Proračun grijača: kako izračunati snagu uređaja za grijanje zraka za grijanje

Grijači imaju visoku učinkovitost, tako da uz njihovu pomoć možete zagrijati čak i vrlo velike prostorije u prilično kratkom vremenu. Mnogi modeli ovih uređaja koji rade na temelju različitih rashladnih tekućina idu u prodaju.

Da biste odabrali najbolju opciju, morate izračunati grijač, što se može učiniti ručno ili pomoću online kalkulatora. Pomoći ćemo vam da shvatite pitanje izračuna - u ovom ćemo članku dati primjer izračuna koji će biti potrebni pri odabiru prikladnog uređaja za grijanje zraka.

Također ćemo razmotriti značajke dizajna različitih vrsta grijača zraka, prednosti i nedostatke sustava grijanja koji koriste takve uređaje.

Za i protiv grijanja grijačem

Sustav kućnog grijanja, koji se temelji na dovodu zraka zagrijanog na zadanu temperaturu izravno u kuću, od posebnog je interesa za vlasnike kuća.

Ovaj dizajn sustava grijanja sastoji se od sljedećih važnih komponenti:

• grijač koji djeluje kao generator topline koji zagrijava zrak;
• kanali (zračni kanali) kroz koje zagrijane zračne mase ulaze u kuću;
• ventilator koji usmjerava dobro zagrijani zrak kroz cijelu prostoriju.

Mnogo je prednosti ove vrste sustava.To uključuje visoku učinkovitost, odsutnost pomoćnih elemenata za izmjenu topline u obliku radijatora, cijevi i mogućnost kombiniranja s klimatskim sustavom i nisku inerciju, zbog čega se veliki volumeni vrlo brzo zagrijavaju.

Za mnoge vlasnike kuća nedostatak je to što je instalacija sustava moguća samo istovremeno s izgradnjom same kuće i tada je daljnja modernizacija nemoguća.

Nedostatak je takva nijansa kao što je obvezna prisutnost rezervnog napajanja i potreba za redovitim održavanjem.

Grijač je jednostavan za montažu i rukovanje, pristupačan je, ali što je najvažnije, učinkovit je uređaj za grijanje prostorija. Na fotografiji je prikazan bojler ugrađen u sustav

Na našoj web stranici nalaze se detaljniji materijali o instalaciji grijanja zraka u kući i vikendici. Preporučujemo da se upoznate s njima:

• Grijanje zraka "uradi sam": sve o sustavima grijanja zraka
• Kako urediti grijanje zraka za seosku kuću: pravila i planovi izgradnje
• Proračun grijanja zraka: osnovni principi + primjer proračuna

Klasifikacija grijača zraka

Grijači zraka uključeni su u dizajn sustava grijanja za zagrijavanje zraka. Postoje sljedeće skupine ovih uređaja prema vrsti korištenog rashladnog sredstva: voda, električna energija, para, vatra.

Ima smisla koristiti električne uređaje za prostorije čija površina ne prelazi 100 m². Za zgrade s velikim površinama, racionalniji izbor bili bi grijači vode, koji rade samo u prisutnosti izvora topline.

Najpopularniji su parni i bojleri. I prva i druga površina u obliku su podijeljene u 2 podvrste: rebraste i glatke cijevi. Prema geometriji rebara, rebrasti grijači mogu biti pločasti ili spiralno namotani.

Rad grijača zraka koji rade na rashladnom sredstvu kao što je para regulira se pomoću posebnih ventila ugrađenih na ulaznu cijev

Po dizajnu, ovi uređaji mogu biti jednoprolazni, kada se rashladna tekućina u njima kreće kroz cijevi, držeći se stalnog smjera, i višeprolazni, u čijim poklopcima postoje pregrade, zbog čega se smjer kretanja rashladna tekućina se stalno mijenja.

U prodaji su dostupna 4 modela vodenih i parnih grijača koji se razlikuju po površini grijanja:

• CM - najmanji s jednim redom cijevi;
• M — mali s dva reda cijevi;
• S — srednje s cijevima u 3 reda;
• B - velika, sa 4 reda cijevi.

Tijekom rada, grijači vode mogu izdržati velike temperaturne fluktuacije - 70-110⁰.Da bi grijač ove vrste dobro radio, voda koja cirkulira u sustavu mora biti zagrijana na najviše 180⁰. U toploj sezoni grijač može djelovati kao ventilator.

Projektiranje različitih vrsta grijača zraka

Grijač vode za grijanje sastoji se od kućišta izrađenog od metala, izmjenjivača topline smještenog u njemu u obliku niza cijevi i ventilatora. Na kraju jedinice nalaze se ulazne cijevi kroz koje se spaja na kotao ili centralizirani sustav grijanja.

