Приближенный расчет тепловой мощности завесы или воздухонагревателя с водяным теплообменником с помощью константы Ско.

Расчет тепловой мощности воздушной завесы или воздухонагревателя с водяным теплообменником предлагается сделать в несколько шагов.

Шаг 0. Проверка соответствия значения заявленной тепловой мощности значению заявленного расхода воды через теплообменник в приведенных в технической документации наборах эталонных температур (температуры воды на входе теплообменника, температуры воды на выходе теплообменника и температуры окружающего воздуха) для воздушной завесы или воздухонагревателя с водяным теплообменником.

В технической документации на завесу или воздухонагреватель с водяным теплообменником обычно приводятся таблицы, в которых для ряда значений эталонных температур (температуры воды на входе теплообменника, температуры воды на выходе теплообменника и температуры окружающего воздуха) приводятся соответствующие этим наборам температур значения тепловой мощности и расхода воды через теплообменник при работе завесы или воздухонагревателя на некоторой определенной скорости работы вентилятора (при некоторой определенной воздухопроизводительности, в м3/ч).

Желательно проверить, соответствует ли значение заявленной тепловой мощности Q (в кВт) значению заявленного расхода воды G (в л/с) для некоторого выбранного набора эталонных температур. Они должны удовлетворять уравнению теплового баланса для воды:

Здесь 4.2 – теплоемкость воды в кВт/(кг град) или кВт/(л град), Тг – температура воды на входе теплообменника (температура «горячей» воды), Тх – температура воды на выходе теплообменника (температура «холодной» воды).

Примечание 1: из имеющихся в технической документации наборов параметров желательно выбрать набор параметров с достаточно высоким расходом воды G и относительно высокой входной температурой воды Тг (желательно не ниже 90 ˚С).

Примечание 2: обычно производители тепловую мощность указывают с большей точностью, чем расход воды. Поэтому, если имеется некоторое несовпадение рассчитанного по уравнению теплового баланса расхода воды с заявленным производителем, рекомендуется в расчете константы Ско (шаг 1) для повышения точности использовать значение расхода, расчитанное из уравнения теплового баланса.

Примечание 3: если расход воды дан в кг/ч, то для перевода в л/с нужно имеющееся значение расхода в кг/ч разделить на 3600: G[л/с]=G[кг/ч]/3600.

Примечание 4: если расход воды дан в м3/ч, то для перевода в л/с нужно имеющееся значение расхода в м3/ч разделить на 3 6 : G[л/с]=G[м3/ч]/ 3 6 .

Шаг 1. Расчет константы Ско Ско для выбранной скорости работы вентилятора завесы или воздухонагревателя по одному или нескольким имеющихся в технической документации 2 наборам эталонных параметров (применительно к некоторой скорости работы вентилятора, при которой требуется рассчитать тепловую мощность завесы или воздухонагревателя):

температуре воды на входе теплообменника Тг;
температуре воды на выходе теплообменника Тх;
емпературе окружающего воздуха То;
расходе воды через теплообменник Gв л/с или кг/с.

Константа Ско (в л/с) рассчитывается с помощью следующего выражения:

Примечание 2: если расход воды дан в кг/ч, то для перевода в л/с нужно имеющееся значение расхода в кг/ч разделить на 3600: G[л/с]=G[кг/ч]/3600.

Примечание 3: если расход воды дан в м3/ч, то для перевода в л/с нужно имеющееся значение расхода в м3/ч разделить на 3 6 : G[л/с]=G[м3/ч]/ 3 6 .

Шаг 2-1.Расчет тепловой мощности Q завесы или воздухонагревателя и температуры воды на выходе теплообменника Тх для имеющихся на объекте параметров, если помимо известных входных температур воздуха То и воды Тг, имеющимся перепадом давления в системе обеспечивается расход воды через теплообменник G (в л/с или кг/с).

Тепловая мощность (в кВт) рассчитывается по приближенному выражению:

Температура воды на выходе теплообменника Тх для этих условий считается по формуле:

Примечание:тепловая мощность Q и температура воды на выходе теплообменника Тх рассчитываются применительно к той скорости работы вентилятора, для которой рассчитана константа Ско.

Шаг 2-2. Расчет тепловой мощности Q завесы или воздухонагревателя и требуемого расхода воды через теплообменник G для имеющихся на объекте параметров, если помимо 3 известных входных температур воздуха То и воды Тг требуется поддерживать определенную температуру воды на выходе теплообменника Тх.

Тепловая мощность (в кВт) рассчитывается по приближенному выражению:

Требуемый расход воды через теплообменник (в л/с) для этих условий считается по формуле:

Примечание: тепловая мощность Q и требуемый расход воды через теплообменник G рассчитываются применительно к той скорости работы вентилятора, для которой рассчитана константа Ско.

Шаг 3. Расчет температуры воздуха на выходе теплообменника Тв по рассчитанной тепловой мощности Q (кВт) и известным температуре окружающего воздуха То и воздухопроизводительностью V (м3/ч).

Примечание: плотность воздуха принята равной 1,2 кг/м3

Пример расчета воздухонагревателя с водяным теплообменником.

Имеется набор значений тепловых параметров из технической документации на воздухонагреватель:

Шаг 1. Расчет константы Ско для выбранной скорости работы вентилятора завесы или воздухонагревателя по одному или нескольким имеющихся в технической документации наборам эталонных параметров (применительно к некоторой скорости работы вентилятора, при которой требуется рассчитать тепловую мощность завесы или воздухонагревателя):

Шаг 2-1. Расчет тепловой мощности Q завесы или воздухонагревателя и температуры воды на выходе теплообменника Тх для имеющихся на объекте параметров, если помимо известных входных температур воздуха То и воды Тг, имеющимся перепадом давления в системе обеспечивается расход воды через теплообменник G (в л/с или кг/с).

Если на объекте заданы:

Тогда:

Шаг 2-2. Расчет тепловой мощности Q завесы или воздухонагревателя и требуемого расхода воды через теплообменник G для имеющихся на объекте параметров, если помимо известных входных температур воздуха То и воды Тг требуется поддерживать определенную температуру воды на выходе теплообменника Тх.

Если на объекте заданы:

Тогда:

Шаг 3. Расчет температуры воздуха на выходе теплообменника Тв по рассчитанной тепловой мощности Q (м3/ч) и известным температуре окружающего воздуха То и воздухопроизводительностью V (м3/ч).

Если известны:

Тогда: