13.2. Установка калориферов

Количество калориферов выбирают в зависимости от объема нагреваемого воздуха, степени его нагревания, теплопроизводительности одного калорифера.

В случае применения нескольких кало­риферов их устанавливают параллельно при этом, воздух поступает одновременно во все калориферы (рис. 11.1,а), и последовательно, когда воздух проходит через все калориферы последовательно (рис: 13.1,-б).

Калориферная группа может быть образована и из нескольких параллельных рядов, установленных последовательно (рис. 13.1,в).

Как правило, все калориферы, установленные параллельно и последовательно по направлению воздуха, должны быть одинаковы по типу и размеру,

Рис. 13.1. Различные способы включения калориферов:

а — параллельно по ходу воздуха и по ходу тепло­носителя; б — то же, последовательно; в — две парал­лельные группы калориферов установлены последо­вательно по ходу воздуха; по ходу теплоносителя все калориферы присоединены параллельно (запорная арма­тура не показана).

Выбор оптимального ти­па калориферной установки производится на основании технико-экономических рас­четов.

Например, при уста­новке последовательно ря­да калориферов увеличива­ется сопротивление движу­щемуся воздуху, а следовательно, расход энергии, число рядов подогревателя и скорость движения воздуха в его живом сечении.

При последовательной установке калориферов по ходу теплоносителя скорость движения воды в трубках калориферов увеличивается. Соответственно повышается и коэффициент те­плопередачи.

Так, при присоединении двух калориферов по­следовательно по ходу теплоносителя коэффициент теплопереда­чи повысятся в 1,5 раза, а поверхность нагрева уменьшается на 10—13%. При последовательной установке трех калорифе­ров коэффициент теплопередачи увеличится в 1,24 раза, поверхность нагрева уменьшится приблизительно на 20%. Однако при этом с увеличением скорости теплоносителя (воды) возрастает гидрав­лическое сопротивление трубопроводов. Поэтому не следует увеличивать скорость выше предельно допустимых.

При теплоносителе паре применяется только параллельная обвяз­ка калориферов трубопроводами.

13.3 Пример расчета калориферов установки.

Подберем калориферную установку , состоящую из калориферов КФСО для следующих условий: количество нагреваемого воздуха L₀=12000 м³/ч; расчетная наружная вентиля­ционная температура t _в = -21°С; температура приточного воздуха берем из таблицы 11.1; t_п= 18°С; теплоноситель — вода с параметрами при наружной отопительной температуре Т₁, = 130°, Т₂ =70°.

Таблица 13.1 РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ НАРУЖНОГО ВОЗДУХА (из СНиП 2-04-05-95)

Наименование пункта1	Расчетная географическая широта, с.ш.	Барометрическое давление, Па	Период года	Параметры А			Параметры Б			Средняя суточная амплитуда температуры воздуха, С
				температура воздуха, С	удельная энтальпия, кДж/кг	скорость ветра, м/с	температура воздуха, С	удельная энтальпия, кДж/кг	скорость ветра, м/с
165. Салехард	68	1010	Теплый Холодный	17,4 -29	39,8 -28,5	5,3 4	22 -42	44,8 -42	5,3 6,7	9 ‑
200. Тюмень	56	990	Теплый Холодный	22,4 -21	51,5 -19,7	1 5,6	28 - 37	55,3 -37,2	1 4,6	11 ‑
194.Тобольск	60	990	Теплый Холодный	21,2 -22	49,8 - 20,9	4,1 5,5	26,4 -39	54,4 -39	4,1 4,6	9,7 ‑

1). Определим расход тепла на нагрев воздуха по формуле:

кдж/час. (13.17)

где L _o – количество нагреваемого воздуха в м³/ч;

τ_ср – средняя температура носителя, воды в °С;

средняя температура воздуха в калорифере в °С;

температура воздуха, входящего в калорифер, в °С;

температура воздуха, выходяще­го из калорифера, в °С;

ρ — средняя плотность воздуха, на­греваемого в калорифере, в кг/м³.

