Расчет и подбор калорифера

Исходными данными для подбора калориферов являются расход нагреваемого воздуха G, кг/ч, температура воздуха на входе в калорифер t₁, °С, и на выходе из него t₂, °С, а также температура воды на входе в калорифер Т₁, °С, и на выходе из него Т₂, °С. Целью подбора калориферов является определение их количества и типоразмера в установке, аэродинамического и гидравлического сопротивлений. К установке рекомендуются калориферы КВС-П, КВБ-П, КСк-3, КСк-4 [14] и ВНВ.243. В данных методических указаниях приведены необходимые данные для калориферов ВНВ.243 фирмы ВЕЗА (Рис.10.1 и табл.10.1).

Подбор установки осуществляется в следующем порядке.

1.Определяется расход теплоты на нагрев воздуха, Вт:

(10.1)

где - массовая теплоемкость воздуха, принимаемая равной 1,005 кДж/(кг·К).

2. Ориентировочная массовая скорость движения воздуха через калорифер, принимается из диапазона .

3. В соответствии с принятым значением массовой скорости определяется ориентировочная площадь живого сечения калорифера для прохода воздуха, м²:

(10.2)

Рис. 10.1 Габаритные и присоединительные размеры калориферов ВНВ

4.Принимается тип и номер калорифера. Для принятого типоразмера калорифера по справочной литературе [14] выбираются следующие параметры:

- площадь поверхности нагрева, F_н, м²

- площадь живого сечения по воздуху, f_ж,с., м²

-площадь живого сечения по теплоносителю, f_тр, м²

Для калориферов ВНВ технические характеристики приведены в таблицах 10.2;10.3;10.4 и 10.5.

5.Рассчитывается число калориферов, установленных параллельно по воздуху:

(10.3)

Таблица 10.1

Габаритные и присоединительные размеры калориферов ВНВ

Номер калорифера

Размеры, мм

Количество

а

А,

А2

Аз

А4

b

А6

А7

А8

А9

n

n1

n2

6.Определяется действительная массовая скорость воздуха через калорифер, :

(10.4)

7. Определяется количество теплоносителя, проходящего через калориферную установку, кг/ч:

(10.5)

где _w- теплоемкость воды, принимаемая 4,19 кДж/(кг·К).

8. Выбирается способ обвязки калориферов по теплоносителю в калориферной установке и рассчитывается скорость движения теплоносителя в трубках калорифера, м/с:

(10.6)

где ρ_w- плотность воды, принимаемая 1000 кг/м³;

n – число калориферов, установленных параллельно по воде.

Таблица 10.2

Технические данные калориферов ВНВ с одним рядом трубок

Обозначение калорифера	Номер калори­фера	Площадь по­верхности теплообмена с воздушной стороны, м2	Площадь фронтально­го сечения, м2	Площадь сечения для прохода теп­лоносителя, м2	Длина трубки в одном ходе	Масса, кг
ВНВ243-053-037- 1-1,8-6 ВНВ243-053-037-1-2,5-6 ВНВ243-053-037- 1-4,0-6		4,390 3,190 2,040	0,210 0,210 0,210	0,000095 0,000095 0,000095	3,498 3,498 3,498	4,27 3,78 3,51
ВНВ243-065-037-1-1,8-6 ВНВ243-065-037- 1-2,5-6 ВНВ243-065-037-1-4,0-6		5,420 2,520	0,245 0,245 0,245	0,000095 0,000095 0,000095	4,323 4,323 4,323	4,81 4,27 3,89
ВНВ243-078-037-1-1,8-6 ВНВ243-078-037-1 -2,5-6 ВНВ243-078-037-1-4,0-6		6,470 4,700 3,010	0,295 0,295 0,295	0,000095 0,000095 0,000095	5,148 5,148 5,148	5,29 4,70 4,32
ВНВ243-090-037-1-1,8-2 ВНВ243-090-037-1-2,5-2 ВНВ243-090-037-1-4,0-2		7,500 5,450 3,490	0,342 0,342 0,342	0,00019 0,00019 0,00019	1,991 1,991 1,991	5,78 5,18 4,75
Продолжение таблицы 10.2
ВНВ243-115-037-1-1,8-2 ВНВ243-115-037-1-2,5-2 ВНВ243-115-037-1-4,0-2		9,580 6,980 4,450	0,436 0,436 0,436	0,00019 0,00019 0,00019	2,541 2,541 2,541	6,97 5,99 5,40
ВНВ243-053-050- 1-1,8-4 ВНВ243-053-050- 1-2,5-4 ВНВ243-053-050- 1-4,0-4		7,290 5,290 3,390	0,267 0,267 0,267	0,00019 0,00019 0,00019	2,332 2,332 2,332	6,37 5,83 5,35
ВНВ243-065-050-1-1,8-4 ВНВ243-065-050-1-2,5-4 ВНВ243-065-050- 1-4,0-4		9,000 6,540 4,180	0,329 0,329 0,329	0,00019 0,00019 0,00019	2,882 2,882 2,882	7,45 6,59 5,99
ВНВ243-078-050- 1-1,8-4 ВНВ243-078-050- 1-2,5-4 ВНВ243-078-050- 1-4,0-4		10,740 7,800 5,000	0,392 0,392 0,392	0,00019 0,00019 0,00019	3,432 3,432 3,432	8,05 7,18 6,53
IBHB243-090-050- 1-1,8-4 ВНВ243-090-050-1-2,5-4 ВНВ243-090-050-1-4,0-4		12,450 9,050 5,800	0,455 0,455 0,455	0,00019 0,00019 0,00019	3,982 3,982 3,982	9,07 7,94 7,18
ВНВ243-116-050-1-1.8-2 ВНВ243-116-050-1-2,5-2 ВНВ243-116-050-1-4,0-2		15,890 11,580 7,390	0,581 0,581 0,581	0,000475 0,000475 0,000475	2,541 2,541 2,541	10,64 9,23 8,32
Окончание таблицы 10.2
ВНВ243-116-100-1-1,8-2 ВНВ243-116-100- 1-2,5-2 ВНВ243-116-100-1-4,0-2		45,42 33,03 21,12	1,660 1,660 1,660	0,00095 0,00095 0,00095	3,641 3,641 3,641	38,88 34,72 31,81
ВНВ243-116-150-1-1,8-2 ВНВ243-116-150-1-2,5-2 ВНВ243-116-150-1-4,0-2		68,06 49,5 31,65	2,487 2,487 2,487	0,001425 0,001425 0,001425	3,641 3,641 3,641	57,78 51,95 47,57

