Прорачун грејача: како израчунати снагу уређаја за загревање ваздуха за грејање

Грејачи имају високе перформансе, тако да уз њихову помоћ можете загрејати чак и веома велике просторије за прилично кратко време. Многи модели ових уређаја који раде на бази различитих расхладних течности су у продаји.

Да бисте изабрали најбољу опцију, потребно је да израчунате грејач, што се може урадити ручно или помоћу онлине калкулатора. Помоћи ћемо вам да схватите питање прорачуна - у овом чланку ћемо дати пример прорачуна који ће бити потребни при избору одговарајућег уређаја за загревање ваздуха.

Такође ћемо размотрити карактеристике дизајна различитих врста грејача ваздуха, предности и недостатке система грејања који користи такве уређаје.

Предности и мане грејања са грејачем

Систем грејања куће, заснован на доводу ваздуха загрејаног на задату температуру директно у кућу, је од посебног интереса за власнике кућа.

Овај дизајн система грејања састоји се од следећих важних компоненти:

• грејач који делује као генератор топлоте који загрева ваздух;
• канали (ваздушни канали) кроз које загрејане ваздушне масе улазе у кућу;
• вентилатор који усмерава добро загрејан ваздух кроз целу просторију.

Постоје многе предности овог типа система.То укључује високу ефикасност, одсуство помоћних елемената за размену топлоте у облику радијатора, цеви и могућност комбиновања са климатским системом и ниску инерцију, због чега се велике количине загревају врло брзо.

За многе власнике кућа, недостатак је што је уградња система могућа само истовремено са изградњом саме куће и тада је даља модернизација немогућа.

Недостатак је таква нијанса као што је обавезно присуство резервног напајања и потреба за редовним одржавањем.

Грејач је једноставан за уградњу и рад, приступачан је, али што је најважније, то је ефикасан уређај за загревање просторије. Фотографија приказује бојлер уграђен у систем

На нашој веб страници налазе се детаљнији материјали о уградњи ваздушног грејања у кућу и викендицу. Препоручујемо да се упознате са њима:

• Грејање ваздуха уради сам: све о системима за грејање ваздуха
• Како уредити грејање ваздуха за сеоску кућу: правила и планови изградње
• Прорачун грејања ваздуха: основни принципи + пример прорачуна

Класификација грејача ваздуха

Грејачи ваздуха су укључени у дизајн система грејања за загревање ваздуха. Постоје следеће групе ових уређаја према врсти расхладне течности која се користи: вода, електрична, пара, ватра.

Има смисла користити електричне уређаје за собе чија је површина не већа од 100 м². За зграде са великим површинама, рационалнији избор би били бојлери, који раде само у присуству извора топлоте.

Најпопуларнији су парни и бојлери. И прва и друга површина по облику су подељене у 2 подтипа: ребраста и глатка цев. Према геометрији ребара, ребрасти грејачи могу бити плочасти или спирално намотани.

Перформансе грејача ваздуха који раде на расхладној течности као што је пара се регулишу помоћу посебних вентила инсталираних на улазној цеви

По дизајну, ови уређаји могу бити једнопролазни, када се расхладна течност у њима креће кроз цеви, придржавајући се сталног правца, и вишепролазна, у чијим поклопцима се налазе преграде, услед чега се смер кретања расхладна течност се стално мења.

У продаји су 4 модела грејача за воду и пару, који се разликују по површини грејања:

• ЦЕНТИМЕТАР - најмањи са једним редом цеви;
• М — мали са два реда цеви;
• ВИТХ — медијум са цевима у 3 реда;
• Б - велики, са 4 реда цеви.

Током рада, бојлери могу издржати велике температурне флуктуације - 70-110⁰.Да би грејач овог типа добро функционисао, вода која циркулише у систему мора се загрејати на максимално 180⁰. У топлој сезони, грејач може деловати као вентилатор.

Дизајн различитих типова грејача ваздуха

Бојлер за грејање се састоји од кућишта направљеног од метала, измењивача топлоте постављеног у њему у облику низа цеви и вентилатора. На крају јединице налазе се улазне цеви кроз које је повезан са котлом или централизованим системом грејања.

