空气加热计算：基本原理+计算实例

通风热耗

通风按其用途分为一般、局部送风和局部排风。

工业厂房的一般通风是通过供应空气进行的，该空气吸收工作区域中的有害排放物，获取其温度和湿度，并使用排气系统去除。

局部供应通风直接用于工作场所或小房间。

在设计工艺设备时，应提供局部排气通风（局部吸风），以防止工作区域的空气污染。

除了工业场所的通风外，还使用空调，其目的是保持恒定的温度和湿度（根据卫生和技术要求），无论外部大气条件如何变化。

通风和空调系统的特点是有许多一般指标（表 22）。

通风耗热量比采暖耗热量大得多，取决于工艺流程类型和生产强度，并根据现行建筑法规和卫生标准确定。

每小时通风热消耗 QI (MJ / h) 由建筑物的特定通风热特性（用于辅助场所）或由

在轻工企业，使用各种类型的通风装置，包括通用交换装置、局部排气、空调系统等。

具体的通风热特性取决于场所的用途，为 0.42 - 0.84 • 10~3 MJ / (m3 • h • K)。

根据送风性能，每小时换气耗热量由公式确定

现有供应通风装置的持续时间（用于工业场所）。

根据具体特点，每小时热耗确定如下：

如果通风单元设计用于补偿局部排气期间的空气损失，则在确定 QI 时，考虑的不是用于计算通风 tHv 的外部空气温度，而是用于计算加热 /n 的外部空气温度。

在空调系统中，热量消耗是根据空气供应方案计算的。

所以， 年热耗 在使用外部空气运行的直通式空调中，由公式确定

如果空调通过空气再循环运行，则在公式中定义为 Q £con 而不是供应温度

年通风热耗QI（MJ/年）由下式计算

一年中的寒冷时期 - 惠普。

1.冷季空调-HP时，初步取房间工作区室内空气的最佳参数：

吨_在 = 20 ÷ 22ºC; φ_在 = 30 ÷ 55%.

2. 最初，我们根据湿空气的两个已知参数在 J-d 图上放置点（见图 8）：

• 室外空气 (•) N t_H = - 28ºC; Ĵ_H = - 27.3 千焦/公斤；
• 室内空气 (•) V t_在 = 22ºC; φ_在 = 30%，相对湿度最低；
• 室内空气 (•) B₁ 吨_{输入 1} = 22ºC; φ_{输入 1} = 55%，最大相对湿度。

在房间内存在热量过剩的情况下，建议从最佳参数区域中获取房间内室内空气的温度上限参数。

3.我们为寒冷季节制定房间的热平衡-HP：

由显热∑QХПЯ
总热量 ∑QHPP

4. 计算进入房间的湿气流量

∑W

5、按公式确定房间的热张力：

其中：V 是房间的体积，m3。

6. 根据热应力的大小，我们可以找到沿房间高度的温升梯度。

沿公共和民用建筑场所高度的气温梯度。

房间的热张力 Q我/V庞。	度，°C
千焦/立方米	瓦/立方米
超过 80	23岁以上	0,8 ÷ 1,5
40 ÷ 80	10 ÷ 23	0,3 ÷ 1,2
少于 40	小于 10	0 ÷ 0,5

并计算排气温度

吨_是 = t_乙 + 梯度 t(H - h_r.z.), ºС

式中：H为房间高度，m；h_r.z. ——工作区高度，m。

7. 为吸收室内多余的热量和水分，送风温度为 t_磷，我们接受低于内部空气温度 4 ÷ 5ºС - t_在，在房间的工作区。

8、确定热湿比的数值

9、在J-d图上，我们将温标的0.0°C点与热湿比的数值用一条直线连接起来（本例中热湿比的数值为5800）。

10.在J-d图上，我们画出供给等温线-t_磷, 有数值

吨_磷 = t_在 - 5，°С。

11、在J-d图上，我们用出气的数值-t画出出风的等温线_在在第 6 点中找到。

12.通过内部空气的点-(•)B，(•)B1，我们画出平行于热湿比线的线。

13. 这些线的交点，将被称为 - 过程的光线

供气和排气等温线 - t_磷 和T_在 确定 J-d 图上的送风点 - (•) P, (•) P₁ 和出口空气点 - (•) Y, (•) Y₁.

