חישוב מחמם: כיצד לחשב את הספק של מכשיר לחימום אוויר לחימום

לתנורי חימום יש ביצועים גבוהים, כך שבעזרתם ניתן לחמם גם חדרים גדולים מאוד בזמן קצר למדי. דגמים רבים של מכשירים אלה הפועלים על בסיס נוזלי קירור שונים יוצאים למכירה.

כדי לבחור את האפשרות הטובה ביותר, אתה צריך לחשב את התנור, אשר יכול להיעשות ידנית או באמצעות מחשבון מקוון. אנו נעזור לכם להבין את נושא החישובים - במאמר זה ניתן דוגמה לחישובים שיידרשו בבחירת מכשיר מתאים לחימום אוויר.

נשקול גם את תכונות העיצוב של סוגים שונים של מחממי אוויר, את היתרונות והחסרונות של מערכת חימום המשתמשת במכשירים כאלה.

יתרונות וחסרונות של חימום עם תנור חימום

מערכת חימום ביתית, המבוססת על אספקת אוויר מחומם לטמפרטורה מוגדרת ישירות לתוך הבית, מעניינת במיוחד את בעלי הבית.

עיצוב מערכת חימום זה מורכב מהרכיבים החשובים הבאים:

• תנור חימום הפועל כמחולל חום המחמם את האוויר;
• תעלות (תעלות אוויר) שדרכן נכנסות המוני אוויר מחוממים לבית;
• מאוורר המכוון אוויר מחומם היטב בכל החדר.

ישנם יתרונות רבים לסוג זה של מערכת.אלה כוללים יעילות גבוהה, היעדר אלמנטים עזר לחילופי חום בצורת רדיאטורים, צינורות ויכולת לשלב אותו עם מערכת אקלים, ואינרציה נמוכה, שכתוצאה מכך נפחים גדולים מתחממים במהירות רבה.

עבור בעלי בתים רבים, החיסרון הוא שהתקנת המערכת מתאפשרת רק במקביל לבניית הבית עצמו ואז אי אפשר לבצע מודרניזציה נוספת.

החיסרון הוא ניואנס כמו נוכחות חובה של כוח גיבוי והצורך בתחזוקה שוטפת.

תנור החימום קל להתקנה ולתפעול, הוא סביר, אבל הכי חשוב, הוא מכשיר יעיל לחימום חדר. בתמונה נראה דוד מים מובנה במערכת

באתר שלנו יש חומרים מפורטים יותר על התקנת חימום אוויר בבית ובקוטג'. אנו ממליצים להכיר אותם:

• חימום אוויר עשה זאת בעצמך: הכל על מערכות חימום אוויר
• כיצד לארגן חימום אוויר לבית כפרי: כללים ותוכניות בנייה
• חישוב חימום אוויר: עקרונות בסיסיים + דוגמא חישוב

סיווג של מחממי אוויר

מחממי אוויר כלולים בתכנון של מערכת חימום לחימום אוויר. ישנן הקבוצות הבאות של מכשירים אלה לפי סוג נוזל הקירור המשמש: מים, חשמל, קיטור, אש.

זה הגיוני להשתמש במכשירי חשמל עבור חדרים בשטח של לא יותר מ-100 מ"ר. עבור מבנים עם שטחים גדולים, בחירה רציונלית יותר תהיה מחממי מים, הפועלים רק בנוכחות מקור חום.

הפופולריים ביותר הם קיטור ו מחממי מים. גם המשטח הראשון והשני בצורתם מחולקים ל-2 תת-סוגים: מצולע וצינור חלק. על פי הגיאומטריה של הסנפירים, מחממי סנפיר יכולים להיות מסוג צלחת או ספירלה.

הביצועים של מחממי אוויר הפועלים על נוזל קירור כגון קיטור מוסדרים באמצעות שסתומים מיוחדים המותקנים על צינור הכניסה

לפי התכנון, מכשירים אלה יכולים להיות חד-מעברים, כאשר נוזל הקירור בהם נע דרך צינורות, נצמד לכיוון קבוע, ורב-מעבר, שבכיסוייהם יש מחיצות, וכתוצאה מכך כיוון התנועה של נוזל הקירור משתנה כל הזמן.

