ヒーターは高い性能を備えているため、非常に大きな部屋でも、短時間で暖房を利用できます。さまざまなクーラントに基づいて動作するこれらのデバイスの多くのモデルが販売されています。
最適なオプションを選択するには、ヒーターの計算が必要です。これは、手動またはオンライン計算機を使用して実行できます。私たちはあなたが計算の問題を理解するのを助けます-この記事では、空気を加熱するための適切なデバイスを選択するときに必要となる計算の例を示します。
また、さまざまなタイプのヒーターの設計機能、そのようなデバイスを使用した加熱システムの利点と欠点も考慮してください。
ヒーターによる暖房の長所と短所
家に直接設定温度まで暖められた空気の供給に基づく家の暖房システムは、自分の家の所有者にとって特に興味深いものです。
この加熱システムの設計は、次の重要なコンポーネントで構成されています。
- 空気を加熱する発熱体として機能するヒーター;
- 加熱された空気の塊が家に入る通路(ダクト)。
- 部屋全体に温かい空気を送るファン。
このタイプのシステムには多くの利点があります。これらには、高効率、およびラジエーター、パイプの形の熱伝達用の補助要素がないこと、およびそれを気候システムと組み合わせる機能、低慣性が含まれ、その結果、大量の加熱が非常に迅速に行われます。
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空気加熱装置
エアヒーター付き空調システム
エアヒーターによる空気暖房
大面積の高速加熱
多くの住宅所有者にとっての欠点は、システムの設置が住宅自体の建設と同時にのみ可能であり、それ以上の近代化が不可能であることです。
欠点は、バックアップ電源の必須の可用性や定期的なメンテナンスの必要性などのニュアンスです。
ヒーターは設置と操作が簡単で手頃な価格ですが、最も重要なのは、部屋を暖めるための効果的な装置です。写真はシステムに取り付けられた給湯器です
私たちのサイトでは、家やコテージの空気加熱装置に関する詳細な資料があります。それらに慣れることをお勧めします。
- DIY空気加熱:空気加熱システムに関するすべて
- カントリーハウスの暖房を手配する方法:建設のルールとスキーム
- 暖房の計算:基本原理+計算例
ヒーターの分類
ヒーターは、空気を加熱するための加熱システムの設計に含まれています。使用するクーラントのタイプに応じたこれらのデバイスの次のグループ:水、電気、蒸気、火。
面積が100m²以下の部屋には電化製品を使用するのが理にかなっています。大面積の建物の場合、より合理的な選択肢は給湯器で、熱源がある場合にのみ機能します。
最も人気のある蒸気および給湯器。表面の最初の形状と2番目の形状の両方が、リブ付きとスムーズチューブの2つの亜種に分けられます。リブの形状にあるリブ付きヒーターは、層状でらせん状に巻かれています。
蒸気などのクーラントで作動するエアヒーターの性能は、吸気管に取り付けられた特別なバルブを使用して制御されます
設計上、これらのデバイスは一方向である場合があり、その中のクーラントがチューブに沿って移動すると、一定の方向に付着し、カバーが仕切りのある多方向になり、その結果、クーラントの移動方向が絶えず変化します。
加熱表面積が異なる4つのモデルの水ヒーターとスチームヒーターが販売されています。
- CM -パイプが1列ある最小のもの。
- M -2列のパイプを備えた小型;
- から -3列のパイプで平均;
- B -大きく、4列のパイプがあります。
運転中の給湯器は大きな温度変動に耐えます-70-110⁰。このタイプのエアヒーターが適切に機能するには、システム内を循環する水を最大180°まで加熱する必要があります。暖かい季節には、エアヒーターがファンとして機能します。
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生産室の給湯器
ガラス張りのテラスのスチームヒーター
コンパクト電気ヒーター
らせん巻き蒸気モデル
異なるタイプのヒーターの設計
加熱給湯器は、金属製のハウジング、その中に一連のチューブの形で配置された熱交換器、およびファンで構成されています。ユニットの端には、ボイラーまたは集中暖房システムに接続される入口パイプがあります。