14、用总热量确定换气量

和空气交换以吸收多余的水分

第三种方法是最简单的——在蒸汽加湿器中对室外送风进行加湿（见图 12）。

1. 确定室内空气参数 - (•) B 并在 J-d 图上找到一点，见点 1 和点 2。

2. 确定送风参数 - (•) P 见第 3 点和第 4 点。

3.从具有室外空气参数的点 - (•) H 我们画一条恒定水分含量线 - d_H = const 直到与送风等温线的交点 - t_磷.我们用加热器中加热的外部空气的参数得到点 - (•) K。

4. J-d图上的室外空气处理过程用以下几行表示：

• NK线 - 加热加热器中的供应空气的过程;
• KP line - 用蒸汽加湿加热空气的过程。

5. 此外，与第 10 段类似。

6.送风量由公式确定

7、加湿热送风的蒸汽量按公式计算

W=G_磷(d_磷 -d_ķ), 克/小时

8、送风加热热量

Q=G_磷（J_ķ — Ĵ_H) = G_磷 x C(t_ķ — 吨_H), 千焦/小时

其中： С = 1.005 kJ/(kg × ºС) – 空气的比热容。

为了获得以 kW 为单位的加热器的热量输出，需要将 Q kJ/h 除以 3600 kJ/(h × kW)。

HP 寒期送风处理示意图，第 3 种方法见图 13。

这种加湿通常用于以下行业：医疗、电子、食品等。

准确的热负荷计算

建筑材料的导热系数值和传热阻力

但是，这种对加热的最佳热负荷的计算并没有给出所需的计算精度。它没有考虑最重要的参数——建筑物的特性。主要的一个是用于制造房屋各个元素的材料的传热阻力 - 墙壁，窗户，天花板和地板。它们确定从加热系统的热载体接收的热能的守恒程度。

什么是传热阻力（R）？这是热导率 (λ) 的倒数 - 材料结构传递热能的能力。那些。导热系数值越高，热损失越大。该值不能用于计算年热负荷，因为它没有考虑材料的厚度 (d)。因此，专家采用传热阻力参数，其计算公式如下：

墙壁和窗户的计算

住宅建筑墙体的传热阻力

墙体传热阻力有归一化值，直接取决于房屋所在区域。

与热负荷的放大计算相反，首先需要计算外墙、窗户、一楼地板和阁楼的传热阻力。让我们以房屋的以下特征为基础：

• 墙壁面积 - 280 平方米。它包括窗户 - 40 平方米；
• 墙体材料为实心砖（λ=0.56）。外墙厚度为0.36m，据此计算电视传输电阻——R \u003d 0.36 / 0.56 \u003d 0.64 m² * C / W；
• 为了提高隔热性能，安装了外部绝缘材料 - 100 毫米厚的聚苯乙烯泡沫塑料。对他来说，λ=0.036。因此 R \u003d 0.1 / 0.036 \u003d 2.72 m² * C / W;
• 外墙整体R值为0.64 + 2.72 = 3.36，这是一个很好的房屋保温指标；
• 窗户的热传导阻力 - 0.75 m² * C / W（带有氩气填充的双层玻璃窗）。

事实上，通过墙壁的热量损失将是：

(1/3.36)*240+(1/0.75)*40= 124 W 1°C 温差

我们将温度指标与热负荷的扩大计算相同 + 室内 22°С 和室外 -15°С。必须根据以下公式进行进一步计算：

通风计算

然后你需要计算通过通风的损失。建筑物内的总风量为480 m³。同时，其密度约等于 1.24 kg/m³。那些。它的质量是 595 公斤。平均而言，空气每天（24 小时）更新五次。在这种情况下，要计算供暖的最大小时负荷，您需要计算通风的热损失：

(480*40*5)/24= 4000 kJ 或 1.11 kWh

总结所有获得的指标，您可以找到房屋的总热损失：

通过这种方式，可以确定准确的最大热负荷。结果值直接取决于外面的温度。因此，要计算供暖系统的年负荷，有必要考虑天气条件的变化。如果采暖季节的平均温度为-7°C，则总供热负荷将等于：

(124*(22+7)+((480*(22+7)*5)/24))/3600)*24*150(采暖季天数)=15843 kW

通过更改温度值，您可以准确计算任何加热系统的热负荷。

对于获得的结果，有必要添加通过屋顶和地板的热损失值。这可以通过 1.2 - 6.07 * 1.2 \u003d 7.3 kW / h 的校正因子来完成。

结果值表示系统运行期间能量载体的实际成本。有几种方法可以调节供暖的热负荷。其中最有效的是降低没有常住居民的房间的温度。这可以使用温度控制器和安装的温度传感器来完成。但同时，必须在建筑物中安装两管加热系统。

