Розрахунок повітрепідігрівачів (калориферів)

Калорифери – це парові або водяні апарати для помірного нагріву повітря, які широко застосовується у вентиляційних системах.

Калорифери класифікують в залежності від руху по трубкам теплоносія (одноходові, багатоходові), виду оребріння (пластинчаті, спіральні, спірально-навівні, накатні), числа трубок по ходу повітря (мала модель М-2 шт., середня модель С-3 шт., велика модель Б-4 шт.) матеріалу трубок (сталеві, біметалеві – сталь та алюміній).

Багато-ходові калорифери в основному застосовують в опалювальних системах, що дозволяє создать велику швидкість теплоносія у трубках (при однаковій його витраті), збільшити коефіцієнт теплопередачі підвищити теплотехнічні показники калориферів.

 

Таблиця 4.3.

Конструктивні характеристики калориферів сталевих пластинчатих типу КВБ, КМБ, КМС.

Площа поверхні нагріву, м2 Площина живого перерізу, м2 Габарити, мм   Маса, кг  
По повіт-рю По теплоносія Довжи-на ширина КВБ КМБ КМС
КВБ, КМС КМБ   КВБ КМБ КМС          
9,9 12,7 0,115 0,0046 0,00152 0,00114 624/560   412/360 57,2 44,4
13,2 16,9 0,154 0,0061 0,00135 0,00102 532/480   74,5 57,5
16,7 21,4 0,195       774/710   90,1 68,8
20,9 26,8 0,244 0,0076 0,00127 0,00095 666/600 110,6 84,8
25,3 32,4 0,295       924/860   129,4 99,0
30,4 38,9 0,354 0,0092 0,00152 0,00114 786/720 153,6 116,7
35,7 45,7 0,416       1074/1010   176,3 133,8
41,6 53,3 0,485 0,0107 0,00178 0,00133 906/840 203,3 153,8
47,5 61,2 0,556       1224/1160   233,4 173,2

 

 

Із рівняння теплового балансу визначається теплова потужність та витрата теплоносія (води або повітря).

,

де GповGв– витрата повітря та води кг/с;

спов, св – теплоємності повітря та води Кдж/(кгК);

- температури повітря на вході та на виході з підігрівача, °С;

- температури води на вході та на виході з підігрівача

Приймаємо масову швидкість повітря у живому перерізі калориферу ωρ=10 кг/м2с і по рівнянню нерозривності потоку визначаємо розрахункову площу живого перерізу калориферу:

;

Після чого із табл. 4.3. підбираємо необхідний калорифер (або декілька калориферів) та визначаємо дійсну масову швидкість повітря.

Визначаємо швидкість руху води в трубках

,

Далі визначається коефіцієнт теплопередачі за формулами наведеними у табл. 4.4. в залежності від типу калорифера.

Таблиця 4.4.

Розрахункові формули для визначення коефіцієнтів теплопередачі.

 

Модель калориферу     Коефіцієнти теплопередачі при обігріві, Вт/(м2К)
парою   водою
При ωв=0,02...0,25 м/с При ωв=0,25...1 м/с
КФБ 11,6ωρ0,42 15,2ωρ0,331 ωв0,166 11,0ωρ0,446 ωв0,094
КВБ 17,8ωρ0,351 21,5ωρ0,975 ωв0,192 21,5ωρ0,975 ωв0,192
КМС -   17,8ωρ0,343 ωв0,149

 

Після цього перераховують теплову потужність калориферів за рівнянням теплопередачі та зрівнюють із заданою, якщо калорифер на забезпечує необхідну теплопродуктивність вибирають іншій або для групи калориферів змінюють схему групового включення (наприклад з послідовної на паралельну).