Книги / Каменев П.Н. Вентиляция1

Определение

коэффициента теплопередачи проводят

при

ста-

тном

тепловом режиме

калорифера

.

У

калориферов,

рабо

ци

-

на воде,

в процессе

испытаний

изменяются

расходы

возду

"

юЩих

1П

теплоносителя

тепло-

ча

и

, что позволяет исследовать коэффициент

ПРИ

различных массовых

скоростях

движения воздуха и

переДачи

скоростях движения воды по трубкам. Правильность по-

раз

?9G=KE

результатов

проверяется сравнением

экспериментальных

денных

.IV

умеренных

греющим

потоков теплоты от теплоносителя к воздуху и от воды

элементам калорифера.

По

результатам

испытаний

вы

числяются

-

величины коэффициента

теплопередачи.

Измеряются

также потери

давления воздуха

в воздухоподогревате-

ле

в

зависимости

от массовой

скорости и

зависимость

потерь

давления

теплоносителя

от

скорости движения

воды в

. Применительно к

одноходовым

трубках

экс-

калориферам с

теплоносителем

«вода»

результаты

периментов

обрабатываются в

виде степенных

зависимостей вида:

К

=

А( ур) и>'\

(10.3)

”

Для симость

многоходовых (10.3) или:

калориферов может быть

К	=	А( ур)тм" 1	г	,

использована

зави-

(10.4)

где

К

-

коэффициент

теплопередачи,

Вт/

м

2

-

°С

или

кДж/(

ч

-

м

2

-

°С

);

А

,

т, п, г - константа и показатели степени, зависящие

калорифера; ур - массовая скорость воздуха, кг/с; гг

от конструкции

- скорость дви-

жения

воды

в

трубках

теплоносителя

,

м

/с;

/

-

приведенная

длина

трубки

одного

хода

,

либо

длина

трубки

нагревательного

элемента,

между

распределительными

коробками

,

м

.

В

случае

паровых

воздухонагревателей

(

калориферов

)

скорость

Движения

пара не учитывается и зависимость (10.3)

К	-	А( урУ" .

имеет вид:

(10.5)

в

Аэродинамические виде соотношения:

потери в

Дл,р

калориферах = В( у р У ,

обычно

представляют
(10.6	)

	г	е		Друр	~	потери
	б
			Я - константа
	^’
	КаДорифера.

давления воздуха, проходящего через калорифер, Па;

и показатель степени, зависящие от конструкции

Ч

Возможно	представление	экспериментальных
более сложными зависимостями
		.

данных

и

други-

Ве

нтиляиия

	321
Электронная библиотека	Ы::1 р:/ / Ьду.кЬзЬи.ги
	'

Гидравлические

стями:

потери

часто

бывают

представлены

зависну

или

,

для

многоходовых

Ар„, = СО)
Ар„	= СО
	)
		*

5 Г,

( (

Ю.7

Ю.8

)

)

/		- потери давления теплоносителя, движущегося по		трубка
где Л ?„,						^
калорифера, м/с; С, $ , г - константа и показатель степени,
от конструкции калорифера; / - приведенная длина			зависящИе
			трубки		одного
хода,	либо длина трубки нагревательного элемента,		между		распре		-
делительными коробками, м.

Для	ручного	счета	характеристики калориферов
ставляют таблицами вида 10.1, 10.2				и 10.3.

обычно

пред-

В

справочно-нормативной

литературе

приводятся

и

расчетные

формулы,

по которым они составлены.

Приведенная

табл. 10.2

по

строена путем

вычислений

коэффициента

теплопередачи по

-

формуле

=

0,35

0,13

:

>

и аэродинамического сопротивления одиночного

К

23,05(тр)

г

калорифера

соотношению Араэрод

5,98(ур)

1,525

по

=

, Па.

Калориферы

для

теплоносителей

«вода

»

и

«

пар»

КВС,

КВБ,

КПС

-П,

КПБ

-

П

со

стальными

пластинчатыми

теплообменными

элементами

и

КСкЗ

,

КСк

4

с

биметаллическими

теплообменными,

предназначены

для

нагревания

воздуха

с

запыленностью

не

более

0,

5

мг

/

м

3,

не

содержащего

волокнистых

материалов

и

липких

ве

-

ществ.