ישנם 4 דגמים של מחממי מים וקיטור זמינים למכירה, הנבדלים זה מזה בשטח פני החימום:

• ס"מ - הקטן ביותר עם שורה אחת של צינורות;
• M - קטן עם שתי שורות של צינורות;
• עם - בינוני עם צינורות ב-3 שורות;
• ב - גדול, עם 4 שורות של צינורות.

במהלך הפעולה, מחממי מים יכולים לעמוד בתנודות טמפרטורה גדולות - 70-110⁰.כדי שתנור חימום מסוג זה יעבוד היטב, יש לחמם את המים המסתובבים במערכת ל-180⁰ לכל היותר. בעונה החמה, המחמם יכול לשמש כמאוורר.

עיצוב סוגים שונים של מחממי אוויר

מחמם מים לחימום מורכב מבית עשוי מתכת, מחליף חום המוצב בו בצורה של סדרת צינורות ומאוורר. בקצה היחידה יש ​​צינורות כניסה דרכם היא מחוברת לדוד או למערכת הסקה מרכזית.

ככלל, המאוורר ממוקם בחלק האחורי של המכשיר. המשימה שלו היא להעביר אוויר דרך מחליף החום.

לאחר החימום, האוויר זורם בחזרה לחדר דרך הסורג הממוקם בחלקו הקדמי של המחמם.

לרוב, הדיור עשוי בצורת מלבן, אך ישנם דגמים המיועדים לתעלות אוורור עגולות. שסתומים דו או 3 כיוונים מותקנים על קו האספקה ​​כדי לווסת את כוח היחידה.

המאוורר נושף דרך הצינורות הממוקמים בבית המחמם.מים מחוממים ממערכת החימום עוברים דרך הצינורות, והמאוורר מפיץ אוויר חם באופן שווה בכל החדר

מחממי אוויר נבדלים גם בשיטת ההתקנה - הם יכולים להיות צמודי תקרה או קיר. דגמים מהסוג הראשון ממוקמים מאחורי תקרה מזויפת, רק הסורג מסתכל מעבר לה. יחידות צמודי קיר פופולריות יותר.

סוג מס' 1 - מחממי צינור חלקים

עיצוב הצינור החלק מורכב מגופי חימום בצורת צינורות חלולים דקיקים בקוטר של 20 עד 32 מ"מ, הממוקמים במרחק של 0.5 ס"מ ביחס זה לזה. נוזל קירור מסתובב דרכם. האוויר, השוטף את המשטחים המחוממים של הצינורות, מחומם עקב חילופי חום הסעה.

הצינורות במחמם האוויר מסודרים בתבנית דמקה או מסדרון. הקצוות שלהם מרותכים לתוך האספנים - העליון והתחתון. נוזל הקירור נכנס לתיבת החלוקה דרך צינור הכניסה, ולאחר מכן, לאחר שהוא עובר דרך הצינורות ומחמם אותם, הוא יוצא דרך צינור היציאה בצורה של עיבוי או מים צוננים.

העברת חום יציבה יותר מסופקת על ידי מכשירים עם סידור מדורג של צינורות, אך ההתנגדות לזרמי אוויר גבוהה יותר כאן. יש צורך לחשב את הספק של היחידה כדי לדעת את היכולות האמיתיות של המכשיר.

ישנן דרישות מסוימות לאוויר - לא צריכים להיות סיבים, חלקיקים מרחפים או חומרים דביקים. תכולת האבק המותרת היא פחות מ-0.5 מ"ג/מ"ק. טמפרטורת הכניסה היא לפחות 20⁰.

תנורי חימום חד-מעבר ו-3 מעברים. 1 - צינור כניסה שדרכו זורם נוזל הקירור, 2 - קופסת חלוקה, 3 - צינור, 4 - צינור יציאה, 5 - מחיצה

המאפיינים התרמיים של מחממי צינור חלקים אינם גבוהים במיוחד.השימוש בהם מומלץ כאשר אין צורך בזרימת אוויר משמעותית וחימום לטמפרטורה גבוהה.

סוג #2 - מחממי אוויר עם סנפירים

לצינורות של מכשירים עם סנפירים יש משטח מצולע, ולכן העברת החום מהם גדולה יותר. עם פחות צינורות, המאפיינים התרמיים שלהם גבוהים יותר מאלו של מחממי אוויר עם צינור חלק.