要计算热损失的准确值，您可以使用专门的程序 Valtec。该视频显示了一个使用它的示例。

Anatoly Konevetsky, 克里米亚, 雅尔塔

Anatoly Konevetsky, 克里米亚, 雅尔塔

亲爱的奥尔加！很抱歉再次与您联系。根据你的公式，我得到一个难以想象的热负荷： Cyr \u003d 0.01 * (2 * 9.8 * 21.6 * (1-0.83) + 12.25) \u003d 0.84 Qot \u003d 1.626 * 25600 * 0.37 * ((22-(- 6)) * 1.84 * 0.000001 \u003d 0.793 Gcal/小时根据上面放大的公式，原来只有0.149 Gcal/小时。我不明白这是怎么回事？请解释！

Anatoly Konevetsky, 克里米亚, 雅尔塔

房屋热量损失的计算

根据热力学第二定律（学校物理），能量不会自发地从受热较小的物体转移到受热较大的微型或宏观物体。该定律的一个特例是“努力”在两个热力学系统之间建立温度平衡。

例如，第一个系统是温度为 -20°C 的环境，第二个系统是内部温度为 +20°C 的建筑物。根据上述定律，这两个系统会通过能量交换趋于平衡。这将在第二个系统的热损失和第一个系统的冷却的帮助下发生。

我们可以肯定地说，环境温度取决于私人住宅所在的纬度。并且温差会影响建筑物的热泄漏量（+）

热量损失是指从某个物体（房屋、公寓）不自觉地释放热量（能量）。对于普通公寓来说，这个过程与私人住宅相比并不那么“引人注目”，因为公寓位于建筑物内部，并且与其他公寓“相邻”。

