Файл: 2.doc

Рис. XII 8. Трубка калорифера со спи­рально-навивным оребрением

Рис. XII.9. Электрокалорифер

/ — корпус: 2 — подвод электропроводов; 3 — нагревательные элементы

Достоинство электрокалориферов — отсутствие промежуточных теплоносителей, таких, как пар или вода, в связи с чем отпадает необ­ходимость в устройстве громоздкой системы теплоснабжения.

Стоимость производства 1 Вт тепла в электрокалориферах выше, чем в калориферах, использующих в качестве теплоносителя пар или воду. Однако в связи с быстрым ростом производства электроэнергии в нашей стране стоимость получения тепла в электрокалориферах будет постоянно снижаться.

Расчет электрокалориферов сводится к определению их установоч­ной мощности для получения требуемой теплоотдачи, а также необхо­димого их числа.

§ 60. Установка калориферов

Установка калориферов по отношению к проходящему через них воздуху может быть параллельной и последовательной (рис. XII.10). В первом случае воздух встречает на своем пути сопротивление только одного калорифера при сравнительно небольшой скорости, а во втором он преодолевает сопротивление нескольких последовательно установ­ленных калориферов при значительно большей скорости, чем в первом случае, в связи с чем сопротивление проходу воздуха при последова­тельной установке значительно больше, чем при параллельной.

Параллельная установка калориферов по воздуху применяется тогда, когда требуется нагреть большое количество воздуха на неболь­шую разность температур, а последовательная установка калориферов по воздуху необходима при большой степени нагрева воздуха, т. е. при большой разности конечной и начальной температур t_K и t_n.

При выборе схемы установки калориферов по воздуху следует об­ращать внимание на то, чтобы массовая скорость up движения воздуха в живом сечении калориферов находилась в пределах 4—12 кг/(с-м²).

В калориферной установке все калориферы должны быть одинако­выми по типу, модели и номеру. ,

Для регулирования теплоотдачи калорифера и изменения степени нагрева воздуха предусматривают установку обводного клапана (рис. XII.11). Регулирование температуры приточного воздуха осу­ществляют путем открытия обводного клапана и пропуска через него некоторого количества холодного воздуха, минуя калориферы. При теп­лоносителе паре установка обводного клапана обязательна, так как пар не поддается качественному регулированию, а температура его слиш­ком высока (^100°С). Количественное регулирование пара не может быть применено, так как в малом количестве он быстро отдает тепло и калориферы могут замерзнуть. При теплоносителе воде установка об­водного клапана возможна, но не обязательна.

Обвязку калориферов трубопроводами осуществляют по двум схе­мам— параллельной и последовательной (рис XII.12). ,

Если в качестве теплоносителя применяется вода, то обвязка кало­риферов трубопроводами возможна как по параллельной, так и по по­следовательной схемам. При теплоносителе воде для увеличения тепло­отдачи калориферов и уменьшения площади их поверхности нагрева предпочтение следует отдавать последовательной схеме движения во­ды по трубкам, при которой скорость движения воды увеличивается до 0,2 — 0,4 м/с. Однако не следует стремиться увеличивать скорость во­ды более 0,5 м/с, так как в этом случае не наблюдается значительного увеличения теплоотдачи, а гидравлическое сопротивление калориферов возрастает значительно

..<57

*47

Рис. XII. 10. Схемы установки калори­феров по воздуху

а — параллельно; б — последовательно; К — обводной клапан

Рис. XII.II. Обводные клапаны 1 ка­лориферов 2

а — вертикальный; б — горизонтальный; в — двойной многостворчатый

При теплоносителе паре применяется только параллельная схема обвязки калориферов трубопроводами.

Приведенные на рис. XI 1.12 схемы III обвязки многоходовых кало­риферов применяются только при теплоносителе воде и горизонтальном расположении трубок.

Рис XII. 12. Схемы присоединения калориферов к трубопроводам

/ — паровых. II — водяных одноходовых; III — водяных многоходовых; а и б — при р<0,3 МПа (ат); в и г —при р>0,3 МПа (ат), д, е, и, к, л и м — параллельное присоединение к трубопроводам; ж, з, н., о. п и р — последовательное присоединение к трубопроводам

Одноходовые калориферы на паре и на воде можно устанавливать с вертикальным и горизонтальным расположением трубок.

