Как рассчитать конструкцию
Наружный холодный воздух попадает внутрь здания из-за разных величин давления внутри здания и снаружи. Объём воздуха, подаваемый завесой, должен полностью исключить проникновение холодного воздуха внутрь. Для правильности расчётов необходимо знать следующее: размер ворот, количество наружного воздуха, которое попадает внутрь сквозь проём без завесы, температуры внутри и снаружи помещения.
Габаритный чертеж теплового агрегата
Существует несколько формул для подобного расчёта. Приведём те из них, которые, по мнению специалистов, являются самыми точными:
- Формулой VHB=L можно узнать расход воздуха, который поступает внутрь помещения (L), если умножить скорость воздушной массы (V), высоту (H) и ширину (B) ворот.
- Следующей формулой производится расчёт расхода воздуха, необходимого для полного блокирования и недопущения прохода холодных воздушных масс через ворота или проём: L/J(B/b+1)=Z.
- L-расход воздуха, который поступает внутрь помещения.
- J-коэффициент (0,45) дальнобойности воздуха завесы.
- B-ширина ворот.
- b-ширина щели для поступления воздуха к завесе.
Управление завесой
Управлять тепловой завесой можно с помощью пульта, который может быть выносной или встроенный.
На указанном оборудовании должно быть не меньше двух выключателей, которые позволяют включать обогреватель и вентилятор. Более дорогие модели имеют возможность ступенчатого регулирования мощности обогревателя и скорости вращения вентилятора.
Данное оборудование может управляться при помощи выносного или встроенного пульта управления. Обычно небольшие завесы имеют встроенные пульты управления, а промышленные завесы управляются дистанционно, так как достать до их кнопок будет тяжело.
Некоторые модели дополнительно комплектуются термостатом, что позволяет при достижении заданной в помещении температуры отключать нагревательные элементы или полностью данное оборудование.
В промышленных моделях часто используют концевые выключатели, что позволяет включать тепловую защиту только при открывании двери. Таким образом экономится электроэнергия. Для обычных дверей этот способ экономии не применяется, так как для выхода на рабочие параметры необходимо 5-10 секунд, а за это время двери уже закроются.
Для защиты от перегрева практически все модели имеют несколько степеней защиты: без включения вентилятора нагревательный элемент не подключается, при достижении температуры ТЭНа 80-110°С питание отключается.
Вертикальная защита, в отличие от горизонтальной, устанавливается сбоку в дверном проеме. Она ничем не отличается от горизонтальной, а ее высота должна быть не меньше 3/4 высоты проема.
Способы повышения эффективности при использовании воздушных тепловых завес
Прежде всего, тепловая завеса должна быть подобрана таким образом, что бы её технические параметры максимально соответствовали условиям, в которых она будет эксплуатироваться (высота или ширина дверного проема, производительность по воздуху и направление его струи, тепловая мощность, в случае подогрева воздуха и т.д.).
Правильная оценка путей поступления воздуха вовнутрь помещения дает возможность увидеть пути повышения эффективности при работе воздушно-тепловых завес. Этот процесс должен быть согласован между производителем (проектировщиком, монтажником) тепловых завес и потребителем. Ведь в некоторых случаях для наиболее корректной работы устройства требуется внесение изменений в уже существующие строительные конструкции.
Итак, во-первых, должна быть предусмотрена регулировка тепловой завесы:
- температура исходящего из завесы, воздушного потока должна меняться в зависимости от температуры в дверном проеме;
- угол направленности воздушного потока должен меняться, чтобы была возможность подстроить его под конкретный объект (высоту дверей, ворот).
Если применяются нерегулируемые тепловые завесы, то при их подборе необходимо отдать предпочтение следующим их типам (в порядке снижения их эффективности):
- тепловым завесам с вертикальной подачей (нижним);
- боковым, расположенным по обеим сторонам проема;
- верхним завесам (над проемом);
- односторонним, боковым.
Угол направленности струи воздуха, поступающего из завесы регулируется в каждом конкретном случае отдельно, в зависимости от поступления воздуха с улицы.
В случаях если объект оборудован воротами с раздвижными створками, желательна установка боковых двусторонних или односторонних завес (для использования эффекта настилающейся струи). Размещение тепловой завесы над проемом в таком случае не так эффективно, т. к. во время процесса открытия ворот какое-то время завеса работает «вхолостую».
Тепловая завеса не должна работать при закрытых воротах. В этом случае создается вероятность нагрева самих ворот и теплопотерь через них.
Желательно предусмотреть наличие стационарных или сочленённых тамбуров. Потери энергии в таком случае значительно уменьшаются.
Если высота ворот равна высоте потолка, то желательна установка гибких потолочных экранов. Предпочтителен потолок с «карманами». Для возможности циркуляции теплого воздуха и его возвращения в рабочую зону.
