Подбор вентиляционного оборудования. Аэродинамические характеристики вентиляторов. Расчет калориферов

После аэродинамического расчета воздуховодов по номинальной подаче L (м3/ч) подбирают все компоненты вентиляционной системы: входной блок с утепленным клапаном, фильтр, блоки теплообмена, вентилятор, глушитель.

Фильтр и глушитель подбирают по каталогу, в котором указаны габаритные размеры, номинальная подача и аэродинамическое сопротивление Дрн. Номи­нальная подача LH не всегда равна фактической I/ф, следовательно фактическое аэродинамическое сопротивление Арф не равно номинальному:

Дрф = Дрн(^) • (16.1)

Блоки тепло — и массообмена в настоящее время подбирают по методикам, разработанным фирмами-изготовителями, поэтому потери давления в них могут быть определены достаточно точно.

Вентилятор подбирают по аэродинамической характеристике зависимости развиваемого давления р (Па) от подачи L (м3/ч) при постоянной частоте вра­щения. Подачу вентилятора принимают большей, чем подача системы:

Lucht = 1Д X LcwtTr. (16-2)

Коэффициент 1,1 учитывает утечки воздуха по системе воздуховодов.

Давление, развиваемое вентилятором, рвеНт — определяю!’ суммой всех сопро­тивлений как до вентилятора, так и после него, умноженной на коэффициент 1,1:

Рвент = 1 j 1 (Рвоздуховодов Рклапана Рфильгра Ркалорифера Рглушителя Р воздухоохладителя ) •

Мощность электродвигателя вентилятора (кВт) рассчитывают по формуле

= ?вентхрвент

3600 X 1000 X Г] v

Где 1,Вент — подача вентилятора (м3/ч), рвент развиваемое давление (Па), i] коэффициент полезного действия, определяемый по аэродинамической характе­ристике вентилятора.

Коэффициент запаса мощности электродвигателя должен составлять 1,2 при N <1 кВт; 1,1 при 1 кВт < N < 3 кВт; 1,05 при 3 кВт < N.

На массу и стоимость электродвигателя заданной мощности влияют синхрон­ная частота вращения и число полюсов. Наиболее дешевый двигатель с частотой вращения 3000 мин-1 имеет 2 полюса. При частоте вращения 1500 мин-1 у дви­гателя 4 полюса; при 1000 мин"1 6 полюсов; при 750 мин-1 8 полюсов. Двигатель с 8-ю полюсами почти в 2 раза тяжелее и дороже 2-полюсного, но с уменьшением числа полюсов растет шум, издаваемый двигателем.

При подборе сечений воздуховодов по рекомендуемым скоростям без аэроди­намического расчета воздуховодов происходит завышение давления, развиваемо­го вентилятором, что приводит к потерям энергии (рис. 16.1).

Фактическая характеристика вентилятора

Характеристика сети

Л Рвент ^ Рфакт <? ш а

? Рпроект

Требуемая характеристика вентилятора

Рпроект Рфакт Подача ?, м3/ч

Рис. 16.1. Аэродинамическая характеристика вентилятора, совмещенная с характеристи­кой вентиляционной системы

Фактическое значение подачи всегда больше проектного. Наладчики дроссе­лируют систему для достижения проектного расхода ?проект — Заказчик, эксплуа­тирующий систему, платит за расход электроэнергии пропорционально величине (/^проект + Арпотерь): не зная об этом. По экспертной оценке, дополнительная мощ­ность, забираемая вентиляторами по стране, значительно превышает электриче­скую мощность, идущую на освещение страны.

Расчет калориферов

Калориферы предназначены для нагрева воздуха, ими комплектуют прак­тически каждую приточную систему.

Калориферы приточных систем вентиляции выпускают по номерам или в со­ответствии с габаритными размерами приточных камер, а канальные калорифе­ры, предназначенные для установки в воздуховодах в качестве зональных подо­гревателей, — по стандартным размерам воздуховодов от 400 х 200 мм до 1000 х х 500 мм.

По ходу движения воздуха калориферы могут иметь от одного до четырех ря­дов трубок, по которым движется теплоноситель. Так же варьируется расстояние между алюминиевыми пластинами от 1.8 до 4,2 мм, что значительно упрощает их подбор при расчете.