U pravilu se ventilator nalazi na stražnjoj strani uređaja. Njegov zadatak je protjerati zrak kroz izmjenjivač topline.

Nakon zagrijavanja, zrak struji natrag u prostoriju kroz rešetku koja se nalazi na prednjem dijelu grijača.

Najčešće je kućište izrađeno u obliku pravokutnika, ali postoje modeli dizajnirani za okrugle ventilacijske kanale. Dvosmjerni ili trosmjerni ventili ugrađeni su na opskrbni vod za regulaciju snage jedinice.

Ventilator puše kroz cijevi koje se nalaze u kućištu grijača.Zagrijana voda iz sustava grijanja kreće se kroz cijevi, a ventilator ravnomjerno raspoređuje topli zrak po prostoriji

Grijači zraka razlikuju se i po načinu ugradnje – mogu biti stropni ili zidni. Modeli prvog tipa postavljaju se iza spuštenog stropa, samo rešetka gleda izvan njega. Zidne jedinice su popularnije.

Tip #1 - grijači s glatkim cijevima

Dizajn glatke cijevi sastoji se od grijaćih elemenata u obliku tankih šupljih cijevi promjera od 20 do 32 mm, smještenih na udaljenosti od 0,5 cm u odnosu na druge. Kroz njih cirkulira rashladna tekućina. Zrak, koji pere zagrijane površine cijevi, zagrijava se zbog konvektivne izmjene topline.

Cijevi u grijaču zraka raspoređene su u šahovskom ili hodniku. Njihovi krajevi su zavareni u kolektore - gornji i donji. Rashladna tekućina ulazi u razvodnu kutiju kroz ulaznu cijev, zatim, nakon prolaska kroz cijevi i zagrijavanja istih, izlazi kroz izlaznu cijev u obliku kondenzata ili ohlađene vode.

Stabilniji prijenos topline osiguravaju uređaji s raspoređenim cijevima, ali ovdje je otpor strujanju zraka veći. Potrebno je izračunati snagu jedinice kako bi se znale stvarne mogućnosti uređaja.

Za zrak postoje određeni zahtjevi - ne smije biti vlakana, suspendiranih čestica ili ljepljivih tvari. Dopušteni sadržaj prašine je manji od 0,5 mg/mᶾ. Ulazna temperatura je najmanje 20⁰.

Jednoprolazni i 3-prolazni grijači. 1 – ulazna cijev kroz koju teče rashladna tekućina, 2 – razvodna kutija, 3 – cijev, 4 – izlazna cijev, 5 – pregrada

Toplinske karakteristike grijača s glatkim cijevima nisu jako visoke.Njihova uporaba je preporučljiva kada nije potreban značajan protok zraka i zagrijavanje na visoku temperaturu.

Tip #2 - rebrasti grijači zraka

Cijevi rebrastih uređaja imaju rebrastu površinu, stoga je prijenos topline s njih veći. S manjim brojem cijevi njihove su toplinske karakteristike veće nego kod glatkocijevnih grijača zraka.

Pločasti grijači uključuju cijevi s pločama postavljenim na njih - pravokutne ili okrugle.

Prva vrsta ploča montirana je na skupinu cijevi. Rashladna tekućina ulazi u razvodnu kutiju uređaja kroz priključak, zagrijava zrak koji prolazi značajnom brzinom kroz kanale malog promjera, a zatim izlazi iz montažne kutije kroz priključak.

Grijači ove vrste su kompaktni, jednostavni za održavanje i ugradnju.

Jednoprolazni pločasti uređaji označeni su KFB, KFS, KVB, STD3009V, KZPP, K4PP, a višeprolazni pločasti uređaji označeni su KVB, K4VP, KZVP, KVS, KMS, STDZOYUG, KMB. Srednji model je označen KFS, a veliki je označen KFB.

Na cijevi ovih grijača namotana je valovita čelična traka širine 1 cm i debljine 0,4 mm. Rashladno sredstvo za njih može biti para ili voda.

Grijači vode ne mogu se spojiti metalno-plastičnim ili polimernim cijevima jer Nisu dizajnirani za visoke temperature rashladnog sredstva. Trebamo čelične cijevi i po mogućnosti pocinčane kako bismo spriječili koroziju

Prvi je opremljen s tri reda cijevi, a drugi s četiri. Ploče srednjeg modela imaju debljinu od 0,5 mm i dimenzije 11,7 x 13,6 cm. Ploče velikog modela iste debljine i širine su duže - 17,5 cm.

Ploče se nalaze na udaljenosti od 0,5 cm jedna od druge i raspoređene su cik-cak, dok su u modelima srednjeg tipa ploče raspoređene po principu hodnika.