Конструкция

унифицирована

,

позволяет

в

обечайку

устанав-

ливать		различные греющие элементы.
КСкЗ	,	КСк4 теплоносителем является

Для калориферов	КВС,	КВБ	,
перегретая вода, давление ко-

торой

не

должно

превышать

1

,2

МПа

и

температуру

не

выше

180

°С

.

Калориферы

КПС-П,

КПБ

-

П

используют

насыщенный

водяной

пар

с

рабочим Основой

давление также нагревательных

не более 1,2 МПа и элементов являются

	температурой	190		°С		.
			диа		-
	стальные трубки

метром 16x1,2, приваренные к трубным доскам обечайки; боковые

щитки

обечайки съемные, крепятся к торцам трубных решеток

бол-

и трубными решетками ус-

товыми соединениями.

Между щитками

танавливаются уплотнительные прокладки. При групповой

установ

-

ке воздухонагревателей боковые щитки

могут не устанавливаться

,

что позволяет организовывать сплошную поверхность нагрева

с

не

-

обходимой производительностью по воздуху до 500

3

тыс. м /ч.

вода

»

-

Калориферы ВНВ,

предназначенные

для теплоносителя

несколько

«

описанны

отличаются

по конструкции от калориферов,

4

выше.

Малый диаметр

греющих трубок

позволяет

организовывав

322

Электронная

библиотека

КССр://Сд

V.кЬзСи.ги

5 со

и М

г+ со

I а( ) ч и ц а 1 0 1

Технические данные калориферов КВС

Площадь	Площадь	Площадь сечения	Число	Длина трубки	Масса,
Индекс поверхности	фронтальной	для прохода	ходов по теп-	в одном ходе, м	кг
теплообмена, м2	о сечения, м2	теплоносителя, м2	лоносителю

КВС 6 12.92 0	267	0 530	55
,		,

КВС 7 15.92	0	329															0 655				65
		,																,
КВС 8 18 , 96	0,392					0,00087									6		0,780				75
КВС 9 22 , 02	0,455																0,905				85
КВС 10 28 , 11	0,581																1,155				105
КВС 11 80 , 30	1,660					0,00261									4		1,655				273
КВС 12 120 , 36	2,488					0,00392											1,655				401
Данные для подбора калориферов КВС																			Таблица 10.2
Массовая Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2 -°С),																			Аэродинами-
скорость при скорости движения теплоносителя по трубкам калорифера CC, м/с																			ческое сопро-
воздуха 0 , 2 0 , 3 0 , 4		0,5	0,6			0,7			0,8			0,9				1,0	1,2	тивление Ар, Па
1 , 5 21 , 55 22 , 72 23 , 58		24,27	24	,	86	25	,	36	25	,	81	26		,	2	26 57	27 21		11		1
																,	,		,
2 , 0 23 , 83 25 , 12 26 , 08		26,85 27,49				28,05 28,64						28,98 29,38					30,08		17,21
2 , 5 25 , 77 27 , 16 28 , 2		29,03	29	73		30	,	33	30 86			31	,	33		31 76	32 53		24	,	19
				,						,						,	,
3 , 0 27 , 47 28 , 95 30 , 06		30,94 31,68				32,32 32,89						33,4				33,86	34,67		31,94
3 , 5 28 , 99 30 , 56 31 , 72		32.65	33,44			34,12 34,71						35,25 35,73					36,59		40,4
4 , 0 30 , 38 32 , 02 33 , 24		34,22 35,04				35,75 36,37						36,94 37,44					38,34		49,53
4 , 5 31 , 65 33 , 37 34 , 64		35.66	36	52		36	,	91	37 91			38	,	49		39 02	39 96		59	,	27
				,						,						,	,

о

43

а

а

гг

гг

Г-

"С

г+ 13

<

г+

ы

Г\Э

Технические характеристики электрокалориферов ЭКО

Характеристики							Показатели
				ЭКО-5 ЭКО-10		ЭКО-16 ЭКО-25 ЭКО-40			ЭКО-60
Установленная		,	кВт
				4 8	9 6	15	22 5	45	67 5
мощность				,	,		,		,
Производительность	3	/ч		500	800	1900	2500	3500	4000
, м
Перепад температур, °С				35	35	35	35	50	60
Температура выходящего				55	55	55	55	70	90
воздуха , ° С
Температура поверхности								190
нагревателя , ° С
Аэродинамическое сопротивле-				30	60	200	150	200	250
ние , Па
Количество электрических				1	2	2 -	3	3	3
секций
Мощность секции, кВт				4,8	4,8	7,5	7,5	15	22,5
Напряжение сети, В								190
Напряжение на нагревателе, В								220
Частота тока , Гц								50
Схема соединения нагревателей								«звезда»	520 I
Размер Н , мм				205	250	250	250	385

