Воздушное отопление температура приточного воздуха: Расчет воздушного отопления: разбор специфики на примере

Содержание

Расчет воздушного отопления | Retail Engineering

Оставьте комментарий Отменить ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Комментарий

Имя *

Email *

Сайт

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.

 × 
1
 = 




Расчет воздушной системы отопления

Как и для расчета любой другой системы отопления, для расчета воздушного отопления необходимо ориентироваться и быть знакомым с ГОСТами и СНИПами. Но если же вы решили сэкономить и рассчитать систему сами, тогда вам поможет наша статья.

Содержание статьи:

Читайте также о расчете и подборе фанкойлов

И так, приступаем к самому расчету:

Первый этап

1.Первым делом нужно рассчитать общие теплопотери помещений. Для этого лучше всего использовать программное обеспечение или же использовать Excel.

Второй этап

2.Зная теплопотери, рассчитаем расход воздуха в системе используя формулу

 G = Qп / (с * (tг-tв))

G- массовый расход воздуха, кг/с

Qп-  теплопотери помещения, Дж/с

C- теплоемкость воздуха, принимается 1,005 кДж/кгК

tг- температура нагретого воздуха (приток), К

tв – температура воздуха в помещении, К

Напоминаем что К= 273+°С, то есть чтоб перевести ваши градусы Цельсия в градусы Кельвина нужно к ним добавить 273. А чтоб перевести кг/с в кг/ч нужно кг/с умножить на 3600.

Перед расчетом расхода воздуха необходимо узнать нормы воздухообмена для для данного типа здания. Максимальная температура приточного воздуха 60°С, но если воздух подается на высоте меньше 3 м от пола эта температура снижается до 45°С.

Еще одно, при проектировании системы воздушного отопления возможно использование некоторых средств энергосбережения, таких как рекуперация или рециркуляция. При расчете количества воздуха системы с такими условиями нужно уметь пользоваться id диаграммой влажного воздуха. 

Третий этап

3. Подбираем воздухонагреватель, по мощности, необходимой для обеспечения нагрева воздуха до необходимой температуры. Не забываем, что если система воздушного отопления связана с вентиляцией то Qот ≥ Qвент+Qп.

Четвертый этап

4.Рассчитывается количество вентрешеток  и скорость воздуха в воздуховоде:

1)Задаемся количеством решеток и выбираем из каталога их размеры

2) Зная их количество и расход воздуха, рассчитываем  количество воздуха  для 1 решетки

3) Рассчитываем скорость выхода воздуха из воздухораспределителя за формулой  V= q /S, где q- количество воздуха на одну решетку, а S- площадь воздухораспределителя. Обязательно необходимо ознакомится с нормативной скоростью вытока, и только после того как рассчитанная скорость будет меньше нормативной можно считать , что количество решеток подобрано правильно.

Пятый этап

5. Делаем аэродинамический расчет системы. Для облегчения расчета специалисты советуют приблизительно определить сечение магистрального воздуховода за суммарным расходом воздуха:

  • расход  850 м3/час – размер 200 х 400 мм
  • Расход 1 000 м3/час – размер 200 х 450 мм
  • Расход 1 100 м3/час – размер 200 х 500 мм
  • Расход 1 200 м3/час – размер 250 х 450 мм
  • Расход 1 350 м3/час – размер 250 х 500 мм
  • Расход 1 500 м3/час – размер 250 х 550 мм
  • Расход 1 650 м3/час – размер 300 х 500 мм
  • Расход 1 800 м3/час – размер 300 х 550 мм

Как правильно выбрать воздуховоды для воздушного отопления?

Заключение

После проведения всех расчетов можно приступать к покупке и монтированию системы. И не забывайте, если вы не хотите переплачивать за эксплуатацию и ремонт систем отопления, обязательно нужно ознакомится с нормами и правильно рассчитать систему. Желаем удачи!

Читайте также:

Все о воздушном отоплении | C.O.K. archive | 2013

Большая советская энциклопедия (БСЭ) определяет воздушное отопление как систему отопления помещений горячим воздухом. В первую очередь хотелось бы разделить области применения воздушного отопления: а) жилой сектор; б) коммерческие, промышленные объекты. При этом смежными областями, которые оказывают решающее влияние на выбор системы отопления, являются вентиляция и кондиционирование.

Если вентиляция, как и отопление, — это регулируемая строительными нормами и правилами область, то кондиционирование в жилом секторе — исключительно вопрос желания и материальной возможности поддержания комфортной среды круглый год (хотя бы по одному параметру — температуре воздуха). В промышленности же кондиционирование может обуславливаться особенностями технологии производства.

Вентиляция бывает естественной и механической. Естественная вентиляция — это обустройство только вытяжки. Считается, что теплый воздух через вытяжку вылетит сам, а приточный воздух обеспечивается за счет инфильтрации от ворот, дверей, окон (форточек) и т.д. Механическая же вентиляция — это как правило контролируемая приточная и вытяжная вентиляция, предусматривающая перемещение воздуха с помощью вентиляторов с электроприводом. Для начала также поясним, что воздушное отопление по работе с приточным (уличным) и/или рециркулируемым воздухом (теплым воздухом из помещения) может быть:

Вариант 1: используется только рециркулируемый воздух. То есть, решается только задача отопления. Такой вариант реализуется, когда объем вентиляции мал и/или используется естественная вентиляция. Как правило, это какие-либо большие промышленные или коммерческие объекты.

Вариант 2: используется только приточный воздух. В этом случае воздухонагреватель (приточная установка) либо решает только задачи вентиляции, либо при подаче перегретого воздуха в помещение — это вариант вентиляции совмещенной с воздушным отоплением. Такое воздушное отопление используется достаточно редко, как правило в промышленных объектах, когда запрещено использование рециркулируемого воздуха. Так как понятно, сколько мы подали (выбросили) воздуха, столько же воздуха мы должны выбросить (подать) в помещение.

Вариант 3: используется рециркулируемый и приточный воздух. В этом случае целесообразно совместить систему воздушного отопления с вентиляцией и кондиционированием. Собственно только воздушное отопление можно совместить с вентиляцией и кондиционированием, так как они имеют общий предмет — воздух. При возможности реализовать такую систему, воздушное отопление — это наиболее экономичный вариант системы отопления, как по капитальным, так и по эксплутационным расходам.

В этом случае нет необходимости отдельно делать две-три различные системы, и металлоемкость всей системы отопления, вентиляции и кондиционирования является наименьшей. Данный вариант применятся как в жилом секторе, так и для промышленных/коммерческих объектов. Принципиально разделить воздушное отопление можно на воздушное отопление с использованием промежуточного теплоносителя для нагрева воздуха и без использования промежуточного теплоносителя.

Система воздушного отопления с использованием промежуточного теплоносителя. В качестве теплоносителя как правило используется вода, иногда вода с гликолем. В этом случае возможны два варианта: децентрализованная система и централизованная система воздушного отопления, которая при этом часто совмещается с вентиляций и иногда с кондиционированием.