Grijači zraka s oznakom STD imaju 5 brojeva (5, 7, 8, 9, 14). U grijačima STD4009V rashladno sredstvo je para, au STD3010G voda. Instalacija prvog se provodi s okomitom orijentacijom cijevi, potonja - s vodoravnom orijentacijom.

Tip #3 - bimetalni grijači s perajama

U sustavima grijanja s grijanim zrakom često se koriste modeli bimetalnih grijača KP3-SK, KP4-SK, KSk - 3 i 4 s posebnom vrstom rebara - spiralno valjanih. Rashladno sredstvo za grijače KP3-SK, KP4-SK je topla voda s najvećim tlakom od 1,2 MPa i maksimalnom temperaturom od 180⁰.

Za rad druga dva grijača zraka potrebna je para s istim radnim tlakom kao i za prve, ali s nešto višom temperaturom - 190⁰. Proizvođači moraju provesti ispitivanja prihvatljivosti. Uređaji se također ispituju na nepropusnost.

Izmjenjivač topline grijača zraka KSK sastoji se od čeličnih cijevi s aluminijskim rebrima. Povezuju ih cijevni listovi

Postoje 2 linije bimetalnih grijača zraka - KSK3, KPZ, koji imaju 3 reda cijevi, su srednje veličine, a KSK4, KP4 s 4 reda cijevi su veliki modeli. Sastavni dijelovi ovih uređaja su bimetalni elementi za izmjenu topline, bočni štitovi, cijevne rešetke i poklopci s pregradama.

Element za izmjenu topline sastoji se od 2 cijevi - unutarnje promjera 1,6 cm, izrađene od čelika i aluminijske vanjske na koju su postavljena rebra. Poprečni razmak između cijevi za prijenos topline je 4,15 cm, a uzdužni 3,6 cm.

Pravila za izračune i izbor odgovarajuće jedinice

Pri projektiranju sustava grijanja s jednim ili grupom grijača, kao i pri izvođenju proračuna, potrebno je poštivati ​​niz pravila. Pogledajmo ih detaljnije u izboru fotografija u nastavku.

Proračun bojlera

Za izračun snage grijača vode ili pare potrebni su sljedeći početni parametri:

1. Performanse sustava, ili drugim riječima, količina destiliranog zraka po satu. Mjerna jedinica za volumenski protok je mᶾ/h, masa kg/h. Simbol - L.
2. Početna ili vanjska temperatura - tul.
3. Konačna temperatura zraka je tfin.
4. Gustoća i toplinski kapacitet zraka pri određenoj temperaturi - podaci se uzimaju iz tablica.

Prvo se izračunava površina poprečnog presjeka duž prednje strane uređaja za grijanje zraka.Saznavši ovu vrijednost, preliminarne dimenzije jedinice dobivaju se s marginom.

Za izračun koristite formulu:

Af = Lρ / 3600 (ϑρ),

Gdje L — volumetrijski protok zraka ili produktivnost u m³/h, ρ — gustoća vanjskog zraka mjerena u kg/m³ ϑρ – masena brzina zraka u izračunatom presjeku, mjerena u kg/(cm²).

Nakon što su primili ovaj parametar, za daljnje izračune uzimaju tipičnu veličinu grijača, najbližu veličini. Ako je konačna vrijednost površine velika, paralelno se postavlja nekoliko identičnih jedinica, čija je ukupna površina jednaka dobivenoj vrijednosti.

Kalorifikatorima se nazivaju ne samo uređaji za izmjenu topline, već i hladnjaci zraka koji rade na bazi hladne vode, koji su mnogo manje popularni.

Da biste odredili potrebnu snagu za zagrijavanje određenog volumena zraka, morate saznati ukupnu potrošnju zagrijanog zraka u kg po 1 satu pomoću formule:

G = L x str,

Gdje R - gustoća zraka pri prosječnoj temperaturi. Određuje se zbrajanjem temperatura na ulazu i izlazu iz jedinice, zatim dijeljenjem s 2. Indikatori gustoće uzimaju se iz tablice.

Iz ove tablice možete uzeti podatke o gustoći i specifičnom toplinskom kapacitetu zraka pri određenoj temperaturi za izračun snage uređaja

Sada možete izračunati potrošnju topline za grijanje zraka, za što se koristi sljedeća formula:

Q (W) = G x c x (t kraj - t početak),

Gdje G — maseni protok zraka u kg/sat. Pri proračunu se uzima u obzir i specifični toplinski kapacitet zraka, mjeren u J/(kg x K). Ovisi o temperaturi ulaznog zraka, a njegove vrijednosti su u gornjoj tablici. Označena je temperatura na ulazu i izlazu iz uređaja t početi. I t kon. odnosno.