Таблица 10.3

ЭКО-100 ЭКО-160

90 157,5

5000 7500

60 60

90 90

250 300

3 3

30 52,5

655 I 1060

оходовое

движение

теплоносителя с

помощью отводов

180°

|НОГ

называемых

рта

«калачей»). Теплоноситель к трубкам одного хода

*

помощью

магистрали, выполненной

из трубы

. При

высо

по

дводят

с

-

ВНВ имеют повышен-

й

интенсивности теплоотдачи

калориферы

КОИ

и

гидравлическое сопротивление

по

сравне

нию

аэродинамическое

-

НОО

с

калориферами

традиционной конструкции

.

-

Электрические

воздухонагреватели.

Промышленность

выпус

типов ЭКО и ВЭ,

применяемые

для нагрева

кает

электрокалориферы

, промышленных

и гражданских

в

в

духа

сельскохозяйственных

03

, что окружающая среда

и

нагреваемый

воздух

зданиях

при условии

содержат

значительного

количества

взрыво

и не

невзрывоопасны

-

ЭКО

представляет собой каркас

прямо-

опасной

пыли.

Калорифер

сечения, внутри

которого смонтированы

трубчатые

ореб

угольного

-

ренные

: в электрокалорифере

ЭКО-5

размещены

электронагреватели

расположе-

(ТЭНа), в остальных - ТЭНы

3

теплоэлектронагревателя

три

ряда,

каждый

из которых пред-

ны

в

автономную

электрическую

ставляет

а)

Электрокалориферы

рассчита-

секцию.

фазного тока с напряже-

ны

на сеть 3-х

нием

380У, присоединяются

по схеме

что обеспечивает подачу на-

«звезда»,

пряжения	на	электронагреватели		в
				-
220У. Достоинством			электрокалорифе
ров является отсутствие опасности				за-

о

0

°2

мерзания. К недостаткам

поддерживаемая высокая

-	постоянно
температура

Я

Е

поверхности

нагревателей,

что

создает

опасность

возгонки

пыли

нагреваемого

воздуха

.

Наряду

с

электрокалориферами

применяются

электрические

канальные

подогреватели

, и прямо

круглого, КПК

-

Нольного сечения, КПП

в

качестве

. Применяются

Они

температурных доводчи-

Ков

в

системах

вентиляции и кондицио-

ппрования

воздуха; в приточных венти-

Ляиионных

установках

небольшой

теп-

ловой

мощности могут

применяться

в

Качестве

основного

подогревателя

<

РИе

-

.

10.6)

		0
Рис. 10 6. Электрические
подогреватели		воздуха
а - канальный	подогреватель
круглый, б - канальный подо-
греватель прямоугольный

325

Электронная

библиотека

Ьббр://бдV.кЬзби.ги

§

61.

Установка

воздухонагревателей

	Установка		калориферов по	отношению к проходящему
	воздуху	может	быть параллельной,		последовательной	через	Них
						(рис.
	параллельно-последовательной.					10.7		)

а)

к

	о	б )		в)
			о	О	О
				о
	о			о	о
	о
		к	У	о	о
	о			о	о
	У				У
		Рис. 10.7. Схемы установки калориферов по воздуху

а в

- -

параллельная; б - последовательная, двухрядная установка,
параллельно	последовательная (два калорифера по фронту,
-

два

ряда

в

направлении

движения

воздуха

)

;

К

-

обводной

клапан

Параллельная

установка

калориферов

по

воздуху

применяется

тогда

,

когда

требуется

нагреть

большое

количество

воздуха

на

не-

большую

разность

температур

,

а

последовательная

установка

кало-

риферов по воздуху необходима			при большой
начальной	температур. Если	расход воздуха и

разности разность

конечной	и
температур

велики,

применяется последовательно-параллельная установка

ка-

лориферов. В калориферной

установке

все

калориферы

должны

быть одинаковыми

по типу,

модели и

номеру, чтобы обеспечить

одинаковое сопротивление

проходу

воздуха и

обеспечить равномер

-

ное

распределение воздуха

по всей

площади

поперечного

сечения

калориферной группы (рис.

10.7).