通常、ファンはアプライアンスの背面にあります。その仕事は熱交換器を通して空気を動かすことです。
加熱後、ヒーターの前面にあるグリルを介して、空気が部屋に戻ります。
ほとんどの場合、ケースは長方形の形状で作られていますが、円形断面の換気ダクト用に設計されたモデルもあります。ユニットの電力を調整するために、供給ラインに2つまたは3つの方法のバルブが取り付けられています。
ファンはヒーター本体にあるチューブを吹き抜けます。暖房システムからの加熱された水が管を通って移動し、ファンが部屋全体に均等に暖かい空気を分配します
ヒーターは設置方法が異なります-彼らは天井と壁です。最初のタイプのモデルは、仮天井の後ろに配置され、グリルだけが覗きます。壁に取り付けられた電化製品はより人気があります。
表示#1-滑らかなチューブヒーター
滑らかなチューブの設計は、直径20〜32 mmの中空の細いチューブの形をした発熱体で構成されており、互いに対して0.5 cmの距離に配置されています。クーラントはそれらを循環します。チューブの加熱された表面を洗浄する空気は、対流熱交換により加熱されます。
エアヒーターのチューブが千鳥状または廊下にある。それらの端はコレクターに溶接されています-上部と下部。冷媒は、入口パイプを通ってジャンクションボックスに入り、次にパイプを通過して加熱され、凝縮水または冷水の形で出口パイプから出ます。
チェッカーボード配置のチューブを使用すると、より安定した熱伝達が得られますが、空気の流れに対する抵抗が高くなります。デバイスの実際の機能を知るためには、ユニットの電力の計算を実行する必要があります。
空気には特定の要件があります-繊維、浮遊粒子、粘着性物質があってはなりません。許容ダスト含有量は0.5 mg / m /未満です。入口温度は少なくとも20⁰です。
一方向および三方向ヒーター。 1-クーラントが入る入口パイプ、2-分配ボックス、3-パイプ、4-出口パイプ、5-パーティション
滑らかなチューブヒーターの熱特性はそれほど高くありません。それらの使用は、かなりの空気の流れと高温へのその加熱が必要でない場合に推奨されます。
表示#2-フィン付きエアヒーター
リブ付きデバイスのパイプにはフィン付きの表面があるため、パイプからの熱伝達は大きくなります。パイプの数が少ないと、熱性能はスムーズチューブエアヒーターよりも高くなります。
プレートヒーターの構成には、長方形または円形のプレートが取り付けられたチューブが含まれます。
最初のタイプのプレートは、パイプのグループに取り付けられます。クーラントは、フィッティングを介してデバイスのジャンクションボックスに入り、小径のチャネルをかなりの速度で通過する空気を加熱し、フィッティングを介して収集ボックスを出ます。
このタイプのヒーターはコンパクトで、メンテナンスと設置が簡単です。
シングルパスプレートデバイスは指定されています:KFB、KFS、KVB、STD3009V、KZPP、K4PP、およびマルチウェイ-KVB、K4VP、KZVP、KVS、KMS、STDZOYUG、KMB。中央のモデルはKFSと呼ばれ、大きいモデルはKSEです。
これらのヒーターのチューブには、幅1 cm、厚さ0.4 mmのスチール製の波形テープが巻かれています。それらの熱媒体は、蒸気と水の両方にすることができます。
給湯器は、金属プラスチックまたはポリマーパイプに接続することはできません。それらは高い熱媒体温度用に設計されていません。スチールパイプが必要であり、腐食をなくすために亜鉛メッキが必要
1つ目は3列のチューブ、2つ目は4列です。中型のプレートの厚さは0.5 mmで、寸法は11.7 x 13.6 cmです。同じ厚さと幅の大きなモデルのプレートは、長さが17.5 cm長くなります。
プレートは互いに0.5 cm離れて配置され、ジグザグに配置されています。一方、ミドルビューモデルでは、プレートは廊下の原理に従って配置されています。
STDヒーターには5つの番号があります(5、7、8、9、14)。 STD4009Bエアヒーターの熱媒体は蒸気で、STD3010Gの水は水です。最初のインストールは、チューブの垂直方向で実行され、2番目のインストールは水平方向で実行されます。
