Расчет воздушного отопления: формулы и примера подсчёта системы воздушного отопления в Вашем доме

Здесь вы узнаете:

• Расчет системы воздушного отопления — простая методика
• Основная методика расчета системы воздушного отопления
• Пример расчета теплопотерь дома
• Расчет воздуха в системе
• Подбор воздухонагревателя
• Расчет количества вентиляционных решеток
• Аэродинамический расчёт системы
• Дополнительное оборудование, повышающее эффективность воздушных отопительных систем
• Применение тепловых воздушных завес

Подобные системы отопления разделяются по следующим признакам: По виду энергоносителей: системы с паровым, водяным, газовым или электрическим калориферам. По характеру поступления нагретого теплоносителя: механическим (при помощи вентиляторов или нагнетателей) и естественным побуждением. По виду схем вентилирования в отапливаемых помещениях: прямоточные, либо с частичной или полной рециркуляцией.

По определению места нагрева теплоносителя: местные (воздушная масса нагревается местными отопительными агрегатами) и центральные (подогрев осуществляется в общем централизованном агрегате и в последующем транспортируется к отапливаемым зданиям и помещениям).

Расчет системы воздушного отопления — простая методика

Проектирование воздушного отопления не простая задача. Для ее решения необходимо выяснить ряд факторов, самостоятельное определение которых может быть затруднено. Специалисты компании РСВ могут бесплатно сделать для вас предварительный проект по воздушному отоплению помещения на основе оборудования ГРЕЕРС.

Система воздушного отопления, как и любая другая, не может быть создана наобум. Для обеспечения медицинской нормы температуры и свежего воздуха в помещении потребуется комплект оборудования, выбор которого основывается на точном расчете. Существует несколько методик расчета воздушного отопления, разной степени сложности и точности. Обычная проблема расчетов такого типа состоит в отсутствии учета влияния тонких эффектов, предусмотреть которые не всегда имеется возможность

Поэтому производить самостоятельный расчет, не будучи специалистом в сфере отопления и вентиляции, чревато появлением ошибок или просчетов. Тем не менее, можно выбрать наиболее доступный способ, основанный на выборе мощности системы обогрева.

Смысл этой методики состоит в том, что мощность приборов отопления, вне зависимости от их типа, должна компенсировать теплопотери здания. Таким образом, найдя теплопотери, получаем величину мощности нагрева, по которой можно выбрать конкретное устройство.

Формула определения теплопотерь:

Q=S*T/R

Где:

• Q — величина теплопотерь (вт)
• S — площадь всех конструкций здания (помещения)
• T — разница внутренней и внешней температур
• R — тепловое сопротивление ограждающих конструкций

Пример:

Здание площадью 800 м2 (20x40 м), высотой 5 м, имеется 10 окон размером 1,5x2 м. Находим площадь конструкций: 800 + 800 = 1600 м2 (площадь пола и потолка) 1,5 x 2 x 10 = 30 м2 (площадь окон) (20 + 40) x 2 x 5 = 600 м2 (площадь стен). Вычитаем отсюда площадь окон, получаем «чистую» площадь стен 570 м2

В таблицах СНиП находим тепловое сопротивление бетонных стен, перекрытия и пола и окон. Можно определить его самостоятельно по формуле:

Где:

• R — тепловое сопротивление
• D — толщина материала
• K — коэффициент теплопроводности

Для простоты примем толщину стен и пола с потолком одинаковой, равной 20 см. Тогда тепловое сопротивление будет равно 0,2 м / 1,3= 0,15 (м2*К)/Вт Тепловое сопротивление окон выберем из таблиц: R = 0,4 (м2*К)/Вт Разницу температур примем за 20°С (20°С внутри и 0°С снаружи).

Тогда для стен получаем

• 2150 м2 x 20°С / 0,15 = 286666=286 кВт
• Для окон: 30 м2 x 20°С/ 0,4 = 1500=1,5 кВт.
• Суммарные теплопотери: 286 + 1,5 = 297,5 кВт.

Такова величина теплопотерь, которые необходимо компенсировать при помощи воздушного отопления мощностью около 300 кВт

Примечательно, что при использовании утепления пола и стен теплопотери снижаются как минимум на порядок.

Преимущества и недостатки воздушного отопления

Бесспорно, воздушное отопление дома имеет ряд неоспоримых достоинств. Так, установщики подобных систем утверждают, что коэффициент полезного действия достигает 93%.

Также, благодаря малой инерционности системы, можно в максимально короткие сроки прогреть помещение.

Кроме того, подобная система позволяет самостоятельно интегрировать отопительное и климатическое устройство, что позволяет поддерживать оптимальную температуру помещения. Помимо этого, в процессе передачи тепла по системе промежуточные звенья отсутствуют.

