9394
.pdfВ.П. Болдин, В.Ю. Кузин, В.В. Сухов
КАЛОРИФЕРНЫЕ УСТАНОВКИ
Учебное пособие
Нижний Новгород
2022
0
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
В.П. Болдин, В.Ю. Кузин, В.В. Сухов
Калориферные установки
Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия
Нижний Новгород ННГАСУ
2022
1
ББК 31.368 Б79
УДК 697.921.452: 697.978
Печатается в авторской редакции
Рецензенты:
Д.Г. Титков – канд. техн. наук, доцент кафедры теплогазоснабжения и вентиля- ции ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строи- тельный университет»
Е.Г. Ионычев – канд. техн. наук, директор по строительству ООО «Аспирация»
Болдин В.П. Калориферные установки [Текст]: учеб. пособие / В.П. Болдин, В.Ю. Ку- зин, В.В. Сухов; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун-т. – Н. Новгород: ННГАСУ, 2022. – 45 с. ISBN 978-5-528-00494-5
Изложена классификация калориферов, рассмотрены особенности их конструкции, а также установка по отношению к проходящему через них воздуху и обвязка трубопровода- ми. Представлены особенности конструирования водяных, паровых и электрических кало- риферов. Приведён практикум по их тепловому расчёту.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям подготовки бакалаври- ата 08.03.01 Строительство, профиль «Теплогазоснабжение и вентиляция» и 13.03.01 Тепло- энергетика и теплотехника, профиль «Промышленная теплоэнергетика», а также магистра- туры 08.04.01 Строительство, профили «Теплогазоснабжение и вентиляция», «Энергосбере- жение и повышение энергетической эффективности зданий» и 13.04.01 Теплоэнергетика и теплотехника, профиль «Тепломассообменные процессы и установки».
ББК 31.368
ISBN 978-5-528-00494-5 |
© В.П. Болдин, В.Ю. Кузин, В.В. Сухов, 2022 |
|
© ННГАСУ, 2022 |
2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ |
4 |
1.Классификация калориферов………………………………......... 4
2.Конструктивное исполнение калориферов……………………... 5
3.Установка калориферов………………………………………...... 16
4.Применение калориферов………………………………………… 18
5.Защита калориферов от замерзания……………………………… 19
6.Тепловой расчет калориферов…………………………………… 21
6.1.Расчет водяных и паровых калориферов……………………… 21
6.2.Расчет электрокалориферов…………………………………… 25
7.Практикум…………………………………………………………. 28
7.1.Тепловой расчет для подбора водяного калорифера КФБ…… 28
7.2.Тепловой расчет для подбора парового калорифера КВБ…... 30
8.Современные аналоги калориферов типа КСк, КВБ и КВС…… 32
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………… 35
ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………….... 36
3
ВВЕДЕНИЕ
Тепломассообменное оборудование применяют на предприятиях в энер-
гетических, коммунально-бытовых и технологических установках. Теплоис-
пользующие аппараты, относящиеся к тепломассообменному оборудованию,
имеют весьма многообразное назначение. Калорифер как теплообменный аппа-
рат является одним из распространенных и важных элементов в системах отоп-
ления, установках вентиляции и кондиционирования воздуха и в сушильных установках. Поэтому расчет, проектирование, конструирование и эксплуатация калориферных установок должны производиться с учетом сложности происхо-
дящих в них процессов, а также значительного влияния параметров процесса теплообмена на их энергоэффективные показатели. Из трех задач, связанных с расчетом и проектированием калориферных установок, различают:
–выбор нужного калорифера из серии типовых по каталогам;
–конструирование нового калорифера, не связанного с каталогами;
–поверочный расчет калорифера в связи с изменением технологического процесса.
В данном учебном пособии для выполнения курсовых и расчетно-
графических работ предлагается рассчитать и принять к установке один из двух типов калориферов.
1. Классификация калориферов
Калориферы – приборы, применяемые для нагревания воздуха в приточ-
ных системах вентиляции, системах кондиционирования воздуха, воздушного отопления и в сушильных установках.
По виду теплоносителя калориферы могут быть огневыми, водяными, па-
ровыми и электрическими.
Водяные и паровые калориферы подразделяют на гладкотрубные и реб-
ристые, последние подразделяют на пластинчатые и спирально-навивные.
Различают одноходовые и многоходовые калориферы. В одноходовых теплоноситель движется по трубкам в одном направлении, а в многоходовых
4
несколько раз меняет направление движения вследствие наличия в коллектор-
ных крышках перегородок (рис. 1.1.).
Рис. 1.1. Схема движения теплоносителя в калориферах: а – одноходовых; δ – многоходовых
Калориферы выполняют двух моделей: средней (С) и большой (Б)
(рис.1.2.).