По правилу, вентилатор се налази на задњој страни уређаја. Његов задатак је да вози ваздух кроз измењивач топлоте.

Након загревања, ваздух се враћа у просторију кроз решетку која се налази на предњем делу грејача.

Најчешће је кућиште направљено у облику правоугаоника, али постоје модели дизајнирани за округле вентилационе канале. Двосмерни или тросмерни вентили су инсталирани на доводној линији да регулишу снагу јединице.

Вентилатор дува кроз цеви које се налазе у кућишту грејача.Загрејана вода из система грејања креће се кроз цеви, а вентилатор равномерно дистрибуира топли ваздух по просторији

Грејачи ваздуха се разликују и по начину уградње - могу се монтирати на плафон или зид. Модели првог типа постављени су иза спуштеног плафона, само решетка гледа даље од њега. Зидне јединице су популарније.

Тип #1 - грејачи са глатким цевима

Дизајн глатке цеви састоји се од грејних елемената у облику танких шупљих цеви пречника од 20 до 32 мм, који се налазе на удаљености од 0,5 цм један од другог. Кроз њих циркулише расхладна течност. Ваздух, који пере загрејане површине цеви, загрева се због конвективне размене топлоте.

Цеви у грејачу ваздуха су распоређене у облику шаховнице или ходника. Њихови крајеви су заварени у колекторе - горњи и доњи. Расхладна течност улази у разводну кутију кроз улазну цев, а затим, након проласка кроз цеви и загревања, излази кроз излазну цев у облику кондензата или охлађене воде.

Стабилнији пренос топлоте обезбеђују уређаји са поређаним распоредом цеви, али је отпор ваздушним токовима овде већи. Неопходно је израчунати снагу јединице да бисте знали стварне могућности уређаја.

Постоје одређени захтеви за ваздух - не би требало да буде влакана, суспендованих честица или лепљивих материја. Дозвољени садржај прашине је мањи од 0,5 мг/мᶾ. Улазна температура је најмање 20⁰.

Једнопролазни и 3-пролазни грејачи. 1 – улазна цев кроз коју тече расхладна течност, 2 – разводна кутија, 3 – цев, 4 – излазна цев, 5 – преграда

Термичке карактеристике грејача са глатким цевима нису веома високе.Њихова употреба је препоручљива када није потребан значајан проток ваздуха и загревање до високе температуре.

Тип #2 - грејачи ваздуха са ребрима

Цеви ребрастих уређаја имају ребрасту површину, па је пренос топлоте од њих већи. Са мање цеви, њихове термичке карактеристике су веће од оних код глатких цеви за грејање ваздуха.

Грејачи плоча укључују цеви са постављеним плочама на њих - правоугаоне или округле.

Прва врста плоча се монтира на групу цеви. Расхладна течност пролази у разводну кутију уређаја кроз фитинг, загрева ваздух који пролази значајном брзином кроз канале малог пречника, а затим излази из монтажне кутије кроз фитинг.

Грејачи овог типа су компактни, једноставни за одржавање и уградњу.

Уређаји са једнопролазним плочама су означени: КФБ, КФС, КВБ, СТД3009В, КЗПП, К4ПП, а уређаји са више пролаза су означени као КВБ, К4ВП, КЗВП, КВС, КМС, СТДЗОИУГ, КМБ. Средњи модел је означен као КФС, а велики КФБ.

На цеви ових грејача намотана је валовита челична трака ширине 1 цм и дебљине 0,4 мм. Расхладно средство за њих може бити пара или вода.

Бојлери се не могу спајати метално-пластичним или полимерним цевима јер Нису дизајнирани за високе температуре расхладне течности. Потребне су нам челичне цеви и по могућности поцинковане да бисмо спречили корозију

Први је опремљен са три реда цеви, а други са четири. Плоче средњег модела имају дебљину од 0,5 мм и димензије 11,7 к 13,6 цм Плоче великог модела исте дебљине и ширине су дуже - 17,5 цм.

Плоче се налазе на удаљености од 0,5 цм једна од друге и имају цик-цак распоред, док су код модела средњег типа плоче распоређене по принципу ходника.

