Классификация калориферов в зависимости от их внутреннего исполнения.

ВВЕДЕНИЕ

Слово "КАЛОРИФЕР" происходит от соединения двух латинских слов "CALOR" - тепло и "FERO" - несу.

Как правило, обозначают этим словом теплообменник (спирально-катанный, пластинчатый, из гладких труб или любой другой), предназначенный для нагрева воздуха в системах воздушного отопления, вентиляции и в сушилках.

Обозначение калориферов КСК и КП-СК есть аббревиатура, расшифровка которой звучит следующим образом: КСК - "Калорифер Спирально-Катанный" и КП-СК - "Калорифер Паровой Спирально-Катанный".

При изготовлении спирально-катанного калорифера КСК или КП-СК на стальную трубу накатным методом наносят ленточное алюминиевое оребрение, что значительно увеличивает поверхность теплообмена и повышает теплоотдачу калорифера.

Калорифер — это отопительное устройство, нагревающее воздух в помещении. Таким образом, обычная печь — это тоже калорифер. Воздух как теплоноситель гораздо менее эффективен, чем вода: у него значительно меньшая теплоемкость. Поэтому воздушный циркуляционный контур получается довольно громоздким: он должен пропускать значительные массы теплого воздуха.

Калорифер — один из самых важных элементов климатического оборудования, обеспечивающего требуемые температурные параметры в помещениях различного назначения. Именно в функцию этих устройств входит нагрев воздуха в системах отопления, вентиляции и кондиционирования и именно от их работоспособности в полной мере зависит комфортность пребывания в здании и помещениях этого здания. Калорифер, благодаря своей высокой производительности, широко используется для обогрева помещений, отличающихся значительными внутренними объемами офисные центры, торговые и складские помещения, спортивно – развлекательные комплексы, станции технического обслуживания, гаражные помещения и производственные цеха.

Цель и задачи исследования магистерской работы

Калориферы

Мобильность, которой обладают многие модели калориферов, позволяют использовать их и в строительстве для обогрева закрытых помещений, находящихся в состоянии возведения или ремонта. Активное использование этих устройств при проведении строительных работ объясняется еще и тем, что классический калорифер — это устройство с небольшими размерами и массой, простое в управлении и неприхотливое в эксплуатации. Высокая производительность, которой обладает калорифер, объясняется его способностью создавать большой перепад температур (70 – 110 град.), что также дает возможность использовать его в системах приточной вентиляции. В таких случаях калорифер успешно справляется со своими функциями даже при температуре воздуха за пределами помещения, достигающей значений – 25 град. Универсальность, которой обладает калорифер, заключается еще и в том, что в теплое время года его можно использовать как высокопроизводительный вентилятор для обеспечения циркуляции воздуха в вентилируемых помещения.

Следует отметить, что калорифер в качестве элемента системы вентиляции и отопления может работать при температурах воздуха за пределами помещений, значение которых варьируются от – 25 до + 40 градусов, а влажность составляет от 25 до 98 %. Высокая производительность, которой обладает такое устройство, позволяет использовать его для оснащения сушильных камер. В таких случаях наиболее распространенными теплоносителями, поступающими в калорифер, являются горячая вода или перегретый пар, температура которых может иметь значения 180 – 190 градусов, а величина рабочего давления доходить до 1,2 МПа.

Калорифер — это достаточно простое техническое устройство, он состоит из элементов, которые отдают тепло проходящему воздуху, трубных решеток, крышек, оснащенных патрубками для подачи и отвода теплоносителя, а также боковых щитков, закрывающих его корпус.

Основным классифицирующим параметром калориферов является тип теплоносителя, который в нем используется. Так, в зависимости от этого критерия, калорифер может быть водяным — КСк, в качестве теплоносителя в котором используется горячая вода или паровым — КПСк, в котором используется перегретый сухой пар.

Обогреваемые паром калориферы имеют сварную неразъемную конструкцию и состоят из следующих элементов:

- теплообменной поверхности из пучка гладких труб;

- входного распределительного и выходного сборного коллекторов, образованных трубной решеткой и крышкой;

- двух патрубков, отводящего и подводящего теплоноситель;

- двух боковых съемных щитков с передним и задним фланцами для подсоединения теплообменника к смежным секциям или воздуховодам.

