Calculul unității de ventilație pentru ventilația de evacuare. Calculul vitezei de mișcare a apei în conductele încălzitorului. Calculul performantei termice a unitatii calorice

Ventilația prin alimentare și evacuare este o instalație tehnologică modernă, care se bazează pe îndepărtarea efectivă a aerului uzat, stagnant din incintă și furnizarea simultană a aerului nou, proaspăt de pe stradă. De obicei, sistemele de tratare a aerului sunt instalate în incintă. ventilație de evacuare. Esența unui astfel de sistem este menținerea unui echilibru între ieșirea de aer și aerul care intră în cameră. În același timp, se ține cont de faptul că, odată cu utilizarea unui astfel de echipament pentru ventilația de alimentare și evacuare, o parte din aer va intra și în încăperile adiacente. Grila de ventilație asigură o funcție de distribuție a aerului. Unitate de tratare a aerului este optim pentru majoritatea tipurilor de spații rezidențiale și nerezidențiale. Proiectarea profesională a ventilației de alimentare și evacuare este cel mai bine încredințată specialiștilor calificați.

Sistemele de echipamente de ventilație de alimentare și evacuare se bazează pe crearea a două fluxuri în sens invers. După natura dispozitivului ventilație de alimentare și evacuare poate fi împărțit în sisteme cu canale și fără canale.

Sistem fără canal- aceasta este o metodă de schimb de aer, care implică instalarea de ventilatoare în deschideri speciale care sunt destinate să intre sau să elimine masele de aer din încăpere. Bucătăria este un exemplu clasic de sistem de ventilație fără conducte, atunci când două ventilatoare sunt instalate separat: unul pentru admisia aerului la fereastră, iar al doilea pentru evacuarea aerului la aerisire.

sistem de canale ventilatie de alimentare cu recuperare este o organizație modernă, care, pe lângă un anumit set de echipamente de ventilație, constă dintr-un sistem de canale de aer (canale). Acest sistem oferă mai intens și schimb de aer de înaltă calitate tocmai în locul în care se concentrează locurile de poluare intensă sau umiditate ridicată. Sistemul de conducte poate fi echipat cu echipamente suplimentare speciale pentru curățarea, ozonizarea și încălzirea aerului din interior. Încălzirea cu aer poate fi suplimentată de un încălzitor de apă sau electric.

Calculul ventilației de alimentare și evacuare:

Pentru funcționarea corectă a sistemelor de ventilație, este necesar să se calculeze și să se calculeze corect volumul de aer furnizat și care părăsește încăperea. Cum se calculează ventilația de alimentare și evacuare pentru cameră? Mai jos sunt principalele modalități de calcul:

• folosind suprafața spațiilor - cel puțin 3 metri cubi trebuie furnizați spațiilor rezidențiale pe oră. aer pe 1 mp. zonă;
• pe baza standardelor sanitare - cu ședere regulată în incinta unei persoane - 60 de metri cubi. aer, cu temporar - 20 de metri cubi.
• prin multiplicități - în SNiP 2.08.01-89 * „Clădiri rezidențiale” sunt date normele pentru multiplicitatea schimburilor de aer pentru spații în diverse scopuri.

Calculul ventilației de alimentare și evacuare prin multiplicitate se calculează prin formula: norma multiplicității schimbului de aer în cameră trebuie înmulțită cu volumul camerei.

Avantajele ventilației moderne de alimentare și evacuare:

• Asigurarea înlocuirii forțate a aerului din interior
• Tratarea aerului necesar (purificare, încălzire, ozonare)
• Unele sisteme cu recuperare realizează umidificarea aerului în limitele stabilite, datorită umidității eliberate în canale în fluxurile de aer de alimentare. În plus, în încăperile umede (piscine, complexe de băi etc.) se rezolvă problema eliminării tehnologice a condensului.
• Reducerea costurilor de operare prin utilizarea unui schimbător de căldură special conceput - un schimbător de căldură, în care căldura aerului evacuat este utilizată pentru a încălzi aerul de intrare. Această schemă permite economii semnificative de energie.

Sistemele moderne de ventilație de alimentare și evacuare pot fi utilizate în tipuri diferite clădiri rezidențiale și publice, inclusiv facilități comerciale, logistice și industriale. Designul modern al ventilației de alimentare și evacuare este fiabil și eficient. Alegerea metodei optime de ventilație depinde în întregime de scopul proiectului (reducerea costurilor de încălzire, îmbunătățirea calității aerului, reducerea pierderilor de căldură, minimizarea întreținere), precum și asupra caracteristicilor structurale ale clădirii.