Децентрализованная система — вода, нагретая от какого-то источника, подается к воздухонагревателям (воздушным отопительным агрегатам, тепловентиляторам, калориферам), расположенным локально внутри здания. Источник отопления — это в подавляющем большинстве случаев котельная, энергоносителем которой является природный/ сжиженный газ, мазут, уголь, электричество и т.п. В качестве пока экзотического источника отопления может быть тепловой насос (чиллер с тепловым насосом, когенераторная установка; последнюю как правило на лето используют с абсорбционным чиллером, есть абсорбционные чиллеры с газовым нагревом). Водяной воздухонагреватель представляет из себя теплообменник «вода–воздух», снабженный осевым вентилятором.

Воздух подается в помещение вертикальными и/ или горизонтальными струями с помощью направляющих жалюзи. Децентрализованное воздушное отопление как правило применяется для отопления высоких монообъемных помещений (производственных цехов, торговых комплексов, складов, спортивных залов и т.п.), когда объем вентиляции мал, то есть совмещение системы воздушного отопления с вентиляцией не целесообразно, или когда используется естественная вентиляция.

Почему целесообразно такое отопление? Потому, что стоит задача работы с большими объемами воздуха, с высокими помещениями, теплый воздух в которых стремится расположиться вверху здания. Воздухонагреватели с осевыми вентиляторами не только нагревают воздух, но и перемешивают его внутри помещения, как по площади, так и по высоте помещений. Централизованная система воздушного отопления с промежуточным теплоносителем.

Используется когда невозможно, согласно нормам, расположить воздухонагреватели внутри отапливаемого помещения, и/или есть значительный объем приточного воздуха для вентиляции помещения, или кроме вентиляции нужно обеспечить кондиционирование. Воздух в помещения подается с помощью воздуховодов. При этом возможно дополнительное энергосбережение за счет установки утилизаторов (рекуператоров) между приточным воздухом и воздухом вытяжки.

К рекуператорам в России пока противоречивое отношение. При нашей дешевизне на природный газ срок окупаемости рекуператора в зависимости от типа, режима использования составит от двух до 10 лет. Например, в Швейцарии законодательством запрещена вентиляция без рекуперации тепла. Данный тип воздушного отопления как правило (но в любом правиле есть исключения) применяется для коммерческих, промышленных объектов, в высококлассных бизнес-центрах и гостиницах, больницах.

Системы воздушного отопления с использованием промежуточного теплоносителя, системы воздушного отопления, когда используется децентрализованный и централизованный нагрев воздуха электричеством, — это хорошо известные системы не только за рубежом, но и в России. В СССР воздушное отопление с промежуточным теплоносителем имело применение только в промышленности, так как в жилом секторе властвовала централизованная система отопления с естественной вентиляцией.

Большинство же советских людей, что такое кондиционер, и вовсе не знало. Современных стеклопакетов с хорошей тепло-, звукоизоляцией не было. Об энергосбережении при использовании утилизации теплоты воздуха не думали. С децентрализацией системы отопления в Россию пришли решения автономного отопления, которые давно и успешно применяются за рубежом. Итак, о воздушном отоплении без использования промежуточного теплоносителя как частном случае автономного отопления.

Известно, что дешевле организовать доставку энергоносителя, чем делать разводку теплоносителя. Хотя в этом вопросе тоже есть разные подходы. Но безусловно, системы автономного отопления, имеющие конкретного хозяина, более экономично эксплуатируются. Воздушное отопление без использования промежуточного теплоносителя — это системы отопления, когда воздух нагревается за счет природного (сжиженного) газа, дизельного топлива, электричества, а иногда отработанного машинного масла или даже дерева (биотоплива).

Воздухонагреватели, работающие на дизеле и газу (так называемые тепловые пушки), почти не имеют конкурентов при отоплении строительный площадок, различных тентовых сооружений. Но хотелось подробнее о стационарных зданиях. Электричество дорогостояще, отработанное машинное масло, кроме дешевизны топлива, имеет свои отрицательный моменты. Дерево (биотопливо) может пока применяться только в малых объемах.

Дизельное топливо — тоже не самый дешевый энергоноситель, но может использоваться как временный вариант, а также в случаях, когда нет других источников энергии. Итак, природный газ. На данный момент и в ближайшие десятилетия это самый дешевый и удобный энергоноситель в мире. В том числе в Европе, где он «немного» дороже, чем в России.

Соответственно, когда идет новое строительство с установкой автономного отопления, реконструкцией старых систем, и есть природный газ, воздушное отопление с использование газовых воздухонагревателей (газовых воздушных теплогенераторов, газовых печей, воздушных пушек) — это в подавляющем большинстве самый экономичный вид воздушного отопления и для многих типов помещений это самое экономичное отопления в принципе.

По способу нагрева воздуха есть воздухонагреватели с применением непрямого нагрева воздуха (их иногда называют рекуперативными воздухонагревателями) и воздухонагреватели прямого нагрева (так называемого смесительного типа). Непрямой нагрев — это когда воздух (рециркуляционный и/или приточный) при помощи вентилятора подается внутрь агрегата, после чего он нагревается, проходя вокруг камеры сгорания и через теплообменник, продукты же сгорания выводятся через дымоход.

Затем нагретый воздух, полученный таким образом, выпускается либо непосредственно в помещение либо через систему воздуховодов. КПД обычных газовых воздухонагревателей непрямого нагрева находится в диапазоне 75–94 %. Как и в котлах есть конденсирующие воздухонагреватели с КПД по низшей теплотворности до 105 %. Прямой нагрев воздуха — это когда нет камеры сгорания и теплообменника. Пламя горелки напрямую нагревает воздух. То есть, это или газовый камин, или газовая приточная установка.

За счет меньшей металлоемкости газовые воздухонагреватели прямого нагрева самые дешевые. Если по воздухонагревателям непрямого нагрева разрозненная противоречивая нормативная база присутствует, то к сожалению, у нас нет норм использования воздухонагревателей прямого нагрева. Современные системы горения позволяют высокоэффективно сжигать природный газ, но использование воздухонагревателей прямого нагрева с рециркулируемым воздухом не допускается.

Такое оборудование может использоваться только для второго варианта, то есть нагрев только приточного воздуха. Данные агрегаты используются при больших кратностях воздухообмена, когда уровень вредностей, выделяемых внутри помещения, значительно превышает уровень продуктов сгорания от газовых воздухонагревателей прямого нагрева. Данные воздухонагреватели могут обеспечить значительно большую степень нагрева воздуха, чем воздухонагреватели непрямого нагрева.

Их КПД = 100 %. Нет сложностей с большими отрицательными температурами уличного воздуха. Система отопления, вентиляции и кондиционирования на основе газовых воздухонагревателей непрямого нагрева также может быть децентрализованной и централизованной системой. При этом системы отопления, вентиляции и кондиционирования на основе газовых воздухонагревателей более экономичны:

А. По капитальным затратам: 1) для обогрева монообъемных помещений, где нужно отопить объем помещения, а не условную строительную площадь; 2) если на объекте предусматривается разветвленная система вентиляции. Совмещенная система вентиляции и воздушного отопления будет эффективней, дешевле (на 20–40 %), чем раздельное исполнение вентиляции и, допустим, установка котельной.

