Большинство систем отопления предназначено для работы в небольших помещениях. Но какая сможет отопить промышленное здание? С этой задачей справится воздушное отопление, совмещенное с приточной вентиляцией. Оно за счет потока горячих струй воздуха равномерно прогреет помещение с большой площадью. Перед тем, как принять решение установить эту отопительную систему стоит сделать некоторые расчеты, и составить проект под конкретное здание.
Нагревателем зачастую выступает калорифер, но это может быть как солнечный или электрический коллектор, так и газовый нагреватель. Охлажденный воздух пропускается через него и, получив тепловую энергию, системой каналов доставляется в помещение. Температура регулируется системой управления.
Система воздушного отопления не создает перепадов давления, поэтому в доме не возникнет сквозняков. Также она способна быстро прогреть помещение благодаря своей инертности. У этого фактора есть и отрицательная сторона, ведь в случае отключения электроэнергии температура стремительно упадет. Зато система абсолютна безопасна и легко ремонтируется при поломке.
Выгодное предложение
Бывают прямоточные, рециркуляционные и системы с частичной рециркуляцией. Они отличаются качеством воздуха.
1-3 классы вредоносных веществ, грибки бактерии, вирусы, ярковыраженный неприятных запах в здании говорит о необходимости установить прямоточную отопительную систему. Часто загрязненный воздух является неотъемлемой частью промышленного предприятия.
Если вредоносные примеси не содержатся в воздухе помещения, следует установить рециркуляционное отопление.
Когда есть вредные вещества первой или второй категории, которые компенсируются определенным количеством воздуха, но все же его меньше, чем воздуха, поглощающего теплоизбытки. Эти установки тоже применяются на предприятиях, но в нерабочее время могут использоваться, как рециркуляционные системы.
При проектировке любой из этих систем, помещение должно отвечать требованиям CH245-71. Подача тепловых струй с высоты трех с половиной метров от пола, скорректирует их температуру до 70º.Подача воздуха с этой же высоты, но на расстоянии двух метров от места работы создаст температуру около 45 º.
Из-за гравитационных факторов струя может значительно отклониться от схемы. Таким образом нагретый воздух поднимется к потолку, эта часть перегреется, а рабочая зона останется холодной. Далее пойдет перерасход тепловой энергии.
Избежать этого и правильно организовать воздухообмен можно, если воспользоваться устройствами, которые могут повлиять на траекторию струи.
Сначала нужно для каждого здания установить комфортную температуру. Например, температура в доме будет выше, чем на предприятии. После нужно рассчитать температуру для воздушного отопления, чтобы она компенсировала холод. Материал газохода и решеток тоже определяет теплоту струи, ведь если это пластик, то высокие температуры испортят оборудование. Роль играет и расстояние от пола до потолка. Температура струй тем ниже, чем выше потолок комнаты. Также если воздухораспределители находятся слишком близко к людям, стоит снизить температуру поступающего воздуха.
Чем больше разница между воздухом в помещении и температурой струй, тем меньше объем подачи. Определив степень тепла в струях воздуха, нужно установить температуру теплоносителя, пользуясь j-d диаграммой. В документации проводятся расчеты и устанавливается диаметр газоходов. Схема воздуховодов содержится в проекте отопительной системы.
Сначала нужно сделать расчет эффективности воздушного отопления. Для этого определим теплопотери каждой комнаты в здании и установим количество нагретого воздуха, который сможет это компенсировать. Далее, опираясь на него, выбираем материал и диаметр воздуховодов. Также чтобы получить расчетный расход нужно знать скорость струй. Дальше выбираем сечение газоходов, опираясь на объем воздуха. Определяем общие теплопотери здания, учитывая мощность, которая понадобится для функционирования доп. оборудования. Выбираем электронагреватель, учитывая все вышеперечисленные потери.
