Максимальная тепловая мощность тепловой завесы — как рассчитать

Расчет тепловой мощности тепловых завес

Тепловая мощность тепловой завесы определяется на основе ее производительности (объема воздушного потока), разницы температур воздуха на входе и выходе устройства, а также теплофизических характеристик воздуха. Формула для расчета тепловой мощности выглядит следующим образом:

P = V ΔT Cp * ρ,

где:

P — тепловая мощность (Вт), V — объем воздушного потока (м³/с), ΔT — разница температур между воздухом на входе и выходе из устройства (°C), Cp — удельная теплоемкость воздуха (Дж/(кг·°C)), ρ — плотность воздуха (кг/м³).

Для тепловых завес с электрическим нагревательным элементом и водяным теплоносителем тепловая мощность определяется по указанной формуле, однако для устройств с водяным теплоносителем необходимо учитывать параметры водяного теплоносителя, указанные в технической документации.

Исходные данные для расчета

Постоянные значения удельной теплоемкости воздуха (Cp) и плотности воздуха (ρ) составляют:

Cp ≈ 1005 Дж/(кг·°C), ρ ≈ 1,2 кг/м³.

Для расчета тепловой мощности тепловых завес Ballu BHC-CE-3T (с электрическим нагревательным элементом) и Ballu BHC-B15W15-PS (с водяным теплоносителем) были использованы следующие данные:

& Параметр & Ballu BHC-CE-3T & Ballu BHC-B15W15-PS & & ---------------------------- & ---------------------------------- & ------------------------------------- & & Тепловая мощность, кВт & не указана & 13,87 & & Полная номинальная потребляемая мощность, кВт & 3,0 & 0,11 (расчетное) & & Мощность электродвигателя, кВт & 0,04 & 0,15 & & Напряжение питания, В~Гц & 220~50 & 220~50 & & Номинальный ток, А & 14,0 & 0,5 & & Производительность по воздуху, м³/с & 0,08333 & 0,444444 & & Увеличение температуры воздуха на выходе в максимальном режиме нагрева, °C & 30 & 24,5 &

Для тепловой завесы Ballu BHC-CE-3T производитель не указал максимальную тепловую мощность, но указал полную номинальную потребляемую мощность в 3,0 кВт.

Расчет тепловой мощности

1. Переводим производительность из м³/ч в м³/с для обеих моделей:

   для Ballu BHC-CE-3T: V = 300 м³/ч : 3600 = 0,08333 м³/с; для Ballu BHC-B15W15-PS: V = 1600 м³/ч : 3600 = 0,444444 м³/с.

2. Подставляем известные значения в формулу для расчета тепловой мощности:

   для Ballu BHC-CE-3T: P = 0,08333 м³/с 30 °C 1005 Дж/(кг·°C) * 1,2 = 3014,9 Вт; для Ballu BHC-B15W15-PS: P = 0,444444 м³/с 24,5 °C 1005 Дж/(кг·°C) * 1,2 = 13132 Вт.

Результаты расчета

• Для тепловой завесы Ballu BHC-CE-3T: рассчитанная тепловая мощность составляет 3014,9 Вт, что практически совпадает с полной номинальной потребляемой мощностью в 3,0 кВт. Это свидетельствует о том, что вся потребленная электрическая энергия преобразуется в тепловую.

• Для тепловой завесы Ballu BHC-B15W15-PS: рассчитанная тепловая мощность составляет 13132 Вт, что на 5,3% ниже заявленной производителем мощности в 13,87 кВт.

Выводы

1. Для тепловых завес с электрическим нагревательным элементом:

   • Если производитель указал номинальную потребляемую мощность устройства, то эта мощность приравнивается к тепловой мощности.

   • Если производитель не указал ни номинальную потребляемую мощность, ни тепловую мощность, но указал номинальный ток, то тепловая мощность может быть рассчитана путем умножения номинального тока на напряжение питания.

2. Для тепловых завес с водяным теплоносителем:

   • Тепловая мощность определяется по вышеуказанной формуле.

   • Величину тепловой мощности не следует отождествлять с номинальной потребляемой электрической мощностью устройства.

   • Параметры водяного теплоносителя указываются в технической документации устройства.

3. Определение степени нагрева воздушной струи: Для определения степени нагрева воздушной струи можно использовать формулу:

   ΔT = P / (V Cp ρ).

   Этот показатель важен для подбора тепловой завесы с оптимальной тепловой мощностью.

4. Методика подбора тепловой завесы по необходимой мощности: При выборе тепловой завесы рекомендуется учитывать упрощенную методику расчета, согласно которой на каждый метр ширины проема при высоте до 2,5 метров требуется примерно 1,5–2 кВт мощности.

Для примера, тепловая завеса с электрическим нагревательным элементом шириной 0,77 м и двумя ступенями мощности (1500 Вт и 3000 Вт) соответствует расчетным показателям (1,16–1,54 кВт) и имеет резервную мощность для пиковых ситуаций.