空氣加熱計算：基本原理+計算實例

通風熱耗

通風按其用途分為一般、局部送風和局部排風。

工業廠房的一般通風是通過供應空氣進行的，該空氣吸收工作區域中的有害排放物，獲取其溫度和濕度，並使用排氣系統去除。

局部供應通風直接用於工作場所或小房間。

在設計工藝設備時，應提供局部排氣通風（局部吸風），以防止工作區域的空氣污染。

除了工業場所的通風外，還使用空調，其目的是保持恆定的溫度和濕度（根據衛生和技術要求），無論外部大氣條件如何變化。

通風和空調系統的特點是一些一般指標（表 22）。

通風耗熱量比采暖耗熱量大得多，取決於工藝流程類型和生產強度，並根據現行建築法規和衛生標準確定。

每小時通風熱消耗 QI (MJ / h) 由建築物的特定通風熱特性（用於輔助場所）或由

在輕工企業，使用各種類型的通風裝置，包括通用交換裝置、局部排氣、空調系統等。

具體的通風熱特性取決於場所的用途，為 0.42 - 0.84 • 10~3 MJ / (m3 • h • K)。

根據送風性能，每小時換氣耗熱量由公式確定

現有供應通風裝置的持續時間（用於工業場所）。

根據具體特點，每小時熱耗確定如下：

如果通風單元設計用於補償局部排氣期間的空氣損失，則在確定 QI 時，考慮的不是用於計算通風 tHv 的外部空氣溫度，而是用於計算加熱 /n 的外部空氣溫度。

在空調系統中，熱量消耗的計算取決於空氣供應方案。

所以， 年熱耗 在使用外部空氣運行的直流式空調中，由公式確定

如果空調通過空氣再循環運行，則在公式中定義為 Q £ con 而不是供應溫度

年通風熱耗QI（MJ/年）由下式計算

一年中的寒冷時期 - 惠普。

1.在一年中的寒冷時期進行空調-HP時，最初採用場所工作區域內部空氣的最佳參數：

噸_在 = 20 ÷ 22ºC; φ_在 = 30 ÷ 55%.

2. 最初，我們根據濕空氣的兩個已知參數在 J-d 圖上放置點（見圖 8）：

• 室外空氣 (•) N t_H = - 28ºC; Ĵ_H = - 27.3 千焦/公斤；
• 室內空氣 (•) V t_在 = 22ºC; φ_在 = 30%，相對濕度最低；
• 室內空氣 (•) B₁ 噸_{輸入 1} = 22ºC; φ_{輸入 1} = 55%，最大相對濕度。

在房間內存在熱過剩的情況下，建議從最佳參數區域中獲取房間內室內空氣的溫度上限參數。

3.我們為寒冷季節制定房間的熱平衡 - HP：

由顯熱∑QХПЯ
總熱量 ∑QHPP

4. 計算進入房間的濕氣流量

∑W

5、根據公式確定房間的熱張力：

其中：V 是房間的體積，m3。

6. 根據熱應力的大小，我們可以找到沿房間高度的溫升梯度。

沿公共和民用建築場所高度的氣溫梯度。

房間的熱張力 Q我/V龐。	度，°C
千焦/立方米	瓦/立方米
超過 80	23歲以上	0,8 ÷ 1,5
40 ÷ 80	10 ÷ 23	0,3 ÷ 1,2
少於 40	小於 10	0 ÷ 0,5

併計算排氣溫度

噸_是 = t_乙 + 梯度 t(H - h_r.z.), ºС

式中：H為房間高度，m；h_r.z. ——工作區高度，m。

7. 為吸收室內多餘的熱量和水分，送風溫度為 t_磷，我們接受低於內部空氣溫度 4 ÷ 5ºС - t_在，在房間的工作區。

8、確定熱濕比的數值

9、在J-d圖上，我們將溫標的0.0°C點與熱濕比的數值用一條直線連接起來（本例中熱濕比的數值為5800）。

10.在J-d圖上，我們畫出供給等溫線-t_磷, 有數值

噸_磷 = t_在 - 5，°С。

11、在J-d圖上，我們用出風的數值-t畫出出風的等溫線_在在第 6 點中找到。

12.通過內部空氣的點-(•)B，(•)B1，我們畫出平行於熱濕比線的線。

13. 這些線的交點，將被稱為 - 過程的光線

供氣和排氣等溫線 - t_磷 和T_在 確定 J-d 圖上的送風點 - (•) P, (•) P₁ 和出口空氣點 - (•) Y, (•) Y₁.