Для

регулирования теплоотдачи калорифера при теплоносителе

«вода»

изменяют количество

подаваемого теплоносителя

или

его

-

температуру с помощью смесительного насоса, регулирующего

тем

пературу воздуха по

импульсу от датчика температуры, установлен

-

группь

ного в обслуживаемом помещении или после калориферной

1

'

темпе

Так

как

пар не поддается качественному регулированию,

а

ратура его слишком

высока (равна

или

более 100°С) обязательна

(спаренного) многостворчатого клапана

к

т

°

установка двойного

,

°

326

Электронная

библиотека

ЕЕЕр://

Ед

V.кКзЕи

.ги

рЫЙ

пропУскает

часть

подогре-

воздуха в

обход

кало-

того

Количественное

регу-

Р

ифера

-

ование

пара

не

может

быть

тир

вменено

в

малом

пр

,

так

как

пичестве

он

быстро

отдает

КО

,

и

возможно

замерзание

тСпЛО

-

нденсата

Спаренный

.

КО

много

клапан

состоит из

створчатый

:

одно окно

створ-

дВух

окон

со

перекрывает

доступ

воз-

ками

к

калориферу

другое

духа

,

своими

створками

-

проходное

канала.

отверстие

обводного

Створки

двойного

обводного

клапана

связаны

одной

тягой

таким

образом,

что при

откры-

вании

створок

клапана

кало-

риферной

группы

прикрывает-

ся

обводной канал

и

наоборот

10.8в).

(рис.

а)

\

2

		У		А
	2			2
		/
		/
		41
	/// / ///// / / /	/////	у}
			/////////

Установка	обводного	-
		кла

пана обязательна		при теплоно-
сителе	«пар» и		-
		весьма жела
тельна	при теплоносителе		«во
			-
», так как позволяет избежать
да
замерзания воды		в трубках при

Рис. 10.8		Схемы установки	обводных
клапанов		для регулирования		тепло-
	отдачи калориферов
а	- вертикальный, б - горизонтальный				;
	в -
		многостворчатый
1		; 2 - воздухоподо-
	- обводной клапан
		греватель

излишне большой поверхности

нагрева путем открытия обводного клапана и пропуска через

минуя калориферы, некоторого количества холодного воздуха.

него,

При		теплоносителе	«пар»	применяется
схема				.
	обвязки калориферов трубопроводами

только

параллельная

в	Если		теплоноситель - вода,			то	обвязка калориферов трубопро-
						,
°							последовательной и смешанной
	Дами	возможна по параллельной
схемам, что позволяет изменять					скорость			движения воды в трубках
и				,		добиваясь требуемого			запаса	по-
	коэффициент теплопередачи
ВеРХности нагрева								противоточная схема		дви-
				. Наиболее эффективна
'									можно	осу-
КСНИЯ нагреваемого воздуха и теплоносителя, которую
ществить			при	последовательном		движении воды по трубкам в на-
бавлении обратном направлению движения воздуха.
										327

Электронная

библиотека

Нббр:

/

/

Ьдлг

.

кЬзби.ги

00

го

00

<©

П)

я

я

о

-

0)

XI

а

Б

а

XI

Б

О

Я

0)

я

Я)

г+

ГТ

73

и-

<

Р“

сл

гт

и

Паровые Водяные одноходовые Водяные многоходовые

©	*	©	1	7
				V*	-
			-				и 6-5
					6	7

у

* *

©

©

©

		х I	©		у 6-7 и Б-8	@ ^
	X
					спускной
	©			У	тройник
спускной вентиль	А	5	т			© (п
					У
			©
					Б-7 и 5-8
			о/
1			спускной
/Хд.^,1			'* тройник	У		х'
					У
						@
			©		-
55?-		т±3			Б 14
			20			У

У

У

У

у

а

Рис. 10.9. Схемы присоединения воздухонагревателей к трубопроводам 1 и 2 - при теплоносителе «пар» низкого давления с гидравлическим затвором; 3 и 4 - при теплоносителе «пар»

высокого давления с конденсатоотводчиками, 5, б, 7, 8 - водяных одноходовых; 9 -7 6 - водяных многоходовых,

1-6, 9, 10 - параллельное присоединение к трубопроводам, 7, 8, 13, 14, 15 и 76 - последовательное присоединение

С

разработаны и применяются конструкции компактных фильтров

ДЛЯ очистки теплоносителя от крупной взвеси («грязевики»), уста-

ливаемые на входе теплоносителя в калориферную группу.

