Isıtıcı hesaplaması: Isıtma için havayı ısıtmak için bir cihazın gücünün nasıl hesaplanacağı

Isıtıcılar yüksek performansa sahiptir, bu nedenle onların yardımıyla çok büyük odaları bile oldukça kısa sürede ısıtabilirsiniz. Farklı soğutucular temelinde çalışan bu cihazların birçok modeli satışa sunulmaktadır.

En iyi seçeneği seçmek için, manuel olarak veya çevrimiçi bir hesap makinesi kullanılarak yapılabilecek ısıtıcıyı hesaplamanız gerekir. Hesaplamalar konusunu çözmenize yardımcı olacağız - bu yazıda havayı ısıtmak için uygun bir cihaz seçerken ihtiyaç duyulacak hesaplamalara bir örnek vereceğiz.

Ayrıca çeşitli tipteki hava ısıtıcılarının tasarım özelliklerini, bu tür cihazları kullanan bir ısıtma sisteminin avantajlarını ve dezavantajlarını da dikkate alacağız.

Bir ısıtıcı ile ısıtmanın artıları ve eksileri

Belirlenen sıcaklığa kadar ısıtılan havanın doğrudan eve verilmesine dayanan bir ev ısıtma sistemi, ev sahiplerinin özellikle ilgisini çekmektedir.

Bu ısıtma sistemi tasarımı aşağıdaki önemli bileşenlerden oluşur:

• havayı ısıtan bir ısı jeneratörü görevi gören bir ısıtıcı;
• ısıtılmış hava kütlelerinin eve girdiği kanallar (hava kanalları);
• iyi ısıtılmış havayı tüm odaya yönlendiren bir fan.

Bu tür sistemlerin birçok avantajı vardır.Bunlar arasında yüksek verimlilik, radyatörler, borular şeklinde ısı değişimi için yardımcı elemanların bulunmaması ve bunu bir iklim sistemi ile birleştirme yeteneği ve bunun sonucunda büyük hacimlerin çok hızlı ısıtılması nedeniyle düşük atalet bulunur.

Birçok ev sahibi için dezavantaj, sistemin kurulumunun yalnızca evin inşaatı ile aynı anda mümkün olması ve daha sonra modernizasyonun imkansız olmasıdır.

Dezavantajı, yedek gücün zorunlu varlığı ve düzenli bakım ihtiyacı gibi bir nüanstır.

Isıtıcının kurulumu ve kullanımı kolaydır, ekonomiktir, ancak en önemlisi odayı ısıtmak için etkili bir cihazdır. Fotoğraf, sisteme yerleşik bir su ısıtıcısını göstermektedir

Web sitemizde bir evde ve kır evinde hava ısıtmanın kurulumu hakkında daha ayrıntılı materyaller bulunmaktadır. Bunlara aşina olmanızı öneririz:

• Kendin yap hava ısıtma: hava ısıtma sistemleri hakkında her şey
• Bir kır evi için hava ısıtması nasıl düzenlenir: kurallar ve inşaat planları
• Hava ısıtmanın hesaplanması: temel prensipler + hesaplama örneği

Hava ısıtıcılarının sınıflandırılması

Hava ısıtıcıları, havayı ısıtmak için bir ısıtma sisteminin tasarımına dahil edilmiştir. Kullanılan soğutucunun cinsine göre bu cihazların şu grupları bulunmaktadır: su, elektrik, buhar, ateş.

Alanı 100 m²'den fazla olmayan odalar için elektrikli cihazların kullanılması mantıklıdır. Geniş alana sahip binalar için, yalnızca bir ısı kaynağının varlığında çalışan su ısıtıcıları daha akılcı bir seçim olacaktır.

En popülerleri buhar ve su ısıtıcıları. Hem birinci hem de ikinci yüzeyler şekil olarak 2 alt tipe ayrılır: nervürlü ve pürüzsüz boru. Kanatçıkların geometrisine göre kanatlı ısıtıcılar plakalı veya spiral sarılı olabilir.

Buhar gibi bir soğutucu ile çalışan hava ısıtıcılarının performansı, giriş borusuna takılan özel vanalar kullanılarak düzenlenir.

Tasarım gereği, bu cihazlar, içlerindeki soğutucu tüpler boyunca hareket ettiğinde, sabit bir yöne bağlı kalarak tek geçişli ve bölmelerin bulunduğu kapaklarda çok geçişli olabilir, bunun sonucunda hareket yönü soğutucu sürekli değişiyor.