§ 61 Расчет калориферов

Расход тепла для нагревания воздуха определяется по формулам:

(XII.1)

где Q' — расход тепла для нагревания воздуха, кДж/ч (ккал/ч); Q — то же, Вт; 0,278 — коэффициент перевода кДж/ч в Вт; G — массовое количество нагревае­мого воздуха, кг/ч, равное Lp [здесь L — объемное количество нагреваемого воздуха, м³/ч; р — плотность воздуха (при температуре /_к), кг/м³]; с — удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг-К) [0,24 ккал/(кг-°С)]; t_K — температура воздуха после калорифера, °С; /_ц — температура воздуха до калорифера, °С.

Для калориферов первой ступени подогрева температура /_п равна температуре наружного воздуха.

Температура наружного воздуха принимается равной расчетной вентиляционной (параметры климата категории А) при проектирова­нии общеобменной вентиляции, предназначенной для борьбы с избыт­ками влаги, тепла и газами, ПДК которых больше 100 мг/м³. При про­ектировании общеобменной вентиляции, предназначенной для борьбы с газами, ПДК которых меньше 100 мг/м³, а также при проектировании приточной вентиляции для компенсации воздуха, удаляемого через местные отсосы, технологические вытяжки или системы пневматического транспорта, температура наружного воздуха принимается равной рас­четной наружной температуре /_п для проектирования отопления (пара­метры климата категории Б).

В помещение без теплоизбытков следует подавать приточный воз­дух с температурой, равной температуре внутреннего воздуха t_B для данного помещения. При наличии теплоизбытков приточный воздух по­дают с пониженной температурой (на 5—8° С). Приточный воздух с температурой ниже 10° С не рекомендуется подавать в помещение даже при наличии значительных тепловыделений из-за возможности возник­новения простудных заболеваний. Исключение составляют случаи при­менения специальных анемостатов.

Необходимая площадь поверхности нагрева калориферов F_K, м², определяется по формуле

где Q — расход тепла для нагревания воздуха, Вт (ккал/ч); К — коэффициент теплопередачи калорифера, Вт/(м²-К) [ккал/(ч-м²-°С)]; t_cрт — средняя температура теплоносителя, ^СС; t_cр._в— средняя температура нагреваемого воздуха, проходящего через калорифер, °С, равная (tn+t_к)/2.

Если теплоносителем служит пар, то средняя температура тепло­носителя /_Ср.т равна температуре насыщения при соответствующем дав­лении пара.

Для воды температура /_ср.т определяется как среднее арифмети­ческое температуры горячей и обратной воды:

t_r + t о

/_Ср._т - ₂

Коэффициент запаса 1,1—1,2 учитывает потери тепла на охлажде ние воздуха в воздуховодах.Коэффициент теплопередачи калориферов К зависит от вида теплоносителя, массовой скорости движения воздуха up через калори­фер, геометрических размеров и конструктивных особенностей калори­феров, скорости движения воды по трубкам калорифера.

Под массовой скоростью понимают массу воздуха, кг, проходяще­го за 1с через 1 м² живого сечения калорифера. Массовая скорость up, кг/(с-м²), определяется по формуле

^<хп-³⁾

Введение массовой скорости упрощает расчет, так как в отличие от линейной массовая скорость в процессе нагревания воздуха остается постоянной вследствие неизменности его массы при нагреве.

Требуемую площадь живого сечения калорифера определяют, цред- варительно задавшись массовой скоростью up:

⁼ ЗбООир * (XII.4)

По площади живого сечения /» и поверхности нагрева F_K подбира­ют модель, марку и число калориферов. После выбора калориферов уточняют по действительной площади живого сечения калорифера /_д данной модели массовую скорость движения воздуха:

."--Шй- ^(Х"'⁵⁾

Коэффициент теплопередачи калориферов, определяемый опытным путем, приводится в таблицах или на графиках.

При теплоносителе паре коэффициент К выражается формулой

K = A(vp)ⁿ, (XII. 6)

а при теплоносителе воде—формулой

К = At (vp)ⁿ, w^m , (XII.7)

где А, А\, п, П\ и m — коэффициенты и показатели степеней, зависящие от конст­рукции калорифера; числовые значения их даны в табл. XII 1.

Скорость движения воды в трубках калорифера ш, м/с, определяет­ся по формуле

Q'

w=— -_г , ‘ (XII.8)

3б00р_в с_в /тр (Ip — to)

где Q'—расход тепла для нагревания воздуха, кДж/ч (ккал/ч); р„ — плотность воды, равная 1000 кг/м³, с„ — удельная теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/(кг-К1 [1 ккал/(кг-°С)]; /_тр — площадь живого сечения для прохода теплоносителя, м², /_г—