Калорифер

Нагревание воздуха в приточных камерах вентиляционных систем производится в теплообменных аппаратах, называемых калориферами.

Оптимальная скорость движения воды в трубках 0, 2-0, 5 м/с. Увеличение скорости свыше 0, 5 м/с не приведет к значительному увеличению теплоотдачи, а гидравлическое сопротивление калориферов значительно возрастет. Принимать скорость движения воды ниже 0, 12 м/с не рекомендуется, т.к. это может привести к замораживанию калорифера в зимний период.

В результате расчета калориферов определяется их тип, номер, количество, схемы присоединения по воздуху и теплоносителю, аэродинамическое и гидравлическое сопротивление.

Подберем калорифер для нагревания L =24160 м³/ч воздуха от температуры t_н =-22⁰С до t_к = t_пр -1=16, 78-1=15, 78°С. Теплоноситель - перегретая вода с параметрами t_гор =150 ⁰С, t_обр =70 ⁰С.

1.Количество теплоты, необходимой для подогрева приточного воздуха:

Q = 0, 28·L·r_к·c· (t_к – t_н), Вт,

где L -расход нагреваемого воздуха, м³/ч;

r_к - плотность воздуха при температуре t_к, кг/м³;

r_к = 353/(273+ t_к)=353/(273+15, 78)=1, 22 кг/м³;

c - удельная теплоемкость воздуха, c =1, 005 кДж/(кг∙ ⁰С);

t_н - температура воздуха до калорифера, ⁰С;

t_к - температура воздуха после калорифера, ⁰С;

Q = 0, 28·24160·1, 22·1, 005·(15, 78-(-22)) =303360 Вт.

2. Задаемся массовой скоростью vr’ =5 кг/м²с и находим площадь живого сечения калориферной установки для прохода воздуха:

f_B^’ =L·r/(3600·vr’), м²

f_B^’ =24160·1, 2/(3600·5)=1, 6 м²

3.Предварительно принимаем к установке калорифер КВБ11Б-П-УЗ (табл.II.26) [11] со следующими характеристиками:

f_в^т =1, 66 м², f_тр =0, 00348 м², F_н^т =107, 08 м².,

где f_в – живое сечение по воздуху, м²;

F_н^т – площадь поверхности нагрева калорифера, м²;

f_тр – живое сечение по теплоносителю, м².

4. Находим действительную массовую скорость:

vr = , кг/(м²с)

vr =(24160·1, 2)/(3600·1, 66) =4, 85 кг/(м²с);

Находим массовый расход воды в калориферной установке:

G_ж = , кг/ч

где С_ж – удельная теплоемкость воды, С_ж=4, 19кДж/(кг^оС);

G_ж = кг/ч.

Находим скорость воды в трубках калориферов:

V_тр = , м/с

V_тр = =0, 26 м/с;

По найденным значениям vr и V_тр по табл. II.27 [11] находим коэффициенты теплопередачи калориферов:

vr =4, 85 кг/(м²с); V_тр =0, 26 м/с; K =30, 8 Вт/(м²∙ ^оС);

Определяем требуемую поверхность нагрева:

F_тр = , м²

где Q – расход теплоты для нагревания воздуха, Вт;

t_ср^т – средняя температура теплоносителя:

t_ср^т = (t_гор+t_обр)/2 = (150+70)/2 = 110 ^оС,

t_ср^в – средняя температура нагреваемого воздуха:

t_ср^в = (t_н+t_к)/2= (-22+15, 78)/2 = -3, 11 ^оС,

К – коэффициент теплопередачи калорифера, Вт/(м^{2 о}С).

F_тр = =95, 8 м² ;

6. Запас поверхности нагрева калорифера:

%.

Аэродинамическое сопротивление калорифера определяем из табл. II.27 [11] при vr =4, 85 кг/(м²с):

DR_к =94 Па.