Isıtma yüzey alanına göre farklılık gösteren 4 su ve buhar ısıtıcı modeli satışa sunulmaktadır:

• SANTİMETRE - bir sıra borulu en küçüğü;
• M - iki sıra borulu küçük;
• İLE — 3 sıra halinde borulu orta boy;
• B - büyük, 4 sıra borulu.

Çalışma sırasında su ısıtıcıları büyük sıcaklık dalgalanmalarına dayanabilir - 70-110⁰.Bu tip bir ısıtıcının sağlıklı çalışabilmesi için sistemde dolaşan suyun maksimum 180⁰ sıcaklığa kadar ısıtılması gerekir. Sıcak mevsimde ısıtıcı fan görevi görebilir.

Farklı tipte hava ısıtıcıların tasarımı

Bir ısıtma suyu ısıtıcısı, metalden yapılmış bir mahfaza, içine bir dizi tüp şeklinde yerleştirilmiş bir ısı eşanjöründen ve bir fandan oluşur. Ünitenin sonunda kazana veya merkezi ısıtma sistemine bağlantısını sağlayan giriş boruları bulunmaktadır.

Kural olarak fan cihazın arkasında bulunur. Görevi, ısı eşanjöründen havayı geçirmektir.

Isıtmanın ardından hava, ısıtıcının ön kısmında bulunan ızgaradan odaya geri akar.

Çoğu zaman, mahfaza dikdörtgen şeklinde yapılır, ancak yuvarlak havalandırma kanalları için tasarlanmış modeller de vardır. Ünitenin gücünü düzenlemek için besleme hattına iki veya 3 yollu vanalar monte edilir.

Fan, ısıtıcı mahfazasında bulunan borulardan üfler.Isıtma sisteminden gelen ısıtılmış su tüplerin içinden geçer ve fan, sıcak havayı odaya eşit şekilde dağıtır.

Hava ısıtıcıları aynı zamanda kurulum yönteminde de farklılık gösterir - tavana veya duvara monte edilebilirler. Birinci tipteki modeller asma tavanın arkasına yerleştirilmiştir, sadece ızgara onun ötesine bakmaktadır. Duvara monte üniteler daha popülerdir.

Tip #1 - düz borulu ısıtıcılar

Pürüzsüz boru tasarımı, birbirine göre 0,5 cm mesafeye yerleştirilmiş, 20 ila 32 mm çapında ince içi boş borular formundaki ısıtma elemanlarından oluşur. Soğutucu bunların arasında dolaşır. Boruların ısıtılmış yüzeylerini yıkayan hava, konvektif ısı değişimi nedeniyle ısıtılır.

Hava ısıtıcısındaki tüpler dama tahtası veya koridor düzeninde düzenlenmiştir. Uçları toplayıcılara - üst ve alt - kaynaklanır. Soğutucu, dağıtım kutusuna giriş borusundan girer, daha sonra tüplerden geçip ısıtıldıktan sonra, yoğuşma suyu veya soğutulmuş su şeklinde çıkış borusundan çıkar.

Kademeli tüp düzenine sahip cihazlar tarafından daha kararlı ısı transferi sağlanır, ancak burada hava akışlarına karşı direnç daha yüksektir. Cihazın gerçek yeteneklerini bilmek için ünitenin gücünü hesaplamak gerekir.

Hava için belirli gereksinimler vardır; lif, asılı parçacık veya yapışkan madde olmamalıdır. İzin verilen toz içeriği 0,5 mg/mᶾ'den azdır. Giriş sıcaklığı en az 20⁰.

Tek geçişli ve 3 geçişli ısıtıcılar. 1 – soğutucunun aktığı giriş borusu, 2 – dağıtım kutusu, 3 – boru, 4 – çıkış borusu, 5 – bölme

Düz borulu ısıtıcıların termal özellikleri çok yüksek değildir.Önemli hava akışı ve yüksek sıcaklığa ısıtmanın gerekli olmadığı durumlarda bunların kullanılması tavsiye edilir.

Tip #2 - kanatlı hava ısıtıcıları

Kanatlı cihazların boruları nervürlü bir yüzeye sahiptir, bu nedenle onlardan ısı transferi daha fazladır. Daha az boru olduğundan termal özellikleri düz borulu hava ısıtıcılarına göre daha yüksektir.