14、用總熱量確定換氣量

和空氣交換以吸收多餘的水分

第三種方法是最簡單的——在蒸汽加濕器中對室外送風進行加濕（見圖 12）。

1. 確定室內空氣參數 - (•) B 並找到 J-d 圖上的點，見第 1 點和第 2 點。

2. 確定送風參數 - (•) P 見第 3 點和第 4 點。

3.從具有室外空氣參數的點 - (•) H 我們畫一條恆定水分含量線 - d_H = const 直到與送風等溫線的交點 - t_磷.我們用加熱器中加熱的外部空氣的參數得到點 - (•) K。

4. J-d圖上的室外空氣處理過程用以下幾行表示：

• NK線 - 加熱加熱器中的供應空氣的過程;
• KP line - 用蒸汽加濕加熱空氣的過程。

5. 此外，與第 10 段類似。

6.送風量由公式確定

7、加濕熱送風的蒸汽量按公式計算

W=G_磷(d_磷 -d_ķ), 克/小時

8、送風加熱熱量

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

其中： С = 1.005 kJ/(kg × ºС) – 空氣的比熱容。

為了獲得以 kW 為單位的加熱器的熱量輸出，需要將 Q kJ/h 除以 3600 kJ/(h × kW)。

HP 寒期送風處理示意圖，第 3 種方法見圖 13。

這種加濕通常用於以下行業：醫療、電子、食品等。

準確的熱負荷計算

建築材料的導熱係數值和傳熱阻力

但是，這種對加熱的最佳熱負荷的計算並沒有給出所需的計算精度。它沒有考慮最重要的參數——建築物的特性。主要的一個是用於製造房屋各個元素的材料的傳熱阻力 - 牆壁，窗戶，天花板和地板。它們確定從加熱系統的熱載體接收的熱能的守恆程度。

什麼是傳熱阻力（R）？這是熱導率 (λ) 的倒數 - 材料結構傳遞熱能的能力。那些。導熱係數值越高，熱損失越大。該值不能用於計算年熱負荷，因為它沒有考慮材料的厚度 (d)。因此，專家採用傳熱阻力參數，其計算公式如下：

牆壁和窗戶的計算

住宅建築牆體的傳熱阻力

牆體傳熱阻力有歸一化值，直接取決於房屋所在區域。

與熱負荷的放大計算相反，首先需要計算外牆、窗戶、一樓地板和閣樓的傳熱阻力。讓我們以房屋的以下特徵為基礎：

• 牆壁面積 - 280 平方米。它包括窗戶 - 40 平方米；
• 牆體材料為實心磚（λ=0.56）。外牆厚度為0.36m，據此計算電視傳輸電阻——R \u003d 0.36 / 0.56 \u003d 0.64 m² * C / W；
• 為了提高隔熱性能，安裝了外部絕緣材料 - 100 毫米厚的聚苯乙烯泡沫塑料。對他來說，λ=0.036。因此 R \u003d 0.1 / 0.036 \u003d 2.72 m² * C / W;
• 外牆整體R值為0.64 + 2.72 = 3.36，這是一個很好的房屋保溫指標；
• 窗戶的熱傳導阻力 - 0.75 m² * C / W（帶有氬氣填充的雙層玻璃窗）。

事實上，通過牆壁的熱量損失將是：

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

我們將溫度指標與熱負荷的擴大計算相同 + 室內 22°С 和室外 -15°С。必鬚根據以下公式進行進一步計算：

通風計算

然後你需要計算通過通風的損失。建築物內的總風量為480 m³。同時，其密度約等於 1.24 kg/m³。那些。它的質量是 595 公斤。平均而言，空氣每天（24 小時）更新五次。在這種情況下，要計算供暖的最大小時負荷，您需要計算通風的熱損失：