Б. По расходам при эксплуатации: 1) при наличии временного графика по необходимой температуре в помещениях; 2) при необходимости отопить большие и/или разветвленные объекты, за счет локального размещения теплогенераторов. Известно, что рационально делать разводку энергоносителя, а не теплоносителя.

Если обобщить все преимущества воздушного отопления на основе газовых воздухонагревателей по сравнению с традиционным, то можно отметить следующие: возможность объединения отопления, вентиляции и кондиционирования в одной системе, за счет чего можно добиться малой металлоемкости; большая эффективность и экономичность за счет отсутствия промежуточного теплоносителя — воды, а следовательно, возможности «разморозки» и протечек; малая инерционность системы (нагрев воздуха происходит за 20–40 мин.) и, как следствие, быстрое изменение температуры в течение суток; возможность размещения внутри отапливаемого объема, без подготовки отдельного помещения (котельной).

С 1990-x годов в России есть уже десятки промышленных, коммерческих объектов с применением газовых воздухонагревателей. Они понемногу завоевывают долю рынка. В жилищном секторе ситуация другая. Для многоквартирных домов, конечно, водяное отопление более применимо, так как вода — лучший теплоноситель, централизованно распределить воздух по, например 10-этажному дому сложно.

Механическая вентиляция — более дорогостоящая, чем естественная, и пока нет примеров систем центрального кондиционирования в многоквартирном доме. Вариант децентрализованного воздушного отопления на основе газовых конвекторов (так называют газовые воздухонагреватели малой мощности) проблематичен разводкой газа по жилым помещениям и организацией дымоходов (газоходов для вывода продуктов сгорания).

В частном малоэтажном строительстве ситуация более благоприятная для воздушного отопления. Очень интересно такое решение — газовые конвекторы. Они тоже могут быть с закрытой и открытой камерой сгорания, могут работать как на природном, так и на сжиженном (баллонном) газе. Более дорогие модели оснащены вентилятором (диапазон мощностей — от 1,5 до 11 кВт) для более интенсивного охлаждения теплообменника и иногда дутьевой горелкой, что позволяет раздельно монтировать дымоход и воздуховод для воздуха на горение, то есть размещать газовые конвектора не только на внешних стенах.

Есть модели со встроенным кондиционером. В данное время большее распространение получили более дешевые модели, использующие атмосферные горелки с пьезозажиганием и естественную конвекцию (диапазон мощностей от 1,5 до 5 кВт), то есть конвекцию без охлаждения теплообменника вентилятором. Неоспоримым достоинством таких моделей является отсутствие потребности в электричестве для работы автоматики и вентилятора.

Они будут обогревать вас при отключении электричества, в местах где электричества нет в принципе. Они позволят быстро и просто отопить небольшую дачу, строительный вагончик и т.п. Из недостатков, при локальном размещении в более или менее многокомнатном доме необходимо делать разводку газопровода и устраивать дымоход от каждого конвектора. В США и Канаде наибольшее распространение для отопления малоэтажных частных домов получили системы воздушного отопления, совмещенные с вентиляцией и кондиционированием, на основе газовых и дизельных воздухонагревателей (печей). Так называемые централизованные системы.

Такое воздушное отопление занимает примерно 80 % рынка в малоэтажном строительстве за океаном. Почему? Потому что американцы любят комфорт, они не представляют себе жилой дом не только без отопления зимой, но и без кондиционирования летом. Вентилировать помещение они также привыкли автоматически, а не с помощью форточек, как делаем это мы. Высокая степень автоматизации позволяет вырабатывать ровно то количество тепла, в котором есть необходимость.

Согласованное управление всеми элементами системы ОВК одним хронотермостатом. Возможность зонального контроля температуры. Применение программируемых контроллеров обеспечивает возможность дополнительной экономии от 5 до 25 % тепловой энергии за счет функции «дежурного режима» — автоматического снижения температуры в помещении при отсутствии людей. В 1990-е годы такие системы отопления частных домов стали появляться и в России.

Пока такое решение новинка, хотя есть уже примеры целых поселков под Москвой, Санкт-Петербургом, в Ростовской области, Якутии и т.д. Основным моментом применения воздушного отопления в частном домостроении является реализация его на стадии проектирования дома. В этом случае можно заранее предусмотреть систему воздуховодов в стенах, перекрытиях, в полу или над навесным потолком. Реализация воздушного отопления в уже построенном доме зачастую весьма и весьма проблематична.

Воздушное отопление совмещенное с приточной вентиляцией

Системы воздушного отопления работают по принципу рециркуляции воздуха в доме, нагревая или охлаждая помещения до заданной температуры. При этом в качестве теплоносителя используется сам циркулирующий воздух. В современных домах, построенных по энергосберегающим технологиям, помимо контроля температуры, необходимо обязательно регулировать качество воздуха, а именно содержание углекислого газа (почему это жизненно важно см. стать про СО2).Другими словами, необходима эффективная вентиляция, которая предусматривает, обычно, приточную установку с фильтром и нагревателем приточного воздуха, с вентилятором и системой подающих воздуховодов. В системе воздушного отопления подающие воздуховоды уже есть.Можно ли их использовать для вентиляции? Можно и нужно! Более того, можно с успехом использовать для вентиляции уже имеющиеся в системе воздушного отопления системный фильтр, вентилятор и нагреватель воздуха! Просто надо подмешать свежий уличный воздух к воздуху, забираемому из помещений дома, как это показано на Рис.1.

Воздушное отопление совмещенное с приточной вентиляцией

Рис.1

Смесь воздуха из помещений и свежего приточного воздуха очистится в фильтре от механических включений, подогревается на нагревателе (или охлаждается внутренним блоком кондиционера) и с помощью вентилятора подаётся в помещения дома посредством подающих воздуховодов. Использованный воздух(с повышенным содержанием СО2) забирается из помещений с помощью возвратных воздуховодов, к нему подмешивается свежий воздух и так по кругу… Но, для того чтобы подмешать определённое количество свежего воздуха в дом надо такое же количество использованного воздуха удалить из него. Делается это через санузлы и технические помещения. Туда воздух подаётся, но оттуда не забирается, а удаляется через вытяжку.Также, по понятным, причинам, удаляется наружу воздух из кухонной вытяжки.Для регулирования количества поступающего с улицы воздуха устанавливается механическая заслонка или заслонка с приводом.Механическая заслонка самый простой и дешевый способ регулирования количества приточного воздуха, но ей не получится управлять удаленно или автоматически.

Заслонка с электрическим приводомможет управляться с помощью контроллера углекислого газа (Фото1)

Воздушное отопление совмещенное с приточной вентиляцией

Фото1

При такой конфигурации уличный воздух будет поступать в помещение только тогда, когда это необходимо, что позволит значительно экономить на вентиляции помещений в те часы, когда в доме никого нет.