Plaka ısıtıcıları, üzerine plakalar monte edilmiş dikdörtgen veya yuvarlak tüpler içerir.

Birinci tip plakalar bir grup boruya monte edilir. Soğutucu, bir bağlantı parçası aracılığıyla cihazın dağıtım kutusuna girer, küçük çaplı kanallardan önemli bir hızla geçen havayı ısıtır ve ardından bağlantı parçası aracılığıyla montaj kutusundan çıkar.

Bu tip ısıtıcılar kompakttır, bakımı ve kurulumu kolaydır.

Tek geçişli plakalı cihazlar şu şekilde belirlenmiştir: KFB, KFS, KVB, STD3009V, KZPP, K4PP ve çok geçişli plakalı cihazlar KVB, K4VP, KZVP, KVS, KMS, STDZOYUG, KMB olarak belirlenmiştir. Ortadaki model KFS olarak, büyük olan ise KFB olarak adlandırılmıştır.

Bu ısıtıcıların tüplerine 1 cm genişliğinde ve 0,4 mm kalınlığında oluklu çelik bant sarılır. Onlar için soğutucu buhar veya su olabilir.

Su ısıtıcıları metal-plastik veya polimer borulara bağlanamaz çünkü Yüksek soğutma sıvısı sıcaklıkları için tasarlanmamışlardır. Korozyonu önlemek için çelik borulara ve tercihen galvanizli olanlara ihtiyacımız var.

Birincisi üç sıra tüple, ikincisi ise dört sırayla donatılmıştır. Orta modelin plakaları 0,5 mm kalınlığa ve 11,7 x 13,6 cm boyutlara sahiptir, aynı kalınlık ve genişliğe sahip büyük modelin plakaları daha uzundur - 17,5 cm.

Plakalar birbirinden 0,5 cm uzaklıkta ve zikzak dizilişinde bulunurken, orta tip modellerde plakalar koridor prensibine göre düzenlenmiştir.

STD işaretli hava ısıtıcılarının 5 numarası vardır (5, 7, 8, 9, 14). STD4009V ısıtıcılarda soğutucu buhar, STD3010G'de ise sudur. Birincisinin montajı, tüplerin dikey yönelimiyle, ikincisi ise yatay yönelimle gerçekleştirilir.

Tip #3 - kanatlı bimetalik ısıtıcılar

Isıtılmış hava ile ısıtma sistemlerinde, özel tip kanatçıklara sahip (spiral haddelenmiş) KP3-SK, KP4-SK, KSk - 3 ve 4 bimetalik ısıtıcı modelleri sıklıkla kullanılır. KP3-SK, KP4-SK ısıtıcıları için soğutucu, en yüksek basıncı 1,2 MPa ve maksimum sıcaklığı 180⁰ olan sıcak sudur.

Diğer iki hava ısıtıcısını çalıştırmak için, ilkiyle aynı çalışma basıncında, ancak biraz daha yüksek sıcaklıkta - 190⁰ buhar gerekir. Üreticiler kabul testleri yapmak zorundadır. Cihazlar ayrıca sızıntılara karşı test edilir.

KSK hava ısıtıcısının ısı eşanjörü, çelikten yapılmış ve alüminyum kanatlı borulardan oluşur. Tüp levhaları bunları birbirine bağlar

2 sıra bimetalik hava ısıtıcısı vardır - 3 sıra borulu KSK3, KPZ orta boy ve 4 sıra borulu KSK4, KP4 büyük modellerdir. Bu cihazların bileşenleri bimetalik ısı değişim elemanları, yan korumalar, boru ızgaraları ve bölmeli kapaklardır.

Isı değişim elemanı 2 borudan oluşur - iç kısmı 1,6 cm çapında, çelikten yapılmış ve dış kısmı üzerine kanatçıklar monte edilmiş alüminyumdan yapılmıştır. Isı transfer tüpleri arasındaki enine aralık 4,15 cm, boylamasına aralık ise 3,6 cm'dir.

Uygun bir birimin hesaplanması ve seçimi için kurallar

Bir veya bir grup ısıtıcıyla bir ısıtma sistemi tasarlarken ve hesaplamalar yaparken bir takım kurallara uyulmalıdır. Aşağıdaki fotoğraf seçiminde bunlara daha ayrıntılı olarak bakalım.

