Что такое калориферы и где они применяются?

Калориферы – компактные приборы значительной площади (10 – 140 м²), образованной несколькими рядами оребренных труб. Трубы заключены в кожух с отверстиями для входа и выхода воздуха.

Калориферы предназначены для нагрева воздуха в системах воздушного отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в помещениях с большой площадью (офисные, торговые, склады, гаражи, цеха, спортивные залы и т. д.).

Калорифер можно использовать в приточной вентиляции для нагрева наружного воздуха с отрицательными температурами.

Рисунок 32 – Схема и внешний вид пластинчатого калорифера

Калориферы имеют высокий коэффициент теплопередачи за счет того, что воздух через них прогоняется принудительно – с помощью вентилятора. Среди используемых в настоящее время встречаются калориферы (рисунок 32) с пластинчатым оребрением теплоотдающего элемента (КВБ, КВС, КПБ, КПС, КФБ, ТВВ).

Подобная конструкция на сегодняшний день считается устаревшей, так как агрегаты подобного типа по сравнению со спирально-накатными отличает значительно большая материалоёмкость и худшие аэродинамические и теплотехнические показатели. Замена пластинчатых калориферов на спирально-накатные типов КСк и КПСк соответствующих типоразмеров вполне допустима и технически вы-полнима.

Биметаллические спирально-накатные калориферы (рисунок 33) представляют собой блок труб со спиральным оребрением.

Теплоотдающий элемент выполнен из стальной трубы 16×1,6мм и алюминиевого накатного оребрения с диаметром 39мм. Шаг между ребрами 3мм.

Рисунок 33 – Схема и внешний вид спирально-накатных калориферов

Как подобрать калорифер?

Калориферы рассчитывают и подбирают в следующем порядке:

1. Определяется расход теплоты на нагрев воздуха, Вт,

,

где с_в – удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении; с_в=1 кДж/кг·К;

G – количество нагреваемого воздуха, кг/ч;

t_н  – начальная температура нагреваемого воздуха, °С;

t_к – конечная температура нагреваемого воздуха,°С.

2. Задается массовая скорость нагреваемого воздуха  в пределах 3 – 10 кг/(м² ·с)

3. Определяется ориентировочно требуемая площадь живого сечения калориферов по воздуху

.

4. По таблице технических данных калориферов, исходя из , выбирается номер и число калориферов, устанавливаемых параллельно по воздуху. Это число должно быть минимальным. Калориферы в установке должны быть одного типа и номера.

5. Одновременно находят по данным таблицы:

– действительную площадь живого сечения по воздуху f_ж;

– площадь живого сечения трубок для прохода теплоносителя f_тр;

– площадь поверхности нагрева калориферной установки F_д.

6. Далее выбирается компоновка и обвязка калориферов.

Действительная массовая скорость, кг/(м²с),

,

где  – количество калориферов, устанавливаемых параллельно по воздуху.

7. Количество воды, проходящей через каждый калорифер, м³/ч,

,

где n – число калориферов, соединенных параллельно по воде;

t_г – температура горячей воды на входе в калорифер;

t_о – температура обратной воды на выходе из калорифера.

8. Определяется скорость воды в трубках калорифера, м/с,

.

9. Определяется коэффициент теплопередачи калориферов К, Вт/м^{2 о}С, по формулам [10,таблица 4.38].

10.  Находится требуемая площадь поверхности нагрева калориферной установки, м²,

.

11.  Определяется запас площади поверхности нагрева, %,

запас = .

При этом выполняется обязательное условие

1,1F_треб ≤ F_д ≤ 1,2 F_треб .

Если данное условие не выполняется, следует поменять номер калорифера или его модель и повторить расчет, начиная с пункта 4.

12.  Сопротивление проходу воздуха (аэродинамическое сопротивление) калориферной установки находят по формулам [10]  . При этом следует помнить, что полученное значение умножается на число калориферов, расположенных последовательно по ходу воздуха.

13.  Сопротивление по ходу воды считается по формулам [10]. Оно умножается на число калориферов, расположенных по ходу воды последовательно.

При выборе калорифера основными показателями являются удовлетворительный запас по теплоотдаче, небольшой вес и минимальное сопротивление проходу воздуха.

По воде калориферы устанавливаются, как правило, последовательно для увеличения скорости воды и коэффициента теплопередачи. По воздуху желательна параллельная установка калориферов, т.к. при этом будет минимальное аэродинамическое сопротивление и максимальная экономичность при эксплуатации.