Atunci când alegeți sistemul optim de ventilație, sunt luați în considerare următorii parametri:

• Construcția și caracteristicile arhitecturale ale clădirii
• Cerințe sanitare
• Cerințe operaționale
• Cerințe de incendiu
• Fiabilitate și funcționare neîntreruptă
• Cerințe economice

Există anumite reguli pentru asigurarea schimbului de aer pentru diverse premise, în funcție de numărul total de persoane, prezența echipamentelor generatoare de căldură în clădire și alți parametri. Calculul ventilației de alimentare și evacuare, selectarea echipamentelor iau în considerare schimbul de aer necesar, se dezvoltă o schemă individuală care îndeplinește armonios și cel mai rațional calculele aerodinamice de reglementare.

Un sistem tipic de ventilație de alimentare și evacuare constă din următoarele elemente:

1. Sisteme de distribuție a aerului
2. Grilele
3. Hote
4. evacuare a aerului
5. admisie a aerului
6. filtre
7. încălzitor
8. ventilator
9. Izolarea fonică
10. Sisteme de climatizare
11. canale de ventilație

Sistemul de alimentare si evacuare cu ventilatoare automate poate fi echipat cu o unitate de recuperare. Sistemele de ventilație de alimentare și evacuare cu recuperare sunt soluția optimă pentru microclimat confortabil in camera.

Unitate de recuperare

Unitatea de recuperare preia căldură din aerul uzat și o eliberează în aerul proaspăt. Factorul de eficiență (COP) al unității poate fi de 95%. Următoarele mărci ale producătorilor moderni sunt cele mai populare astăzi sisteme de ventilație: ventilație de alimentare și evacuare cu recuperare produsă de BreeZart, Komfovent, Systemair și alții. Fiabilitatea și durabilitatea sistemului de ventilație de alimentare și evacuare, inclusiv toate camerele și clădirea în ansamblu, vor depinde de selecția competentă a echipamentului și de instalarea profesională a acestuia în viitor.

Încălzitoarele sunt folosite pentru a încălzi sau răci aerul. Una dintre opțiunile de utilizare este instalarea acestor dispozitive în sistemele de încălzire cu aer de ventilație de alimentare.

Cel mai adesea, la proiectarea unui sistem de încălzire cu aer, se folosesc instalații de încălzire cu aer gata făcute. Pentru alegerea corectă echipamentul necesar suficient pentru a sti: puterea necesarăîncălzitor de aer, care va fi montat ulterior în sistemul de încălzire prin ventilație de alimentare, temperatura aerului la ieșirea acestuia din instalația de încălzire cu aer și debitul lichidului de răcire.

Calculul puterii încălzitorului

Capacitate de ventilare m 3 /h

Temperatura camerei °C

Temperatura exterioară °C

Calculul debitului de lichid de răcire

Puterea încălzitorului W

Temperatura mediului de încălzire (direct) °C

Temperatura mediului de încălzire (retur) °C

Există mai multe metode de calcul și selectare a încălzitoarelor de apă. Fiecare folosește o mulțime de formule și explicații pentru ele, un număr mare de variabile care sunt determinate în funcție de tabele speciale sau pe baza cerințelor SNiP. Pentru a simplifica calculele efectuate, vă este prezentat un calculator online pentru calcularea datelor de bază pentru selectarea corectă a unei unități calorice. Cu ajutorul acestuia software poti calcula:

1. Puterea termică a încălzitorului kW. În câmpurile calculatorului, introduceți datele inițiale despre volumul de aer care trece prin încălzitor, datele despre temperatura aerului care intră în admisie și temperatura necesară a fluxului de aer la ieșirea încălzitorului.
2. Temperatura aerului la ieșirea instalației de încălzire. În câmpurile corespunzătoare, trebuie să introduceți datele inițiale privind volumul de aer încălzit, temperatura fluxului de aer la intrarea în instalație și puterea termică a încălzitorului obținută în timpul primului calcul.
3. Consumul de agent termic de catre instalatia calorica. Pentru a face acest lucru, introduceți datele inițiale în câmpurile calculatorului online: puterea termică a instalației obținută în timpul primului calcul, temperatura lichidului de răcire furnizat la intrarea în încălzitor și valoarea temperaturii la ieșirea din încălzitor. dispozitiv.