Грејачи ваздуха са ознаком СТД имају 5 бројева (5, 7, 8, 9, 14). У грејачима СТД4009В расхладна течност је пара, ау СТД3010Г вода. Инсталација првог се врши вертикалном оријентацијом цеви, а друга - хоризонталном оријентацијом.

Тип #3 - биметални грејачи са ребрима

У системима грејања са загрејаним ваздухом, често се користе модели биметалних грејача КП3-СК, КП4-СК, КСк - 3 и 4 са посебним типом ребара - спирално ваљаним. Расхладна течност за грејаче КП3-СК, КП4-СК је топла вода са највећим притиском од 1,2 МПа и максималном температуром од 180⁰.

За рад друга два грејача ваздуха потребна је пара са истим радним притиском као и за прве, али са нешто вишом температуром - 190⁰. Произвођачи морају извршити тестове прихватања. Уређаји су такође тестирани на цурење.

Измењивач топлоте КСК грејача ваздуха се састоји од челичних цеви са алуминијумским ребрима. Повезују их листови цеви

Постоје 2 линије биметалних грејача ваздуха - КСК3, КПЗ, који имају 3 реда цеви, средње су величине, а КСК4, КП4 са 4 реда цеви су велики модели. Компоненте ових уређаја су биметални елементи за размену топлоте, бочни штитници, цевне решетке и поклопци са преградама.

Елемент за размену топлоте се састоји од 2 цеви - унутрашње пречника 1,6 цм, израђене од челика и алуминијумске спољне са постављеним ребрима. Попречни размак између цеви за пренос топлоте је 4,15 цм, а уздужни размак 3,6 цм.

Правила за прорачуне и избор одговарајуће јединице

Приликом пројектовања система грејања са једним или групом грејача, као и приликом извођења прорачуна, морају се поштовати бројна правила. Погледајмо их детаљније у избору фотографија испод.

Прорачун бојлера

Да бисте израчунали снагу бојлера за воду или пару, потребни су следећи почетни параметри:

1. Перформансе система, или другим речима, количина ваздуха дестилованог на сат. Јединица мере за запремински проток је мᶾ/х, маса кг/х. Симбол - Л.
2. Почетна или спољна температура - тул.
3. Коначна температура ваздуха је тфин.
4. Густина и топлотни капацитет ваздуха на одређеној температури – подаци се узимају из табела.

Прво се израчунава површина попречног пресека дуж предње стране уређаја за грејање ваздуха.Сазнавши ову вредност, прелиминарне димензије јединице се добијају са маргином.

За израчунавање користите формулу:

Аф = Лρ / 3600 (ϑρ),

Где Л — запремински проток ваздуха или продуктивност у м³/х, ρ — густина ваздуха споља мерена у кг/м³ ϑρ – масена брзина ваздуха у израчунатом пресеку, мерена у кг/(цм²).

Након што су добили овај параметар, за даље прорачуне узимају типичну величину грејача, најближу величини. Ако је коначна вредност површине велика, паралелно се инсталира неколико идентичних јединица, чија је укупна површина једнака резултујућој вредности.

Калорификаторима се називају не само уређаји за размену топлоте, већ и хладњаци ваздуха који раде на бази хладне воде, који су много мање популарни.

Да бисте одредили потребну снагу за загревање одређене запремине ваздуха, потребно је да сазнате укупну потрошњу загрејаног ваздуха у кг на 1 сат користећи формулу:

Г = Л к п,

Где Р - густина ваздуха на средњој температури. Одређује се сумирањем температура на улазу и излазу јединице, затим дељењем са 2. Индикатори густине се узимају из табеле.

Из ове табеле можете узети податке о густини и специфичном топлотном капацитету ваздуха на одређеној температури да бисте израчунали снагу уређаја

Сада можете израчунати потрошњу топлоте за загревање ваздуха, за шта се користи следећа формула:

К (В) = Г к ц к (т крај - т почетак),

Где Г — масени проток ваздуха у кг/сат. Специфични топлотни капацитет ваздуха, мерен у Ј/(кг к К), такође се узима у обзир приликом израчунавања. Зависи од температуре улазног ваздуха, а њене вредности су у горњој табели. Приказана је температура на улазу и излазу из уређаја т старт. И т цон. редом.