Su ısıtıcı hesaplaması

Bir su veya buhar ısıtıcısının gücünü hesaplamak için aşağıdaki başlangıç ​​parametrelerine ihtiyaç vardır:

1. Sistem performansı, diğer bir deyişle saat başına damıtılan hava miktarı. Hacimsel akışın ölçüm birimi mᶾ/saat, kütle kg/saattir. Sembol - L.
2. Başlangıç ​​veya dış sıcaklık - tul.
3. Nihai hava sıcaklığı tfin'dir.
4. Belirli bir sıcaklıkta havanın yoğunluğu ve ısı kapasitesi - veriler tablolardan alınır.

Öncelikle hava ısıtma cihazının ön tarafındaki kesit alanı hesaplanır.Bu değer öğrenildikten sonra birimin ön boyutları bir marjla elde edilir.

Hesaplama için şu formülü kullanın:

Af = Lρ / 3600 (ϑρ),

Nerede L — m³/saat cinsinden hacimsel hava akışı veya üretkenlik, ρ — kg/m³ cinsinden ölçülen dış hava yoğunluğu ϑρ – hesaplanan kesitteki kg/(cm²) cinsinden ölçülen kütle hava hızı.

Bu parametreyi aldıktan sonra, daha fazla hesaplama için ısıtıcının tipik boyutunu, en yakın boyutu alırlar. Nihai alan değeri büyükse, toplam alanı ortaya çıkan değere eşit olan birkaç özdeş ünite paralel olarak kurulur.

Kaloriferlere yalnızca ısı değişimi için cihazlar değil, aynı zamanda çok daha az popüler olan soğuk su temelinde çalışan hava soğutucuları da denir.

Belirli bir hacimdeki havayı ısıtmak için gerekli gücü belirlemek için, aşağıdaki formülü kullanarak ısıtılmış havanın toplam tüketimini 1 saatte kg cinsinden bulmanız gerekir:

G = U x p,

Nerede R - ortalama sıcaklıkta hava yoğunluğu. Ünitenin giriş ve çıkışındaki sıcaklıkların toplanması ve 2'ye bölünmesiyle belirlenir. Yoğunluk göstergeleri tablodan alınır.

Bu tablodan, cihazın gücünü hesaplamak için belirli bir sıcaklıkta havanın yoğunluğu ve özgül ısı kapasitesi ile ilgili verileri alabilirsiniz.

Artık aşağıdaki formülün kullanıldığı havayı ısıtmak için ısı tüketimini hesaplayabilirsiniz:

Q (W) = G x c x (t sonu - t başlangıç),

Nerede G — kg/saat cinsinden kütle hava akışı. Hesaplama sırasında J/(kg x K) cinsinden ölçülen havanın özgül ısı kapasitesi de dikkate alınır. Gelen havanın sıcaklığına bağlıdır ve değerleri yukarıdaki tabloda yer almaktadır. Cihazın giriş ve çıkışındaki sıcaklık gösterilir başlama. Ve con. sırasıyla.

Diyelim ki -30⁰ dış sıcaklıkta havayı 20⁰'ye kadar ısıtacak şekilde 10.000 mᶾ/saat kapasiteli bir ısıtıcı seçmemiz gerekiyor. Soğutma sıvısı, ünitenin girişinde 95⁰ ve çıkışta 50⁰ sıcaklıktaki sudur.

Hava kütlesi akışı: G = 10.000 mᶾ/saat. x 1,318 kg/mᶾ = 13,180 kg/saat.

Yoğunluk değeri: ρ = (-30 + 20) = -10Bu sonucu ikiye böldüğümüzde -5 elde ediyoruz. Tablodan ortalama sıcaklığa karşılık gelen yoğunluğu seçtik.

Elde edilen sonucu formülde değiştirerek ısı tüketimi elde edilir: Q = 13.180 /3600 x 1013 x 20 – (-30) = 185.435 W. Burada 1013 -30⁰ sıcaklıkta J/(kg x K) cinsinden tablodan seçilen özgül ısı kapasitesidir. Isıtıcı gücünün hesaplanan değerine rezervin% 10 ila 15'i eklenir.

Bunun nedeni, tablodaki parametrelerin sıklıkla gerçek olanlardan aşağıya doğru farklılık göstermesi ve tüplerin tıkanması nedeniyle ünitenin termal performansının zamanla azalmasıdır. Rezerv değerinin aşılması istenmez.

