Os aquecedores têm alto desempenho, portanto, mesmo salas muito grandes podem ser aquecidas com a ajuda deles em um tempo bastante curto. Muitos modelos desses dispositivos baseados em diferentes refrigerantes estão à venda.
Para escolher a melhor opção, é necessário calcular um aquecedor, que você pode executar manualmente ou usando a calculadora on-line. Ajudaremos você a lidar com a questão dos cálculos - neste artigo, damos um exemplo dos cálculos que serão necessários ao escolher um dispositivo adequado para aquecer o ar.
E também considere os recursos de design de vários tipos de aquecedores, as vantagens e desvantagens de um sistema de aquecimento usando esses dispositivos.
Prós e contras do aquecimento com um aquecedor
O sistema de aquecimento doméstico, baseado no suprimento de ar aquecido até a temperatura definida diretamente na casa, é de particular interesse para os proprietários de suas próprias casas.
Este projeto do sistema de aquecimento consiste nos seguintes componentes importantes:
- um aquecedor que atua como um gerador de calor que aquece o ar;
- canais (dutos) através dos quais massas de ar aquecido entram na casa;
- um ventilador que direciona o ar bem aquecido por toda a sala.
Existem muitas vantagens para esse tipo de sistema. Isso inclui alta eficiência e a ausência de elementos auxiliares para a transferência de calor na forma de radiadores, tubos, e a capacidade de combiná-lo com o sistema climático e baixa inércia, como resultado do aquecimento de grandes volumes com muita rapidez.
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Equipamento de aquecimento de ar
Sistema de ar condicionado com aerotermo
Aquecimento de ar com aerotermo
Aquecimento rápido de grandes áreas
Para muitos proprietários, a desvantagem é que a instalação do sistema só é possível simultaneamente com a construção da própria casa e, portanto, sua modernização é impossível.
Um sinal de menos é uma nuance, como a disponibilidade obrigatória de energia de backup e a necessidade de manutenção regular.
O aquecedor é fácil de instalar e operar, acessível, mas o mais importante é um dispositivo eficaz para aquecer o ambiente. Na foto é um aquecedor de água montado no sistema
Em nosso site, existem materiais mais detalhados sobre o dispositivo para aquecimento do ar na casa e na cabana. Recomendamos que você se familiarize com eles:
- Aquecimento de ar DIY: tudo sobre sistemas de aquecimento de ar
- Como organizar o aquecimento do ar de uma casa de campo: regras e esquemas de construção
- Cálculo do aquecimento do ar: princípios básicos + exemplo de cálculo
Classificação de aquecedores
Os aquecedores estão incluídos no design de um sistema de aquecimento para aquecer o ar. Os seguintes grupos desses dispositivos, por tipo de líquido de refrigeração, são utilizados: água, eletricidade, vapor, fogo.
Faz sentido usar aparelhos elétricos para salas com uma área não superior a 100 m². Para edifícios com grandes áreas, uma escolha mais racional seria aquecedores de água, que só funcionam quando há uma fonte de calor.
Os aquecedores a vapor e a água mais populares. Tanto o primeiro como o segundo em forma da superfície são divididos em duas subespécies: com nervuras e tubo liso. Aquecedores com nervuras de acordo com a geometria das costelas são lamelares e enrolados em espiral.
O desempenho dos aquecedores que operam com um líquido de refrigeração como o vapor é regulado usando válvulas especiais instaladas no tubo de entrada
Por design, esses dispositivos podem ser unidirecionais, quando o líquido de refrigeração neles se move ao longo dos tubos, aderindo a uma direção constante e multi-vias, nas tampas das quais existem partições, como resultado das quais a direção do movimento do líquido de refrigeração está mudando constantemente.
Estão à venda 4 modelos de aquecedores de água e vapor, que diferem na área da superfície de aquecimento:
- CM - o menor com uma fileira de canos;
- M - pequeno com duas fileiras de canos;
- DE - média com tubos em 3 linhas;
- B - grande, com 4 fileiras de canos.
Os aquecedores de água durante a operação suportam grandes flutuações de temperatura - 70-110⁰. Para que o aquecedor de ar desse tipo funcione bem, a água que circula no sistema deve ser aquecida a um máximo de 180⁰. Na estação quente, o aquecedor de ar pode atuar como um ventilador.
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Aquecedor de água na sala de produção
Aquecedor a vapor em um terraço envidraçado
Aerotermo elétrico compacto
Modelo de vapor espiralado
Projeto de diferentes tipos de aquecedores
O aquecedor de água para aquecimento consiste em uma caixa de metal, um trocador de calor colocado sob a forma de uma série de tubos e um ventilador. No final da unidade, existem tubos de entrada através dos quais é conectado à caldeira ou ao sistema de aquecimento centralizado.
Normalmente, o ventilador está localizado na parte traseira do aparelho. Sua tarefa é conduzir o ar através do trocador de calor.
Após o aquecimento, através da grade, localizada na frente do aquecedor, o ar flui de volta para a sala.
Na maioria das vezes, o estojo é fabricado na forma de um retângulo, mas existem modelos projetados para dutos de ventilação de seção transversal circular. Válvulas de duas ou três vias são instaladas na linha de suprimento para ajustar a potência da unidade.
O ventilador sopra através dos tubos localizados no corpo do aquecedor. A água aquecida do sistema de aquecimento se move através dos tubos e o ventilador distribui o ar uniformemente quente por toda a sala
Os aquecedores diferem no método de instalação - são teto e parede. Modelos do primeiro tipo são colocados atrás do teto falso, apenas a grade espreita para fora dele. Aparelhos de parede são mais populares.
Vista # 1 - aquecedores de tubo liso
O projeto do tubo liso consiste em elementos de aquecimento na forma de tubos finos ocos com um diâmetro de 20 a 32 mm, localizados a uma distância de 0,5 cm entre si. Um líquido de refrigeração circula através deles. O ar, lavando as superfícies aquecidas dos tubos, aquece devido à troca de calor por convecção.
Os tubos no aquecedor de ar são escalonados ou no corredor. Suas extremidades são soldadas nos coletores - superior e inferior. O líquido de refrigeração entra na caixa de junção através do tubo de entrada e, passando pelos tubos e aquecendo-os, deixa o tubo de saída na forma de condensado ou água gelada.
Uma transferência de calor mais estável é fornecida por dispositivos com um arranjo de tubos quadriculado, mas a resistência ao fluxo de ar aqui é maior. É necessário realizar o cálculo da potência da unidade para conhecer as reais capacidades do dispositivo.
Existem certos requisitos para o ar - não deve haver fibras, partículas em suspensão, substâncias pegajosas. O teor permitido de poeira é inferior a 0,5 mg / mᶾ. A temperatura de entrada é no mínimo 20⁰.
Aquecedores unidirecionais e tridimensionais. 1 - tubo de entrada através do qual o líquido de refrigeração entra, 2 - caixa de distribuição, 3 - tubo, 4 - tubo de saída, 5 - divisória
As características térmicas dos aquecedores de tubo liso não são muito altas. Seu uso é aconselhável quando não é necessário um fluxo significativo de ar e seu aquecimento a uma temperatura alta.
Visão # 2 - aquecedores de ar com aletas
Os tubos dos dispositivos com nervuras têm uma superfície aletada, portanto, a transferência de calor deles é maior. Com um número menor de tubos, o desempenho térmico é superior ao dos aquecedores de ar de tubo liso.
A composição dos aquecedores de placas inclui tubos com placas montadas nelas - retangulares ou redondas.
O primeiro tipo de placas é montado em um grupo de tubos. O líquido de refrigeração passa para a caixa de junção do dispositivo através do acessório, aquece o ar que passa a uma velocidade considerável pelos canais de pequeno diâmetro e deixa a caixa de coleta através do acessório.
Aquecedores deste tipo são compactos, fáceis de manter e instalar.
Os dispositivos de placa de passagem única são designados: KFB, KFS, KVB, STD3009V, KZPP, K4PP e multivias - KVB, K4VP, KZVP, KVS, KMS, STDZOYUG, KMB. O modelo do meio é designado KFS e o grande - KSE.
Uma fita corrugada de aço com 1 cm de largura e 0,4 mm de espessura é enrolada nos tubos desses aquecedores. O transportador de calor para eles pode ser vapor e água.
Os aquecedores de água não podem ser conectados com tubos de metal-plástico ou polímero. eles não foram projetados para alta temperatura do transportador de calor. Precisa de tubos de aço e melhor galvanizado para eliminar a corrosão
O primeiro está equipado com três fileiras de tubos e o segundo quatro. As placas de modelo médio têm uma espessura de 0,5 mm e as dimensões de 11,7 x 13,6 cm.As placas de um modelo grande com a mesma espessura e largura têm um comprimento maior - 17,5 cm.
As placas estão localizadas a uma distância de 0,5 cm uma da outra e têm um arranjo em zigue-zague, enquanto nos modelos de vista intermediária as placas são dispostas de acordo com o princípio do corredor.
Aquecedores STD têm 5 números (5, 7, 8, 9, 14). O vapor é o transportador de calor nos aquecedores de ar STD4009B e a água é o transportador de calor no STD3010G. A instalação do primeiro é realizada com a orientação vertical dos tubos, o segundo - com o horizontal.
Vista # 3 - aquecedores bimetálicos com aletas
Nos sistemas de aquecimento com aquecimento de ar, os modelos de aquecedores bimetálicos KP3-SK, KP4-SK, KSk - 3 e 4 são frequentemente usados com um tipo especial de aleta - enrolamento em espiral. O transportador de calor dos aquecedores de ar KP3-SK, KP4-SK é água quente com pressão máxima de 1,2 MPa e temperatura máxima de 180⁰.
Para os outros dois aquecedores de ar funcionarem, é necessário vapor com a mesma pressão de trabalho do primeiro, mas com uma temperatura um pouco mais alta - 190⁰. Os fabricantes são obrigados a realizar testes de aceitação. Dispositivos de teste e aperto.
O trocador de calor do aquecedor de ar KSK consiste em tubos de aço e com aletas de alumínio. Conecte suas folhas de tubo
Existem 2 linhas de aquecedores bimetálicos - KSK3, KPZ, que possuem 3 fileiras de tubos, são médios, e KSK4, KP4 com 4 fileiras de tubos são modelos grandes. Os componentes desses dispositivos são elementos permutadores de calor bimetálicos, proteções laterais, grades de tubos, tampas com divisórias.
O elemento de troca de calor é composto por 2 tubos - um diâmetro interno de 1,6 cm, feito de aço e alumínio externo com aletas montadas. O intervalo transversal entre os tubos de transferência de calor é de 4,15 cm e o longitudinal é de 3,6 cm.
Regras para cálculo e seleção de uma unidade adequada
Ao projetar um sistema de aquecimento com um ou um grupo de aquecedores, bem como ao executar cálculos, várias regras devem ser observadas. Vamos considerá-los com mais detalhes na seleção de fotos abaixo.
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Foto de
Conexão paralela de um grupo de aquecedores
Aquecedores de ar frio
Válvulas de controle de instrumento
Aquecedor de ar a vapor com aletas
Cálculo do aquecedor de água
Para calcular a potência de um aquecedor de água ou vapor, são necessários os seguintes parâmetros iniciais:
- Desempenho do sistema ou em outras palavras - a quantidade de ar destilado por hora. A unidade de medida do fluxo volumétrico é mᶾ / h, massa kg / h. O símbolo é L.
- Temperatura inicial ou externa - tul.
- A temperatura final do ar é tcon.
- Densidade e capacidade de calor do ar a uma determinada temperatura - os dados são obtidos das tabelas.
Primeiro, a área da seção transversal é calculada a partir da frente do dispositivo de aquecimento do ar. Depois de aprender esse valor, obtenha as dimensões preliminares da unidade com uma margem.
Para o cálculo usando a fórmula:
AF = Lρ / 3600 (ϑρ),
Onde eu - caudal ou capacidade volumétrica do ar em m³ / h, ρ - densidade do ar exterior medida em kg / m³ ϑρ - velocidade do ar em massa na seção calculada, medida em kg / (cm²).
Depois de receber esse parâmetro, para cálculos adicionais, escolha o tamanho típico do aquecedor, o tamanho mais próximo. Com um grande valor total da área, várias unidades idênticas são instaladas em paralelo, cuja área total é igual ao valor obtido.
Não apenas os trocadores de calor são chamados de aquecedores, mas também os refrigeradores de ar de água fria, que são muito menos populares
Para determinar a energia necessária para aquecer um volume específico de ar, é necessário descobrir o consumo total de ar aquecido em kg por 1 hora, de acordo com a fórmula:
G = L x p,
Onde R - densidade do ar a temperatura média. É determinado somando as temperaturas na entrada e na saída da unidade e depois dividido por 2. Os indicadores de densidade são retirados da tabela.