(480*40*5)/24= 4000 kJ 或 1.11 kWh

總結所有獲得的指標，您可以找到房屋的總熱損失：

通過這種方式，可以確定準確的最大熱負荷。結果值直接取決於外面的溫度。因此，要計算供暖系統的年負荷，有必要考慮天氣條件的變化。如果采暖季節的平均溫度為-7°C，則總供熱負荷將等於：

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

通過更改溫度值，您可以準確計算任何加熱系統的熱負荷。

對於獲得的結果，有必要添加通過屋頂和地板的熱損失值。這可以通過 1.2 - 6.07 * 1.2 \u003d 7.3 kW / h 的校正因子來完成。

結果值表示系統運行期間能量載體的實際成本。有幾種方法可以調節供暖的熱負荷。其中最有效的是降低沒有常住居民的房間的溫度。這可以使用溫度控制器和安裝的溫度傳感器來完成。但同時，必須在建築物中安裝兩管加熱系統。

要計算熱損失的準確值，您可以使用專門的程序 Valtec。該視頻顯示了一個使用它的示例。

Anatoly Konevetsky, 克里米亞, 雅爾塔

Anatoly Konevetsky, 克里米亞, 雅爾塔

親愛的奧爾加！很抱歉再次與您聯繫。根據你的公式，我得到一個難以想像的熱負荷： 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/小時根據上面放大的公式，原來只有0.149 Gcal/小時。我不明白這是怎麼回事？請解釋！

Anatoly Konevetsky, 克里米亞, 雅爾塔

房屋熱量損失的計算

根據熱力學第二定律（學校物理），能量不會自發地從受熱較小的物體轉移到受熱較大的微型或宏觀物體。該定律的一個特例是在兩個熱力學系統之間建立溫度平衡的“願望”。

例如，第一個系統是溫度為 -20°C 的環境，第二個系統是內部溫度為 +20°C 的建築物。根據上述定律，這兩個系統會通過能量交換趨於平衡。這將在第二個系統的熱損失和第一個系統的冷卻的幫助下發生。

我們可以肯定地說，環境溫度取決於私人住宅所在的緯度。並且溫差會影響建築物的熱洩漏量（+）

熱量損失是指從某個物體（房屋、公寓）不自覺地釋放熱量（能量）。對於普通公寓來說，這個過程與私人住宅相比並不那麼“引人注目”，因為公寓位於建築物內部，並且與其他公寓“相鄰”。

在私人住宅中，熱量通過外牆、地板、屋頂、窗戶和門在一定程度上“離開”。

了解最不利天氣條件下的熱量損失量和這些條件的特點，就可以高精度地計算供暖系統的功率。

因此，建築物的熱洩漏量由以下公式計算：

Q=Q_地面+Q_牆+Q_窗戶+Q_屋頂+Q_門+…+問_一世， 在哪裡

Qi 是均勻類型的建築圍護結構的熱損失量。

公式的每個分量由以下公式計算：

Q=S*ΔT/R，其中

• Q是熱洩漏，V；
• S是特定類型結構的面積，sq。米；
• ΔT——環境空氣與室內的溫差，℃；
• R 是某種結構的熱阻，m2*°C/W。

建議從輔助表中獲取實際現有材料的熱阻值。

此外，可以使用以下關係獲得熱阻：

R=d/k，其中

• R——熱阻，(m2*K)/W；
• k是材料的熱導率，W/(m2*K)；
• d 是這種材料的厚度，m。

在具有潮濕屋頂結構的老房子中，熱量通過建築物的上部發生洩漏，即通過屋頂和閣樓。採取措施隔離天花板或 折線屋頂保溫 解決這個問題。

如果您將閣樓空間和屋頂隔熱，則可以顯著減少房屋的總熱量損失。

通過結構、通風系統、廚房油煙機、打開的窗戶和門的裂縫，房子裡還有更多類型的熱量損失。但考慮它們的體積是沒有意義的，因為它們占主要熱洩漏總數的不超過 5%。

電加熱裝置的計算

頁 2/8 日期 19.03.2018 規模 368 KB。 文件名 電工技術.doc 教育機構 伊熱夫斯克國立農業學院

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圖 1.1 - 加熱元件塊的佈局圖

1.1 加熱元件的熱計算 作為電加熱器中的加熱元件，使用安裝在單個結構單元中的管狀電加熱器 (TEH)。 加熱元件塊的熱計算任務包括確定塊中加熱元件的數量和加熱元件表面的實際溫度。熱計算的結果用於細化塊的設計參數。 計算任務在附錄 1 中給出。 一個加熱元件的功率取決於加熱器的功率 磷至 以及安裝在加熱器中的加熱元件 z 的數量。 . (1.1) 發熱體z的數量取3的倍數，一個發熱體的功率不超過3～4kW。根據護照數據選擇加熱元件（附錄 1）。 根據設計，街區以走廊和加熱元件的交錯佈局來區分（圖1.1）。 一個） b) a - 走廊佈局； b - 國際象棋佈局。 圖 1.1 - 加熱元件塊的佈局圖 對於組裝好的加熱塊的第一排加熱器，必須滿足以下條件： оС, (1.2) 在哪裡 噸n1 - 實際平均表面溫度 第一排加熱器, оС; 磷米1是第一排加熱器的總功率，W； 星期三——平均傳熱係數，W/(m2оС)； F噸1——第一排加熱器散熱面的總面積，m2； 噸在 - 加熱器後氣流的溫度，°C。 加熱器的總功率和總面積由所選加熱元件的參數根據公式確定 , , (1.3) 在哪裡 ķ - 連續加熱元件的數量，個； 磷噸， F噸 - 分別為一個加熱元件的功率 W 和表面積 m2。 帶肋加熱元件的表面積 , (1.4) 在哪裡 d ——加熱元件的直徑，m； l一個 ——加熱元件的有效長度，m； HR 是肋的高度，m； 一個 - 翅片間距，米 對於橫向流線型管束，應考慮平均傳熱係數星期三，因為不同排加熱器的傳熱條件不同，並且由氣流的湍流決定。第一排和第二排管的傳熱小於第三排。如果將第三排加熱元件的傳熱取為一，則第一排的傳熱約為 0.6，第二排的傳熱約為 0.7，交錯束中的傳熱約為 0.9，沿線傳熱第三行的。對於第三排之後的所有排，可以認為傳熱係數不變，等於第三排的傳熱。 加熱元件的傳熱係數由經驗表達式確定 , (1.5) 在哪裡 怒 – 努塞爾標準，  - 空氣的導熱係數，  = 0.027 W/(moC); d ——加熱元件的直徑，m。 特定傳熱條件的 Nusselt 準則由以下表達式計算得出 用於在線管束 在 Re  1103 , (1.6) 在 Re > 1103 , (1.7) 對於交錯管束： 對於 Re  1103, (1.8) 在 Re > 1103 , (1.9) 其中 Re 是雷諾準則。 雷諾標準表徵了加熱元件周圍的氣流，等於 , (1.10) 在哪裡  ——空氣流速，m/s；  — 空氣的運動粘度係數，  = 18.510-6 m2/s。 為了確保加熱元件的有效熱負荷不會導致加熱器過熱，有必要確保熱交換區中的空氣流動速度至少為 6 m/s。考慮到風道結構和加熱塊的氣動阻力隨著氣流速度的增加而增加，後者應限制在15 m/s。 平均傳熱係數 用於在線捆綁 , (1.11) 用於國際象棋橫梁 , (1.12) 在哪裡 n 是加熱塊束中的管道排數。 加熱器後氣流的溫度為 , (1.13) 在哪裡 磷至 ——加熱器加熱元件的總功率，kW；  ——空氣密度，kg/m3； 和在 是空氣的比熱容， 和在= 1 kJ/(kgоС); 呂 – 空氣加熱器容量，m3/s。 如果不滿足條件（1.2），選擇另一個加熱元件或改變計算中的風速，加熱塊的佈局。 表1.1——係數c的取值初始數據和你的朋友分享：