Новичку в сфере отопления будет тяжело разобраться в этом. Что уж говорить о проектировании и расчете системы воздушного отопления. Если человек с этим и справится, то потратит уйму времени.
Гораздо разумнее заказать проектирование у какой-либо компании, ведь профессионалы своего дела не ошибутся в расчетах, сделают все точно и правильно, составят схему исходя из особенностей самого помещения, найдут лучшее место расположения воздуховодов.
Мощность аппарата, необходимую для поддержания уровня тепла в помещении можно рассчитать, составив выражение:
Q= q * V * (t1 — t1) * 0,001 (кВт)
Q — удовлетворительная мощность оборудования для поддержания уровня тепла (кВт)
q — удельная теплота (Вт/м3 К)
V — внешний объем помещения (Шир.* Выс. *Длин.), (м3 )
t1 — внутренняя температура помещения (необходимая) (°С)
t2 — температура на улице зимой (°С)
Чтобы воспользоваться формулой нужно найти V, затем пользуясь средними показателями обозначить t2, установить желаемую температуру и вычесть из первого значения второе. Далее нужно определить значение удельной теплоты по графику ниже. И подставить все полученные значения в формулу.
Q и будет являться необходимой мощностью агрегата для поддержания температуры в конкретном помещении. Возможно такое, что ни у одного аппарата не хватит мощности для поддержания температуры. Тогда можно использовать несколько агрегатов одновременно.
Цены на воздушно отопительные аппараты сильно колеблются. Минимальная стоимость 17 000 рублей
Максимальная – 131 000 рублей.
Принцип работы дорогого агрегата заключается в пропуске и нагреве воздуха, а затем попадании его через поворотные лопатки в необходимую зону. Агрегаты изготавливают с теплоносителем в виде пара на заказ. Они нагревают воздух, не выделяя вредных веществ.
Недорогой аппарат имеет такой же теплоноситель и распространяет вентилятором нагретый воздух. Он умело поддерживает температуру.
Хоть принцип работы этих двух устройств схож, но первое обладает гораздо более мощным двигателем, несколькими калориферами, высокой частотой вращения двигателя, чего нельзя сказать о дешевом агрегате.
Проведем вычисления пользуясь формулой: Eres = Eot × (tr – tn) + Event × pv × (tr – tv), где
Eot – количество воздуха для поддержания температуры
Event – расход воздуха на вентиляцию
tr – изначальная теплота
tv – нужная теплота
tn – средний показатель температуры зимой
pv – плотность воздуха.
Подставим данные на место обозначений. Пусть, вентиляция расходует110 м3 в час. Изначально температура в комнате составит 22 градуса, а на улице -38. Необходимый уровень тепла в комнате 38ºC. Плотность воздуха – 1.2 кг/м3.
Получаем такое равенство: 116 × (22+38) + 110 × 1.2 × (22+38) = 14880
Далее нужно вычесть из полученного значение общие теплопотери здания, и мы получим количество дополнительного расхода тепла.
Нужное количество решеток легко рассчитать по формуле: N= L/(3600*V*S), где
Подставим данные. Пусть S равняется 0,233 м2, скорость воздуха – 10 м, а расходуемый воздух =1770 м3 в час. Получим: 1770/ (3600*10*0,233) = 0,21.
Значит понадобится одна решетка.
Lb = 3,6Qnp/(С(tпр-tв))
Lb –сколько израсходовано воздуха за поставленное время;
Qnp –количество нагретых струй;
С – тепловая емкость носителя;
tв – температура внутри;
tпр – теплота подающихся струй.
Теплоту теплоносителя можно рассчитать по формуле:
tпр =tH +t+ 0,001р
tH – теплота воздуха на улице;
t –изменения в температуре воздухонагревателем;
р – степень давки по вентилятору струи воздуха.
Важно правильно произвести расчет системы воздушного отопления, ведь в противном случае уровень тепла в помещении вас разочарует. Также могут возникнуть перепады давления, вследствие чего и сквозняки. Еще может перегреться нагреватель, что поспособствует поломке всей системы воздушного отопления.