Схема воздушного отопления. Нажмите для увеличения.

Действительно, ряд позитивных моментов очень привлекателен, за счет чего система воздушного отопления на сегодняшний день пользуется огромной популярностью.

Недостатки

Но среди такого ряда достоинств нужно выделить и некоторые минусы воздушного отопления.

Так, системы воздушного отопления загородного дома можно устанавливать только в процессе строительства непосредственно самого дома, то бишь, если вы сразу не позаботились об отопительной системе, то по завершению строительных работ вам это сделать не удастся.

Следует отметить, что устройство воздушного отопления нуждается в регулярном сервисном обслуживании, так как рано или поздно могут возникать некоторые неполадки, которые способны привести к полной поломке оборудования.

Недостатком такой системы является и то, что вы не сможете ее модернизировать.

Если вы, все-таки, решили установить именно эту систему, вам следует позаботиться о дополнительном источнике электроснабжения, так как устройство для воздушной системы отопления имеет немалую потребность в электричестве.

При всех, как говорится, «за» и «против» системы воздушного отопления частного дома, она широко используется во всей Европе, в особенности в тех странах, где климат более холодный.

Также исследования показывают, что около восьмидесяти процентов дач, коттеджей и загородных домов используют именно систему воздушного отопления, так как это позволяет одновременно обогревать комнаты непосредственно всего помещения.

Специалисты настоятельно не рекомендуют в этом деле принимать поспешных решений, которые впоследствии могут повлечь за собой ряд негативных моментов.

Для того чтобы оборудовать отопительную систему своими руками, вам потребуется иметь определенный багаж знаний, а также обладать навыками и умениями.

Помимо этого, следует запастись терпение, ведь этот процесс, как показывает практика, занимает немало времени. Безусловно, специалисты с этой задачей справятся куда более быстрее непрофессионального застройщика, но ведь за это придется заплатить.

Поэтому многие, все же, отдают предпочтение позаботиться об отопительной системе самостоятельно, хотя, все-таки, в процессе работы вам все равно может потребоваться помощь.

Запомните, правильно установленная отопительная система – это залог уютного жилища, теплота которого будет согревать вас даже в самые жуткие морозы.

Основная методика расчета системы воздушного отопления

Основной принцип работы любой СВО заключается в передаче тепловой энергии через воздух путем охлаждения теплоносителя. Основные ее элементы – теплогенератор и теплопровод.

Воздух в помещение подается уже нагретым до температуры tr, чтобы поддерживать желаемую температуру tv. Поэтому количество аккумулируемой энергии должно равняться общим теплопотерям здания, то есть Q. Имеет место равенство:

Q = Eot xc x (tv – tn)

В формуле E – расход нагретого воздуха кг/с для отапливания помещения. Из равенства можем выразить Eot:

Eot = Q/ (c x (tv – tn))

Напомним, что теплоемкость воздуха с=1005 Дж/(кгxК).

По формуле определяют исключительно количество подаваемого воздуха, используемого только для отопления только в рециркуляционных системах (далее – РСВО).

Если СВО используют в качестве вентиляции, то количество подаваемого воздуха вычисляют следующим образом:

• Если количество воздуха для отопления превышает количество воздуха для вентиляции или равно ему, то берут во внимание количество воздуха для отопления, а систему выбирают прямоточной (далее – ПСВО) или с частичной рециркуляцией (далее – ЧРСВО).
• Если количество воздуха для отопления меньше количества воздуха, необходимого для вентиляции, то принимают во внимание только количество воздуха, необходимого для вентиляции, внедряют ПСВО (иногда – ЧРСВО), а температуру подаваемого воздуха вычисляют по формуле: tr = tv + Q/c x Event.

В случае превышения показателем tr допустимых параметров, следует увеличить количество вводимого через вентиляцию воздуха.

Если в помещении есть источники постоянного тепловыделения, то температуру подаваемого воздуха уменьшают.

Для отдельно взятого помещения показатель tr может оказаться разным. Технически реализовать идею подачи разной температуры в отдельно взятые помещения возможно, но намного проще подавать во все комнаты воздух одинаковой температуры.

В этом случае общую температуру tr берут той, которая оказалась наименьшей. Тогда количество подаваемого воздуха вычисляют по формуле, определяющей Eot.

Далее определим формулу для расчета объема поступающего воздуха Vot при температуре его нагревания tr:

Vot = Eot/pr

Ответ записывается в м3/ч.

Однако воздухообмен в помещении Vp будет отличаться от величины Vot, поскольку определять его необходимо исходя из внутренней температуры tv:

Vot = Eot/pv

В формуле для определения Vp и Vot показатели плотности воздуха pr и pv (кг/м3) вычисляются с учетом температуры нагретого воздуха tr и температуры в помещении tv.