Расчеты, выполненные в МГСУ для медно-алюминиевых калориферов, да­ют оптимальную (по минимизации приведенных затрат) массовую скорость 6… 8 кг/(м2-с).

Исходные данные для расчета калориферов:

1. Количество Ь (м3/ч) или масса С — Ь х р (кг/ч) воздуха, проходящего через калорифер.

2. Начальная температура воздуха 1и (обычно температура наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92) и конечная ?к (°С) — температура нагретого воздуха.

3. Параметры теплоносителя, циркулирующего через калорифер (как прави­ло, это теплофикационная вода, ?г = 130° С, 1а = 70° С).

Последовательность расчета

1. Тепловая мощность калорифера С} (кДж/ч):

(? = Схс(<к-Ц (16.4)

Где с — 1,005 кДж/(кг-°С) теплоемкость воздуха.

2. По значению массовой скорости Ур = 4…8 кг/(м2-с) определяют фрон­тальное сечение калорифера (м2):

= 360^’ (Ш5)

3. По /-Ф выбирают калорифер и выписывают его основные характеристики: фактические размеры фронтального сечения, /ГфЖК1 (м2);

Площадь трубок для прохода теплоносителя, (м2); поверхность теплообмена F (м2).

Калорифер с одним рядом трубок нагревает воздух на 15.. .20° С, с двумя рядами — на 25 … 30° С, с тремя — на 35 … 40° С, с четырьмя — до 60° С. Расстояние между пластинами принимают средним из возможных.

4. Фактическая массовая скорость У^ (кг/(м2-с)):

= 6 , ¦ (16.6) р 3600 х Г^акт

5. Масса теплоносителя, проходящего через калорифер (кг/ч):

Сго X (?г ?о)

Где си. — 4,19 кДж/(кг-°С) удельная теплоемкость воды.

6. Скорость воды в трубках калорифера (м/с):

И = ——————————————————— ^——— —, (16.8)

3600 х Ры х /ы, v ‘

Где ри, — плотность воды (кг/м3), принимаемая по средней ее температуре (см. табл. 13.4).

7. Коэффициент теплопередачи калорифера (Вт/(м2-°С)):

К — Ах (Кр)0’37 х/18, (16.9)

Где А — коэффициент из табл. 16.1.

Таблица 16.1 Коэффициенты для учета особенностей конструкции калориферов

Число рядов

Шаг пластин, мм

Коэффициенты

Трубок

А

В

П

1,8

20,94

2,104

1,64

1

2,5

21,68

1,574

1,74

4,2

23,11

1,034

1,81

2

1,8

20,94

4,093

1,65

2,5

21,68

3,055

1,72

3

1,8

20,94

6,044

1,66

4

1,8

20,94

7,962

1,59

8. Требуемая поверхность теплоотдачи калорифера (м ):

(16-10)

А х Д? v ‘

Где

А1б — А*м

Д?б — и — Atм = ?о — ?н-

Расчет считают удовлетворительным, если запас теплоотдающей поверхности калорифера составляет 5 … 10%.

9. Аэродинамическое сопротивление калорифера (Па):

Ар = Вх СУр)п. (16.12)

10. Гидравлическое сопротивление калорифера (кПа):

ДРгид = 1,968 х /тр х г^1’89, (16.13)

Где р длина трубки в одном ходе (табл. 16.2).

Таблица 16.2 Параметрический ряд медно-алюминиевых калориферов, выпускаемых фирмой ВЕЗА