Выделите главные элементы на схеме – это фасонные части, воздуховоды, глушители шума, воздушные фильтры, нагреватели, вентилятор, дросселирующие заслонки и т.д. Далее необходимо определить длину ветвей. Фасонные части являются границами участков, на которые делится схема. Эти участки постоянно расходуют воздух. Нужно обозначить их длины и номера на схеме, а также рассчитать расходы. Дальше выберем наибольшую цепь из участков, расположенных до удаленного отверстия в определенной последовательности. Если в системе присутствует несколько одинаковых цепей, нужно выбрать ту, которая расходует больше. Форма сечения может быть круглой или квадратной.
Теплопотери участков составляют потери магистрали, а вследствие всей системы и связаны со скоростью передвижения струй. Тепловые потери рассчитывают по всей длине от вентилятора до дальнего участка. Рассчитывается площадь сечения каналов так: F =Q/v, м², где
Q –расход воздуха (м³в секунду),
v – наилучшая скорость перемещения потока (м в сек.).
Площадь F определяет диаметр D (круглой формы). Ширину и высоту для газохода прямоугольной формы определяет метровая площадь. Величины, которые получились нужно округлить.
Чтобы избежать ошибок, лучше перепроверить F и V. Эквивалентный диаметр (здесь D L) вычисляется по формуле: (2A*B)/(A+B) в метрах.
Определим Re (величина критерия подобия Рейнольдса) =64100* D* v.
DL = D (прямоугольной формы)
Коэффициент трения тр = 0,3164 ⁄ Re-0,25
Re≤60000,
тр = 0,1266 ⁄ Re-0,167 когда Re>60000.
м (коэффициент местного сопротивления) нужно выбрать в справочнике под собственные критерии.
Р (потери в давлении на участке) = ((тр*L)/D+ м)*0,6* v2 (Па), где
L – является длиной участков
Сопоставим потери давления каждого и получим общие потери системы вентиляции.
Выберем вентилятор исходя из потерь. Определим коэффициент полезного действия пользуясь характеристиками производителя.
Рассчитываем N=(Q*P )/(3600*1000*n) (кВт – мощность, которую потребляет электрический двигатель), сравниваем с показаниями производителя.
Q – воздушные расходы
P - давление, которое создает вентилятор.
Вам может понравится
Воздушное отопление работает по принципу нагрева воздуха и распространения его с помощью воздуховодов, вентилятора и нагревательного аппарата.
Бывают прямоточные, рециркуляционные и системы с частичной рециркуляцией.
Правильно организуют и повлияют на траекторию струи вентилятор, дросселирующие заслонки, распределительные головки, решетки.
Чтобы спроектировать воздушную систему отопления нужно определить температуру струи и мощность электронагревателя, а также составить схему воздуховодов.
Лучше заказать проектировку отопительной системы у компании, ведь так снизится риск допустить ошибку в расчетах.
Проведем расчет воздушного отопления, совмещенного с приточной вентиляцией, с частичной циркуляцией пользуясь формулой: Eres = Eot × (tr – tn) + Event × pv × (tr – tv)
Вычислить мощность нагревателя можно по формуле Q= q * V * (t1 — t1) * 0,001 (кВт)
Нужное количество решеток легко рассчитать по формуле: N=L/(3600*V*S)
Аэродинамический расчет проводится на основе формул:
Расчет площади сечения каналов так: F =Q/v, м²
Эквивалентный диаметр вычисляется по формуле: (2A*B)/(A+B)
Р (потери в давлении на участке) = ((тр*L)/D+ м)*0,6*
Мощность, которую потребляет электрический двигатель=(Q*P )/(3600*1000*n) (кВт).
Как вы считаете, насколько практична установка воздушного отопления в небольших помещениях? Может это не такая плохая идея, как кажется на первый взгляд?