Подаваемая температура в помещении tr должна быть выше tv. Это уменьшит количество подаваемого воздуха и позволит сократить габариты каналов систем с естественным движением воздуха или снизить расходы электричества в случае, если используется механическое побуждение для циркуляции нагретой воздушной массы.

Традиционно предельная температура приходящего в помещение воздуха при его подаче на высоте, превышающей отметку 3.5 м, должна составлять 70 °С. Если воздух подается на высоте менее 3.5 м, то его температура обычно приравнивается к 45 °С .

Для жилых помещений высотой 2.5 м допустимый температурный предел 60 °С. При установке температуры выше атмосфера теряет свои свойства и непригодна для вдыхания.

Если воздушно-тепловые завесы располагаются у внешних ворот и проемах, выходящих наружу, то допускается температура входящего воздуха 70 °С , для завес, находящихся в наружных дверях, до 50 °С.

На подаваемую температуры влияют способы подачи воздуха, направление струи (вертикально, по наклону, горизонтально и др.). Если в помещении постоянно находятся люди, то температуру подаваемого воздуха следует уменьшить до 25 °С.

После осуществления предварительных вычислений, можно определять необходимые теплозатраты на нагрев воздуха.

Для РСВО тепловые затраты Q1 рассчитываются по выражению:

Q1 = Eot x (tr – tv) x c

Для ПСВО расчет Q2 производится по формуле:

Q2 = Event x (tr – tv) x c

Расход тепла Q3 для ЧРСВО находится по уравнению:

Q3 = x c

Во всех трех выражениях:

• Eot и Event – расход воздуха в кг/с на отопление (Eot) и вентиляцию (Event);
• tn – температура наружного воздуха в °С.

Остальные характеристики переменных прежние.

В ЧРСВО количество рециркуляционного воздуха определяется по формуле:

Erec = Eot – Event

Переменная Eot выражает количество смешанного воздуха, нагретого до температуры tr.

В ПСВО с естественным побуждением есть особенность – количество движущегося воздуха меняется в зависимости от температуры снаружи. Если наружная температура падает, то давление системы возрастает. Это ведет к увеличению поступающего воздуха в дом. Если же температура повышается, то происходит обратный процесс.

Также в СВО, в отличие от систем вентиляции, воздух перемещается с меньшей и меняющейся плотностью по сравнению с плотностью воздуха, окружающего воздуховоды.

Из-за этого явления происходят следующие процессы:

1. Поступая из генератора, воздух, проходя воздуховоды, заметно охлаждается во время передвижения
2. При естественном движении количество поступающего в помещении воздуха с течением отопительного сезона меняется.

Вышеперечисленные процессы не учитываются, если в СВО для циркуляции воздуха используются вентиляторы, также она имеют ограниченную длину и высоту.

Если же система имеет множество разветвлений, достаточно протяженная, а здание большое и высокое, то необходимо сократить процесс охлаждения воздуха в воздуховодах, уменьшить перераспределение воздуха, поступающего под влиянием естественного циркуляционного давления.

Чтобы контролировать процесс охлаждения воздуха, выполняют тепловой расчет воздуховодов. Для этого необходимо установить начальную температуру воздуха и уточнить его расход с помощью формул.

Для вычисления теплового потока Qohl через стенки воздуховода, длина которого равна l, используют формулу:

Qohl = q1 x l

В выражении величина q1 обозначает тепловой поток, проходящий через стенки воздуховода длиной 1 м. Параметр вычисляется по выражению:

q1 = k x S1 x (tsr – tv) = (tsr – tv)/D1

В уравнении D1 – сопротивление теплопередачи от нагретого воздуха со средней температурой tsr через площадь S1 стенок воздуховода длиной 1 м в помещении при температуре tv.

Уравнение теплового баланса выглядит таким образом:

q1l = Eot x c x (tnach – tr)

В формуле:

• Eot – количество воздуха, необходимого для отопления помещения, кг/ч;
• c – удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг °С);
• tnac – температура воздуха в начале воздуховода, °С;
• tr – температура выпускаемого в помещение воздуха,°С.

Уравнение теплового баланса позволяет установить начальную температуру воздуха в воздуховоде по заданной конечной температуре и, наоборот, узнать конечную температуру при заданной начальной, а также определить расход воздуха.

Температуру tnach также можно найти по формуле:

tnach = tv + ((Q + (1 – i) x Qohl)) x (tr – tv)

Здесь i – часть от Qohl, поступающая в помещение, в расчетах берется равной нулю. Характеристики остальных переменных были названы выше.