Можно поступить и проще:контроллер СО2, включается в цепь управления вентилятором системы воздушного отопления. Дело в том, что подмес свежего воздуха в дом происходит только тогда, когда система воздушного отопления работает в рабочем режиме (нагрев или охлаждение) и системный вентилятор работает на рабочих оборотах, осуществляя механическую подвижку воздуха в доме. При достижении на системном термостате установленной температуры, рабочий режим нагрева (охлаждения) выключается, вентилятор останавливается и, соответственно, останавливается и приток свежего воздуха в дом. Если же контроллер СО2 показывает, что уровень углекислого газа превышает установленное на нем значение, то системный вентилятор включается контроллеромавтономно на обороты рабочего режима (без нагрева или охлаждения), поддерживая таким образом приток свежего воздуха до снижения концентрации СО2. Это, так называемый, режим «Проветривания».

Уникальной особенностью оборудования «АТМ Климат» является режим «Фоновая вентиляция», которого нет в оборудовании других производителей. Этот режим аналогичен режиму «Проветривание», но позволяет устанавливать небольшую (фоновую) скорость вентилятора специально для этого режима. Это даёт возможность сохранить приток свежего воздуха в небольших количествах при практически незаметной подвижке воздуха в системе, что способно поддерживать постоянное ощущение свежести воздуха в доме. Кстати, и этот режим можно включать или выключать контроллером СО2 для экономии энергоресурсов.

Максимальный объем поступаемого воздуха с улицы в систему зависит от сечения приточного воздуховода и вытяжной трубы.

Надо помнить, что удаляемый из дома вытяжной воздух уносит с собой и значительное количество тепла (или холода при использовании кондиционера). Для сохранения этого тепла (холода) с успехом можно воспользоваться приточно-вытяжной установкой с встроенным рекуператором. Рекуператор – это, как правило, пластинчатый теплообменник в котором происходит передача тепла (холода) от одного потока воздуха к другому. Типичная схема установки рекуператора показана на Рис.2.Как видно из схемы в рекуператоре происходит нагрев (охлаждение) приточного воздуха за счет вытяжного воздуха.

Этот вариант рационально использовать при отоплении дорогими теплоносителями (электричество, дизельное топливо и т. д.), так как рекуператор может значительно снижать затраты на нагрев (охлаждение) приточного воздуха (рекуперация до 80% в зависимости от модели и производителя установки).

Воздушное отопление совмещенное с приточной вентиляцией

Рис.2

Выводы: Вентиляция встраивается в систему воздушного отопления наиболее просто и органично. При этом, в самом простом случае, не требуется дополнительного оборудования и прокладки специальных подающих воздуховодов. К тому же, часто система вентиляции на дом стоит примерно столько же, сколько стоит вся система воздушного отопления с функцией вентиляции!

Приточная вентиляция с подогревом — виды, расчет и монтаж

Микроклимат в помещении — очень важная составляющая для комфортного проживания или труда. Поэтому система вентиляции, как и подогрева, должна быть четко продумана.

В данной статье мы рассмотрим основные аспекты изготовления приточной вентиляции с подогревом воздуха своими руками.

Содержание статьи

В каких случаях применяется приточная вентиляция с подогревом воздуха

Приточная вентиляция отличается тем, что она берет воздух снаружи, в отличие от большинства систем кондиционирования. В итоге воздух не просто охлаждается или нагревается, но и обогащается кислородом. Приточная вентиляция с подогревом воздуха используется в тех помещениях, где нужен чистый и теплый воздух постоянно.

Она может отлично работать и в квартире, и в частном доме, и в производственном помещении. Специальная конструкция не позволяет смешиваться уже отработанному воздуху из помещения и свежему нагретому. Это одновременно и система очистки воздуха, и его обогрева. Приточный клапан в стену с подогревом чаще всего монтируют в квартирах и частных домах, где есть пластиковые окна, поскольку с ними естественная вентиляция невозможна.

Приточная вентиляция с подогревом

Виды систем

Приточная вентиляционная установка с подогревом воздуха выпускается в нескольких типах. Это может быть центральная вентиляция, которая обогреет большое производственное помещение, или офисный центр, а может быть индивидуальная, например, в квартиру или в частный дом.

Помимо этого, все системы вентилирования с подогревом подразделяются на следующие типы:

  1. С рекуперацией. По сути, это система теплообмена, когда входящие массы соприкасаются с выходящими и обмениваются теплом. Подходит такой вариант только для регионов с не очень холодной зимой. Эти системы относятся к пассивным вентиляционным схемам. Лучше всего их располагать возле батарей отопления.
  2. Водяные. Такая приточка с подогревом работает или от бойлера, или от батареи центрального отопления. Ее основное преимущество — экономия электроэнергии. Приточная вентиляция с водяным подогревом воздуха пользуется особой популярностью у потребителей.
  3. Электрические. Требуют расход электричества достаточно существенный. По принципу работы это простой электрический тэн, который нагревает воздух при его постоянном движении.

Прежде чем остановить свой выбор на одной конкретной модели, рекомендуется сесть и посчитать, сколько электроэнергии придется потратить, чтобы нагреть вашу квартиру или частный дом.

Могут различаться приточные вентиляции и по способу  нагнетания воздуха в помещение. Есть естественные варианты, а есть принудительные, когда забор воздуха производится при помощи вентиляторов. Различаются также типы вентиляции по типу управления. Это могут быть ручные модели или автоматические, которые управляются при помощи пульта или со специального приложения на телефоне.

Приточная вентиляция с подогревом

Принцип работы

Приточная вентиляция с подогревом очень проста по принципу работы. На первом этапе через воздухозаборник происходит затягивание воздуха и фильтрация его от крупного мусора и насекомых. После этого осуществляется передача воздуха непосредственно на корпус прибора.

На следующем этапе происходит конкретная очистка поступаемого воздуха от всех мелких частиц. Для этого в приточке есть несколько тонких фильтров для разной степени очистки.

После тщательной очистки воздух поступает непосредственно к нагревательным элементам. Если на устройстве есть возможность контролировать нагрев, то он происходит только в пределах заданных показателей. После нагрева стартует еще один процесс очистки, при котором воздух освобождается не только от пыли, но и от цветочной пыльцы, других аллергенов и запахов.

В итоге в помещение поступает очищенный и достаточно теплый воздух, температуру которого можно контролировать с пульта управления.

Схема приточной вентиляции с подогревом

Детали, составляющие систему вентиляции

Приточная вентиляция с подогревом воздуха для квартиры включает в себя несколько основных деталей, от которых зависит качество работы всей системы. К таким деталям относятся:

  1. Воздушный фильтр.
  2. Отсечный клапан.
  3. Нагреватель.
  4. Вентилятор, который загоняет воздух.
  5. Глушитель шума. Он делает работу всего устройства максимально тихой.

Наиболее важными деталями в приточной вентиляции являются воздушный (отсечный) клапан, элемент фильтрации и нагреватель. При помощи воздушного клапана воздух будет попадать в вентиляцию только тогда, когда это необходимо. Фильтрация максимально очищает весь поступающий воздух и препятствует попаданию в дом частичек пыли.

Благодаря вентилятору воздух поступает изнутри в помещение. Если устройство выключить, то забор воздуха осуществляться не станет.

По принципу работы и своим характеристикам приточка с подогревом для квартиры не подходит для тех помещений, где слишком много влаги и постоянно образуется газ. Поэтому приточку лучше не вешать на кухню и в ванну.