Особого внимания заслуживают двухструйные (комбинированные) воздушные тепловые завесы, имеющие хорошие шиберующие свойства и малые потери энергии, причиненные выходом нагретого воздуха из помещения (рис. 3). Такая завеса представляет собой конструкцию, имеющую два вертикально установленных раздаточных короба с силовыми блоками (или одним силовым блоком на два короба), подающих теплый воздух. Два короба расположенные ближе к проему обеспечивают подачу не подогретого воздуха. Эффективность тепловых завес повышается при их монтаже в тамбуре со специальной конфигурацией стен, обеспечивая, таким образом, встречные потоки, которые препятствуют проникновению воздуха извне.
Рис. 3. Рабочая схема двухструйной тепловой завесы с тамбуром:1 — силовой блок (нагреватель и вентилятор); 2 — короб, подающий нагретый воздух; 3 -короб, подающий холодный воздух; 4 — тамбур
При подготовке статьи использованы материалы книг: В. Караджи, Ю. Московко «Вентиляционное оборудование. Технические рекомендации для проектировщиков и монтажников», В. Ананьев, Л. Балуева, А. Гальперин и др. «Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика».
Больше важных статей и новостей в Telegram-канале
AW-Therm . Подписывайтесь!
Воздушное отопление служит для поддержания комфортной температуры внутри жилых, общественных или промышленных зданий в холода. Принцип работы состоит в следующем: в систему вентилирования вставляется нагревательный элемент, который нагревает проходящий воздух. Выделяют три основных вида систем обогрева помещений:
- инфракрасные;
- конвенционные;
- воздушные.
К последнему типу относятся тепловые завесы.
Главный элемент конструкции этого теплового оборудования – воздуховод, обеспечивающий равномерное течение потоков. Направляющие пластины, закрепленные на воздуховоде, могут изменять направление струи под углом к плоскости проема. Тепловая завеса имеет и другие обязательные элементы:
- нагревательный элемент;
- вентилятор или система вентиляторов;
- воздушные фильтры.
Подбор тепловой завесы по параметрам
- Длина Длина устройств обычно составляет 600-2000 мм, наиболее популярны 800-1000 м, поскольку эти значения подходят к стандартным дверным проемам. Длина завесы должны соответствовать проему по ширине, либо немного перекрывать его.
- Мощность Расчет выполняется из условий, что для обогрева 10 кв.м площади с потолками до 3 м понадобится 1 кВт мощности. Помещение при этом должно иметь хорошую теплоизоляцию.
- Управление Устройство может быть оборудовано встроенным или выносным пультом управления, иметь 2-скоростные вентиляторы и 2- или 3-ступенчатые регуляторы нагрева. Пульт управления обычно содержит два переключателя, отвечающих за запуск устройства и включение нагревательных элементов. К аппарату возможно дополнительное подключение термостата.
- Тип установки Аппараты выпускаются для установки в горизонтальном или вертикальном виде. Чаще всего применяются горизонтальные завесы, которые монтируются над дверным проемом, обеспечивая вертикальный поток воздуха. Если же такое размещение невозможно по каким-то причинам, то сбоку от проема устанавливаются вертикальные устройства, при этом воздушный поток движется по горизонтали.
Пример расчета производительности тепловой завесы
Тепловая мощность завесы рассчитывается по формуле VxTxK
, где:
- V — объем помещения (ШхДхВ, например: 4х12х3=144 куб.м);
- Т — разница между наружной и желаемой внутренней температурами воздуха (например, наружная: -5 ˚С, желаемая внутренняя: +18 ˚С, разница=23 ˚С);
- К — коэффициент рассеяния, зависит от степени теплоизоляции помещения, имеет следующие значения (меньшее значение — упрощенная теплоизоляция, большее значение — улучшенная): 3,0-4,0;
- 2,0-2,9;
- 1,0-1,9;
- 0,6-0,9.
Пример расчета
VxTxK=144x23x4=13248 ккал/ч.
Для перевода в кВт полученное значение делим на 860 (1 кВт = 860 ккал/ч).
Таким образом становится известно, что для обогрева помещения объемом 144 куб.м необходима тепловая завеса мощностью 15 кВт.
Размеры
Воздушная завеса должна быть таких размеров, чтобы полностью перекрывала проем, иначе ее работа окажется неэффективной. Также не допускается установка впритык к стене, поскольку для нормальной работы оборудованию требуется пространство для забора воздуха.
Эффективная длина струи
Этот параметр производители оборудования указывают в метрах. Отдельно акцентируется, что этот параметр должен соответствовать высоте проема. Но эффективная длина струи указывается с учетом минимальной разницы температур и отсутствия сквозняков, так что рекомендуется рассчитывать ее как высоту проема с запасом до 30%.
