Расчет мощности инфракрасных обогревателей

15.03.2018

Расчёт мощности ИК-обогревателя необходим, чтобы правильно выбрать этот прибор. Нужно, чтобы его мощности было достаточно для того, чтобы поддерживать внутри помещения необходимую температуру.

Тепловые потери зависят от двух факторов:

  • передача тепла по конструктивным элементам зданий;
  • утечка тепла по конструктивным элементам зданий.

Передача тепла в системе инфракрасных обогревателей

Потери тепловой передачи в Вт вычисляются по следующей формуле: P = (DIT – DOT)*U*A, где DIT - это потребляемая температура внутри помещения, DOT - самая низкая возможная температура во внешней среде (её значение определяется климатическими условиями), U - коэффициент суммарной передачи тепла для определённого помещения (коэффициент мощности инфракрасных обогревателей), Вт/м²*ºС; A - суммарная площадь этого помещения в кв. м.

Тепловые потери P нужно вычислять отдельно для каждого из помещений, а их сумма составит общее значение тепловых потерь для определённого здания.

Вентиляция в ИК

Мощность P, которая нужна для нагревания воздуха, который поступает по вентиляционной системе, от значения DOT до значения DIT, вычисляют по формуле:

P = (DIT – DOT)*0,35*L*(1-n), где L - это расход воздуха в м²/ч, а n - КПД теплообменника (может составлять 0-1).

Мощность инфракрасного обогревателя: пример расчёта

Приведём пример расчёта мощности инфракрасного обогревателя для механической мастерской, когда DOT = 20. В помещении температура должна составлять 18. Площадь мастерской - 30 на 20 м, высота её потолка - 5 м. Она имеет окна площадью 80 кв. м, а также двойное остекление. Дверь мастерской имеет размеры 3 на 3 м. Материалом стен являются строительные панели, они оснащены теплоизоляцией, толщина которой составляет 15 см. Материалом потолка являются панели, теплоизоляция которых имеет толщину 25 см. Результаты расчёта необходимой мощности обогревателей приведены в расположенной ниже таблице.

Элемент конструкции

Площадь в м²

U

dT

A*U*dT, Вт

Стены

Окна

Крыша

Дверь

Всего (приближённо)

420

80

600

9

0,3

2,4

0,2

1

38

38

38

38

4788

7296

4560

342

17000

Тепловые утечки в системе инфракрасных обогревателей

В результате тепловых утечек из здания, включая утечки через двери и окна, осуществляется неконтролируемый тепловой обмен с наружной средой - «непреднамеренная вентиляция», инфильтрация. Объём инфильтрационного воздуха колеблется в диапазоне 0,2-0,5 от объёма всего помещения за 1 час. Объём мастерской в вышеприведённом примере составляет 3000 куб. м. Если принять коэффициент инфильтрации 0,3, то суммарный объём инфильтрационного воздуха составит 3000*0,3 = 900 куб. м в час. Потребляемая мощность инфракрасных обогревателей, которая нужна для нагревания данного объёма воздуха, определяется аналогично мощности, необходимой для нагревания вентиляционного воздуха: P = 38*900*0,35 = 12 кВт. Рассчитать мощность инфракрасного обогревателя можно, поделив результат на предполагаемое количество обогревателей, которые следует установить.

Установленная мощность системы инфракрасных обогревателей

Суммарная тепловая потеря на тепловую передачу и на инфильтрацию - 17+12 = 29 кВт. В случае, когда нужно снизить температуру внутри помещения ночью, необходим запас мощности, позволяющий сократить время, необходимое для нагревания воздуха, которое осуществляется инфракрасными обогревателями, в самые холодные дни. С учётом этого необходимо прибавить 20% к полученной в результате вычислений суммарной мощности. Окончательное значение в таком случае составит 35 кВт.