Примечание. На Рис. 10.1 Н = 55 м_, В = 55 мм.

Таблица 10.3

Технические данные калориферов ВНВ с двумя рядами трубок

Обозначение калорифера	Номер калори­фера	Площадь по­верхности теплообмена с воздушной стороны, м2	Площадь фронтально­го сечения, м2	Площадь сечения для прохода теп­лоносителя, м2	Длина трубки в одном ходе	Масса, кг
ВНВ243-053-037-2 -1,8-6 ВНВ243-053-037-2-2,5-6		8,820 6,400	0,210 0,210	0,00019 0,00019	3,498 3,498	7,900 7,000
ВНВ243-065-037-2-1,8-6 ВНВ243-065-037-2 -2,5-6		10,890 7,920	0,245 0,245	0,00019 0,00019	4,323 4,323	8,900 7,900
ВНВ243-078-037-2-1,8-6 ВНВ243-078-037-2 -2,5-6		12,990 9,440	0,295 0,295	0,00019 0,00019	5,148 5,148	9,800 8,700
ВНВ243-090-037-2-1,8-2 ВНВ243-090-037-2-2,5-2		15,060 10,950	0,342 0,342	0,000285 0,000285	3,982 3,982	10,700 9,600
ВНВ243-115-037-2-1,8-2 ВНВ243-115-037-2-2,5-2		19,240 14,010	0,436 0,436	0,000285 0,000285	5,082 5,082	12,900 11,100
ВНВ243-053-050-2 -1,8-4 ВНВ243-053-050-2 -2,5-4		14,640 10,620	0,267 0,267	0,000285 0,000285	3,498 3,498	11,800 10,800
Окончание таблицы 10.3
ВНВ243-065-050-2-1,8-4 ВНВ243-065-050-2-2,5-4		18,080 13,140	0,329 0,329	0,000285 0,000285	4,323 4,323	13,800 12,200
ВНВ243-078-050-2 -1,8-4 ВНВ243-078-050-2 -2,5-4		21,560 15,660	0,392 0,392	0,000285 0,000285	5,148 5,148	14,900 13,300
BHB243-090-050-2 -1,8-4 ВНВ243-090-050-2-2,5-6		25,000 18,180	0,455 0,455	0,000475 0,000285	3,982 5,973	16,800 14,700
ВНВ243-116-050-2-1.8-4 ВНВ243-116-050-2-2,5-4		31,920 23,260	0,581 0,581	0,000475 0,000475	5,082 5,082	19,700 17,100
ВНВ243-116-100-2-1.8-2 ВНВ243-116-100-2 -2,5-2		91,240 66,350	1,660 1,660	0,001901 0,001901	3,641 3,641	72,000 64,300
ВНВ243-116-150-2-1,8-2 ВНВ243-116-150-2-2,5-2		136,710 99,420	2,487 2,487	0,002851 0,002851	3,641 3,641	107,000 96,200

Примечание. На Рис. 10.1 Н = 55 м, В = 55 мм.