מחממי צלחות כוללים צינורות שעליהם מותקנות צלחות - מלבניות או עגולות.

הסוג הראשון של לוחות מותקן על קבוצת צינורות. נוזל הקירור עובר לתוך תיבת החלוקה של המכשיר דרך אביזר, מחמם את האוויר העובר במהירות משמעותית דרך תעלות בקוטר קטן, ואז יוצא מתיבה ההרכבה דרך הפרזול.

תנורי חימום מסוג זה הם קומפקטיים, קלים לתחזוקה והתקנה.

התקני לוחות-מעבר בודדים מיועדים: KFB, KFS, KVB, STD3009V, KZPP, K4PP, והתקני לוחות מרובי-מעבר מסומנים כ-KVB, K4VP, KZVP, KVS, KMS, STDZOYUG, KMB. הדגם האמצעי נקרא KFS, והגדול מוגדר כ-KFB.

סרט פלדה גלי ברוחב 1 ס"מ ובעובי 0.4 מ"מ מלופף על הצינורות של המחממים הללו. נוזל הקירור עבורם יכול להיות קיטור או מים.

מחממי מים לא ניתן לחבר עם צינורות מתכת פלסטיק או פולימר בגלל הם אינם מיועדים לטמפרטורות גבוהות של נוזל קירור. אנחנו צריכים צינורות פלדה ורצוי מגולוונים כדי למנוע קורוזיה

הראשון מצויד בשלוש שורות של צינורות, והשני בארבעה. הפלטות של הדגם הבינוני בעובי של 0.5 מ"מ ובמידות של 11.7 על 13.6 ס"מ. הפלטות של הדגם הגדול באותו עובי ורוחב ארוכות יותר - 17.5 ס"מ.

הפלטות ממוקמות במרחק של 0.5 ס"מ אחת מהשנייה ובעלות סידור זיגזג, בעוד שבדגמים מהסוג האמצעי הצלחות מסודרות לפי עקרון המסדרון.

לתנורי אוויר המסומנים STD יש 5 מספרים (5, 7, 8, 9, 14). בתנורי חימום STD4009V נוזל הקירור הוא קיטור, וב-STD3010G זה מים. ההתקנה של הראשון מתבצעת עם כיוון אנכי של הצינורות, האחרון - עם כיוון אופקי.

סוג #3 - תנורי חימום דו מתכתיים עם סנפירים

במערכות חימום עם אוויר מחומם, מודלים של תנורי חימום דו-מתכתיים KP3-SK, KP4-SK, KSk - 3 ו-4 עם סוג מיוחד של סנפירים - מגולגל ספירלה - משמשים לעתים קרובות. נוזל הקירור לתנורי חימום KP3-SK, KP4-SK הוא מים חמים עם הלחץ הגבוה ביותר של 1.2 MPa וטמפרטורה מקסימלית של 180⁰.

כדי להפעיל את שני מחממי האוויר האחרים, נדרש קיטור עם אותו לחץ הפעלה כמו של הראשונים, אך עם טמפרטורה מעט גבוהה יותר - 190⁰. על היצרנים לבצע בדיקות קבלה. המכשירים נבדקים גם לאיתור דליפות.

מחליף החום של דוד האוויר KSK מורכב מצינורות העשויים מפלדה ובעלי סנפירים מאלומיניום. יריעות צינור מחברות ביניהם

ישנם 2 קווים של מחממי אוויר דו-מתכתיים - KSK3, KPZ, שיש להם 3 שורות של צינורות, הם בגודל בינוני, ו-KSK4, KP4 עם 4 שורות של צינורות הם דגמים גדולים. הרכיבים של מכשירים אלה הם אלמנטים לחילופי חום דו-מתכתיים, מגני צד, סורגים לצינורות ומכסים עם מחיצות.

אלמנט החלפת החום מורכב מ-2 צינורות - פנימי בקוטר 1.6 ס"מ, עשוי פלדה ואחד חיצוני מאלומיניום עם סנפירים מותקנים עליו. המרווח הרוחבי בין צינורות העברת החום הוא 4.15 ס"מ, והמרווח האורכי הוא 3.6 ס"מ.

