Расчет мощности инфракрасных обогревателей

Для выбора инфракрасных обогревателей следует рассчитать требуемую установленную мощность, необходимую для поддержания требуемой температуры в помещении с учетом внешней температуры, DOT.

Потери тепла определяются двумя факторами:

- теплопередача через элементы конструкции здания;

- утечки тепла через элементы конструкции здания.

Теплопередачи в системе инфракрасных обогревателей

Потери на теплопередачу, Вт, вычисляют по формуле: P=(DIT – DOT)*U*A,

Где DIT – потребляемая температура в помещении; DOT – минимальная возможная температура вне помещения; значение DOT зависит от климатических условий; U – суммарный коэффициент теплопередачи для энного помещения здания, Вт/м²*ºС; A – общая площадь, м², данного помещения.

Теплопотери P необходимо вычислить для каждого помещения в отдельности, их сумма составляет общие теплопотери для здания.

Вентиляция в системе инфракрасных обогревателей

Мощность P, необходимая для нагрева поступающего через вентиляционную систему воздуха от температуры DOT до температуры DIT, вычисляется следующим образом:

P=(DIT – DOT)*0,35*L*(1-n), где L – расход воздуха, м²/ч; n – КПД теплообменника (от 0 до 1).

Пример расчета мощности инфракрасных обогревателей

Рассчитаем мощность обогревателей инфракрасных для недавно построенной механической мастерской при DOT=20ºС. Температура внутри помещения DIT должна быть 18ºС. Мастерская имеет площадь 30х20 м и высоту потолка 5 м. Окна имеют площадь 80 м² и двойное остекление. В мастерской есть дверь размером 3х3 м. Стены выполнены из строительных панелей и имеют теплоизоляцию толщиной 15 см. Потолок выполнен из панелей с теплоизоляцией толщиной 25 см. Результаты расчета мощности инфракрасных обогревателей сведены в таблице ниже.

Элементы конструкции

Площадь, м²

U

dT

A*U*dT, Вт

Стены

Окна

Крыша

Дверь

Всего (приближенно)

420

80

600

9

0,3

2,4

0,2

1

38

38

38

38

4788

7296

4560

342

17000

 

Утечки тепла в системе инфракрасных обогревателей

Вследствие утечек тепла из здания, в том числе через используемые окна и двери, происходит неконтролируемый теплообмен с внешней средой, так называемая «непреднамеренная вентиляция», или инфильтрация. Количество этого воздуха зависит от места расположения здания, его конструкции и режима эксплуатации, а также от розы ветров. В общем случае можно считать, что количество инфильтрационного воздуха составляет от 0,2 до 0,5 объема помещения в 1 ч. В нашем примере объем мастерской составляет 3000 м³. Принимаем коэффициент инфильтрации 0,3. Тогда объем инфильтрационного воздуха составляет 3000*0,3=900 м³/ч. Потребная мощность обогревателей инфракрасных для нагрева этого объема воздуха вычисляется так же, как и для нагрева вентиляционного воздуха: P=38*900*0,35=12 кВт.

Установленная мощность обогревателей инфракрасных

Суммарные теплопотери на теплопередачу и инфильтрацию составляют 17+12=29 кВт. Если необходимо снижать температуру в помещении в ночное время, нужно иметь запас по мощности для сокращения времени нагрева воздуха инфракрасными обогревателями в особо холодные дни. Исходя из этого, следует прибавить к вычисленной суммарной мощности 20%. Таким образом, суммарная мощность обогревателей инфракрасных равна 35 кВт.

Верным решением в данном случае считается установка на потолке 20 инфракрасных обогревателей мощностью 1,7 кВт каждый.