12.2. Подбор калорифера

Нагревание воздуха в приточных камерах вентиляционных систем производится в теплообменных аппаратах – калориферах. В качестве греющей среды может использоваться горячая вода, пар, электроэнергия. Совершенствование калориферов идет по пути увеличения поверхности теплообмена за счет различной формы поперечного сечения трубок, применения оребрения и увеличения коэффициента теплопередачи.

Широко применяются калориферы биметаллические со спирально-накатным оребрением: КСк3 и КСк4, КП3-СК и КП4-Ск. Теплообменным элементом является трубка, изготовленная из двух трубок, насаженных одна на другую. Внутренняя трубка - стальная, наружная - алюминиевая с накатным на ней оребрением.

В качестве теплоносителя в калориферах КСк3 и КСк4 используется перегретая вода с рабочим избыточным давлением до 1,2 МПа и температурой до 180⁰С. Эти калориферы многоходовые, устанавливаются горизонтально. Средняя модель (КСк3) имеет три ряда трубок, большая модель (КСк4)- четыре ряда.

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

Исходные данные:

1) Объем приточного воздуха L=1970м³/ч;

2) Расчетная температура наружного воздуха (для холодного периода года по параметрам Б) t_н=-22 °С;

3) На основании расчета воздухообмена и воздухораспределения определена температура приточного воздуха t_п=13°С;

4) Теплоноситель – горячая вода с параметрами t_гор =150⁰С _, t_обр =70⁰С.

5) Проектируемое здание расположено в городе Ганцевичи.

Расчет:

2. Учитывая нагрев воздуха в вентиляторе на 1⁰С, воздух в калориферах необходимо подогревать до температуры: t_кон= t_п - 1=13-1=12⁰С.

3. Расход теплоты, необходимый для нагрева приточного воздуха , Вт:

где L- расход нагреваемого воздуха, м³/ч;

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

ρ_к- плотность воздуха при температуре t_к, кг/м³;

t_к , t_к - температура воздуха до и после калорифера, ⁰С.

кг/м³ ;

2. Задаемся массовой скоростью νρ': для калориферов КСк оптимальные значения кг/(м²∙с), допустимые – кг/(м²∙с). Принимаем кг/(м²∙с).

3. Находим площадь фронтального сечения калориферной установки для прохода воздуха, м²:

м²

где кг/м³;

2. По справочным данным [табл.2.28,1] подбираем калорифер с ближайшим значением площади живого сечения для прохода воздуха, принимаем к установке калорифер КСк 3 – 5:

- табличное значение площади фронтального сечения калорифера;

- живое сечение для прохода воды;

- поверхность нагрева одного калорифера.

2. Находим действительную массовую скорость, кг/(м²∙с):

кг/(м²∙с)

2. Находим расход воды в калориферной установке, кг/ч:

кг/ч

где _– удельная теплоемкость воды, кДж/(кг∙⁰С).

2. Находим скорость воды в трубках калориферов, м/с:

м/с

2. По найденным значениям инаходим для данного типа калорифера коэффициент теплопередачиk, Вт/(м²°С), [табл.2.29, 1]: k= 50 Вт/(м²°С).

3. Определяем требуемую поверхность нагрева калорифера, м²:

м²

где - средняя температура теплоносителя , ⁰С;

=⁰С;

- средняя температура нагреваемого воздуха, ⁰С;

=⁰С.

2. Определяем общее число устанавливаемых калориферов :

Тогда действительная площадь нагрева, м²:

м².

2. Запас поверхности нагрева, %:

,

2. Определяем аэродинамическое сопротивление калорифера [табл.2.29,1]: Па.

3. Гидравлическое сопротивление калорифера, Па :

кПа

где А – коэффициент сопротивления [табл.2.28, 1], А=11,2;

– скорость движения воды в трубках.