C _P =1,0 кДж/кг·град - теплоемкость воздуха

Q = 12000·1,0∙1,2 [18-(- 21)]= 561600 кДж/час.

где k — коэффициент теплопередачи калорифера в кДж/м² • ч • град; значения k для навивных калориферов приведены в табл. 11.2.

2). Зададимся весовой скоростью для калорифера КФСО, которая колеблется в пределах (3 -∙-14 Кг/сек∙м ² ) ρ = 8 Кг/сек∙м ² ,

, м ² (13.18)

3). Пользуясь таблицей 11.2 принимаем два калорифера КФСО-7 с живым сечением по воздуху f = 0,271 и воде f _ТР = 0,0122 при установке их последовательно по потоку воздуха.

Найдем массовую скорость воздуха в калорифере из выра­жения

f _Ф =2∙0,271 = 0,542 м ²

4). Определяем весовую скорость воздуха для принятой установки калориферов:

Кг/сек∙м ² (13.19)

Средняя температура теплоносителя составляет: при теплоносителе — воде:

(13.20)

где τ₁— температура горячей воды при входе в калорифер; ее при­нимают равной в пределах 95—130° С;

τ₂ — температура обратной воды при выходе из калорифера, равная 70° С;

Средняя температура воздуха

(13.21)

где t ₁ и t₂ — соответственно температура поступающего воздуха в калорифер и уходящего из него.

5). Определяем скорость воды в трубках калорифера, принимая последовательное соединение калориферов по воде см. рис.13.2.

Рис.13.2. Последовательная установка калориферов по воде и воздуху.

(13.22)

где f _ТР – площадь живого сечения для прохода воды в калорифере КФСО-7 см. таблицу 13.2

6). Определим коэффициент теплопередачи калориферов интерполированием значений табл. 13.3; при  = 0,2 м/с, ρ = 7,4 Кг/сек∙м ²

К= 19,6 ккал/(ч∙м² ∙град) или по формуле: 19,6∙4,18=79,42

Поскольку установка калориферов последовательна, то коэффициент теплопередачи повысим в 1,5 раз, а поверхность нагрева калорифера уменьшим на 13%.

К = 19,6 ∙1,5 = 29,4 ккал/(ч∙м² ∙град) или К = 29,4∙ 4,18 = 122,9 кДж/(ч∙м² ∙град)

7). Определим необходимую поверхность нагрева калориферной установки

(13.23)

8). Поверхность нагрева выбранных калориферов КФСО-7 (см.табл.13.2)

F_Ф = 2∙ 30,06 = 60,12 м²

Уменьшим данную площадь калорифера при последовательном соединении на 13% , что составит 7,8 м²

F _ПФ = 60, 12 – 7,8 = 52,32 м²

Запас в поверхности нагрева составляет:

% =16% (13.24)

Запас находится в пределах допустимого т.е. (от10% до 20%).

9). Определим сопротивление движению воздуха при ρ = 7,4 Кг/сек∙м ²

Сопротивление одного калорифера КФСО-7 по формуле:

(13.25)

Для последовательного соединения калориферов по воздуху сопротивление составит:

Р = 183,4∙2 = 366,8 Па.

Это сопротивление необходимо учесть при расчете вентиляции.

Таблица 13.2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ КАЛОРИФЕРОВ КФСО

Модель и номер калори­фера	Площадь поверх­ ности нагрева, м2	Площадь живого сечения, м 2		Масса с оцин- кой , в кг
		по возду­ху	по теплоноси­телю по воде
КФСО-2 КФСО-3 КФСО-4 КФСО-5 КФСО-6 КФСО-7 КФСО-8 КФСО-9 КФСО-10 КФСО-11	9,77 13,43 17,06 21,71 26,29 30,06 35,28 41,89 48,22 55,84	0,0913 0,120 0,153 0,167 0,227 0,271 0,318 0,375 0,431 0,497	0,0061 0,0084 0,0084 0,0107 0,0107 0,0122 0,0122 0,0145 0,0145 0,0168	51,25 66 80 401 119,3 123,1 140 159,7 178,3 206

Определим значение коэффициента теплопередачи ( К) по массовой скорости воздуха по таблице 13.3.