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有哪些類型

系統中有兩種空氣循環方式：自然和強制。不同之處在於，在第一種情況下，加熱的空氣根據物理定律移動，而在第二種情況下，在風扇的幫助下。根據換氣方式，設備分為：

• 再循環 - 直接使用房間內的空氣；
• 部分再循環 - 部分使用房間內的空氣；
• 供應空氣，使用來自街道的空氣。

Antares系統的特點

Antares 舒適的工作原理與其他空氣加熱系統相同。

空氣由 AVH 裝置加熱，並在整個場所的風扇的幫助下通過風道分配。

空氣通過返回管道返回，通過過濾器和收集器。

這個過程是循環的並且無休止地進行。在熱交換器中與來自房屋的暖空氣混合，整個氣流通過返回管道。

優點：

• 低噪音水平。這一切都與現代德國球迷有關。其向後彎曲的葉片結構略微推動空氣。他沒有擊打扇子，而是彷彿籠罩著。此外，提供厚隔音AVN。這些因素的結合使系統幾乎無聲。
• 房間供暖率。風扇速度可調，可以設置全功率並將空氣快速加熱到所需溫度。噪音水平將與供應空氣的速度成比例地顯著上升。
• 多功能性。在有熱水的情況下，Antares 舒適系統能夠與任何類型的加熱器一起使用。可以同時安裝水加熱器和電加熱器。這非常方便：當一個電源出現故障時，切換到另一個。
• 另一個特點是模塊化。這意味著 Antares 舒適型由幾個塊組成，從而減輕了重量並易於安裝和維護。

憑藉所有優點，Antares 舒適性沒有缺點。

火山或火山

熱水器和風扇連接在一起——這就是波蘭公司 Volkano 的加熱裝置的樣子。它們在室內空氣中工作，不使用室外空氣。

照片 2. 製造商 Volcano 為空氣加熱系統設計的設備。

由熱風扇加熱的空氣通過提供的百葉窗在四個方向上均勻分佈。特殊的傳感器可保持屋內所需的溫度。不需要設備時會自動關機。市場上有幾種不同尺寸的 Volkano 散熱風扇型號。

空氣加熱裝置 Volkano 的特點：

• 質量;
• 可接受的價格;
• 無噪音；
• 安裝在任何位置的可能性；
• 外殼由耐磨聚合物製成；
• 完成安裝準備；
• 三年質保；
• 經濟。

非常適合加熱工廠地板、倉庫、大型商店和超市、家禽養殖場、醫院和藥房、體育中心、溫室、車庫綜合體和教堂。包括接線圖，使安裝快速簡便。

安裝空氣加熱時的動作順序

要為車間和其他工業場所安裝空氣加熱系統，必須遵循以下操作順序：

1. 開發設計解決方案。
2. 供暖系統安裝。
3. 進行空中調試和測試以及自動化系統的啟動。
4. 驗收投入運行。
5. 開發。

下面我們更詳細地考慮每個階段。

空氣加熱系統設計

周邊熱源的正確位置將允許以相同的體積加熱房屋。點擊放大。

車間或倉庫的空氣加熱必須嚴格按照先前開發的設計方案進行安裝。

您不必做所有必要的事情 設備的計算和選擇 獨立地，因為設計和安裝中的錯誤可能導致故障和各種缺陷的出現：噪音水平增加，房屋空氣供應不平衡，溫度不平衡。

設計解決方案的開發應委託給專門的組織，該組織根據客戶提交的技術規範（或職權範圍），將處理以下技術任務和問題：

1. 確定每個房間的熱損失。
2. 考慮到熱損失的大小，確定和選擇所需功率的空氣加熱器。
3. 計算加熱空氣量，同時考慮空氣加熱器的功率。
4. 系統的空氣動力學計算，確定壓力損失和空氣通道的直徑。

