Розрахунок повітрепідігрівачів (калориферів)

Калорифери – це парові або водяні апарати для помірного нагріву повітря, які широко застосовується у вентиляційних системах.

Калорифери класифікують в залежності від руху по трубкам теплоносія (одноходові, багатоходові), виду оребріння (пластинчаті, спіральні, спірально-навівні, накатні), числа трубок по ходу повітря (мала модель М-2 шт., середня модель С-3 шт., велика модель Б-4 шт.) матеріалу трубок (сталеві, біметалеві – сталь та алюміній).

Багато-ходові калорифери в основному застосовують в опалювальних системах, що дозволяє создать велику швидкість теплоносія у трубках (при однаковій його витраті), збільшити коефіцієнт теплопередачі підвищити теплотехнічні показники калориферів.

Таблиця 4.3.

Конструктивні характеристики калориферів сталевих пластинчатих типу КВБ, КМБ, КМС.

Площа поверхні нагріву, м²	Площина живого перерізу, м²	Габарити, мм	Маса, кг
По повіт-рю	По теплоносія	Довжи-на	ширина	КВБ	КМБ	КМС
КВБ, КМС	КМБ		КВБ	КМБ	КМС
9,9	12,7	0,115	0,0046	0,00152	0,00114	624/560	412/360		57,2	44,4
13,2	16,9	0,154	0,0061	0,00135	0,00102	532/480		74,5	57,5
16,7	21,4	0,195				774/710			90,1	68,8
20,9	26,8	0,244	0,0076	0,00127	0,00095	666/600		110,6	84,8
25,3	32,4	0,295				924/860			129,4	99,0
30,4	38,9	0,354	0,0092	0,00152	0,00114	786/720		153,6	116,7
35,7	45,7	0,416				1074/1010			176,3	133,8
41,6	53,3	0,485	0,0107	0,00178	0,00133	906/840		203,3	153,8
47,5	61,2	0,556				1224/1160			233,4	173,2

Із рівняння теплового балансу визначається теплова потужність та витрата теплоносія (води або повітря).

де G_повG_в– витрата повітря та води кг/с;

с_пов, с_в – теплоємності повітря та води Кдж/(кгК);

- температури повітря на вході та на виході з підігрівача, °С;

- температури води на вході та на виході з підігрівача

Приймаємо масову швидкість повітря у живому перерізі калориферу ω_ρ=10 кг/м²с і по рівнянню нерозривності потоку визначаємо розрахункову площу живого перерізу калориферу:

;

Після чого із табл. 4.3. підбираємо необхідний калорифер (або декілька калориферів) та визначаємо дійсну масову швидкість повітря.

Визначаємо швидкість руху води в трубках

Далі визначається коефіцієнт теплопередачі за формулами наведеними у табл. 4.4. в залежності від типу калорифера.

Таблиця 4.4.

Розрахункові формули для визначення коефіцієнтів теплопередачі.

Модель калориферу	Коефіцієнти теплопередачі при обігріві, Вт/(м²К)
парою	водою
При ω_в=0,02...0,25 м/с	При ω_в=0,25...1 м/с
КФБ	11,6ω_ρ^0,42	15,2ω_ρ^0,331 ω_в^0,166	11,0ω_ρ^0,446 ω_в^0,094
КВБ	17,8ω_ρ^0,351	21,5ω_ρ^0,975 ω_в^0,192	21,5ω_ρ^0,975 ω_в^0,192
КМС	-		17,8ω_ρ^0,343 ω_в^0,149

Після цього перераховують теплову потужність калориферів за рівнянням теплопередачі та зрівнюють із заданою, якщо калорифер на забезпечує необхідну теплопродуктивність вибирають іншій або для групи калориферів змінюють схему групового включення (наприклад з послідовної на паралельну).