Calculul încălzitoarelor, care utilizează apă sau abur ca lichid de răcire, are loc după o anumită metodă. Aici o componentă importantă nu este numai calcule precise, dar și o anumită succesiune de acțiuni:

Calculul performanței pentru încălzirea aerului de un anumit volum

Determinați debitul masic de aer încălzit

G(kg/h) = L X R

Unde:

L— cantitatea volumetrică de aer încălzit, m3/oră
p- densitatea aerului la o temperatură medie (împărțiți suma temperaturii aerului la intrarea și la ieșirea încălzitorului cu două) - tabelul indicatorilor de densitate este prezentat mai sus, kg / m.cub

Determinăm consumul de căldură pentru încălzirea aerului

Q(W) = G X c X ( t con - tînceput)

Unde:

G c - capacitatea termică specifică a aerului, J / (kg K), (indicatorul este luat din temperatura aerului de intrare din tabel)
t
t

Calculul secțiunii frontale a dispozitivului necesar pentru trecerea fluxului de aer

Selectarea și calcularea încălzitoarelor este a doua etapă.După ce s-a determinat puterea termică necesară pentru încălzirea volumului necesar, găsim secțiunea frontală pentru trecerea aerului. Secțiunea frontală este o secțiune interioară de lucru cu tuburi de eliberare a căldurii, prin care trec direct fluxurile de aer rece injectat.

f(mp) = G / v

Unde:

G— debitul masic de aer, kg/h
v- viteza masei aerului - pentru încălzitoarele cu aripioare este luată în intervalul 3 - 5 (kg / m.kv s). Valori admise - până la 7 - 8 kg/mp.

Calculul valorilor vitezei de masă

Găsim viteza efectivă a masei pentru instalația calorică

v(kg/mp) = G / f

Unde:

G— debitul masic de aer, kg/h
f- suprafața secțiunii frontale efective luate în considerare, mp.

Calculul debitului de lichid de răcire în instalația calorică

Calculăm debitul lichidului de răcire

gw(kg/s) = Q / ((cw X ( t in - t afară))

Unde:

Q— consumul de căldură pentru încălzirea aerului, W
cw— capacitatea termică specifică a apei J/(kg K)
t
t

Calculul vitezei de mișcare a apei în conductele încălzitorului

W(m/sec) = gw / (pw X fw)

Unde:

gw— debitul lichidului de răcire, kg/s
pw- densitatea apei la o temperatură medie în aeroterma (acceptată conform tabelului de mai jos), kg/m3
fw — suprafata medie zonă deschisă a unei treceri a schimbătorului de căldură (acceptată conform tabelului pentru selecția încălzitoarelor KSK), m.kv

Determinarea coeficientului de transfer termic

Coeficientul de eficiență termică se calculează prin formula

La w / (m.cub x C) \u003d DAR X V n x W m

Unde:

V- viteza masei reale kg / m.kv x s
W- viteza de deplasare a apei în conducte m/s
A

Calculul performantei termice a unitatii calorice

Calculul puterii de căldură efectivă a încălzitorului(ele) selectat(e).

q(W) = K X F X (( tîn + t afară)/2 — ( t start + t con)/2))

sau, dacă se calculează diferența de temperatură, atunci

q(W) = K X F X diferența medie de temperatură

Unde:

K- coeficient de transfer termic, W / (m.kv °C)
F- suprafața de încălzire a încălzitorului selectat (acceptată conform tabelului de selecție), mp.
t in — temperatura apei la intrarea în schimbătorul de căldură, °C
t ieșire - temperatura apei la ieșirea schimbătorului de căldură, ° С
t nach - temperatura aerului la intrarea în schimbătorul de căldură, ° С
t con - temperatura aerului încălzit la ieșirea schimbătorului de căldură, °С

Determinarea marjei dispozitivului prin putere termică

Determinăm marja de performanță termică a încălzitorului (ele) adoptat(e)

((q — Q) / Q) x 100

Unde:

q- puterea termică reală a încălzitoarelor selectate, W
Q- puterea termică calculată, W

Calculul rezistenței aerodinamice

Calculul rezistenței aerodinamice. Cantitatea de pierdere de aer poate fi calculată prin formula

ΔР a (Pa) = LA X V r

Unde:

v- viteza reală a masei aerului, kg / m.kv s
B, r- valoarea modulului si grade din tabel

Determinarea rezistenței hidraulice a lichidului de răcire

Calcul rezistenta hidraulicaîncălzitorul se calculează cu următoarea formulă:

∆P w(kPa)= DIN X W 2

Unde:

DIN- valoarea coeficientului de rezistență hidraulică a unui model dat de schimbător de căldură (vezi tabelul)
W- viteza de mișcare a apei în tuburile încălzitorului de aer, m/s.