Детали приточной вентиляции с подогревом

Особенности и нюансы технологического процесса монтажа приточной вентиляции с подогревом воздуха

Монтаж приточной вентиляции не сложен для профессионала. В принципе, технологический процесс не имеет большого количества сложностей. В первую очередь, чтобы предотвратить конденсацию, нужно участок до входа в устройство изолировать при помощи рулонного утеплителя.

Воздуховоды необходимо закрепить на стене или на потолке. Чтобы не возникало лишней вибрации, рекомендуется закрепить вибрационные круглые вставки между установкой и сетью. Приточная вентиляция с подогревом и охлаждением воздуха должна располагаться так, чтобы вентиляционные решетки были направлены на места максимального скопления людей.

Если речь идет о крупном производственном помещении, то обязательно предварительно произвести расчет мощности оборудования, исходя из показателей давления, шума, а также загрязненности и температуры помещения.

Гораздо проще происходит монтаж оборудования в простой квартире или частном доме. Для этого используются компактные установки с небольшими размерами. Если в помещении имеются пластиковые окна, значит, естественная вентиляция невозможна, а потому придется монтировать приточную принудительную модель.

Приточный клапан с подогревом может крепиться как в стену, так и в потолок, все зависит от дизайна помещения и личных предпочтений хозяина.

Вентиляция под потолком

Как делается приточная вентиляция воздуха с подогревом своими руками

Для тех, кто имеет желание сделать приточную вентиляцию в частном доме своими руками, можно сказать, что это не сложно. Главное – подойти к процессу очень тщательно и не торопиться. Если неправильно создать чертеж и произвести расчеты, устройство будет работать неверно, что скажется на воздухе внутри помещения и на температуре.

Схемы и чертежи

Прежде чем приступить к монтажу устройства, необходимо на бумаге полностью осуществить свой замысел. Чертеж должен быть со всеми размерами и направлениями, так будет удобней монтировать готовую систему и производить расчеты. На клапанах обязательно пометьте наличие решеток и заслонок. В схеме должны быть учтены следующие нюансы:

  1. Движение воздуха должно идти от чистых помещений к загрязнённым, то есть от спальни к кухне и санузлу.
  2. Клапан приточной вентиляции с подогревом должен располагаться во всех комнатах и помещениях, где нет вытяжки.
  3. Каналы вытяжки должны быть везде одинакового размера, без расширений или сужений.

Обязательно необходимо просчитать все помещения и, в том числе, цокольные этажи, при необходимости сделать в них естественную циркуляцию воздуха при помощи отверстий.

Схема приточной вентиляции с подогревом

Расчеты

Для того чтобы устройство полностью выполняло свои функции, необходимо как можно точнее рассчитать его мощность. Для этого понадобятся все параметры помещения. В том числе количество этажей, площадь комнат,  планировка помещения, количество людей, которые одновременно могут там находиться, а также наличие техники в виде компьютеров или станков.

Монтаж

Для того чтобы смонтировать приточную вентиляцию, необходимо иметь следующие инструменты:

  1. Перфоратор.
  2. Гаечные ключи.
  3. Кувалда.
  4. Шуруповерт.
  5. Молоток.
  6. Трещоточный ключ.
  7. Струбцина.

В первую очередь, необходимо приготовить место и выбрать размер отверстия. При помощи алмазного бура или перфоратора нужно просверлить отверстие с уклоном в сторону улицы. Затем в эту дыру вставляется труба. По диаметру она должна быть больше, чем диаметр вентилятора.

Монтаж вентиляции

После этого устанавливается вентилятор, а все щели между трубой и стеной запениваются. Затем прокладываются каналы для проводки. В некоторых помещениях проводку удобно соединить со включателем, это даст возможность автоматически включаться системе вентиляции после того, как в помещении зажигается свет.

В финале устанавливаются все оставшиеся детали, в том числе шумопоглотители, датчики температуры и все фильтры. Важно постоянно сверяться со схемой, чтобы не допустить ошибок при монтаже. На концы системы крепятся решетки.

В итоге всю систему необходимо проверить. Это сделать просто: нужно к решеткам поднести лист бумаги. Если он колышется хотя бы незначительно, значит, вентиляция работает.

Важно отметить, что в последнее время люди все больше загораживаются от постороннего шума. В итоге, вместе со звуками, мы прекращаем доступ свежего воздуха в помещение. Это провоцирует и аллергические реакции, и болезни верхних дыхательных путей.

Поэтому в любом помещении, будь то офис или квартира, должна стоять вентиляция. А чтобы при этом не замерзать, вентиляцию следует устанавливать с подогревом. Тогда будет и здоровью полезно, и тепло.

Системы воздушного отопления

Системы воздушного отопления могут быть экономически эффективными, если их можно сделать простыми или если их можно объединить с системой вентиляции. Но — имейте в виду, что из-за низкой удельной теплоемкости воздуха использование воздуха для обогрева очень ограничено. Для больших тепловых нагрузок требуется большой объем воздуха, что приводит к образованию огромных воздуховодов и вентиляторов. Для транспортировки огромных объемов воздуха требуется много энергии.

Требуемый объем воздуха в системе воздушного отопления

air heating system

Требуемый расход воздуха в системе воздушного отопления можно рассчитать как

L = Q / (c p ρ (t h — t r )) (1)

где

L = расход воздуха (м 3 / с)

Q = тепловые потери, покрываемые системой воздушного отопления (кВт)

c p = удельная теплоемкость воздуха — 1.005 (кДж / кг o C)

ρ = плотность воздуха — 1,2 (кг / м 3 )

t h = температура греющего воздуха ( o C)

t r = комнатная температура ( o C)

Как показывает опыт, температура подачи воздуха для обогрева должна находиться в диапазоне 40-50 o C . Расход воздуха должен быть в пределах 1-3 х объема помещения.

Уравнение (1) в британских единицах:

L = Q / (1.08 (t h — t r )) (2)

где

Q = тепло (btu / hr)

L = объем воздуха (куб. Фут / мин)

t h = температура нагреваемого воздуха ( o F)

t r = комнатная температура ( o F)

Онлайн-калькулятор обогрева воздуха

Нагрев воздуха — повышение температуры Диаграмма

Приведенные ниже диаграммы рассчитаны на основе приведенных выше уравнений и могут использоваться для оценки тепла, необходимого для повышения температуры в воздушных потоках.

единиц СИ — кВт, м 3 / с и o C

air heating temperature kw diagram

Имперские единицы — БТЕ / ч, куб.фут / мин и o F

Air heating temperature btu/h diagram

  • 1 м 3 / с = 3600 м3 / ч = 35,32 фута 3 / с = 2118,9 фута 3 / мин (куб. Футов в минуту)
  • 1 кВт (кДж / с) = 859,9 ккал / ч = 3413 БТЕ / ч
  • T ( o C) = 5/9 [T ( o F) — 32]
Пример — Отопление одной комнаты воздухом

Здание с большой комнатой с теплопотери 20 кВт нагревается воздухом с максимальной температурой 50 o C .Температура в помещении 20 o C . Требуемый расход воздуха можно рассчитать как

L = (20 кВт) / ((1,005 кДж / кг o C) (1,2 кг / м 3 ) ((50 o C) — ( 20 o C)))

= 0,55 м 3 / с

Требуемый расход воздуха из электропечи — британские единицы

Требуемый расход воздуха из электрической печи можно выразить в британских единицах как

L куб. Футов в минуту = P w 3.42 / 1.08 dt (3)

где

L куб. Футов в минуту = требуемый расход воздуха (куб. Футов в минуту)

P Вт = электрическая мощность (Вт)

dt = разница температур ( o F)

.