По движению теплоносителя калориферы выполняются одно- или многоходовыми, для чего под крышками последних устанавливаются перегородки. Рассматриваемый мной калорифер одноходовой, поэтому под крышками перегородки отсутствуют. В паровых калориферах расположение трубок всегда вертикальное. Трубные решетки изготовляются из тонколистовой стали толщиной 3...16 мм, а боковые стенки корпуса из тонколистовой стали толщиной 2 мм.

Трубы в пучке располагаются относительно потока воздуха в шахматном порядке. Шахматная компоновка более компактна, чем коридорная, и отличается от последней повышенными значениями коэффициентов теплоотдачи и аэродинамического сопротивления пучка.

Рассчитанный мной калорифер изготовлен из труб диаметром 25/21 мм. В реальных условиях эксплуатации теплоаэродинамические характеристики калорифера могут изменяться в худшую сторону по следующим причинам:

- плохое качество изготовления;

- погрешность в методике подбора типа, номера и модели калорифера;

- коррозия и загрязнение поверхности теплообмена;

- неравномерность полей скоростей и температур по фронту пучка;

- влияние схемы подключения калориферов по воде.

Рассчитанный паровой калорифер включает в свой состав конденсатоотводчик. Охлаждающий воздух подается в теплообменные секции вентилятора, установленного на оси двигателя. Чаще в данных аппаратах применяются вентиляторы диаметром 0,8; 2,8; 5,0; и 7,0 м с числом лопастей от 3 до 8.

Калорифер, кроме этого, может иметь различный вид теплоотдающей поверхности, в зависимости от которого он может быть гладкотрубчатым и ребристым. Конструкции, в которых на трубы нанесено специальное оребрение, благодаря большей площади теплоотдающей поверхности, являются более эффективными, чем устройства с гладкими поверхностями.

Еще одним параметром, по которому классифицируются калориферы, является их конструктивное исполнение. Так, различают спирально-накатные конструкции, биметаллические, присоединяемые к системе теплоносителя при помощи сварки или специальных фланцев и болтовых соединений.

Классификация калориферов в зависимости от их внутреннего исполнения.

Движение носителя тепла внутри калорифера может быть организовано по двум основным принципам, что обеспечивается конструктивным исполнением этого устройства. Водяные калориферы КСк являются многоходовыми устройствами. Движение горячей воды в таких устройствах проходит по специальным коллекторам с перегородками. Перегородки устанавливаются в поперечной плоскости, что позволяет придавать движению горячей воды в коллекторах последовательный характер. Использование таких конструктивных решений позволяет придавать движению теплоносителя высокую скорость, что самым непосредственным образом влияет на повышение интенсивности теплоотдачи. Многоходовые устройства, благодаря своим свойствам, обладают большей эффективностью по сравнению с одноходовыми конструкциями. Как правило, многоходовые устройства устанавливаются в системах, имеющих горизонтальное расположение теплоотдающих элементов.

Паровой калорифер КПСк является одноходовым устройством, устанавливаемым в системах, имеющих вертикальное расположение теплоотдающих элементов. Устройства с таким принципом прохождения теплоносителя имеют патрубки с обеих сторон, которые обеспечивают его подвод и отвод. Теплоноситель из распределительной коробки поступает одновременно во все трубки одноходового устройства и проходит по ним всего один раз, отдавая по пути свое тепло проходящему воздушному потоку.

Калорифер, в зависимости от мощности, может содержать различное число рядов труб в своей конструкции. Так, различают средние устройства, содержащие три ряда труб, и большие калориферы, в конструкции которых содержится четыре ряда труб.

Отдельную категорию составляют так называемые электрические калориферы, конструкция которых оснащена специальным электрическими теном. Такие устройства, обладающие небольшими габаритными размерами и массой, являются полностью автономными, они не требуют наличия централизованной сети горячей воды или пара и нуждаются только в подаче электрического питания. Самым большим недостатком таких устройств, который значительно ограничивает их применение, является их невысокая мощность, что позволяет использовать их только для помещений с небольшими размерами. Кроме этого, такие устройства расходуют достаточно большое количество электрической энергии, что в отдельных случаях может быть очень критичным.