Уточненная формула расхода горячего воздуха будет выглядеть так:

Eot = (Q + (1 – i) x Qohl)/(c x (tsr – tv))

Перейдем к рассмотрению примера расчета воздушного отопления для конкретного дома.

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.

Читать далее: Двухтрубная система отопления схема

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.

Пример расчета теплопотерь дома

Рассматриваемый дом располагается в городе Кострома, где температура за окном в наиболее холодную пятидневку достигает -31 градусов, температура грунта — +5оС. Желаемая температура в помещении — +22оС.

Рассматривать будем дом со следующими габаритами:

• ширина — 6.78 м;
• длина — 8.04 м;
• высота — 2.8 м.

Величины будут использоваться для вычисления площади ограждающих элементов.

Стены здания состоят из:

• газобетона толщиной В=0.21 м, коэффициентом теплопроводности k=2.87;
• пенопласта В=0.05 м, k=1.678;
• облицовочного кирпича В=0.09 м, k=2.26.

При определении k следует использовать сведения из таблиц, а лучше — информацию из технического паспорта, поскольку состав материалов разных производителей может отличаться, следовательно, иметь разные характеристики.

Пол дома состоит из следующий слоев:

• песка, В=0.10 м, k=0.58;
• щебня, В=0.10 м, k=0.13;
• бетона, В=0.20 м, k=1.1;
• утеплителя эковаты, B=0.20 м, k=0.043;
• армированной стяжки, В=0.30 м k=0.93.

В приведенном плане дома пол имеет одинаковое строение по всей площади, подвальное помещение отсутствует.

Потолок состоит из:

• минеральной ваты, В=0.10 м, k=0.05;
• гипсокартона, B=0.025 м, k= 0.21;
• сосновых щитов, В=0.05 м, k=0.35.

У потолочного перекрытия выходов на чердак нет.

В доме окон всего 8, все они двухкамерные с К-стеклом, аргоном, показатель D=0.6. Шесть окон имеют габариты 1.2х1.5 м, одно — 1.2х2 м, одно — 0.3х0.5 м. Двери имеют габариты 1х2.2 м, показатель D по паспорту равен 0.36.

Животноводческие помещения должны бить оборудованы приточно-вытяжной системой вентиляции. Воздухообмен в них в холодный период года осуществляется вентиляцией с принудительным побуждением в теплый период — смешанной системой вентиляции. Во всех помещениях, как правило, следует предусматривать подпор воздуха: приток должен превышать вытяжку на 10…20%.

Система вентиляции должна обеспечить необходимый воздухообмен и расчетные параметры воздуха в животноводческих помещениях. Требуемый воздухообмен следует определять исходя из условий поддержания заданных параметров микроклимата помещений и удаления наибольшего количества вредных веществ с учетом холодного, тёплого и переходного периодов года.

Для поддержания научно обоснованных параметров микроклимата в животноводческих и птицеводческих помещениях используют механические системы вентиляции, совмещенные с воздушным обогревом. При этом приточный воздух очищают от пыли, обеззараживают (дезинфицируют).

Система вентиляции должна поддерживать в помещениях оптимальный температурно-влажностный режим и химический состав воздуха, создавать необходимый воздухообмен, обеспечивать необходимое равномерное распределение и циркуляцию воздуха для предупреждения застойных зон, предотвращать конденсацию паров на внутренних поверхностях ограждений (стены, потолки др.), создавать нормальные условия для работы обслуживающего персонала. Для этого промышленность выпускает комплекты оборудования «Климат-2», «Климат-3», «Климат-4», «Климат-70» и другое оборудование.

Комплекты «Климат-2» и «Климат-З» применяют для автоматического и ручного управления температурно-влажностным режимом в животноводческих и птицеводческих помещениях, снабжаемых теплотой от котельных с водяным отоплением. Оба комплекта однотипны и выпускаются в четырех исполнениях каждый, причем исполнения отличаются только типоразмером (воздухоподачей) приточных и числом вытяжных вентиляторов. «Климат-3» снабжен автоматическим регулирующим клапаном на трубопроводе подачи горячей воды в калориферы вентиляционно-отопительных агрегатов и применяется в помещениях с повышенными требованиями к параметрам микроклимата.

Рис. 1. Оборудование «Климат-3»:
1 — станция управления; 2 — регулирующий клапан; 3 — вентиляционно-отопительные агрегаты; 4 — электромагнитный клапан; 5 — напорный бак для воды; 6 — воздухопроводы; 7 — вытяжной вентилятор; 8 — датчик.

Комплект оборудования «Климат-3» состоит из двух приточных вентиляционно-отопительных агрегатов 3 (рис. 1), системы увлажнения воздуха, приточных воздуховодов 6, комплекта вытяжных вентиляторов 7 (16 или 30 шт.), устанавливаемых в продольных стенах помещения, а также станции управления 1 с панелью датчиков 8.

