Воздухонагреватели (калориферы)

Воздухонагреватели (калориферы) применяются для нагрева воздуха в приточных вентиляционных установках, кондиционерах и установках воздушного отопления.

В воздухонагревателях используется в качестве теплоносителя горячая (или перегретая до 180°С) вода или водяной пар с рабочим избыточным давлением до 1,2 МПа.

Схема воздухонагревателя дана на рис. 2.8. Основным рабочим элементом воздухонагревателя являются теплообменные трубки, вваренные в трубчатые решетки распределительно-сборных коллекторов. К крышкам коллекторов приварены патрубки для ввода и вывода теплоносителя. Для увеличения поверхности контакта с нагреваемым воздухом на теплообменные трубки насаживают пластины (пластинчатые воздухонагреватели) или алюминиевые трубки с оребрением (биметаллические воз­духонагреватели). В настоящее время для систем вентиляции и воздушного отопления выпускают 3 типа воздухонагревателей:

- стальные пластинчатые двух моделей: средней модели - КВСБ-П и большой модели - КВББ-П для теплоносителя вода;

- биметаллические со спирально-накатным оребрением также двух моделей: средней КС_К3 и КП3-СК и большой модели КС_К4 и КП4-СК. Причем КС_К3 и КС_К4 предназначаются для теплоносителя вода, а КП3-СК и КП4-СК - для пара;

- стальные с гофрированными пластинами и плоскоовальными трубками четырех типоразмеров КВБ5, КВБ8, КВБ10 и КВБ11; для теплоносителей вода и пар.

Воздухонагреватели средней модели первых двух типов имеют 3 ряда трубок по направлению движения воздуха, а большой модели - 4 ряда. Обе модели этих типов воздухонагревателей имеют 7 типоразмеров: с №6 по №12.

Воздухонагреватели всех типов, предназначенные для теплоносителя вода, устанавливаются при горизонтальном положении теплообменных трубок, а воздухонагреватели, использующие теплоноситель пар, - с вертикальным расположением трубок.

Примеры маркировки воздухонагревателей КВС9Б-П-У3 и КВБ8Б-П-Т3: К - калорифер; В - теплоноситель вода; С, Б - модель (средняя, боль­шая); 9, 8 - номер типоразмера; В - модификация конструкции; П - пластинчатый; У, Т - климатическое исполнение (У - умеренный кли­мат, Т - тропический); 3 - категория размещения согласно ГОСТ 15150-69*.

КС_К3-6-О2АУ3 и КП4210-СК-01 АУЗ: КС_К3 и КП4 - шифр модели; 8 и 10 - номер типоразмера, СК - теплообменный элемент; 01А и 02А - модификация конструкции; У - климатическое исполнение; 3 – категория размещения.

Аналогично расшифровывается маркировка воздухонагревателей с гофрированными пластинами и плоскоовальными трубками.

Расчет воздухонагревателей выполняется в следующей последовательности.

1. Определяют тепловую нагрузку воздухонагревательной установки, Вт.

где ρ – плотность воздуха, принимаемая равной 1,2 кг/м³;

L – расход приточного воздуха, м³/ч;

с – удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг·⁰С);

Т_п и Т_н – температуры воздуха приточного и наружного соответ­ственно, ⁰С. При воздушном отоплении – температуры после и до воздухонагревателя.

2. Задаваясь массовой скоростью воздуха V_ρ, кг/(м²·с), находят не­обходимую площадь фронтального сечения, м², воздухонагревателей по воздуху

3. Исходя из полученной величины по справочным данным подбирают номер типоразмера и число устанавливаемых параллельно воздухо­нагревателей и уточняют фактическое значение f_в. Число воздухо­нагревателей должно быть минимальным.

4. Уточняют фактическую массовую скорость воздуха

5. Определяют скорость воды, м/с, в трубках при теплоносителе во­де

где G_w – расход горячей воды, кг/с;

f_Т – живое сечение трубок для прохода воды, м².

6. Расход воды вычисляется па формуле

где 4,19 – удельная теплоемкость воды, кДж/(кг·⁰С);

Т_гор и Т_обр – температура горячей и охлажденной (обратной) воды, ⁰С;

п – число воздухонагревателей, устанавливаемых параллельно по теплоносителю.

7. По значениям массовой скорости воздуха и скорости воры (при теплоносителе паре только по массовой скорости) по таблицам спра­вочных данных определяют коэффициент теплопередачи воздухонагревателя К, Вт/(м²·⁰С). Для пластинчатых воздухонагревателей типа КВСБ-П и КВББ-П коэффициент теплопередачи при теплоносителе воде можно вычислять по формуле

8. Определяют необходимую площадь поверхности нагрева, м², воздухонагре-вательной установки

где Т^тн_ср – средняя температура теплоносителя, ⁰С,

при паре - температура пара ⁰С;

Т^в_ср – средняя температура воздуха, ⁰С,

9. Находят число воздухонагревателей в установке

где F_к - площадь поверхности нагрева одного воздухонагревателя выбранной модели.

10. Проверяют избыточный тепловой поток воздухонагревательной установки (запас тепловой мощности установки)

Запас не должен превышать 10-15%. При большей величине запаса следует принять другую модель или номер воздухонагревателя и провести повторный расчет.

11. Определяют аэродинамическое сопротивление воздухонагревателей проходу воздуха по справочным таблицам. Для пластинчатых воздухонагревателей можно воспользоваться формулой

Дата добавления: 2015-08-21