表示#3-フィン付きバイメタルヒーター
空気暖房を備えた暖房システムでは、バイメタルヒーターKP3-SK、KP4-SK、KSk-3および4のモデルは、特別なタイプのフィン(スパイラルロール)と共に使用されることがよくあります。 KP3-SK、KP4-SKエアヒーターの熱媒体は、最大圧力1.2 MPa、最大温度180⁰の温水です。
他の2つのエアヒーターの操作では、最初と同じ作動圧力の蒸気が必要ですが、温度はわずかに高く、190℃です。メーカーは受け入れテストを実施する必要があります。デバイスをテストし、締め付けを確認します。
KSKエアヒーター熱交換器は、鋼製のアルミニウムフィンを持つチューブで構成されています。チューブシートを接続する
2列のバイメタルヒーターがあります。3列のチューブがあるKSK3、KPZは中型で、4列のチューブがあるKSK4、KP4は大型モデルです。これらのデバイスのコンポーネントは、バイメタル熱交換エレメント、サイドシールド、チューブグリル、仕切り付きカバーです。
熱交換エレメントは、フィンが取り付けられたスチールとアルミニウムのアウターで作られた2つのチューブ(内径1.6 cm)で構成されています。伝熱管間の横方向の間隔は4.15 cm、縦方向は3.6 cmです。
適切なユニットの計算と選択のルール
1つまたはグループのヒーターを備えた加熱システムを設計するとき、および計算を実行するときは、いくつかの規則を遵守する必要があります。以下の写真の選択でそれらをより詳細に検討してみましょう。
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ヒーターのグループの並列接続
冷風ヒーター
機器制御バルブ
フィン付きスチームエアヒーター
給湯器の計算
給湯器またはスチームヒーターの電力を計算するには、次の初期パラメーターが必要です。
- システムパフォーマンスまたは言い換えると、1時間あたりに蒸留される空気の量。体積流量の測定単位はmᶾ/ h、質量kg / hです。記号はLです。
- 初期または外部温度-tul。
- 最終気温はtconです。
- 特定の温度における空気の密度と熱容量-データは表から取得されます。
まず、断面積は、空気加熱装置の正面から計算されます。この値を学習したら、ユニットの予備寸法をマージンを付けて取得します。
式を使用して計算する場合:
AF =Lρ/ 3600(ϑρ),
どこ L -m³/ hでの空気の体積流量または容量、 ρ -外側の空気密度はkg /m³で測定 ϑρ -kg /(cm²)で測定された、計算されたセクション内の質量空気速度
このパラメーターを受け取った後の計算では、最も近いサイズのヒーターの標準的なサイズを使用します。面積の合計値が大きい場合、いくつかの同一のユニットが並列にインストールされます。合計の面積は、取得した値と等しくなります。
熱交換器はヒーターと呼ばれるだけでなく、あまり普及していない冷水空気冷却器
特定の量の空気を加熱するために必要な電力を決定するには、次の式に従って、加熱された空気の総消費量を1時間あたりのkgで計算する必要があります。
G = L x p,
どこ R -中温での空気密度。これは、ユニットの入口と出口の温度を合計して2で割ることによって決定されます。密度インジケータは、表から取得されます。
この表から、特定の温度での空気の密度と比熱に関するデータを取得して、デバイスの電力を計算できます
これで、次の式が使用される空気を加熱するための熱消費量を計算できます。
Q(W)= G x c x(t con。-t beg。),
どこ G -キログラム/時の質量空気流。計算時には、J /(kg x K)で測定された空気の比熱も考慮されます。それは入ってくる空気の温度に依存し、その値は上の表にあります。デバイスの入口と出口の温度が表示されます 頼む。そして t con。 それぞれ。
外気温度-30⁰で空気を20⁰まで加熱できるように、10,000mᶾ/ hの容量のヒーターを選択する必要があるとします。冷却剤は、ユニットの入口で温度が95⁰および出口で50⁰の水です。
質量流量: G = 10,000mᶾ/ h。 х1,318 kg /mᶾ= 13,180 kg / h.