Вентиляционно-отопительный агрегат 3 предназначен дня нагрева и подачи воды в помещения тёплого воздуха зимой и атмосферного воздуха летом с увлажнением его при необходимости. Он включает в себя четыре водяных калорифера с регулируемой жалюзийной решеткой, центробежный вентилятор с четырехскоростным электродвигателем, обеспечивающим получение различных подач и напоров воздуха.

В систему увлажнения воздуха входят разбрызгиватель (электродвигатель с диском на валу), установленный в патрубке между калориферами и рабочим колесом вентилятора, а также напорный бак 5 и труба подачи воды на разбрызгиватель, оборудованная электромагнитным клапаном 4, который автоматически регулирует степень увлажнения воздуха. Для отбора крупных капель воды из увлажненного воздуха на нагнетательном патрубке вентилятора установлен каплеуловитель, состоящий из отсекающих фигурных пластин.

Вытяжные вентиляторы 7 удаляют загрязнённый воздух из помещения. Они снабжены клапаном в виде жалюзи на выходе, открывающимся под действием потока воздуха. Подачу воздуха регулируют изменением частот вращения вала электродвигателя, на котором надет пропеллер с широкими лопатками.

Станция управления 1 с панелью датчиков предназначена для автоматического или ручного управления системой вентиляции.

Горячая вода на котельной подается в калориферы вентиляционно-отопительных агрегатов 3 через регулирующий клапан 2.

Просасываемый через калориферы атмосферный воздух нагревается в них и вентилятором подается по распределительным воздуховодам 6 в помещение. При работающих вытяжных вентиляторах он направляется в зоны дыхания животных, а затем выбрасывается наружу.

При повышении температуры в помещении сверх заданной автоматически перекрывается клапан 2,тем самым ограничивается подача горячей воды в калориферы и увеличивается частота вращения вытяжных вентиляторов 7. При уменьшении температуры ниже заданной автоматически увеличивается открытие клапана 2 и снижается частоте вращения вентиляторов 7.

В летний период проточные вентиляторы включает только для увлажнения воздуха, а вентиляция происходит за счет работы вытяжных вентиляторов.

При низкой влажности воздуха вода из бака 5 по трубопроводу подается на вращающийся диск разбрызгивателя, мелкие капли захватываются потоком воздуха к испаряются, увлажняя приточный воздух, — крупные — задерживаются в каплеуловятеле и по трубке стекают в канализацию. При повышении влажности воздуха в помещении сверх заданной электромагнитный клапан автоматически перекрывает и уменьшает подачу воды в разбрызгиватель.

Пределы заданной температуры и влажности воздуха в помещении устанавливают на панели станции управления 1. Сигналы об отклонениях от заданных параметров поступают с датчиков 8.

Комплект «Климат-4», используемый для поддержания требуемых воздухообмена и температуры в производственных помещениях, отличается от оборудования «Климат-2» и «Климат-3» отсутствием устройств подогрева и подачи воздуха в помещение. В составе комплекте от 14 до 24 вытяжных вентиляторов и устройство автоматического управления с датчиками температуры.

Комплект «Климат-70» предназначен для создания необходимого микроклимата в птицеводческих помещениях при клеточном содержании птицы. Он обеспечивает воздухообмен, отопление и увлажнение воздуха и состоит из двух приточно-отопительных агрегатов с центральным распределительным воздуховодом, расположенным вдоль помещения в верхней его части. С воздуховодом соединены в зависимости от длин здания от 10 до 14 модулей, обеспечивающих смешивание теплого воздуха с атмосферным и равномерное его распределение по всему объему здания. В стенах здания установлены вытяжные вентиляторы.

Модуль состоит из воздухораспределителя, соединенного с централь ним воздуховодом, а также двух приточных вахт в вентиляторами. Комплект приточно-вытяжных установок ПВУ-6Ми и ПВУ-4М. Для автоматического обеспечения постоянной циркуляции воздуха в животноводческих помещениях, поддержания температура в заданных пределах в холодный и переходный периоды года, а также регулировки воздухообмена в зависимости от наружной и внутренней температуры воздуха используют комплекты установок ПВУ-6М и ПВУ-4М.

Каждый комплект состоит из шести приточно-вытяжных шахт, устанавливаемых в перекрытии здания, шести силовых блоков и пульта управления с датчиками температуры.

Электрокалориферные установки серии СФОЦ. Мощность этих установок 5, 10, 16, 25, 40, 60 и 100 кВт. Их используют для нагрева воздуха в системах приточной вентиляции помещений.

Установка состоит из электрокалорифера и вентилятора с электродвигателем, размещённых на раме.