Рецимо да треба да изаберемо грејач капацитета 10.000 мᶾ/сат тако да загрева ваздух на 20⁰ на спољној температури од -30⁰. Расхладна течност је вода са температуром на улазу у јединицу од 95⁰ и 50⁰ на излазу.

Проток ваздушне масе: Г = 10.000 мᶾ/х. к 1,318 кг/мᶾ = 13,180 кг/х.

Вредност густине: ρ = (-30 + 20) = -10, када поделимо овај резултат на пола, добили смо -5. Из табеле смо изабрали густину која одговара просечној температури.

Заменом добијеног резултата у формулу добија се потрошња топлоте: К = 13.180 /3600 к 1013 к 20 – (-30) = 185.435 В. Овде 1013 представља специфични топлотни капацитет изабран из табеле на температури од -30⁰ у Ј/(кг к К). Од 10 до 15% резерве додаје се на израчунату вредност снаге грејача.

Разлог је тај што се табеларни параметри често разликују од стварних наниже, а термичке перформансе јединице, услед зачепљења цеви, временом опадају. Прекорачење вредности резерве је непожељно.

Уз значајно повећање грејне површине, може доћи до хипотермије, па чак и одмрзавања у тешким мразима.

Расхладна течност се доводи до парног грејача одозго, а вода настала кондензацијом издувне паре се испушта одоздо. На слици је приказан дијаграм цевовода парног грејача

Снага парних грејача се израчунава на исти начин као и бојлера. Разликује се само формула за израчунавање расхладне течности:

Г=К/р,

Где р - специфична топлота која се ослобађа при кондензацији паре, мерена у кЈ/кг.

Прорачун електричног грејача

Произвођачи у каталозима електричних грејача ваздуха често указују на инсталирану снагу и проток ваздуха, што у великој мери поједностављује избор.Главна ствар је да параметри нису мањи од оних наведених у пасошу, иначе ће брзо пропасти.

Дизајн грејача укључује неколико специјалних електричних грејних елемената, чија се површина повећава притиском пераја на њих.

Снага уређаја може бити веома велика, понекад стотине киловата. До 3,5 кВ, грејач се може напајати из утичнице од 220 В, а при напону изнад овог потребно га је посебним каблом прикључити директно на панел. Ако постоји потреба за коришћењем грејача снаге веће од 7 кВ, биће потребно напајање од 380 В.

Ови уређаји су мале величине и тежине, потпуно су аутономни, не захтевају нужно присуство централизованог снабдевања топлом водом или паром.

Значајан недостатак је што је мала снага недовољна за коришћење на великим површинама. Други недостатак је велика потрошња енергије.

Из прорачуна грејача произилази да је резултат коришћења уређаја приметна уштеда енергетских ресурса. Понекад се ова јединица комбинује са рекуператором и тада се довод ваздуха не дешава споља, већ из просторије

Да бисте сазнали колико струје троши грејач, можете користити формулу:

И=П/У,

Где П - снага, У - напон.

Са једнофазним прикључком грејача, У се узима једнако 220 В. Са 3-фазним прикључком - 660 В.

Температура на коју грејач одређене снаге загрева ваздушну масу одређена је формулом:

Т =2,98 к П/Л,

Где Л — перформансе система. Оптималне вредности снаге грејача за дом су од 1 до 5 кВ, а за канцеларије - од 5 до 50 кВ.

Закључци и користан видео на тему

Коју густину ваздуха треба узети приликом израчунавања описано је у овом видеу:

Видео о томе како грејач ради у систему грејања:

Приликом избора одређеног типа грејача, треба поћи од разматрања изводљивости и оперативних карактеристика куће.

За мале површине, електрични грејач би био добра куповина, али за грејање велике куће боље је изабрати другу опцију. У сваком случају, не можете без прелиминарне калкулације..

Да ли сте добро упућени у питање избора и израчунавања грејача? Можда бисте желели да поделите корисне препоруке за избор грејача ваздуха или да укажете на грешку или нетачност у прорачунима у материјалу о коме је било речи? Оставите свој коментар испод овог чланка - ваше мишљење може бити корисно људима који бирају прави грејач за свој дом.