Comentarii:

• Date inițiale pentru selectarea unui schimbător de căldură
  • Instrucțiune de calcul
  • Definiția suprafeței de încălzire
  • Alegerea încălzitorului electric de aer

Înainte de a furniza aer proaspăt de pe stradă către incintă, acesta trebuie procesat pentru a-l aduce la parametri standard. O astfel de prelucrare poate include filtrarea, încălzirea, răcirea și umidificarea. Încălzirea aerului de alimentare în sezonul rece se realizează în schimbătoare de căldură speciale - încălzitoare. Pentru a obține un flux de aer cu temperatura necesară la ieșirea din încălzitor, este necesar să se calculeze și să se selecteze acest aparat.

Date inițiale pentru selectarea unui schimbător de căldură

Încălzitoarele de aer sunt produse în diferite dimensiuni standard și pt tipuri diferite lichid de răcire, care poate fi apă sau abur. Acesta din urmă este folosit destul de rar, în majoritatea cazurilor la întreprinderile în care este produs pentru nevoi tehnologice. Cel mai comun tip de lichid de răcire este apa fierbinte. Deoarece în unele cazuri debitul de aer al ventilației de alimentare este destul de mare și este imposibil să instalați un încălzitor cu o zonă mare de curgere, sunt instalate pe rând mai multe dispozitive de dimensiuni mai mici. În orice caz, mai întâi este necesar să se calculeze puterea încălzitorului.

Pentru a efectua calculul, sunt necesare următoarele date inițiale:

1. Cantitatea de aer furnizat de încălzit. Poate fi exprimat în m³/h (debit volumic) sau kg/h (debit masic).
2. Temperatura aerului sursă este egală cu temperatura aerului exterior calculată pentru regiunea dată.
3. Temperatura la care este necesară încălzirea aerului de alimentare pentru a-l furniza incintei.
4. Graficul temperaturii agentului termic utilizat pentru încălzire.

Înapoi la index

Instrucțiune de calcul

Rezultatele calculului schimbătorului de căldură pentru ventilația de alimentare sunt valorile suprafeței de încălzire și ale puterii. Ar trebui să începeți prin a determina aria secțiunii transversale a încălzitorului de-a lungul față:

A f = Lρ / 3600 (ϑρ), aici:

• L – consumul de aer de alimentare în volum, m³/h;
• ρ este valoarea densității aerului exterior, kg/m³;
• ϑρ este viteza de masă a maselor de aer în secțiunea de proiectare, kg/(s m²).

Valoarea secțiunii frontale este necesară pentru clarificarea preliminară a dimensiunilor încălzitorului, după care este necesar să se ia cea mai apropiată dimensiune mai mare a aparatului pentru calcul. Dacă rezultatul este o suprafață a secțiunii transversale prea mare, este necesar să selectați mai multe schimbătoare de căldură instalate în paralel, astfel încât să dea în total suprafața necesară. Trebuie remarcat faptul că suprafața de încălzire în funcție de rezultat este luată cu o marjă, deci această selecție este preliminară.

Valoarea vitezei reale a masei trebuie calculată luând în considerare suprafața reală de-a lungul părții frontale a schimbătoarelor de căldură selectate:

Q = 0,278Gc (t p - t n), unde:

• Q este cantitatea de căldură, W;
• G este debitul masic al aerului încălzit, kg/h;
• c este capacitatea termică specifică a amestecului de aer, presupusă a fi 1,005 kJ/kg °С;
• t p – temperatura de intrare, °С;
• t n - temperatura inițială a aerului din stradă.

Deoarece este obișnuit să instalați ventilatorul în unitatea de ventilație de alimentare înainte de schimbătorul de căldură, debitul masic G se găsește ținând cont de densitatea aerului exterior:

• G = Lρ n.

În caz contrar, densitatea este luată din temperatura fluxului de intrare după ce acesta este încălzit. Cantitatea de căldură rezultată face posibilă calcularea debitului lichidului de răcire în schimbătorul de căldură (kg / h) pentru a transfera această căldură în fluxul de aer:

• G w \u003d Q / c w (t g - t 0).