Засасываемый вентилятором атмосферных воздух в алектро-калорифере нагревается (до температуры 90°С) трубчатыми ребристыми нагревательными элементами, изготовленными из стальной трубки внутри которой в электроизоляторе размещена спираль на тонкой проволоке. Нагретый воздух подаётся в помещение. Тепловую мощность регулирует изменением числа включённых в сеть нагревательных элементов при использовании мощности на 100, 67 и 33%.

А — общий вид: 1 — каркас; 2 — вентилятор; 3 — калориферный блок; 4 — жалюзийный блок; 5 — исполнительный механизм; 6 — теплозвукоизоляционная панель; 7 — патрубок; 6 — натяжное устройство; 9 — электродвигатель вентилятора; 10 — шкивы; 11 — клиноременная передача; 12 — резиновая прокладка.

В — функциональная схема: 1 — центробежный вентилятор; 2 — жалюзийный блок; 3 — калориферный блок; 4 — исполнительный механизм; 5 — блок регулятора температуры; 6 — патрубок.

Тепловентиляторы ТВ-6, ТВ-9, ТВ-12, ТВ-24 и ТВ-36. Такие тепловентиляторы предназначены для обеспечения оптимальных параметров микроклимата в животноводческих помещениях. В состав тепловентилятора входит центробежный вентилятор с двухскоростным электродвигателем, водяной калорифер, жалюзийный блок и исполнительный механизм (рис. 2).

При включении вентилятор всасывает наружный воздух через жалюзийный блок, калорифер и нагретым нагнетает его в выходной патрубок.

Тепловентиляторы различных типоразмеров различаются воздухо и теплопроизводительностью.

Огневые теплогенераторы ГТГ-1А, ТГ-Ф-1,5А, ТГ-Ф-2,5Б, ТГ-Ф-350 и топочные агрегаты ТАУ-0,75. Они применяется для поддержания оптимального микроклимата в животноводческих и других помещениях, имеют одинаковые технологические схемы работы и отличаются тепло- и воздухопроизводительностью. Каждый из них является установкой для нагрева воздуха продуктами сгорания жидкого топлива.

1 — взрывной клапан; 2 — камера сгорания; 3 — теплообменник; 4 — спиральная перегородка; 5 — рекуператор; 6 — дымовая труба; 7 — главный вентилятор; 8 — жалюзийная решетка; 9 — топливный бак; 10 — пробковый кран ДУ15; 11 — кран КР-25; 12 — фильтр-отстойник; 13 — топливный насос; 14 — электромагнитный клапан; 10 — вентилятор форсунки; 16 — форсунка.

Теплогенератор ТГ-Ф-1,5А состоит из цилиндрического кожуха, внутри которого помещена камера сгорания 2 (рис. 3) с взрывным клапаном 1 и дымовой трубой 6. Между кожухом и камерой сгорания расположен теплообменник 3 со спиральной перегородкой 4. В кожухе установлен вентилятор 7 с электродвигателем и жалюзийной решеткой 8. На боковой поверхности кожуха закреплены шкаф управления и трансформатор зажигания, а к нижней поверхности приварены опоры для крепления к фундаменту. Теплогенератор укомплектован топливным баком 9, насосом 13, форсункой 16 и вентилятором форсунки, всасывающим подогретый воздух из рекуператора 5 и подающим его в камеру сгорания.

Жидкое топливо (печное бытовое) из бака 9 через краны 10 и 11 фильтр-отстойник 12 поступает к насосу 13. Под давлением до 1,2 МПа оно подаётся в форсунку 16. Распыленное топливо перемешивается с воздухом, поступающим из вентилятора 15, и образует горючую смесь, которая воспламеняется от свечи зажигания. Дымовые газы из камеры сгорания 2 поступают в винтовой тракт кольцевого теплообменника 3, проходят его и выходят через дымовую трубу 6 в атмосферу.

Воздух, подаваемый вентилятором 7, омывает камеру сгорания и теплообменник, нагревается и подается в отапливаемое помещение. Степень нагрева воздуха регулируют поворотом лопаток жалюзи 8. В случае взрыва паров топлива в камере сгорания откроется взрывной клапан 1,предохраняя теплогенератор от разрушения.

а — схема установки; б — тепловая труба; 1 и 8 — приточный и вытяжной вентиляторы; 2 — регулирующие заслонки; 3 — жалюзи; 4 — обводной канал; 5 и 7 — конденсационная и испарительная секции теплообменника; 6 — перегородка; 9 — фильтр.

Вентиляционная установка с утилизацией теплоты УТ-Ф-12. Такая установка предназначена для вентиляции и обогрева животноводческих помещений и использованием теплоты удаляемого воздуха. Она состоит из испарительной 7 (рис. 4) и конденсационной 5 секций, приточного 1 и вытяжного 8 осевых вентиляторов, тканевого фильтра 9, обводного канала 4 с заслонками 2 и жалюзи 3.