Удельная теплоемкость при постоянном давлении и переменной температуре

Удельная теплоемкость (C) — это количество тепла, необходимое для изменения температуры единицы массы вещества на один градус.

  • Изобарическая теплоемкость (C p ) используется для воздуха в системе постоянного давления (ΔP = 0).
  • I Сохорическая удельная теплоемкость (C v ) используется для воздуха в замкнутой системе постоянного объема , (= изометрической или изометрической ).

Примечание! При нормальном атмосферном давлении 1,013 бар удельная теплоемкость сухого воздуха — C P и C V — будет изменяться в зависимости от температуры. Это может повлиять на точность расчетов процессов кондиционирования и кондиционирования воздуха. При расчете массового и объемного расхода воздуха в обогреваемых или охлаждаемых системах с высокой точностью — удельную теплоемкость (= теплоемкость) следует скорректировать в соответствии со значениями на рисунках и в таблице ниже или найти с помощью калькулятора.

  • Для обычных расчетов значение теплоемкости c p = 1,0 кДж / кг K (равно кДж / кг o C) или 0,24 Btu (IT) / фунт ° F — обычно достаточно точный
  • Для более высокой точности — значение C p = 1,006 кДж / кг K (равно кДж / кг o C) или 0,2403 Btu (IT) / фунт ° F — это better

Онлайн-калькулятор удельной теплоемкости воздуха

Калькулятор, представленный ниже, можно использовать для оценки удельной теплоемкости воздуха при постоянном объеме или постоянном давлении, а также при заданных температуре и давлении.
Тепловая мощность на выходе выражается в кДж / (кмоль * K), кДж / (кг * K), кВтч / (кг * K), ккал / (кг * K), Btu (IT) / (моль * ° R). ) и британских тепловых единиц (IT) / (фунт м * ° R)

См. также другие свойства Air при меняющейся температуре и давлении: Плотность и удельный вес при различной температуре, Плотность при переменном давлении, Коэффициенты диффузии для Газы в воздухе, число Прандтля, удельная теплоемкость при переменном давлении, теплопроводность, теплопроводность, свойства в условиях газожидкостного равновесия и теплофизические свойства воздуха при стандартных условиях, а также состав и молекулярная масса,
, а также Удельная теплоемкость аммиака, Бутан, диоксид углерода, монооксид углерода, этан, этанол, этилен, водород, метан, метанол, азот, кислород, пропан и вода.

Вернуться к началу

Вернуться к началу

Вернуться к началу
Удельная теплоемкость воздуха при 1 бар (= 0,1 МПа = 14,5 фунтов на кв. Дюйм):

Для полного стола с Isobaric теплоемкость — поворот экрана!

° C]

-53,2

0,02011

Температура Изохорная удельная теплоемкость (Cv) Изобарическая теплоемкость (Cp) Cp / Cv
[° F] [кДж / моль K] [кДж / кг K] [кВтч / (кг K)]

[ккал (IT) / (кг K)]
[BTU (IT) / фунт ° F]

[ккал (IT) / (фунт ° F)] [кДж / моль K] [кДж / кг K] [(кВт ч) / (кг K)] [ккал (IT) / (кг K)]
[BTU (IT) / фунт ° F]
[ккал (IT) / (фунт ° F)] [-]
60 -213 -352 0.03398 1,173 0,0003258 0,2802 0,2287 0,05506 1,901 0,000528 0,45405 0,37071 9011 9011 9011 1,621 0,37071 1,621 1,621 1,621 0,0002919 0,2510 0,2050 0,05599 1,933 0,000537 0,46169 0.37695 1,839
81,61 -192 -313 0,02172 0,7500 0,0002083 0,1791 0,1463

0,1791 0,1463 0,1463 0,1463
100 -173 -280 0,02109 0,7280 0,0002022 0,1739 0.1420 0,03012 1,040 0,000289 0,24833 0,20276 1,428
120 -153 -244 0,02011 -244 0,02011 -244 1,022 0,000283 0,24350 0,19930 1,415
140 -133 -208 0.02081 0,7184 0,0001996 0,1716 0,1401 0,02937 1,014 0,000282 0,24219 0,19774

0,0001992 0,1713 0,1399 0,02928 1,011 0,000281 0,24147 0.19716 1,410
180 -93,2 -136 0,02076 0,7166 0,0001991 0,1712 0,1397

0,1712 0,1397 0,029203
200 -73,2 -99,7 0,02075 0,7163 0,0001990 0,1711 0.1397 0,02917 1,007 0,000280 0,24052 0,19638 1,406
220 -53,2 -63,7 -63,7 -63,7 0,02011 -63,7 0,02011 1,006 0,000279 0,24028 0,19618 1,404
240 -33,2 -27.7 0,02075 0,7164 0,0001990 0,1711 0,1397 0,02914 1,006 0,000279 0,24028 0,19618

0,24028 0,19618 0,24028 0,19618

0,19618

0,7168 0,0001991 0,1712 0,1398 0,02914 1,006 0,000279 0,24028 0.19618 1,403
273,2 0,0 32,0 0,02077 0,7171 0,0001992 0,1713 0,1398 0,02914 1,006 0,000279 0,24028 0,19618 1,403
280 6,9 44,3 0,02078 0,7173 0,0001993 0,1713 0.1399 0,02914 1,006 0,000279 0,24028 0,19618 1,402
288,7 15,6 60,0 0,02078 0,7175 0,0001993 0,1714 0,1399 0,02914 1,006 0,000279 0,24030 0,19620 1,402
300 26,9 80.3 0,02080 0,7180 0,0001994 0,1715 0,1400 0,02915 1,006 0,000280 0,24036 0,19625 0,19625 0,19625 0,7192 0,0001998 0,1718 0,1403 0,02917 1,007 0,000280 0,24052 0.19638 1,400
340 66,9 152 0,02087 0,7206 0,0002002 0,1721 0,1405 0,02923 0,1405 0,02923

0,1405 0,02923

360 86,9 188 0,02092 0,7223 0,0002006 0,1725 0.1409 0,02926 1,010 0,000281 0,24123 0,19696 1,398
380

107 224 107

224 0,020112

0,02011

224 0,020112

0,02011 1,012 0,000281 0,24171 0,19735 1,397
400 127 260 0.02105 0,7266 0,0002018 0,1735 0,1417 0,02937 1,014 0,000282 0,24219 0,19774 0,24219 0,19774 9011 2 0,0002062 0,1773 0,1448 0,02983 1,030 0,000286 0,24597 0.20083 1,387
600 327 620 0,02213 0,7641 0,0002123 0,1825 0,1490 0,1825 0,1490 0,03044 0,1490 0,03044