Краткое обозначение

Номер калори­фера

Фронтальное

Сечение м2

Площадь теплообмена, м2 при шаге пластин, мм

Сечение для теплоносителя, м2 при шаге пластин

Длина трубки

В одном ходе, м

1,8

2,5

4,2

С одним рядом трубок

ВНВ243-053-037

01

0,210

4,39

3,19

2,04

0,000095

3,498

ВНВ243-065-035

02

0,245

5,42

3,94

2,52

0,000095

4,323

ВНВ243-078-037

03

0,295

6,47

4,70

3,01

0,000095

5,148

ВНВ243-090-037

04

0,342

7,50

5,45

3,49

0,000190

1,991

ВНВ243-115-037

05

0,436

9,58

6,98

4,45

0,000190

2,541

ВНВ243-053-050

06

0,267

7,29

5,29

3,39

0,000190

2,332

ВНВ243-065-050

07

0,329

9,00

6,54

4,18

0,000190

2,882

ВНВ243-078-050

08

0,392

10,74

7,80

5,00

0,000190

3,432

ВНВ243-090-050

09

0,455

12,45

9,05

5,80

0,000190

3,982

ВНВ243-116-050

10

0,581

15,89

11,58

7,39

0,000450

2,541

ВНВ243-116-100

11

1,660

45,42

33,03

21,12

0,000950

3,641

ВНВ243-116-150

12

2,487

68,06

49,50

31,65

0,001425

3,641

С двумя рядами трубок

ВНВ243-053-037

01

0,210

8,82

6,40

0,000190

3,498

ВНВ243-065-037

02

0,245

10,89

7,92

0,000190

4,323

ВНВ243-078-037

03

0,295

12,99

9,44

0,000190

5,148

ВНВ243-090-037

04

0,342

15,06

10,95

0,000285

1,991

ВНВ243-115-037

05

0,436

19,24

14,01

0,000285

2,541

ВНВ243-053-050

06

0,267

14,64

10,62

0,000285

2,332

ВНВ243-065-050

07

0,329

18,08

13,14

0,000285

2,882

ВНВ243-078-050

08

0,392

21,56

15,66

0,000285

3,432

ВНВ243-090-050

09

0,455

25,00

18,18

0,000475

3,982

ВНВ243-116-050

10

0,581

31,92

23,26

0,000285

2,541

ВНВ243-116-100

11

1,660

91,24

66,35

0,001901

3,641

ВНВ243-165-100

12

2,487

136,71

99,42

0,002851

3,641

С тремя рядами трубок

ВНВ243-053-037

01

0,210

13,25

0,000285

3,498

ВНВ243-065-037

02

0,245

16,36

0,000285

4,323

ВНВ243-078-037

03

0,295

19,52

0,000285

5,148

ВНВ243-090-037

04

0,342

22,63

0,000380

1,991

ВНВ243-115-037

05

0,436

28,89

0,000380

2,541

ВНВ243-053-050

06

0,267

21,99

0,000475

2,332

Таблица 16.2 (продолжение)

Краткое обозначение

Номер калори­фера

Фронтальное сечение м2

Площадь теплообмена, м2 при шаге пластин, мм

Сечение для теплоносителя, м2 при шаге пластин

Длина трубки в одном ходе, ы

1,8

2.5

4,2

ВНВ243-065-050

07

0,329

27,16

0,000475

2,882

ВНВ243-078-050

08

0,392

32,39

0,000475

3,432

ВНВ243-090-050

09

0,455

37,55

0,000475

3,982

ВНВ243-116-050

10

0,581

47,95

0,000685

2,541

ВНВ243-116-100

11

1,660

137,06

0,002851

3,641

ВНВ243-116-150

12

2,487

205,37

0,004276

3,641

С четырьмя рядами трубок

ВПВ243-053-037

01

0,210

17,68

0,000380

3,498

ВНВ243-065-037

02

0,245

21,83

0,000380

4,323

ВНВ243-078-037

03

0,295

26,04

0,000380

5,148

ВНВ243-090-037

04

0,342

30,19

0,000570

1,991

ВНВ243-115-037

05

0,436

38,55

0,000570

2,541

ВНВ243-053-050

06

0,267

29,35

0,000665

2,332

ВНВ243-065-050

07

0,329

36,23

0,000665

2,882

ВНВ243-078-050

08

0,392

43,22

0,000665

3,432

ВИВ243-090-050

09

0,455

50,11

0,000665

3,982

ВИВ243-116-050

10

0,581

63,98

0,000950

2,541

ВНВ243-116-100

11

1,660

182,87

0,003801

3,641

ВНВ243-116-150

12

2,487

274,02

0,005702

3,641



Прокладки СНП по ОСТ 26.260.454 купить прокладки pgn.su..