In aceasta formula:

• c w este valoarea capacității termice pentru apă, kJ/kg °C;
• t g - temperatura de proiectare apă în conducta de alimentare, °С;
• t 0 este temperatura calculată a apei în conducta de retur, °С.

Capacitatea termică specifică a apei este o valoare de referință, parametrii de temperatură calculati ai lichidului de răcire sunt luați în funcție de valori reale în condiții specifice. Adică, dacă există o boiler sau o conexiune la o rețea de încălzire centralizată, trebuie să cunoașteți parametrii lichidului de răcire pe care îl furnizează și să îi introduceți în această formulă pentru calcul. Cunoscând debitul lichidului de răcire, calculați viteza (m / s) de mișcare a acestuia în tuburile de încălzire:

w = G w / 3600 ρ w Amp , aici:

• A mp este aria secțiunii transversale a tuburilor schimbătorului de căldură, m²;
• ρ w este densitatea apei la temperatura medie a lichidului de răcire din încălzitor, °С.

Temperatura medie a apei care trece prin schimbătorul de căldură poate fi calculată ca (t g + t 0) / 2. Viteza calculată conform acestei formule va fi corectă pentru un grup de încălzitoare conectate în serie. Dacă, totuși, se realizează conducte paralele, aria secțiunii transversale a tuburilor va crește de 2 sau mai multe ori, ceea ce va duce la o scădere a vitezei lichidului de răcire. O astfel de reducere nu va oferi o îmbunătățire semnificativă a performanței termice, dar va reduce semnificativ temperatura în conducta de retur. Și invers, pentru a evita o creștere semnificativă a rezistenței hidraulice a încălzitorului, viteza lichidului de răcire nu trebuie luată peste 0,2 m/s.

Înapoi la index

Definiția suprafeței de încălzire

Coeficientul de transfer de căldură al unui încălzitor de suprafață se găsește din tabelele de căutare pentru valorile calculate ale vitezei lichidului de răcire și ale vitezei de intrare în masă. Apoi calculați suprafața de încălzire (m²) a încălzitorului conform formulei:

Amp \u003d 1,2Q / K (t av.t - t av.), unde:

• K este coeficientul de transfer de căldură de către încălzitor, W/(m°С);
• t sr.t - valoare temperatura medie lichid de răcire, °С;
• t av.v - valoarea temperaturii medii a aerului de alimentare pentru ventilație, ° С;
• numărul 1,2 - factorul de siguranță necesar, ia în considerare răcirea ulterioară a maselor de aer din canalele de aer.

Temperatura medie a debitului de aer se calculează astfel: (t p + t n) / 2. În cazul în care suprafața de încălzire a unui încălzitor nu este suficientă pentru a încălzi masele de aer, numărul schimbătoarelor de căldură de aceeași dimensiune standard trebuie se calculează folosind formula:

N mp = A mp / A k, aici A k este valoarea suprafeței de încălzire a unui schimbător de căldură (m²). Valoarea rezultată este rotunjită la următorul număr întreg.

• Q fapt \u003d K (t cf.t - t cf.) N fapt A k.

aici N fapt este luat cu valoarea rotunjită N mp , ceilalți parametri sunt la fel ca în formulele anterioare.

În practică, este necesar să se asigure o rezervă de putere a încălzitorului de 10-15%. Există 2 motive pentru aceasta:

1. Valoarea reală a coeficientului de transfer de căldură al încălzitorului de aer diferă de valorile din tabel sau de datele prezentate în catalog, de regulă, la o parte inferioară.
2. Puterea de căldură a aparatului poate scădea în timp din cauza înfundarii tuburilor sale cu depuneri.

În același timp, nu trebuie să depășiți rezerva de putere, deoarece o creștere semnificativă a suprafeței de încălzire poate duce la hipotermia acestora, iar în înghețuri severe, la dezghețare. Dacă producătorul garantează că indicatorii declarați corespund celor reali, atunci marja poate fi luată în valoare de 5%, care ar trebui adăugată la valoarea reală Q, aceasta va fi capacitatea completă a încălzitorului de aer pentru ventilarea alimentării. .

În cazul în care aburul este utilizat ca purtător de căldură, selectarea și calcularea schimbătorului de căldură se efectuează într-un mod similar, numai debitul purtătorului de căldură la încălzirea aerului pentru ventilație se calculează după cum urmează:

• G = Q/r.

În această formulă, parametrul r (kJ/kg) este căldura specifică eliberată în timpul condensării vaporilor de apă. Viteza de mișcare a vaporilor de apă în tuburile încălzitorului nu este calculată.