700 427 800 0,02282 0,7877 0,0002188 0,1881 0.Снимка 1536 0,03114 1,075 0,000299 0,25675 0,20963 1,365
800 527 980 0,02351 0,8117 0,0002255 0,1939 0,1583 0,03183 1,099 0,000305 0,26249 0,21432 1,354
900 627 1160 0.02415 0,8338 0,0002316 0,1991 0,1626 0,03247 1,121 0,000311 0,26772 0,21858

0,26772 0,21858 11252

0,0002421 0,2082 0,1700 0,03356 1,159 0,000322 0,27675 0.22596 1,329
1500 1227 2240 0,02673 0,9230 0,0002564 0,2204 0,1800 0,2204 0,1800 0,035029011 0,035029011 0,03502

1900 1627 2960 0,02762 0,9535 0,0002649 0,2277 0.1859 0,03593 1,241 0,000345 0,29631 0,24193 1,301

Вернуться к началу

Преобразование единиц:

0009

Удельная единица измерения тепла [BTU (IT)], градус Цельсия = [° C], градус Фаренгейта = [° F], градус Кельвина = [K], градус ранкин = [° R], джоуль = [Дж], килокалория (международная таблица) = [ккал (IT)], килограмм = [кг], килоджоуль = [кДж], киловатт-час = [кВтч], моль = [моль], фунт = [фунт]

K в единицах измерения можно заменить на ° C, и наоборот.° R в единицах измерения можно заменить на ° F, и наоборот.

  • 1 БТЕ / (фунт ° F) = 1 БТЕ / (фунт ° R) = 1 ккал (IT) / (кг ° C) = 1 ккал (IT) / (кг K) = 4186,8 Дж / (кг K) ) = 0,81647 ккал (IT) / (фунт ° F) = 1,163×10 -3 кВтч / (кг K)
  • 1 Дж / (кг K) = 1 Дж / (кг ° C) = 2,3885×10 -4 ккал (IT) / (кг o C) = 2.3885×10 -4 Btu / (фунт ° F) = 1.9501×10 -4 ккал (IT) / (фунт ° F)
  • 1 ккал (IT ) / (кг ° C) = 1 британских тепловых единиц / (фунт ° F) = 4186,8 Дж / (кг · K) = 0,81647 ккал (IT) / (фунт ° F) = 1.163×10 -3 кВтч / (кг · K)
  • 1 ккал (IT) / (фунт ° F) = 1,2248 Btu / (фунт ° F) = 1,2248 ккал (IT) / (кг ° C) = 5127,9 Дж / ( кг K)
  • 1 кДж / (кг K) = 1 кДж / (кг ° C) = 1000 Дж / (кг K) = 1000 Дж / (кг ° C) = 0,23885 ккал (IT) / (кг ° C) = 0,23885 БТЕ / (фунт ° F) = 0,19501 ккал (IT) / (фунт ° F) = 2,7778×10 -4 кВтч / (кг K)
  • 1 кВтч / (кг K) = 0,85985 ккал (IT) / (кг ° C) = 0,85985 БТЕ / (фунт ° F) = 3,6 кДж / (кг · K)
  • 1 моль воздуха = 28,96546 г

Наверх

.

Воздух — теплофизические свойства

Теплофизические свойства воздуха:

  • Температура кипения (при 1 бар абс.): 78,8 K = -194,4 ° C = -317,8 ° F
  • Модуль объемной упругости: 1,01325 x 10 5 Па или Н / м 2
  • Температура конденсации (при 1 бар абс.): 81,8 K = -191,4 ° C = -312,5 ° F
  • Критическая температура: 132.63 K = -140,52 ° C = -220,94 ° F
  • Критическое давление: 37,363 атм = 37,858 бар = 3,7858 МПа (МН / м 2 ) = 549,08 фунтов на кв. Дюйм (= фунтов на / дюйм 2 )
  • Критическая плотность: 10,448 моль / дм 3 = 302,6 кг / м 3 = 0,5871 снаряд / фут 3 = 18,89 фунтов м / фут 3
  • Плотность (при 0 ° C и 1 бар абс.): 1.276 кг / м 3 = 0,00248 снаряда / фут 3 = 0,0797 фунта / фут 3
  • Плотность (при 60 ° F и 1 атм): 1,208 кг / м 3 = 0,00234 снаряда / фут 3 = 0,0754 фунта / фут 3
  • Энтальпия (теплота) воздуха при 0 ° C и 1 бар абс .: 11,57 кДж / моль = 399,4 кДж / кг = 171,7 Btu (IT) / фунт
  • Энтропия воздуха при 0 ° C и 1 бар абс .: 0,1100 кДж / моль K = 3,796 кДж / кг K = 0,9067 БТЕ (IT) / фунт ° F
  • Плотность жидкости при температуре кипения и 1 бар: 875.50 кг / м 3 = 54,656 фунт / фут 3
  • Молярная масса: 28,9647 г / моль
  • Удельная теплоемкость (C p ) воздуха при 0 ° C и 1 бар абс .: 1,006 кДж / кг K = 0,24028 BTU (IT) / (фунт м ° F) или ккал / (кг K)
  • Удельная теплоемкость (C v ) воздух при 0 ° C и 1 бар абс .: 0,7171 кДж / кг · K = 0,17128 Btu (IT) / (фунт м ° F) или ккал / (кг · К)
  • Теплопроводность при 0 ° C и 1 бар абс .: 24.35 мВт / (м · K) = 0,02094 ккал (IT) / (hm · K) = 0,01407 Btu (IT) / (ч · фут · ° F)
  • Коэффициент теплового расширения при 0 ° C и 1 бар абс .: 0,00369 1 / K = 0,00205 1 / ° F
  • Давление в тройной точке: 0,05196 атм = 0,05265 бар = 5265 Па = 0,7636 фунт / кв. Дюйм (= фунтов на / дюйм 2 )
  • Температура в тройной точке: 59,75 K = -213,40 ° C = -352,12 ° F
  • Вязкость, динамическая, при 0 ° C и 1 бар абс .: 17.22 мкПа · с = 0,01722 сП = 0,3596×10 -6 (фунт на с) / фут 2 = 11,57×10 -6 фунтов м / (фут · с)
  • Вязкость, кинематическая, при 0 ° C и 1 бар: 0,00001349 м 2 / с = 13,49 сСт = 0,0001452 футов 2 / с

Перейдите по ссылкам ниже, чтобы получить значения для перечисленных свойств воздуха при изменении давления и температуры :

См. Также дополнительную информацию об атмосферном давлении и STP — Стандартная температура и давление и NTP — Нормальные температура и давление,
и Теплофизические свойства следующих компонентов: Ацетон, Ацетилен, Аммиак, Аргон, Бензол, Бутан, Двуокись углерода, Окись углерода, этан, этанол, этилен, гелий, водород, сероводород, метан, метанол, азот, кислород, пентан, пропан, толуол, вода и тяжелая вода, D 2 O.