在私人住宅中，热量通过外墙、地板、屋顶、窗户和门在一定程度上“离开”。

了解最不利天气条件下的热量损失量和这些条件的特点，就可以高精度地计算供暖系统的功率。

因此，建筑物的热泄漏量由以下公式计算：

Q=Q_地面+Q_墙+Q_窗户+Q_屋顶+Q_门+…+问_一世， 在哪里

Qi 是均匀类型的建筑围护结构的热损失量。

公式的每个组成部分由以下公式计算：

Q=S*ΔT/R，其中

• Q是热泄漏，V；
• S是特定类型结构的面积，sq。米；
• ΔT——环境空气与室内的温差，℃；
• R 是某种结构的热阻，m2*°C/W。

建议从辅助表中获取实际现有材料的热阻值。

此外，可以使用以下关系获得热阻：

R=d/k，其中

• R——热阻，(m2*K)/W；
• k是材料的热导率，W/(m2*K)；
• d 是这种材料的厚度，m。

在具有潮湿屋顶结构的旧房屋中，热量通过建筑物的上部发生泄漏，即通过屋顶和阁楼。采取措施隔离天花板或 折线屋顶保温 解决这个问题。

如果您将阁楼空间和屋顶隔热，则可以显着减少房屋的总热量损失。

通过结构、通风系统、厨房油烟机、打开的窗户和门的裂缝，房子里还有更多类型的热量损失。但考虑它们的体积是没有意义的，因为它们占主要热泄漏总数的不超过 5%。

电加热装置的计算

页 2/8 日期 19.03.2018 规模 368 KB。 文件名 电工技术.doc 教育机构 伊热夫斯克国立农业学院

  2            

图 1.1 - 加热元件块的布局图

1.1 加热元件的热​​计算 作为电加热器中的加热元件，使用安装在单个结构单元中的管状电加热器 (TEH)。 加热元件块的热计算任务包括确定块中加热元件的数量和加热元件表面的实际温度。热计算的结果用于细化块的设计参数。 计算任务在附录 1 中给出。 一个加热元件的功率取决于加热器的功率 磷至 以及安装在加热器中的加热元件 z 的数量。 . (1.1) 发热体z的数量取3的倍数，一个发热体的功率不超过3～4kW。加热元件根据护照数据（附录 1）选择。 根据设计，街区以走廊和加热元件的交错布局来区分（图1.1）。 一个） b) a - 走廊布局； b - 国际象棋布局。 图 1.1 - 加热元件块的布局图 对于组装好的加热块的第一排加热器，必须满足以下条件： оС, (1.2) 在哪里 吨n1 - 实际平均表面温度 第一排加热器, оС; 磷米1是第一排加热器的总功率，W； 星期三——平均传热系数，W/(m2оС)； F吨1——第一排加热器散热面的总面积，m2； 吨在 - 加热器后气流的温度，°C。 加热器的总功率和总面积由所选加热元件的参数根据公式确定 , , (1.3) 在哪里 ķ - 连续加热元件的数量，个； 磷吨， F吨 - 分别为一个加热元件的功率 W 和表面积 m2。 带肋加热元件的表面积 , (1.4) 在哪里 d ——加热元件的直径，m； l一个 ——加热元件的有效长度，m； HR 是肋的高度，m； 一个 - 翅片间距，米 对于横向流线型管束，应考虑平均传热系数星期三，因为不同排加热器的传热条件不同，并且由气流的湍流决定。第一排和第二排管的传热小于第三排。如果将第三排加热元件的传热取为一，则第一排的传热约为 0.6，第二排的传热约为 0.7，交错束中的传热约为 0.9，沿线传热第三行的。对于第三排之后的所有排，可以认为传热系数不变，等于第三排的传热。 加热元件的传热系数由经验表达式确定 , (1.5) 在哪里 怒 – 努塞尔标准，  - 空气的导热系数，  = 0.027 W/(moC); d ——加热元件的直径，m。 特定传热条件的 Nusselt 准则由以下表达式计算得出 用于在线管束 在 Re  1103 , (1.6) 在 Re > 1103 , (1.7) 对于交错管束： 对于 Re  1103, (1.8) 在 Re > 1103 , (1.9) 其中 Re 是雷诺准则。 雷诺标准表征了加热元件周围的气流，等于 , (1.10) 在哪里  ——空气流速，m/s；  — 空气的运动粘度系数，  = 18.510-6 m2/s。 为了确保加热元件的有效热负荷不会导致加热器过热，有必要确保热交换区中气流的运动速度至少为 6 m/s。考虑到风道结构和加热块的气动阻力随着气流速度的增加而增加，后者应限制在15 m/s。 平均传热系数 用于在线捆绑 , (1.11) 用于国际象棋横梁 , (1.12) 在哪里 n — 加热块束管的排数。 加热器后气流的温度为 , (1.13) 在哪里 磷至 ——加热器加热元件的总功率，kW；  ——空气密度，kg/m3； 和在 是空气的比热容， 和在= 1 kJ/(kgоС); 吕 – 空气加热器容量，m3/s。 如果不满足条件（1.2），选择另一个加热元件或改变计算中的风速，加热块的布局。 表1.1——系数c的取值初始数据和你的朋友分享：

  2            

有哪些类型

系统中有两种空气循环方式：自然和强制。不同之处在于，在第一种情况下，加热的空气根据物理定律移动，而在第二种情况下，在风扇的帮助下。根据换气方式，设备分为：

• 再循环 - 直接使用房间内的空气；
• 部分再循环 - 部分使用房间内的空气；
• 供应空气，使用来自街道的空气。

Antares系统的特点

Antares 舒适的工作原理与其他空气加热系统相同。

空气由 AVH 装置加热，并在整个场所的风扇的帮助下通过风道分配。

空气通过返回管道返回，通过过滤器和收集器。

这个过程是循环的并且无休止地进行。在热交换器中与来自房屋的暖空气混合，整个气流通过返回管道。

优点：

• 低噪音水平。这一切都与现代德国球迷有关。其向后弯曲的叶片结构略微推动空气。他没有击打扇子，而是仿佛笼罩着。此外，提供厚隔音AVN。这些因素的结合使系统几乎无声。
• 房间供暖率。风扇速度可调，可以设置全功率并将空气快速加热到所需温度。噪音水平将与供应空气的速度成比例地显着增加。
• 多功能性。在有热水的情况下，Antares 舒适系统能够与任何类型的加热器一起工作。可以同时安装水加热器和电加热器。这非常方便：当一个电源出现故障时，切换到另一个。
• 另一个特点是模块化。这意味着 Antares 舒适型由几个块组成，从而减轻了重量并易于安装和维护。

凭借所有优点，Antares 舒适性没有缺点。

火山或火山

热水器和风扇连接在一起——这就是波兰公司 Volkano 的加热装置的样子。它们在室内空气中工作，不使用室外空气。

照片 2. 制造商 Volcano 为空气加热系统设计的设备。

由热风扇加热的空气通过提供的百叶窗在四个方向上均匀分布。特殊的传感器可保持屋内所需的温度。不需要设备时会自动关机。市场上有几种不同尺寸的 Volkano 散热风扇型号。