密度値: ρ = (-30 + 20) = -10、この結果を半分に分割すると-5が返されます。表から、平均温度に対応する密度が選択されました。
式の結果を代入して、熱消費量を取得します。 Q = 13180/3600 x 1013 x 20-(-30)= 185435 W。ここで1013は、J /(kg x K)で-30⁰の温度で表から選択された比熱です。ヒーターの電力の計算値に、予備の10〜15%を追加します。
その理由は、表形式のパラメーターが削減の方向で実際のパラメーターと異なることが多く、チューブの詰まりによるユニットの熱性能が時間とともに低下するためです。マージンを超えることは望ましくありません。
加熱面が大幅に増加すると、低体温症が発生する可能性があり、大きな霜で解凍することさえあります。
蒸気加熱器では、上方から冷却水が供給され、下方から排出蒸気が凝縮した水が排出されます。写真の中-スチームヒーターのストラップの図
蒸気加熱器の電力は、給湯器と同じ方法で計算されます。冷媒計算式のみが異なります。
G = Q / r,
どこ r -蒸気の凝縮中に放出される比熱。kJ/ kgで測定されます。
電気ヒーターの計算
電気エアヒーターのカタログの製造元は、多くの場合、設置されている電力と空気の流れを示しており、これにより選択が大幅に簡素化されます。主なことは、パラメータがパスポートに示されているものよりも小さくないことです。そうしないと、すぐに失敗します。
エアヒーターの設計には、いくつかの特別な電気加熱要素が含まれていますが、その面積は、フィンが取り付けられているために増加しています。
デバイスの電力は非常に大きくなることがあり、時には数百キロワットになることもあります。最大3.5 kWのエアヒーターは220 Vのコンセントから電力を供給できます。これを超える電圧では、ホテルのケーブルを直接シールドに接続する必要があります。 7 kWを超える電力のヒーターを使用する必要がある場合は、380 Vの電源。
これらのデバイスは寸法と重量が小さく、完全に自律型であり、集中型の温水や蒸気の存在を必要としません。
大きなマイナス点は、広い領域に適用するには低電力では不十分であることです。 2番目の欠点は、エネルギー消費量が多いことです。
ヒーターの計算から、デバイスを使用した結果、エネルギー資源の目に見える節約になることがわかります。時々、このユニットはレキュペレーターと組み合わされ、空気の取り入れは外では行われず、敷地内から行われます。
ヒーターが使用する電流を調べるには、次の式を使用できます。
I = P / U,
どこ P - パワー U - 供給電圧。
単相接続の場合、ヒーターUは220 Vになります。3相の場合-660V。
特定の電力のヒーターが気団を加熱する温度は、次の式で決定されます。
T = 2.98 x P / L,
どこ L -システムパフォーマンス。家のエアヒーター電力の最適値は1から5 kW、オフィスの場合は5から50 kWです。
ヒーターが暖房システムでどのように機能するかについてのビデオ:
特定のタイプのヒーターを選択する場合は、家の便宜と運用特性を考慮して進める必要があります。
小さなエリアには電気ヒーターがお勧めです。大きな家を暖房するには、別のオプションを選択することをお勧めします。いずれにせよ、事前計算なしでやらないでください.
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