Isıtma yüzeyinde önemli bir artışla birlikte hipotermi ve hatta şiddetli donlarda buz çözme meydana gelebilir.

Soğutucu buhar ısıtıcısına yukarıdan beslenir ve egzoz buharının yoğunlaşmasından kaynaklanan su alttan boşaltılır. Fotoğrafta buhar ısıtıcı borularının şeması gösterilmektedir

Buharlı ısıtıcıların gücü su ısıtıcılarıyla aynı şekilde hesaplanır. Yalnızca soğutma sıvısını hesaplama formülü farklıdır:

G=Q/r,

Nerede R - kJ/kg cinsinden ölçülen, buharın yoğunlaşması sırasında açığa çıkan spesifik ısı.

Elektrikli ısıtıcı hesaplaması

Elektrikli hava ısıtıcı kataloglarındaki üreticiler genellikle kurulu gücü ve hava akışını gösterir, bu da seçimi büyük ölçüde kolaylaştırır.Önemli olan, parametrelerin pasaportta belirtilenlerden daha az olmamasıdır, aksi takdirde hızla başarısız olur.

Isıtıcı tasarımı, kanatçıkların üzerine basılmasıyla alanı arttırılan birkaç özel elektrikli ısıtma elemanı içerir.

Cihazların gücü çok büyük olabilir, bazen yüzlerce kilovat olabilir. 3,5 kW'a kadar ısıtıcıya 220 V'luk bir prizden güç verilebilir ve bunun üzerindeki voltajlarda ayrı bir kabloyla doğrudan panele bağlanması gerekir. 7 kW'tan daha yüksek güce sahip bir ısıtıcı kullanılması gerekiyorsa 380 V güç kaynağına ihtiyaç duyulacaktır.

Bu cihazlar boyut ve ağırlık bakımından küçüktür, tamamen özerktirler ve merkezi bir sıcak su kaynağının veya buharın bulunmasını gerektirmezler.

Önemli bir dezavantajı ise düşük gücün geniş alanlarda kullanım için yetersiz olmasıdır. İkinci dezavantaj ise yüksek enerji tüketimidir.

Isıtıcının hesaplanmasından, cihazın kullanılmasının sonucunun enerji kaynaklarında gözle görülür bir tasarruf olduğu anlaşılmaktadır. Bazen bu ünite bir reküperatör ile birleştirilir ve daha sonra hava girişi dışarıdan değil odadan gerçekleşir.

Isıtıcının ne kadar akım tükettiğini öğrenmek için aşağıdaki formülü kullanabilirsiniz:

ben=P/U,

Nerede P - güç, sen - besleme gerilimi.

Isıtıcının tek fazlı bağlantısıyla U, 220 V'a eşit alınır. 3 fazlı bağlantıyla - 660 V.

Belirli bir güce sahip bir ısıtıcının hava kütlesini ısıttığı sıcaklık aşağıdaki formülle belirlenir:

T =2,98 x K/Z,

Nerede L - sistem performansı. Bir ev için optimum ısıtıcı gücü değerleri 1 ila 5 kW, ofisler için ise 5 ila 50 kW arasındadır.

Konuyla ilgili sonuçlar ve faydalı videolar

Hesaplarken hangi hava yoğunluğunun alınması gerektiği bu videoda anlatılmaktadır:

Bir ısıtıcının ısıtma sisteminde nasıl çalıştığına dair video:

Belirli bir ısıtıcı tipini seçerken evin fizibilite ve operasyonel özelliklerini dikkate almalısınız.

Küçük alanlar için elektrikli ısıtıcı iyi bir satın alma olacaktır, ancak büyük bir evi ısıtmak için başka bir seçeneği seçmek daha iyidir. Her durumda, ön hesaplama yapmadan yapamazsınız..

Bir ısıtıcı seçme ve hesaplama konusunda bilgili misiniz? Belki bir hava ısıtıcısının seçimine ilişkin faydalı tavsiyeleri paylaşmak veya yukarıda tartışılan materyaldeki hesaplamalardaki bir hatayı veya yanlışlığı belirtmek istersiniz? Yorumunuzu bu makalenin altına bırakın; fikriniz, evi için doğru ısıtıcıyı seçen kişilere faydalı olabilir.