Выбор стандартной калориферной установки

По рассчитанному значению Р = Вт выбираем электрокалориферную установку типа ЭКОЦ – 40 мощностью 43.2 кВт. Для установки в помещение принимаем две электрокалориферных установки ЭКОЦ – 40, тем самым соблюдая условия надежности.

Выполним проверку данной электрокалориферной установки на способность обеспечить требуемый расход воздуха Q_vt =  м³/ч, для этого сравним значение Q_vt с номинальной объёмной подачей воздуха Q_vн, которая для электрокалорифера СФОЦ – 40 равна 3500 м³/ч [3]. Так как    Q_vн<Q_vt, то к выбранной установке параллельно подключаем дополнительный вентилятор.

Выполним проверку данной электрокалориферной установки по температуре выходящего воздуха. Фактическая температура воздуха, выходящего из электрокалорифера, определяется по формуле [3]:

                              (2,1)

где Р_Н = 43200 Вт – номинальная мощность калорифера;

Q_vн – номинальный объемный расход воздуха через калорифер, м³/с,           

Q_vн =3500/3640 = 0,972 м³/с.

Предельно допустимая температура на выходе из установок типа ЭКОЦ составляет 50 ^ОС. Таким образом, должно соблюдаться условие [3]:

                                                      (2.2)

Подставив в формулу (2.1) значения величин, температура выходящего воздуха будет равна:

 

Выполним проверку данной электрокалориферной установки по температуре поверхности оребрения ТЭНов t_пов. Предельно допустимая температура поверхности ТЭНа в электрокалориферах типа СФО t_{пов.пред.} = 180 ^ОС, что связано с необходимостью исключить отрицательное воздействие на животных газообразных продуктов горения мельчайших органических частиц, находящихся в воздухе сельскохозяйственных помещений. Таким образом должно соблюдаться условие [3]:

                                                 (2.3)

Значение t_пов определяем для ТЭНа из последнего (по ходу движения воздуха) ряда нагревателей, т.к. в этом ряду ТЭНы омываются наиболее нагретым воздухом и, следовательно, имеют наибольшую температуру поверхности. Фактическая температура поверхности ТЭНа, находящегося в последнем ряду, определяется по формуле [3]:

                              (2.4)

где Р₁ = 1600 Вт [1] – мощность одного ТЭНа;

R_T – термическое сопротивление теплоотдаче от поверхности ТЭНа к омывающему его воздуху, ^ОС/Вт, которое находится по формуле [3]:

                                          (2.5)

где α – коэффициент теплоотдачи от поверхности ТЭНа к воздуху, Вт/(м²*^ОС);

А_р – площадь поверхности оребрения ТЭНа, м², согласно [3, табл.1] принимаем А_р = 0,32 м².

Коэффициент теплоотдачи α для оребрённых ТЭНов при их шахматном расположении и поперечном обдувании воздухом определяем по формуле[3]: 

       (2.6)

где λ_в – теплопроводность воздуха, в соответствии с t_вых = 5.63 ^ОС и [3, табл.2] принимаем λ_в = 0,0248 Вт/м*^ОС;

Р_ч – число Прандтля, в соответствии с t_вых = 5.63 ^ОС и [3, табл.2] принимаем     

Р_ч = 0,706;

ν – коэффициент кинематической вязкости воздуха, в соответствии с t_вых=5.63 ^ОС и [3, табл.2] принимаем ν = 0,0000134 м²/с;

s_p = 0,0035 м [3, табл.1] – шаг оребрения ТЭНа;

d_тр = 0,015 м [3, табл.1] – наружный диаметр несущей трубы ТЭНа;

h_р = 0,014 м [3, табл.1] – высота ребра ТЭНа.

V – скорость потока воздуха в электрокалорифере, м/с, которую определяем по формуле [3]:

                                          (2.7)

где А_Ж – площадь живого сечения электрокалорифера, м², если пренебречь оребрением, то А_Ж определяется по формуле [3]:

                                (2.8)

где l – высота окна калорифера, м, из [3, табл.3] l = 0,31 м;

L_a =0,48 м – длина активной части ТЭНа;

n₁ – число ТЭНов в одном вертикальном ряду (одной секции), которое определяется по формуле [3]:

                                              (2.9)

где n₂ – число вертикальных рядов ТЭНов в электрокалорифере, в соответствии с [3] принимаем n₂ = 3.

Подставив в формулу (2.8) значение n₁, площадь живого сечения электрокалорифера будет равна:

Подставив в формулу (2.7) значение А_Ж, скорость потока воздуха в электрокалорифере будет равна:

Подставив в формулу (2.6) значение V, коэффициент теплоотдачи будет равен:

Подставив в формулу (2.5) значение α, термическое сопротивление теплоотдачи будет равно:

Подставив в формулу (2.4) значение R_T, фактическая температура поверхности ТЭНа будет равна:

Как видно условие (2.3) выполняется т.к. t_пов ≤ 180 ^ОС, следовательно принимаем к установке электрокалориферную установку типа ЭКОЦ – 40.