Теплообменник установки имеет 200 автономных тепловых труб, разделенных посередине герметической перегородкой 6 на испарительную 7 и конденсационную 5 секции. Тепловые трубы (рис. 2, В) выполнены из стали, имеет алюминиевое оребрение и на 25% объёма заполнены фреоном — 12.

Удаляемый из помещения вытяжным осевым вентилятором 8 теплый воздух проходит через фильтр 9, испарительную секцию 7 и выбрасывается в атмосферу. При этом фреон в тепловых трубах испаряется с потреблением теплоты отработанного воздуха. Пары его движутся вверх в конденсационную секцию 5. В ней под действием холодного приточного воздуха пары фреона конденсируются с выделением теплоты и возвращаются в испарительную секцию. В результате переноса теплоты из испарительной секции приточных воздух, подаваемый в помещение вентилятором 1, нагревается. Процесс протекает постоянно, обеспечивая возврат в помещение теплоты выбрасываемого воздуха.

При очень низкой температуре приточного воздуха для предотвращения обмерзания тепловых труб часть приточного воздуха пропускают в помещение без подогрева в секции 5 через обводной канал, закрыв жалюзи 3 и открыв заслонки 2.

В зимнее время при подаче приточного воздуха, равной 12 тыс. м3/ч, тепловая мощность составляет 64…80 кВт, коэффициент эффективности 0,4…0,5, установленная мощность электродвигателей 15 кВт.

Снижение затрат теплоты на нагрев приточного воздуха по сравнению с существующими системами при использовании УТ-Ф-12 составляет 30…40%, а экономия топлива — 30 т условного топлива в год.

Кроме УТ-Ф-12 для вентиляции помещений с отбором теплоты выбрасываемого воздуха из помещений и передачей её чистому воздуху, подаваемому в помещение, могут применяться регенеративные теплообменники, пластинчатые рекуперативные теплоутилизаторы с промежуточным теплоносителем.

Расчет количества вентиляционных решеток

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.

Какие виды бывают

Существует два способа циркуляции воздуха в системе: естественный и принудительный. Разница в том, что в первом случае прогретый воздух движется в соответствии с законами физики, а во втором — при помощи вентиляторов. По способу воздухообмена устройства делятся на:

• рециркуляционные — используют воздух непосредственно из помещения;
• частично рециркуляционные — частично используют воздух из помещения;
• приточные, использующие воздух с улицы.

Особенности системы Антарес

Принцип работы Антарес комфорт такой же, как и у других систем воздушного отопления.

Воздух нагревается агрегатом АВН и по воздуховодам с помощью вентиляторов распространяется по помещениям.

Назад воздух возвращается по обратным воздуховодам, проходя через фильтр и коллектор.

Процесс циклический и происходит бесконечно. Смешиваясь с тёплым воздухом из дома в рекуператоре, весь поток идёт обратным воздуховодом.

Преимущества:

• Низкий уровень шума. Все дело в современном немецком вентиляторе. Строение его обратно загнутых лопаток слегка подталкивают воздух. Он не ударяется в вентилятор, а словно обволакивает. Кроме того, предусмотрена толстая звукоизоляция АВН. Совокупность этих факторов делает работу системы почти бесшумной.
• Скорость прогрева помещения. Обороты вентилятора регулируются, что даёт возможность установить полную мощность и быстро прогреть воздух до желаемой температуры. Уровень шума заметно повысится пропорционально скорости подаваемого воздуха.
• Универсальность. При наличии горячей воды, система Антарес комфорт способна работать с любым видом обогревателя. Предусмотрена возможность установить и водяной, и электрический нагреватель одновременно. Это очень удобно: при исчезновении одного источника питания, перейти на другой.
• Ещё одной особенностью является модульность. Это значит, что Антарес комфорт состоит из нескольких блоков, что приводит к снижению веса и простоте в установке и обслуживании.

При всех достоинствах, Антарес комфорт не имеет недостатков.

Volcano или Вулкан

Соединённые вместе водный калорифер и вентилятор — так выглядят отопительные агрегаты польской фирмы Volkano. Работают они от воздуха в помещении и не используют уличного.

Фото 2. Прибор от производителя Volcano предназначенный для воздушных систем отопления.

Нагретый тепловым вентилятором воздух равномерно распределяется через предусмотренные жалюзи в четырёх направлениях. Специальные датчики поддерживают нужную температуру в доме. Отключение происходит автоматически, когда в работе агрегата нет необходимости. На рынке представлено несколько моделей тепловых вентиляторов Volkano разных типоразмерах.