Recimo da trebamo odabrati grijač kapaciteta 10.000 mᶾ/sat tako da grije zrak na 20⁰ pri vanjskoj temperaturi od -30⁰. Rashladno sredstvo je voda s temperaturom na ulazu u jedinicu od 95⁰ i 50⁰ na izlazu.

Maseni protok zraka: G = 10 000 mᶾ/h. x 1,318 kg/mᶾ = 13,180 kg/h.

Vrijednost gustoće: ρ = (-30 + 20) = -10, kad podijelimo ovaj rezultat na pola, dobili smo -5. Iz tablice smo odabrali gustoću koja odgovara prosječnoj temperaturi.

Zamjenom dobivenog rezultata u formulu dobiva se potrošnja topline: Q = 13,180 /3600 x 1013 x 20 – (-30) = 185,435 W. Ovdje je 1013 specifični toplinski kapacitet odabran iz tablice na temperaturi od - 30⁰ u J/(kg x K). Izračunatoj vrijednosti snage grijača dodaje se od 10 do 15% rezerve.

Razlog je što se tablični parametri često razlikuju od stvarnih prema dolje, a toplinska učinkovitost jedinice, zbog začepljenja cijevi, s vremenom se smanjuje. Prekoračenje rezervne vrijednosti je nepoželjno.

Uz značajno povećanje površine grijanja, može doći do hipotermije, pa čak i odmrzavanja kod jakih mrazeva.

Rashladno sredstvo dovodi se u grijač pare odozgo, a voda koja nastaje kondenzacijom ispušne pare ispušta se odozdo. Na fotografiji je dijagram cjevovoda parnog grijača

Snaga parnih grijača izračunava se na isti način kao i bojlera. Samo se formula za izračunavanje rashladne tekućine razlikuje:

G=Q/r,

Gdje r - specifična toplina koja se oslobađa tijekom kondenzacije pare, mjerena u kJ/kg.

Proračun električnih grijača

Proizvođači u katalozima električnih grijača zraka često navode instaliranu snagu i protok zraka, što uvelike olakšava izbor.Glavna stvar je da parametri nisu manji od onih navedenih u putovnici, inače će brzo propasti.

Dizajn grijača uključuje nekoliko posebnih električnih grijaćih elemenata, čija se površina povećava pritiskom peraja na njih.

Snaga uređaja može biti vrlo velika, ponekad i stotine kilovata. Do 3,5 kW grijač se može napajati iz utičnice od 220 V, a kod napona iznad toga potrebno ga je posebnim kabelom spojiti direktno na panel. Ako postoji potreba za korištenjem grijača snage veće od 7 kW, bit će potreban izvor napajanja od 380 V.

Ovi uređaji su male veličine i težine, potpuno su autonomni, ne zahtijevaju nužno prisutnost centralizirane opskrbe toplom vodom ili parom.

Značajan nedostatak je što je mala snaga nedovoljna za korištenje na velikim površinama. Drugi nedostatak je velika potrošnja energije.

Iz izračuna grijača proizlazi da je rezultat korištenja uređaja primjetna ušteda energetskih resursa. Ponekad se ova jedinica kombinira s rekuperatorom i tada se usis zraka ne događa izvana, već iz prostorije

Da biste saznali koliko struje troši grijač, možete koristiti formulu:

I=P/U,

Gdje P — snaga, U - napon napajanja.

S jednofaznim priključkom grijača, U se uzima jednak 220 V. S 3-faznim priključkom - 660 V.

Temperatura do koje grijač određene snage zagrijava zračnu masu određena je formulom:

T = 2,98 x P/L,

Gdje L — performanse sustava. Optimalne vrijednosti snage grijača za dom su od 1 do 5 kW, a za urede - od 5 do 50 kW.

Zaključci i koristan video na tu temu

Koju gustoću zraka uzeti pri izračunavanju opisano je u ovom videu:

Video o tome kako radi grijač u sustavu grijanja:

Prilikom odabira određene vrste grijača, trebali biste krenuti od razmatranja izvedivosti i radnih karakteristika kuće.

Za male površine, električni grijač bi bio dobra kupnja, ali za grijanje velike kuće bolje je odabrati drugu opciju. U svakom slučaju, ne možete bez preliminarnog izračuna..

Jeste li dobro upućeni u pitanje odabira i izračuna grijača? Možda biste željeli podijeliti korisne preporuke za odabir grijača zraka ili ukazati na pogrešku ili netočnost u izračunima u gore razmotrenom materijalu? Ostavite svoj komentar ispod ovog članka - vaše mišljenje može biti korisno ljudima koji odabiru pravi grijač za svoj dom.