כללים לחישובים ובחירת יחידה מתאימה

בעת תכנון מערכת חימום עם אחד או קבוצה של מחממים, כמו גם בעת ביצוע חישובים, יש להקפיד על מספר כללים. בואו נסתכל עליהם ביתר פירוט במבחר התמונות למטה.

חישוב דוד מים

כדי לחשב את ההספק של דוד מים או קיטור, יש צורך בפרמטרים הראשוניים הבאים:

1. ביצועי המערכת, או במילים אחרות, כמות האוויר המזוקקת לשעה. יחידת המדידה לזרימת נפח היא mᶾ/h, mass kg/h. סמל - ל.
2. טמפרטורה התחלתית או חיצונית - tul.
3. טמפרטורת האוויר הסופית היא tfin.
4. צפיפות וקיבולת חום של אוויר בטמפרטורה מסוימת - הנתונים נלקחים מטבלאות.

ראשית, שטח החתך לאורך החלק הקדמי של מכשיר חימום האוויר מחושב.לאחר שלמדת ערך זה, הממדים המקדימים של היחידה מתקבלים עם שוליים.

לחישוב השתמש בנוסחה:

Af = Lρ / 3600 (ϑρ),

איפה ל - זרימת אוויר נפחית או פרודוקטיביות ב-m³/h, ρ - צפיפות האוויר בחוץ נמדדת בק"ג/מ"ר ϑρ - מהירות אוויר מסה בקטע המחושב, נמדד בק"ג/(סמ"ר).

לאחר שקיבלו פרמטר זה, לחישובים נוספים הם לוקחים את הגודל הטיפוסי של המחמם, הקרוב ביותר בגודלו. אם ערך השטח הסופי גדול, מותקנות מספר יחידות זהות במקביל, שהשטח הכולל שלהן שווה לערך המתקבל.

מכשירי קלוריות נקראים לא רק מכשירים להחלפת חום, אלא גם מצנני אוויר הפועלים על בסיס מים קרים, שהם הרבה פחות פופולריים

כדי לקבוע את ההספק הנדרש לחימום נפח מסוים של אוויר, עליך לברר את הצריכה הכוללת של אוויר מחומם בק"ג לשעה באמצעות הנוסחה:

G = L x p,

איפה ר - צפיפות אוויר בטמפרטורה ממוצעת. זה נקבע על ידי סיכום הטמפרטורות בכניסה וביציאה של היחידה, ואז חלוקה ב-2. מחווני צפיפות נלקחים מהטבלה.

מטבלה זו ניתן לקחת נתונים על הצפיפות ויכולת החום הספציפית של אוויר בטמפרטורה מסוימת כדי לחשב את הספק המכשיר

כעת אתה יכול לחשב את צריכת החום לחימום האוויר, שעבורה משמשת הנוסחה הבאה:

Q (W) = G x c x (t end - t start),

איפה G - זרימת אוויר המונית בק"ג/שעה. קיבולת החום הסגולית של האוויר, הנמדדת ב-J/(ק"ג x K), נלקחת בחשבון גם בעת החישוב. זה תלוי בטמפרטורה של האוויר הנכנס, והערכים שלו נמצאים בטבלה למעלה. הטמפרטורה בכניסה וביציאה של המכשיר מצוינת לא להתחיל. ו t con. בהתאמה.

נניח שעלינו לבחור תנור חימום בקיבולת של 10,000 מ"ר לשעה כדי שיחמם את האוויר ל-20⁰ בטמפרטורה חיצונית של -30⁰. נוזל הקירור הוא מים עם טמפרטורה בכניסה ליחידה של 95⁰ ו-50⁰ ביציאה.

זרימת מסת אוויר: G = 10,000 mᶾ/h. x 1.318 ק"ג/מ"ר = 13,180 ק"ג/שעה.

ערך צפיפות: ρ = (-30 + 20) = -10, כאשר מחלקים את התוצאה הזו לחצי, קיבלנו -5. מהטבלה בחרנו את הצפיפות המתאימה לטמפרטורה הממוצעת.

החלפת התוצאה המתקבלת בנוסחה, מתקבלת צריכת החום: Q = 13,180 /3600 x 1013 x 20 – (-30) = 185,435 W. כאן 1013 הוא קיבולת החום הספציפית שנבחרה מהטבלה בטמפרטורה של -30⁰ ב-J/(ק"ג x K). 10 עד 15% מהעתודה מתווספת לערך המחושב של כוח המחמם.