空气加热装置 Volkano 的特点：

• 质量;
• 可接受的价格;
• 无噪音；
• 安装在任何位置的可能性；
• 外壳由耐磨聚合物制成；
• 完成安装准备；
• 三年质保；
• 经济。

非常适合加热工厂地板、仓库、大型商店和超市、家禽养殖场、医院和药房、体育中心、温室、车库综合体和教堂。包括接线图，使安装快速简便。

安装空气加热时的动作顺序

要为车间和其他工业场所安装空气加热系统，必须遵循以下操作顺序：

1. 开发设计解决方案。
2. 供暖系统安装。
3. 进行空中调试和测试以及自动化系统的启动。
4. 验收投入运行。
5. 开发。

下面我们更详细地考虑每个阶段。

空气加热系统设计

周边热源的正确位置将允许以相同的体积加热房屋。点击放大。

车间或仓库的空气加热必须严格按照先前开发的设计方案进行安装。

您不必做所有必要的事情 设备的计算和选择 独立地，因为设计和安装中的错误可能导致故障和各种缺陷的出现：噪音水平增加，房屋空气供应不平衡，温度不平衡。

设计解决方案的开发应委托给专门的组织，该组织根据客户提交的技术规范（或职权范围），将处理以下技术任务和问题：

1. 确定每个房间的热损失。
2. 考虑到热损失的大小，确定和选择所需功率的空气加热器。
3. 计算加热空气量，同时考虑空气加热器的功率。
4. 系统的空气动力学计算，确定压力损失和空气通道的直径。

设计工作完成后，应考虑设备的功能、质量、运行参数范围和成本，继续购买设备。

安装空气加热系统

车间空气加热系统的安装工作可以独立进行（由企业的专家和员工）或求助于专业组织的服务。

自己安装系统时，有必要考虑一些特定的功能。

在开始安装之前，确保必要的设备和材料齐全并不是多余的。

空气加热系统的布局。点击放大。

在生产通风设备的专业企业，您可以订购用于安装工业场所空气加热系统的风管、接头、节流阀和其他标准产品。

此外，还需要以下材料：自攻螺钉、铝带、安装胶带、具有降噪功能的柔性绝缘风管。

安装空气加热装置时，必须对送风管道进行绝缘（隔热）。

该措施旨在消除冷凝的可能性。安装主风管时，使用镀锌钢，在其上粘贴自粘箔绝缘层，厚度为 3 毫米至 5 毫米。

刚性或柔性风管或它们的组合的选择取决于设计决定所确定的空气加热器的类型。
空气管道使用加固铝带、金属或塑料夹相互连接。

安装空气加热装置的一般原则可简化为以下操作顺序：

1. 开展一般建设前期工作。
2. 安装主风道。
3. 安装出口空气管道（分配）。
4. 空气加热器安装。
5. 送风管道绝热装置。
6. 安装附加设备（如有必要）和单个元件：换热器、格栅等。

热风幕的应用

为了减少打开外门或门时进入房间的空气量，在寒冷的季节，使用特殊的热风幕。

在一年中的其他时间，它们可以用作再循环装置。建议使用这种热帘：

1. 用于潮湿房间的外门或开口；
2. 在未配备前庭且可在 40 分钟内打开 5 次以上的建筑物外墙的不断打开的开口处，或在估计气温低于 15 度的区域；
3. 对于建筑物的外门，如果它们与配备空调系统的无门厅处所相邻；
4. 在内墙的开口处或工业处所的隔断处，以避免冷却剂从一个房间转移到另一个房间；
5. 在有特殊工艺要求的空调房门口或门口。

为上述每个目的计算空气加热的示例可以作为安装此类设备的可行性研究的补充。

由热帘供应到房间的空气温度在外门不高于 50 度，在外门或开口处不超过 70 度。

在计算空气加热系统时，通过外门或开口进入的混合物的温度（以度为单位）取以下值：

5 - 用于繁重工作期间的工业场所以及工作场所距离外墙不超过 3 米或距离门不超过 6 米的位置；
8 - 用于工业场所的繁重工作；
12 - 用于工业场所或公共或行政大楼大厅的中等强度工作。
14 - 用于工业场所的轻型工作。

对于房屋的高质量供暖，加热元件的正确位置是必要的。点击放大。

带有热帘的空气加热系统的计算是针对各种外部条件进行的。

外门、开口或大门处的空气幕在计算时会考虑风压。

此类装置中的冷却剂流量由风速和参数 B 处的外部空气温度确定（速度不超过每秒 5 米）。

在那些情况下 当风速 如果参数 A 大于参数 B，则空气加热器应在暴露于参数 A 时进行检查。

从热帘的狭缝或外部开口流出的空气速度假定在外门不超过每秒 8 米，在技术开口或大门处不超过每秒 25 米。

在计算带空气单元的供暖系统时，将参数 B 作为室外空气的设计参数。

其中一个系统在非工作时间可以在待机模式下运行。

空气加热系统的优点是：

1. 通过降低购买取暖设备和铺设管道的成本来减少初期投资。
2. 由于大型厂房内空气温度的均匀分布以及冷却剂的初步除尘和加湿，确保工业厂房环境条件的卫生和卫生要求。