§62. Подбор воздухонагревателей

Целью подбора воздухонагревателей является определение

КОличества калориферов выбранного типоразмера, а также особен- ностей компоновки калориферной группы, устанавливаемой в при-

тсную камеру. Определяются:

• количество калориферов, устанавливаемых по фронту, пер-

пендикулярно потоку нагреваемого воздуха;

• число рядов калориферов в направлении движения воздуха;

• схема подачи теплоносителя в калориферы, так как от этого

зависит скорость движения воды по трубкам греющих элементов и

его коэффициент теплопередачи.

Исходными данными для расчета являются: расход нагревае-

мого воздуха, м3/ч или кг/ч, начальная температура приточного воз- духа 1и и конечная, температура на выходе из калориферной группы

1к , а также параметры теплоносителя на входе и выходе из калори-

ферной группы. Начальная температура равна расчетной температу- ре наружного воздуха. Строительные нормы и правила устанавли-

вают параметры Б - для систем отопления, вентиляции, воздушного

душирования и кондиционирования. Конечная температура является

расчетной температурой притока.

Последовательность расчета по подбору воздухонагревателя

с теплоносителем «вода».

1. Определение необходимой площади фронтального сечения калориферной группы:

	Ц>в	( Ю.9)
где I _ объемный часовой	Афр 3600(ур) 5
	расход воздуха, м3/ч; рв - плотность воз
		-

лУха, кг/м3; гр - массовая скорость движения воздуха в фронтальном

Сечении, кг/(С ’ М2).

По величине АфР подбираются тип и типоразмер калорифера с

Площадью фронта, ближайшей к вычисленному значению. При

°0ЛЬЦ]ИХ расходах воздуха приходится устанавливать параллельно Несколько калориферов в количестве Пфр. В результате становится

Местной фактическая площадь фронтального сечения Афркт. К па-

329

Электронная библиотека Ыдбр://:1 дV.кКзби.ги

раллельной установке нескольких калориферов малого
		размера
ходится		величины
	прибегать с целью получения необходимой
са	поверхности нагрева.

п	Ри	-
Запа
	.

2. Вычисляется	фактическая
принятой площади
фронтального

величина		массовой
сечения		“	кт	, м	2
	Аф

скорости

Для

	(ур)					^
	факт							'
			3600А				т
	3. Расход теплоты для нагревания воздуха
	'			к	п
	2 =		Сс				)
				1	- 1
	или		{
		= 0,2782				,
	2
					'

(	10.10)

( Ю.11)

(	10.12)

где 2			- расход тепла для нагревания воздуха, кДж/ч; 2- то же, Вт;
	'
0,		-		коэффициент перевода кДж/ч в Вт; С - массовое
278
нагреваемого					воздуха, кг/ч, равное					количество
								,	- объемное
							Ьрв [здесь 7
										количе
ство						3	- плотность			-
									воздуха (при темпе-
	нагреваемого воздуха, м /ч; рв
ратуре				4 или	4 в зависимости от расположения				вентилятора до
после					3					или
			калорифера)], кг/м			; с - удельная		теплоемкость		воздуха, рав-
ная 1	,005 кДж/(кг-°С); 4					- температура		воздуха после		калорифера,

°С;

4	- температура воздуха
. Расход		теплоносителя
4

до калорифера, °С. через калорифер, кг/ч:

								2
			С	=			(	'
			*		С	и		С
					- /
где	,	- удельная	теплоемкость			воды,
	Сц
теплоносителя, °С.

	^	)
	о
	кДж/кг

°С;

4

и

(10.13)

4	параметры

5.

Скорость

движения

воды

по

трубкам

калорифера

,

м

/с:

С
	*
Зб00	риАгр

’

(

10.14

)

где

рц,

-

плотность

воды

в

калориферной

группе,

для

расчетных

па

-

раметров		(150-70)°С		составляет
ней	температуре		теплоносителя

951 кг/м

в 110°С;

3, что

Атр -

соответствует
среД
	'
площадь живого	се	-

	чения		2
		трубок одного хода калорифера, м .		что формула (10.14				опре
	Комментарий. Следует иметь ввиду,						)
	деляет					послед
			теплоносителя	по трубкам	при			0
		скорость движения						грУп
	вательном
		протекании
		теплоносителя через каждый калорифер
	330

Электронная

библиотека

ЬИр://:1 д

V.кЬзЪи

.ги