.243

Габаритные, присоединительные размеры и теплофизические характеристики этих теплообменников приведены в таблице 6.

В соответствии с выполненными расчетами произвести замену устаревших теплообменников КСк, КВБ и КВС на современный теплообменник типа ВНВ.243 производства компании «ВЕЗА», согласно приведенным выше

69

данным и выполнить его чертеж с указанием габаритных и присоединительных размеров.

10. ТЕПЛООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ С ЭЛЕКТРООБОГРЕВОМ

Обогрев электрическим током применяют во многих отраслях промышленности, на коммунальных предприятиях вследствие следующих преимуществ перед нагревательными установками других типов:

1)быстроты включения и выхода на номинальную мощность:

2)выделения большой тепловой мощности в малом объеме и нагрев до высоких температур;

3)возможности герметизации рабочего объема для создания в нем избыточного давления, вакуума или защитной атмосферы;

4)простоты регулирования температурного режима при высокой степени равномерности нагрева;

5)компактности электрических нагревателей;

6)удобства механизации и автоматизации работы;

7)улучшения условий труда.

70