Рис. 1.2. Модели калориферов: а – большая (Б); б – средняя (С)
2.Конструктивное исполнение калориферов
Внастоящее время на заводах изготавливают калориферы различных ма-
рок, размеров и теплопроизводительности: одноходовые – КФС, КФБ, КЗПП,
К4ПП, СТД, многоходовые – КМС, КМБ, КЗВП, К4ВП, КВС
Гладкотрубные калориферы (рис 2.1.) выполнены из стальных трубок диаметром от 20 до 32 мм. Трубки калорифера могут быть расположены в ко-
5
ридорном или в шахматном порядке. Концы их вварены в трубные доски 2, к
которым присоединены распределительная 3 и сборная 4 коробки. Теплоноси-
тель – вода или пар, поступает через штуцер 5 в распределительную коробку, а
затем, проходя по трубкам, нагревает их и через штуцер 6 удаляется из сборной коробки 4 в виде охлажденной воды или конденсата.
Рис. 2.1. Гладкотрубный калорифер
Холодный воздух подогревается, проходя в просветах между трубками.
Ширина просветов составляет около 0,5 мм. Гладкотрубные калориферы при-
меняют при малых количествах подогреваемого воздуха и малой степени его
нагрева.
Пластинчатые калориферы (рис. 2.2.) состоят из трубок 1, на которые насажены пластинки 2 прямоугольной или круглой формы. Прямоугольные пластинки насажены на группу трубок. Теплоноситель поступает в калорифер через штуцер 3 в распределительную коробку 4, а затем, отдав теплоту нагрева-
емому воздуху, который проходит с большой скоростью через узкие каналы,
удаляется через штуцер 5 из сборной коробки 6. Для лучшего контакта между пластинками и трубками наружная поверхность нагрева калориферов оцинко-
вывается.
6
Пластинчатые калориферы имеют в настоящее время наибольшее распро-
странение благодаря компактности, удобству монтажа и обслуживания. Пла-
стинчатые калориферы бывают двух моделей – большой и средней, имеющих по направлению движения воздуха соответственно четыре и три ряда трубок.
Применяют калориферы следующих марок: одноходовые – КФС, КФБ, КВБ,
КЗПП, К4ПП и СТД3009В, многоходовые – КМС, КМБ, КЗВП, К4ВП, КВС,
КВБ и СТДЗОЮГ.
Рис. 2.2. Калорифер стальной пластинчатый Калориферы КФС и КФБ (КФС – средняя модель, КФБ – большая мо-
дель) имеют соответственно три и четыре ряда трубок, расположенных в кори-
дорном порядке Стальные пластинки толщиной 0,5 мм прямоугольной формы размером 117x136 мм (КФС) и 117x175 мм (КФБ) насажены соответственно на
7
шесть и восемь трубок по всей их длине. Расстояние между пластинками в све-
ту («живое сечение») 5 мм. Калориферы могут применяться при теплоносите-
лях паре и воде. Штуцер для входа теплоносителя расположен наверху, а шту-
цер для выхода теплоносителя - внизу (по диагонали). Эти калориферы выпус-
каются десяти номеров - со второго по одиннадцатый - для работы при давле-
нии теплоносителя до 0,8 МПа (8 кгс/см2).
На рис. 2.3. показан одноходовой калорифер КВБ, отличие которого от калорифера КФС состоит в зигзагообразном вместо коридорного расположении трубок.
Рис. 2.3. Калорифер КВБ:
1 – трубка для прохода теплоносителя, 2 – трубная решетка, 3 – коллекторная крышка, 4 – присоединительный штуцер, 5 – пластинки оребрения по всей длине трубок, 6 – боковой щиток
8
Смещение осей трубок в поперечном направлении равно половине их наружного диаметра. Такое расположение трубок способствует турбулизации воздушного потока и увеличению коэффициента теплопередачи калориферов.
Увеличение шага трубок в глубину снижает аэродинамическое сопротивление.
Калорифер КВБ по температурному режиму работы соответствует боль-
шой модели. При обогреве водой повышению теплоотдачи калориферов КВБ способствует их относительно небольшое живое сечение по теплоносителю.
Калориферы КМС и КМБ (КМС – средняя модель, КМБ, рис. 2.4. – боль-
шая модель) отличаются друг от друга габаритными размерами и площадью поверхности нагрева.
Калориферы КЗПП и К4ПП (КЗПП – средняя модель, К4ПП – большая модель) по конструкции аналогичны калориферам КФС и КФБ. Цифра в обо-
значении марок указывает число рядов трубок по ходу движения воздуха, по-
следняя буква П – что калорифер пластинчатый, буква П в середине – что кало-
рифер в паровом исполнении.
Рис. 2.4. Калорифер КМБ
9