Расчет производительности по воздуху
Расчет скорости теплового потока: А — воздушный поток через открытый проем в холодное время года. В — воздушный поток, создаваемый ветром с улицы. С — суммарный воздушный поток через открытый проем с учетом ветра с улицы.
Для того чтобы правильно произвести расчет скорости теплового потока, лучше всего пригласить специалиста. Производительность по воздуху является главным параметром. От этого показателя зависит скорость потока и высота установки завесы.
Например, для того чтобы эффективно защитить дверной проем шириной 0,8-1 м, высота которого – 2-2,5 м, необходимо установить завесу, производительность которой по воздуху составляет 900-1200 куб.м/ч. На выходе завесы скорость воздуха будет от 8 до 10 м/с, а возле пола – 2,5-3,5 м/с.
Подбор оборудования с необходимой скоростью воздушного потока базируется на таких данных:
- для каждой модели есть рекомендуемая высота установки, но в конкретных случаях обязательно надо учитывать силу ветра и сквозняков, делать соответствующие поправки. Это особенно актуально в помещениях, которые имеют большую площадь и несколько входов и выходов;
- скорость потока воздуха из отверстия завесы прямо зависит от диаметра ротора и скорости его вращения. Длина ротора больше 800 мм не используется, так как это сложно решить технологически. Если завеса имеет большие размеры, то двигатель устанавливают посередине, а роторы – по бокам. Таким образом уменьшается себестоимость оборудования, но появляется провал воздушного потока по центру.
- производители указывают распределение скоростей потока воздуха на разном расстоянии от установленного оборудования. Не рекомендуют устанавливать завесу, вырабатывающую слишком большой поток воздуха, так как это приведет к большим потерям теплого воздуха;
- расчет показывает: для того чтобы нормально работало данное оборудование, скорость выходящего потока на уровне пола должна быть больше 2.5 м/сек.
Диаграмма распределения скоростей воздушного потока.
Пример расчета:
Проводим расчет воздуха, что поступает через дверной проем, м3/c,
Lпр = vHВ,
v – скорость воздуха, м/с;
Н и B – высота и ширина дверного проема, м.
Рассчитываем количество воздуха, м3/c, которое необходимо для защиты от попадания холодного воздуха в помещение,
Lзав=Lпр/j(B/b+1)
j – коэффициент воздушного потока = 0,45;
b – ширина канала, через который поступает воздух, м.
Расчет тепловой мощности нагревательного элемента, ккал/ч,
Qзав = 0,24Lзав (tз – tнач),
tнач – температура воздуха во время его забора, °С
tз – температура потока теплого воздуха, °С;
Важные характеристики всех видов завес
Мощность.
Расчёт мощностных показателей при выборе тепловых завес рассчитывают по следующему алгоритму: при высоте потолков в пределах от 280 до 300см на 10м2 помещения должен приходиться 1кВт мощности. Это упрощённая методика, но для более точного расчёта климатического оборудования необходимо воспользоваться помощью квалифицированных специалистов из компаний, которые занимаются продажей/установкой тепловых завес.
- Бытовые завесы могут устанавливаться не только на проемах жилых объектов. Их используют для монтажа над кассовыми окнами в киосках и других МАФах. Такое оборудование снижает вероятность возникновения сквозняка и выполняют функции дополнительного отопительного оборудования для небольших помещений.
- Средние завесы предназначены для проемов с высотой от 250 до 300см. Они обеспечивают снижение теплопотерь при частом открывании входных дверей и предотвращают появление сквозняков в больших помещениях.
- Большие и сверхмощные устройства предназначены для промышленных объектов с высотой проемов более 700 см. Их устанавливают на проемы складских ворот или ангаров, на входных группах супермаркетов и ТРЦ.
Режим работы.
- оборудование постоянного действия;
- системы переменного действия.
- Горизонтальные завесы воздушные устанавливают над проемами окон или дверей. В этом случае климатическое оборудование монтируется на всю ширину проема, для того, чтобы предотвратить поступление наружного воздуха по краям. Этот вид тепловых завес является наиболее популярным, но в случаях года отсутствует конструкционная возможность такого монтажа или для больших проемов используют вертикальные устройства с боковым размещением. Технология монтажа этих видов завес имеет незначительные различия.
- Вертикальные устройства устанавливают по бокам проемов так, чтобы обеспечить горизонтальную направленность продуцируемого воздушного потока. Для повышения эффективности работы климатического оборудования вертикальные тепловые завесы устанавливают с двух сторон от проема. В каталогах производителей представлены универсальные завесы, которые могут крепиться в вертикальном и горизонтальном положении.
