2.7 Расчет воздухонагревателей.

Воздухонагреватели предназначены для тепловой обработки воздуха до заданных параметров. Теплоносителем служит горячая или перегретая вода с температурой от 70 до 180 С и давлением до 1,2 МПа.

Для осуществления различных способов регулирования температуры обрабатываемого воздуха воздухонагреватели изготовляют без обводного канала ВН и с обводным каналом или клапаном ВНО. Каждый из этих типов воздухонагревателей (по компоновке трубок) может быть однорядным, полуторорядным и двухрядным. Конструкцию см. на рис. 9. Запылённость воздуха, поступающего на воздухонагреватель, не должна превышать 0,5 мг/м³.

Методика расчёта воздухонагревателей систем

кондиционирования воздуха.

1. Определяется расход тепла ( , Вт) на нагрев воздуха (принимается из расчета процессов).

2. Определяется требуемое живое сечение по воздуху:

, м², (16)

где – массовый расход воздуха проходящего обработку в теплообменнике, кг/ч;

– задаваемая массовая скорость движения воздуха.

3. Согласно требуемому живому сечению по таблице 7 выбирается воздухонагреватель и его характеристики в соответствии с типоразмером кондиционера.

4. Принимается обвязка воздухонагревателя:

параллельно по воздуху – коэффициент m;

параллельно по воде – коэффициент n.

Для систем СКВ принимается m = 1. Схемы обвязки базовых теплообменников по воде см. рис. 10 и 11.

4. Определяется действительная массовая скорость:

, кг/(с·м²), (17)

где – значение площади живого сечения по воздуху, м² , табл.7.

4. Определяется массовый расход воды:

, кг/ч, (18)

где , – начальная и конечная температуры теплоносителя, С, соответственно.

7. Определяется объёмный расход теплоносителя (воды):

, м³/ч, (19)

где – плотность воды, кг/м³.

8. Определяется скорость движения воды в воздухонагревателе:

, м/с, (20)

где – значение площади живого сечения по воде, м², табл.7;

Необходимо выполнение условия: ω > 0,15 м/с.

9. В зависимости от рядности теплообменника определяется коэффициент теплопередачи:

1 р : ; (21)

1,5 р : ; (22)

2 р : . (23)

10. Определяется требуемая поверхность нагрева:

, м², (24)

где ,С – перепад температур между средней температурой теплоносителя и средней температурой воздуха .

– средняя температура теплоносителя, С;

– средняя температура воздуха, С;

, – начальная и конечная температуры нагреваемого воздуха, соответственно, С.

11. Определяется расчетное число воздухонагревателей по ходу воздуха:

, (25)

где – площадь поверхности нагрева одного воздухонагревателя, табл.7, м²;

12. Округляем до ближайшего целого. – принятое число воздухонагревателей, шт.

13. Определяем действительную площадь нагрева воздухонагревателя:

, м² . (26)

14. Определяем в процентах запас поверхности нагрева воздухонагревательной установки:

. (27)

15. Определяется гидравлическое сопротивление, Па:

, (28)

где , , – площадь сечения одного хода, коллектора и патрубк, м²;

– число ходов теплоносителя, табл.7;

– длина теплопередающей трубки, м, табл. 7;

– диаметр одного хода, патрубка;

– диаметр одного коллектора.

16. Определяется аэродинамическое сопротивление, Па:

1 р : ; (29)

1,5 р : ; (30)

2 р : . (31)

Необходимо сравнить полученное аэродинамическое сопротивление с максимальным по табл. 8 для соответствующего воздухонагревателя.

В случае превышения невязки допускается:

– принять воздухонагреватель меньшей рядности или воздухонагреватель с обводным каналом (имеет меньшую площадь поверхности нагрева);

– уменьшить параметры теплоносителя, обосновав способ понижения температуры, приняв соответствующую схему обвязки теплообменника по теплоносителю;

– закрыть часть проходного сечения воздухонагревателя по воздуху металлическим листом. Рабочая площадь проходного сечения определяется расчетом. При этом увеличиваются массовая скорость воздуха и аэродинамическое сопротивление воздухонагревателя, эти величины определяются расчетом.

Рисунок 9. Воздухонагреватели без обводного канала ВН1-3, ВН1.5-3 и ВН2-3. 1- базовые теплообменники; 2 – стенки; 3 – опоры.

Рисунок 10. Схемы обвязки теплообменников
Рисунок 11. Схемы обвязки теплообменников

См. отдельным файлом «Продолжение таблицы 7»!!!