設計工作完成後，應考慮設備的功能、質量、運行參數範圍和成本，繼續購買設備。

安裝空氣加熱系統

車間空氣加熱系統的安裝工作可以獨立進行（由企業的專家和員工）或求助於專業組織的服務。

自己安裝系統時，有必要考慮一些特定的功能。

在開始安裝之前，確保必要的設備和材料齊全並不是多餘的。

空氣加熱系統的佈局。點擊放大。

在生產通風設備的專業企業，您可以訂購用於安裝工業場所空氣加熱系統的風管、接頭、節流閥和其他標準產品。

此外，您還需要以下材料：自攻螺釘、鋁帶、安裝帶、具有降噪功能的柔性絕緣風管。

安裝空氣加熱裝置時，必須對送風管道進行絕緣（隔熱）。

該措施旨在消除冷凝的可能性。安裝主風管時，使用鍍鋅鋼，在其上粘貼自粘箔絕緣層，厚度為 3 毫米至 5 毫米。

剛性或柔性風管或它們的組合的選擇取決於設計決定所確定的空氣加熱器的類型。
空氣管道使用加固鋁帶、金屬或塑料夾相互連接。

安裝空氣加熱裝置的一般原則可簡化為以下操作順序：

1. 開展一般建設前期工作。
2. 安裝主風道。
3. 安裝出口空氣管道（分配）。
4. 空氣加熱器安裝。
5. 送風管道絕熱裝置。
6. 安裝附加設備（如有必要）和單個元件：換熱器、格柵等。

熱風幕的應用

為了減少打開外門或門時進入房間的空氣量，在寒冷的季節，使用特殊的熱風幕。

在一年中的其他時間，它們可以用作再循環裝置。建議使用這種熱簾：

1. 用於潮濕房間的外門或開口；
2. 在未配備前庭且可在 40 分鐘內打開 5 次以上的建築物外牆的不斷打開的開口處，或在估計氣溫低於 15 度的區域；
3. 對於建築物的外門，如果它們與配備空調系統的無門廳處所相鄰；
4. 在內牆的開口處或工業廠房的隔斷處，以避免冷卻劑從一個房間轉移到另一個房間；
5. 在有特殊工藝要求的空調房門口或門口。

為上述每個目的計算空氣加熱的示例可以作為安裝此類設備的可行性研究的補充。

由熱簾供應到房間的空氣溫度在外門不高於 50 度，在外門或開口處不超過 70 度。

在計算空氣加熱系統時，通過外門或開口進入的混合物的溫度（以度為單位）取以下值：

5 - 用於繁重工作期間的工業場所和工作場所距離外牆不超過 3 米或距離門不超過 6 米的位置；
8 - 用於工業場所的繁重工作；
12 - 在工業場所或公共或行政大樓的大堂進行適度工作期間。
14 - 用於工業場所的輕型工作。

對於房屋的高質量供暖，加熱元件的正確位置是必要的。點擊放大。

帶有熱簾的空氣加熱系統的計算是針對各種外部條件進行的。

外門、開口或大門處的空氣幕在計算時會考慮風壓。

此類裝置中的冷卻劑流量由風速和參數 B 處的外部空氣溫度確定（速度不超過每秒 5 米）。

在那些情況下 當風速 如果參數 A 大於參數 B，則空氣加熱器應在暴露於參數 A 時進行檢查。

從熱簾的狹縫或外部開口流出的空氣速度假定在外門不超過每秒 8 米，在技術開口或大門處不超過每秒 25 米。

在計算帶空氣單元的供暖系統時，將參數 B 作為室外空氣的設計參數。

其中一個系統在非工作時間可以在待機模式下運行。

空氣加熱系統的優點是：

1. 通過降低購買取暖設備和鋪設管道的成本來減少初期投資。
2. 由於大型廠房內空氣溫度的均勻分佈以及冷卻劑的初步除塵和加濕，確保工業廠房環境條件的衛生和衛生要求。