Особенности воздушно-отопительных агрегатов Volkano:

• качество;
• доступная цена;
• бесшумность;
• возможность установки в любом положении;
• корпус из износостойкого полимера;
• полная готовность к монтажу;
• три года гарантии;
• экономичность.

Отлично подойдёт для обогрева заводских цехов, складов, больших магазинов и супермаркетов, птицефабрик, больниц и аптек, спорткомплексов, теплиц, гаражных комплексов и церквей. В комплекте идут схемы подключения, позволяющие сделать монтаж быстрым и лёгким.

Аэродинамический расчёт системы

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?

Дополнительное оборудование, повышающее эффективность воздушных отопительных систем

Для надежной работы данной отопительной системы, необходимо предусматривать установку резервного вентилятора или же монтировать не меньше двух агрегатов отопления на одно помещение.

При отказе основного вентилятора, допустимо снижение температуры в помещении ниже нормы, но не более чем на 5 градусов при условии подачи наружного воздуха.

Температура подающегося в помещения воздушного потока должна быть не менее чем на двадцать процентов ниже, нежели критическая температура самовоспламенения газов и аэрозолей, присутствующих в здании.

Для обогрева теплоносителя в воздушных системах отопления применяются калориферные установки различных видов конструкций.

С их помощью также могут комплектоваться отопительные агрегаты или вентиляционные приточные камеры.

Схема воздушного отопления дома. Нажмите для увеличения.

В таких калориферах нагрев воздушных масс осуществляется за счет энергии, отбираемой у теплоносителя (пара, воды или дымовых газов), а также они могут нагреваться электроэнергетическими установками.

Отопительные агрегаты могут использоваться для обогрева рециркуляционного воздуха.

Они состоят из вентилятора и калорифера, а также аппарата, который формирует и направляет потоки теплоносителя, подающегося в помещение.

Большие отопительные агрегаты используют для обогрева крупных производственных или промышленных помещений (например, в вагоносборочных цехах), в которых санитарно-гигиенические и технологические требования допускают возможность рециркуляции воздуха.

Также крупные отопительные воздушные системы используются в нерабочее время для дежурного отопления.

Расход теплоты на вентиляцию

По своему назначению вентиляция подразделяется на общую, местную приточную и местную вытяжную.

Общая вентиляция производственных помещений осуществляется при подаче приточного воздуха, который поглощает вредные выделения в рабочей зоне, приобретая ее температуру и влажность, и удаляется с помощью вытяжной системы.

Местную приточную вентиляцию используют непосредственно на рабочих местах или в небольших помещениях.

Местная вытяжная вентиляция (местный отсос) должна быть предусмотрена при проектировании технологического оборудования для предотвращения загрязнения воздуха рабочей зоны.

Кроме вентиляции в производственных помещениях применяют кондиционирование воздуха, цель которого — поддержание постоянной температуры и влажности воздуха (в соответствии с санитарно-гигиеническими и технологическими требованиями) вне зависимости от изменения внешних атмосферных условий.

Системы вентиляции и кондиционирования воздуха характеризуются рядом общих показателей (табл. 22).

Расход теплоты на вентиляцию в значительно большей степени, чем расход теплоты на отопление, зависит от вида технологического процесса и интенсивности производства и определяется в соответствии с действующими строительными нормами и правилами и санитарными нормами.

Часовой расход теплоты на вентиляцию QI (МДж/ч) определяют либо по удельным вентиляционным тепловым характеристикам зданий (для вспомогательных помещений), либо по произво-

На предприятиях легкой промышленности применяются различные типы вентиляционных устройств, в том числе общеобменные, для местных отсосов, системы кондиционирования и др.

Удельная вентиляционная тепловая характеристика зависит от назначения помещений и составляет 0,42 — 0,84 • 10~3 МДж/(м3 • ч • К).

По производительности приточной вентиляции часовой расход теплоты на вентиляцию определяют по формуле

дительности действующих приточных вентиляционных установок (для производственных помещений).

По удельным характеристикам часовой расход теплоты определяют следующим образом:

В том случае, если вентиляционная установка предназначена для компенсации потерь воздуха при местных отсосах, при определении QI учитывают не температуру наружного воздуха для расчета вентиляции tHв, а температуру наружного воздуха для расчета отопления /н.

В системах кондиционирования расход теплоты рассчитывают в зависимости от схемы подачи воздуха.

Так, годовой расход теплоты в прямоточных кондиционерах, работающих с использованием наружного воздуха, определяют по формуле

Если кондиционер работает с рециркуляцией воздуха, то в формулу по определению Q?кон вместо температуры приточного

Годовой расход теплоты на вентиляцию QI (МДж/год) рассчитывают по уравнению