Воздух представляет собой смесь газов при стандартных условиях. Однако при низкой температуре и высоком давлении газовая смесь становится жидкостью. Фазовая диаграмма для воздуха показывает поведение фаз при изменении температуры и давления. Кривая между тройной точкой и критической точкой показывает температуру кипения воздуха при изменении давления.

В критической точке нет изменения состояния при повышении давления или добавлении тепла.

Тройная точка вещества — это температура и давление, при которых три фазы (газовая, жидкая и твердая) этого вещества сосуществуют в термодинамическом равновесии.

Air - density vs. temperature chart Пример — Масса воздуха при температуре 100 o C

Из таблицы выше — плотность воздуха 0,946 кг / м 3 при 100 o C . Масса 10 м 3 воздуха может быть рассчитана как

м = V ρ

= (10 м 3 ) (0.946 кг / м 3 )

= 9,46 кг

где

м = масса (кг)

V = объем (м 3 )

(кг / м 3 )

Пример — Масса воздуха при температуре 20 o C

Из приведенной выше таблицы — плотность воздуха 1,205 кг / м 3 при 20 o С .Масса 10 м 3 воздуха может быть рассчитана как

м = (10 м 3 ) (1,205 кг / м 3 )

= 12,05 кг

Пример — Подъем Сила воздушного шара

Воздушный шар объемом 10 м 3 нагревается до 100 o C . Температура окружающего воздуха составляет 20 o C. Изменение силы тяжести (веса) воздушного объема является потенциальной подъемной силой воздушного шара.Подъемную силу можно рассчитать как

F л = dm a г

= V d ρ a г

= (10 м 3 ) [ (1,205 кг / м 3 ) (0,946 кг / м 3 )] (9,81 м / с 2 )

= 25,4 Н

где

02 F l = подъемная сила — изменение силы тяжести (вес) (Н)

a g = ускорение свободного падения (9.81 м / с 2 )

dm = V d ρ = изменение массы баллона (кг)

dρ = изменение плотности из-за разницы температур (кг / м 3 )

.

Обогрев влажного воздуха

Процесс ощутимого нагрева воздуха — нагрев без добавления влаги — можно представить на диаграмме Молье как:

Moist air - heating in Mollier chart

Ощутимый нагрев воздуха изменяет состояние воздуха с А на В вдоль постоянная удельная влажность — х — линейная. Подведенное тепло — dH — можно оценить, как показано на диаграмме выше.

Процесс нагрева можно также визуализировать на психрометрической диаграмме

Moist air - heating in pshycrometric chart

Примечание! — при ощутимом нагреве воздуха — удельная влажность остается постоянной — относительная влажность уменьшается.

Расчет энтальпии

Энтальпию влажного воздуха можно рассчитать как:

h = c pa t + x [c pw t + h we ] (1)

где

ч = удельная энтальпия влажного воздуха (кДж / кг)

c Па = 1.01 — удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении (кДж / кг o C, кВт · с / кг · K)

t = температура воздуха ( o C)

x = соотношение влажности (кг / кг)

c pw = 1.84 — удельная теплоемкость водяного пара при постоянном давлении (кДж / кг. o C, кВт / кг. K)

ч we = 2502 — теплота испарения воды при 0 o C (кДж / кг)

(1) может быть изменено на:

h = 1,01 (кДж / кг. o C) t + x [1,84 (кДж / кг. o C) t + 2502 (кДж / кг)] (1b)

Разница энтальпий

Разница энтальпий при нагревании воздуха без добавления влаги может быть рассчитана как:

dh AB = c pa t B + x [c pw t B + h we ] — c pa t A + x [c pw t A + h we ]

= c pa (t B — t A ) + xc pw (t B — t A ) 9003 6 (2)

Пример — изменение энтальпии при нагревании воздуха

Удельная влажность воздуха при 25 o C и относительной влажности 50% составляет 0.0115 кг / кг — проверьте диаграмму Молье. Изменение энтальпии при нагревании воздуха до 35 o C можно рассчитать как:

dh AB = (1,01 кДж / кг, o C) (35 o C — 25 o C) + (0,0115 кг / кг) (1,84 кДж / кг o C) (35 o C — 25 o C)

= (10,1 кДж / кг) + (0,2 кДж / кг)

= 10,3 (кДж / кг)

Примечание! — вклад водяного пара относительно невелик, и для практических целей им часто пренебрегают.(2) затем можно изменить на:

dh AB = c pa (t B — t A ) (2b)

Повышение температуры при нагревании воздуха

Если к влажному воздуху добавляется тепло, повышение температуры воздуха можно рассчитать, изменив (2b) на:

t B — t A = dh AB / c pa ( 2c)

Пример — нагревательный воздух и повышение температуры

Если 10.1 кДж прибавляется к 1 кг воздуха повышение температуры можно рассчитать как:

т B — t A = (10,1 кДж / кг) / (1,01 кДж / кг o C)

= 10 ( o C)

Тепловой поток в нагревательном змеевике

Общий расход тепла через нагревательный змеевик можно рассчитать как:

q = m (ч B — h A ) (3)

где

q = расход тепла (кДж / с, кВт)

м = массовый расход воздуха (кг / с)

Общий тепловой поток можно также выразить как:

q с = L ρ (h B — h A ) (3a)

где

90 010 л = расход воздуха (м 3 / с)

ρ = плотность воздуха (кг / м 3 )

Примечание! Плотность воздуха зависит от температуры.При 0 o C плотность 1,293 кг / м 3 . При 80 o C плотность 1,0 кг / м 3 .

Скорость потока явного тепла обычно выражается как:

q = mc pa (t B — t A ) (3b)

или альтернативно:

q = L ρ c Па (t B — t A ) (3c)

Эффективность нагревательного змеевика

Для ограниченной поверхности нагревательного змеевика средняя температура поверхности всегда будет выше, чем температура выходящего воздуха температура.Эффективность нагревательного змеевика может быть выражена как:

μ = (t B — t A ) / (t HC — t A ) (4)

где

μ = эффективность нагревательного змеевика

т HC = средняя температура поверхности нагревательного змеевика ( o C)

Пример — Нагрев Воздух

1 м 3 / с воздуха при 15 o C и относительной влажности 60% (A) нагревается до 30 o C (B).Температура поверхности нагревательного змеевика составляет 80 o C . Плотность воздуха при 20 o C составляет 1,205 кг / м 3 .

Из диаграммы Молье энтальпия в (A) составляет 31 кДж / кг и в (B) 46 кДж / кг .

Эффективность нагревательного змеевика может быть рассчитана как:

μ = (30 o C — 15 o C) / (80 o C — 15 o C)

= 0.23

Тепловой поток можно рассчитать как:

q = (1 м 3 / с) (1,205 кг / м 3 ) ((46 кДж / кг) — (31 кДж) / кг))

= 18 (кДж / с, кВт)

В качестве альтернативы, как один из наиболее распространенных методов:

q = (1 м 3 / с) (1,205 кг / м 3 ) (1,01 кДж / кг. o C) (30 o C — 15 o C)

= 18.3 (кДж / с, кВт)

Примечание! Из-за неточности при работе с диаграммами существует небольшая разница между общим тепловым потоком и суммой скрытого и явного тепла. В целом — погрешность в допустимых пределах.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

*

*