таблице 13.3. Коэффициент теплопередачи калориферов КФСО

Теплоно­ситель	Скорость теплоносителя по трубкам , м/с	Значение К, ккал/(ч·м2 ∙град) при массовой скорости воздуха в живом сечении υρ кг/(м2 ∙ с)
		3	4	б	6	7	8	9	10	11	12	13	14
Вода	0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,5 0,6 0,8 1	14,9 15,4 15,9 16,4 17 17,5 17,8 18,2 18,7 19,3 20 20,4 20,7 21,1 21,4 22 22,5 22,8 23,2 23,5 23,8 24	16,4 17 17,6 18,2 18,8 19,3 19,8 20,3 20,8 21,6 22,3 22,9 23,4 23,8 24,6 25,6 25,8 26,2 26,8 27,2 27,7 28	17,6 18,8 19 19,6 20,3 20,9 21,6 22,1 22,7 23,6 24 25,2 25,7 26,2 27,2 28 28,8 29,4 30,1 30,6 31,3 31,6	18,6 19,4 20,1 20,8 21,6 22,4 23 23,7 24,4 25,5 26,4 27,1 27,8 29,4 29,5 30,5 31,4 32,2 33 33,6 34,5 35	19,4 20,3 21,1 21,9 22,8 23,7 24,5 25,2 25,9 27 28,1 28,9 29,6 30,3 31,7 32 33,8 34,7 35,6 36,4 37,4 38	20,2 21,1 22,1 23 24 24,9 25,7 26,5 27,3 28,5 29,6 30,4 31,4 82,2 33,6 35 35,9 37 38,1 39 40 40, 7	20,8 21,9 22,9 24 25 25,9 26,8 27,7 28,5 29,8 31 32 32,9 33,8 35,4 36,9 38,1 39,2 40,3 41,4 42,7 43,5	21,5 22,7 23,8 24,9 26 27 27,9 29 29,8 31,1 32,4 33,5 34,4 35,3 37,2 38,8 40,1 41,4 42,7 4Р,9 45,2 46,3	22,2 23. -1 24,6 25,7 26,8 27;9 28,9 29,9 30,8 32,3 33,6 34,8 35,7 36,7 38,8 40,5 42 43,3 44,7 46,1 47,7 48,6	22,8 24,2 25,4 26,6 27,8 29 30,1 31,1 32 33,5 34,9 36,1 37,2 38,3 40,4 42,3 44 45,3 47 48,4 50 51,2	23,5 24,9 26,1 27,5 28,6 29,8 30,9 32,1 33,1 34,6 36 37,3 38,4 39,5 42 43,9 45,6 47,2 48,9 50,3 52,2 53,4	24 25,4 26,4 28,8 29,1 30,9 31,8 33 34 35,6 37 38,4 39,4 40,7 43,4 45,5 47,4 48,9 50,8 52,3 54,2 55,4

ТАБЛИЦА 13.4. КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗМЕРЫ, мм, КАЛОРИФЕРОВ КФСО

Таблица 13.4. Конструктивные размеры калориферов КФСО

Модель и номер кало­рифера	А	Л	А,	Л	Б	В.	Б,	Б,	Трубная резьба штуцера, дюймы	Числе шагов
КФСО-2 КФСО-3 КФСО-4 КФСО-5 КФСО-6 КФСО-7 КФСО-8 КФСО-9 КФСО-10 КФСО-11	660 560 710 710 860 860 1010 1010 1160 1160	600 600 750 750 900 900 1050 1050 1200 1200	620 620 770 770 920 924 1080 1080 1230 1230	760 780 930 930 1080 1100 1250 1250 1400 1420	375 500 500 625 625 722 710 840 840 970	390 510 510 640 640 760 880 880 880 101	412 532 532 662 662 782 782 902 902 103	290 390 390 520 520 630 630 750 750 870	I1/ 4 11/ 2 11/ 2 2 2 21/2 21/2 21/2 21/ 2 3	3 4 4 5 5 6 е 7 7 8	4 4 5 5 6 6 7 7 9 9