Таблица 10.4

Технические данные калориферов ВНВ с тремя рядами трубок

Обозначение калорифера	Номер калори­фера	Площадь по­верхности теплообмена с воздушной стороны, м2	Площадь фронтально­го сечения, м2	Площадь сечения для прохода теп­лоносителя, м2	Длина трубки в одном ходе	Масса, кг
ВНВ243-053-053-3-1,8-6		13,250	0,210	0,0002850	3,498	1,10
ВНВ243-065-037-3-1,8-6		16,360	0.245	0,0002850	4,323	13,70
ВНВ243-078-037-3-1,8-6		19,520	0,295	0,0002850	5,148	14,80
ВНВ243-090-037-3-1,8-4		22,630	0,342	0,0003800	3,982	16,20
ВНВ243-115-037-3-1,8-4		28,890	0,436	0,0003800	5,082	19,30
ВНВ243-053-050-3-1,8-6		21,990	0,267	0,0004750	3,498	17,10
ВНВ243-065-050-3-1,8-6		27,160	0,329	0,0004750	4,323	19,50
ВНВ243-078-050-3-1,8-6		32,390	0,92	0,0004750	5,148	22,10
ВНВ243-090-050-3-1,8-6		37,550	0,455	0,0004750	5,973	24,10
ВНВ243-116-050-3-1,8-4		47,950	0,581	0,0006650	5,082	28,80
ВНВ243-165-100-3-1,8-2		137,060	1,660	0,0028510	3,641	102,50
ВНВ243-165-150-3-1,8-2		205,370	2,487	0,0042760	3,641	152,1

Примечание. На Рис. 10.1 Н = 80 мм_,, В = 75 мм.

Таблица 10.5

Технические данные калориферов ВНВ с четырьмя рядами трубок

Обозначение калорифера	Номер калори­фера	Площадь по­верхности теплообмена с воздушной стороны, м2	Площадь фронтально­го сечения, м2	Площадь сечения для прохода теп­лоносителя, м2	Длина трубки в одном ходе	Масса, кг
ВНВ243-053-053-4-1,8-6		17,68	0,210	0,00038	3,498	15,10
ВНВ243-065-037-4-1-8-6		21,83	0.245	0,00038	4,323	17,50
ВНВ243-078-037-4-1-8-6		26,04	0,295	0,00038	5,148	19,10
ВНВ243-090-037-4-1-8-4		30,19	0,342	0,00057	3,982	21,50
BHB243-115-037-4-1-8-4		38,55	0,436	0,00057	5,082	24,80
ВНВ243-053-050-4-1-8-6		29,35	0,267	0,000665	3,498	22,40
ВНВ243-065-050-4-1-8-6		36,23	0,329	0,000665	4,323	26,20
ВНВ243-078-050-4-1-8-6		43,22	0,92	0,000665	5,148	31,00
ВНВ243-090-050-4-1-8-6		50,11	0,455	0,000665	5,973	32,50
ВНВ243-116-050-4-1-8-4		63,98	0,581	0,00095	5,082	37,20
ВНВ243-165-100-4-1-8-6		182,87	1,660	0,003801	3,641	142,1
ВНВ243-165-150-3-1-8-2		274,02	2,487	0,005702	3,641	210,5

Примечание. На Рис. 10.1 Н = 110 м, В = 100 мм.

9. Определяется коэффициент теплопередачи калориферов, Вт/(м^2.К):

Для КВС-п (10.7)

для КВБ-п

(10.8)

для КСК-3 (10.9)

для КСК -4

(10.10)

для ВНВ 243 (10.11)

где а - эмпирический коэффициент (см. табл. 10.6).

Таблица 10.6

Значения расчетных коэффициентов для калориферов ВНВ

Количество рядов трубок
Шаг пластин	1,8	2,5		1,8	2,5	1,8	1,8
а	20,94	21,68	23,11	20,94	21,68	20,94	20,94
b	2,104	1,574	1,034	4,093	3,055	6,044	7,962
т	1,64	1,74	1,81	1,65	1,72	1,66	1,59

10.Определяется требуемая поверхность нагрева калориферной установки, м²:

(10.12)

11. Определяется запас площади поверхности нагрева:

(10.13)

12. По табл. 4.38 [14] и по формулам, соответствующим определенному типу калорифера, определяется аэродинамическое сопротивление калорифера по воздуху, Па, и сопротивление при проходе воды через установку [14].