Nesta tabela, você pode obter dados sobre a densidade e o calor específico do ar a uma determinada temperatura para calcular a potência do dispositivo
Agora você pode calcular o consumo de calor para aquecer o ar para o qual a seguinte fórmula é usada:
Q (W) = G x c x (t con. - t impl.),
Onde G - caudal mássico do ar em kg / h. Ao calcular, o calor específico do ar medido em J / (kg x K) também é levado em consideração. Depende da temperatura do ar recebido e seus valores estão na tabela acima. A temperatura na entrada e na saída do dispositivo é indicada não implore. e t con. respectivamente.
Suponha que você precise escolher um aquecedor com capacidade de 10.000 mᶾ / h para aquecer o ar a 20⁰ a uma temperatura externa de -30⁰. O líquido de arrefecimento é a água que tem uma temperatura na entrada da unidade 95⁰ e 50⁰ na saída.
Taxa de fluxo de massa: G = 10.000 m / h. х 1.318 kg / mᶾ = 13.180 kg / h.
Valor da densidade: ρ = (-30 + 20) = -10, dividindo esse resultado pela metade recebida -5. A partir da tabela, foi escolhida a densidade correspondente à temperatura média.
Substituindo o resultado na fórmula, obtenha o consumo de calor: Q = 13 180/3600 x 1013 x 20 - (-30) = 185 435 W. Aqui 1013 é o calor específico selecionado da tabela a uma temperatura de -30⁰ em J / (kg x K). Ao valor calculado da potência do aquecedor, adicione de 10 a 15% da reserva.
A razão é que os parâmetros tabulares geralmente diferem dos reais na direção da redução e o desempenho térmico da unidade, devido ao entupimento dos tubos, diminui com o tempo. Exceder a margem é indesejável.
Com um aumento significativo na superfície de aquecimento, pode ocorrer hipotermia e até descongelar em grandes geadas.
No aquecedor a vapor, o líquido de arrefecimento é fornecido de cima e a água resultante da condensação do vapor de exaustão é descarregada de baixo. Na foto - um diagrama das cintas de um aquecedor a vapor
A potência dos aquecedores a vapor é calculada da mesma maneira que os aquecedores de água. Somente a fórmula de cálculo do líquido de refrigeração difere:
G = Q / r,
Onde r - calor específico libertado durante a condensação do vapor, medido em kJ / kg.
Cálculo de um aquecedor elétrico
Os fabricantes dos catálogos de aerotermos elétricos geralmente indicam a potência e o fluxo de ar instalados, o que simplifica bastante a escolha. O principal é que os parâmetros não são menores que os indicados no passaporte, caso contrário, ele falhará rapidamente.
O design do aquecedor de ar inclui vários elementos de aquecimento elétrico especiais, cuja área é aumentada devido à montagem de aletas neles.
O poder dos dispositivos pode ser muito grande, às vezes é centenas de quilowatts. Até 3,5 kW, o aquecedor de ar pode ser alimentado por uma tomada de 220 V e, com uma tensão acima disso, é necessário conectar o cabo do hotel diretamente à blindagem. Se for necessário usar um aquecedor com potência acima de 7 kW, uma fonte de alimentação de 380 V.
Esses dispositivos têm pequenas dimensões e peso, são completamente autônomos, não precisam da presença de água quente ou vapor centralizado.
Um menos significativo é a baixa potência insuficiente para aplicá-los em grandes áreas. A segunda desvantagem é o alto consumo de energia.
A partir do cálculo do aquecedor, segue-se que o resultado do uso do dispositivo é uma economia tangível de recursos energéticos. Às vezes, esta unidade é combinada com um recuperador e, em seguida, a entrada de ar não ocorre fora, mas a partir das instalações
Para descobrir qual corrente o aquecedor usa, você pode usar a fórmula:
I = P / U,
Onde P - poder você - tensão de alimentação.
Com uma conexão monofásica, o aquecedor U é igual a 220 V. Com uma trifásica - 660 V.
A temperatura à qual um aquecedor de uma determinada potência aquece a massa de ar é determinada pela fórmula:
T = 2,98 x P / L,
Onde eu - performance do sistema. Os valores ideais de potência do aquecedor de ar para a casa são de 1 a 5 kW e para escritórios - de 5 a 50 kW.
Vídeo sobre como o aquecedor funciona no sistema de aquecimento:
Ao escolher um determinado tipo de aquecedor, você deve proceder de considerações de conveniência e características operacionais da casa.
Para áreas pequenas, um aquecedor elétrico será uma boa compra e, para aquecer uma casa grande, é melhor escolher outra opção. Em qualquer caso, não prescindir de cálculos preliminares.
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