Промышленные калориферы (иные названия: оребренные теплообменники, вооздухонагреватели) — отопительные прямоугольные установки, представляющие собой металлический модуль со спиралевидными теплоотдающими элементами с биметаллическим оребрением. Предназначаются для нагрева воздуха в системе отопления, кондиционирования в производственных помещениях (складских, торговых, промышленных). Могут использоваться как элемент вентиляции. Отдельные модули собираются при необходимости в единую систему.

Виды калориферов

Калориферы промышленные разделяются по первичному тепло- или энергоносителю на:

· водяные,

· электрические,

· паровые.

Рис.3

В помещениях большой площади целесообразно использование водных и паровых моделей: их эксплуатация значительно дешевле. Выбор калорифера, использующего уже имеющийся источник нагрева, удешевляет стоимость системы на порядок.

Выбор конкретного воздухонагревателя зависит от условий эксплуатации. Для помещений с низкой температурой требуется большая площадь прохождения теплоносителя. Это предотвращает зарастание накипью (в паровых) или грязью (в водяных) внутренних поверхностей и замораживание теплообменника, увеличивает срок его службы.
Калориферы обеспечивают быстрый нагрев, продолжительно удерживают температуру, отличаются высокой производительностью.

При воздушном отоплении воздух следует отбирать из всех помещений, кроме санблока и кухни, и после нагрева вновь выпускать в комнаты на высоте 30—50 см от пола — иначе нижняя часть помещения останется холодной. Если не предусмотреть встроенные воздуховоды заранее, при сооружении дома, то задача становится трудновыполнимой.

Отечественная промышленность предлагает два типа твердотопливных аппаратов, работающих по принципу газогенератора. Это печи «Буллерьян» и «Синель». Они работают на дровах, древесных отходах, брикетах торфа, низкокалорийном угле. От электропитания не зависят.

Эти печи могут за 20—30 мин. заполнить комнату теплым воздухом. Разжигают их как обычную печь, а потом на раскаленные угли закладывают основное топливо и с помощью двух заслонок устанавливают режим длительного горения. Золу вычищают после 5—6 топок, при этом на дне оставляют защитный (от прогорания) слой в 5—6 см.

Нагрев воздуха в системах вентиляции, воздушного отопления, сушилах, воздушных и тепловых завесах производится в теплообменных аппаратах, называемых калориферами. Для нагрева воздуха в них используют воду или пар, а в специальных электрокалориферах— электроэнергию.

Калориферы, использующие в качестве теплоносителя воду, могут быть многоходовыми или одноходовыми.

Для обогрева паром применяют только одноходовые калориферы. В большинстве случаев они состоят из двух распределительных коробок со штуцерами для входа и выхода теплоносителя, соединенных между собой пучком оребренных трубок. С двух сторон трубки закрыты металлическими листами. Теплоноситель, переходя по трубкам из одной распределительной коробки в другую, отдает часть своего тепла их стенкам. Трубки в свою очередь отдают тепло воздуху, омывающему их снаружи.

Для увеличения поверхности контакта воздуха с нагретыми трубками на них насаживают металлические пластинки (пластинчатые калориферы) или навивают металлическую ленту (спирально-навивные калориферы).

В многоходовых калориферах обе коробки внутри разделены глухими перегородками, благодаря чему вода последовательно переходит по части трубок из одной коробки в другую.

Рис. 4. Калориферы

Рис. 5. Электрокалорифер: 1 — шлаковата,

В электрокалориферах в -потоке воздуха устанавливают нагревательные элементы, нагревающиеся при прохождении через них тока.

Калориферы одного и того же типа выпускаются нескольких номеров, отличающихся друг от друга габаритными размерами и, следовательно, поверхностью нагрева.

По глубине калориферы делятся на малую, среднюю и большую модели. Подбор калориферов производится по расчету в зависимости от температуры и вида теплоносителя, начальной и конечной температуры воздуха и его количества.

Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 1101; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 5 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!