הסיבה היא שהפרמטרים המופיעים בטבלה שונים לעתים קרובות מהפרמטרים האמיתיים כלפי מטה, והביצועים התרמיים של היחידה, עקב סתימת הצינורות, יורדים עם הזמן. חריגה משווי המילואים אינה רצויה.

עם עלייה משמעותית במשטח החימום, היפותרמיה ואפילו הפשרה בכפור חמור יכולה להתרחש.

נוזל הקירור מסופק למחמם הקיטור מלמעלה, והמים הנובעים מהעיבוי של קיטור הפליטה נפלטים מלמטה. התמונה מציגה תרשים של צנרת דוד הקיטור

הספק של מחממי קיטור מחושב באותו אופן כמו מחממי מים. רק הנוסחה לחישוב נוזל הקירור שונה:

G=Q/r,

איפה ר - חום סגולי המשתחרר במהלך עיבוי קיטור, נמדד ב-kJ/kg.

חישוב דוד חשמלי

יצרנים בקטלוגים של מחממי אוויר חשמליים מציינים לעתים קרובות את הכוח המותקן ואת זרימת האוויר, מה שמפשט מאוד את הבחירה.העיקר שהפרמטרים לא יהיו פחותים מאלה המצוינים בדרכון, אחרת זה ייכשל במהירות.

עיצוב התנור כולל מספר גופי חימום חשמליים מיוחדים, ששטחם גדל על ידי לחיצת סנפירים עליהם.

הספק של מכשירים יכול להיות גדול מאוד, לפעמים מאות קילוואט. עד 3.5 קילוואט, ניתן להפעיל את התנור משקע 220 וולט, ובמתחים מעל זה יש צורך לחבר אותו עם כבל נפרד ישירות לפאנל. אם יש צורך בשימוש בתנור חימום בהספק גבוה מ-7 קילוואט, יידרש אספקת חשמל של 380 וולט.

מכשירים אלה קטנים בגודלם ומשקלם, הם אוטונומיים לחלוטין, הם אינם דורשים בהכרח נוכחות של אספקת מים חמים מרכזית או קיטור.

חסרון משמעותי הוא שההספק הנמוך אינו מספיק לשימוש בהם על פני שטחים גדולים. החיסרון השני הוא צריכת החשמל הגבוהה.

מחישוב המחמם עולה כי התוצאה של השימוש במכשיר היא חיסכון ניכר במשאבי האנרגיה. לפעמים יחידה זו משולבת עם מרפא ואז כניסת האוויר מתרחשת לא מבחוץ, אלא מהחדר

כדי לגלות כמה זרם החימום צורך, אתה יכול להשתמש בנוסחה:

I=P/U,

איפה פ - כוח, U - מתח אספקה.

עם חיבור חד פאזי של המחמם, U נלקח שווה ל 220 V. עם חיבור תלת פאזי - 660 V.

הטמפרטורה שאליה מחמם בעוצמה מסוימת מחמם את מסת האוויר נקבעת על ידי הנוסחה:

T =2.98 x P/L,

איפה ל - ביצועי המערכת. ערכי כוח החימום האופטימליים לבית הם מ-1 עד 5 קילוואט, ולמשרדים - מ-5 עד 50 קילוואט.

מסקנות וסרטון שימושי בנושא

איזו צפיפות אוויר לקחת בעת חישוב מתוארת בסרטון זה:

סרטון על איך דוד פועל במערכת חימום:

כאשר בוחרים סוג מסוים של דוד, כדאי לצאת משיקולים של כדאיות ומאפיינים תפעוליים של הבית.

עבור שטחים קטנים, דוד חשמלי יהיה רכישה טובה, אבל עבור חימום בית גדול עדיף לבחור אפשרות אחרת. בכל מקרה, אתה לא יכול לעשות בלי חישוב ראשוני..

בקיאים בסוגיית הבחירה והחישוב של דוד חימום? אולי תרצה לשתף בהמלצות שימושיות לבחירת מחמם אוויר או להצביע על טעות או אי דיוק בחישובים בחומר שנדון לעיל? השאר את תגובתך מתחת למאמר זה - דעתך עשויה להיות שימושית לאנשים שבוחרים את התנור המתאים לביתם.