BATERII PENTRU INCALZIREA AERULUI

BATERII PENTRU INCALZIREA AERULUI

Bateriile pentru incalzirea aerului sunt schimbatoare de caldura apa-aer sau aer-aer, care intra in componenta agregatelor de ventilare si climatizare precum si a aerotermelor. Dupa agentul primar, purtator de caldura se clasifica in baterii de incalzire cu abur, apa calda sau fierbinte, baterii electrice si baterii de incalzire functionand cu gaze arse. Cele mai utilizate sunt bateriile de incalzire functionand cu abur, apa calda sau fierbinte.

Pentru aceste baterii, elementul incalzitor, poate fi teava cu aripioare (circulare, patrate, hexagonale, etc), teava cu banda spiralata sau tevile din cupru cu lamele de aluminiu, fig. 7.

Teava cu aripioare Teava cu banda Tevi din cupru si aripioare

spiralata din aluminiu

Fig. 7

Racordarea bateriilor de incalzire la instalatie atat pe partea de agent primar cat si pe partea de aer in serie sau paralel prin flanse sau mufe la instalatia de incalzire (agent primar) si flanse de otel cornier pe partea de aer.

Trecerea debitului de aer prin baterie se poate face integral sau partial (sistem by-pass), fig. 8. Bateriile trebuiesc echipate cu toate armaturile corespunzatoare necesare: robinete de inchidere, de golire, de aerisire, etc.

bay-pass

Fig. 8

1 Schimbul de caldura in baterii

Bateriile de incalzire, functionand cu apa calda, fierbinte sau abur sunt schimbatoare de caldura prin suprafata, cu curent incrucisat, schimbul de caldura avand loc dupa legea:

Q_BI=kSDt_m    (W) (1)

in care:     k- coeficientul global de transfer termic, W/m²K;

S- suprafata de schimb de caldura a bateriei, m²;

Dt_m- diferenta medie logaritmica de temperatura pentru

schimbatoare cu curent incrucisat, ⁰C.

Pentru baterii de incalzire cu tevi orizontale din cupru si lamele din aluminiu, firma producatoare- IAA Alexandria, propune un calcul de dimensionare si alegere a acestor bateriim, fig. 9.

Caldura cedata de baterie si purtata de aer:

Q_BI=L(t₂-t₁) (kW)

L- debitul de aer in kg/s;

t₁- temperatura aerului la intrarea in baterie;

t₂- temperatura aerului la iesirea din baterie.

Debitul de agent termic:

(kg/s) Fig. 9

- caldura specifica a apei 4,186 kJ/kg ⁰C;

T₁/T₂- temperatura de ducere respectiv de intoarcere a agentului primar.

Suprafata necesara de trecere a aerului prin baterie:

(m²)

Vr- viteza maxima a aerului de trecere prin baterie Vr_optim 5,5 kg/m2s.

In functie de aceasta suprafata se alege preliminar tipul de baterie cu suprafata reala, Fr apropiata de suprafata calculata dupa care se recalculeaza

Vr_r=L/Fr

Se determina numarul de circuite (numarul de circuite in care apa merge in paralel) pentru o viteza a apei in tevi cuprinsa intre 0,5 1,5 m/s.

in care: G- debitul de agent termic kg/s;

r_m- densitatea medie a agentului termic (965 kg/m³ pentru apa calda 95/75);

w- viteza de circulatie a agentului termic;

d_i- diametrul interior al tevii (d_i=15 mm).

Pentru bateria aleasa se alege un anumit numar de circuite , n, apropiat de cel calculat dupa care se determina viteza reala, w_r, de circulatie a agentului termic.

In functie de Vr_r si w_r din nomograme de tipul indicat in fig. 10 ridicate de producator se determina k- coeficientul global de schimb de caldura.

Determinarea diferentei medii logaritmice

de temperatura, fig. 10:

(⁰C)

considerand bateria ca un schimbator de caldura in

curent incrucisat:

Suprafata necesara de incalzire a bateriei este:

(m²).

Aceasta suprafata, determinata trebuie

sa fie cel mult egala cu suprafata indicata de bateria

aleasa si mai mica cu cel mult 15 Fig. 10

2 Tipuri constructive de baterii

Baterii de incalzire cu abur, apa calda, apa fierbinte:

baterii de tevi de otel si aripioare circulare din tabla de otel metalizate in baie de zinc topit, ca si cele cu banda spiralata;

baterii din tevi de cupru si lamele din aluminiu produse de Intreprinderea de aparate si accesorii Alexandria pentru abur (cu tevi verticale) si apa calda sau fierbinte cu tevi orizontale.

Bateriile de incalzire cu tevi verticale (pentru abur), fig. 11, pot avea un rand sau doua de tevi (II). Aburul circula simultan prin toate tevile legate la partea superioara intr-un distribuitor iar la partea inferioara intr-un colector. Pasul lamelelor poate fi de 2,5 mm sau 3 mm iar diametrul exterior al tevii este de 16 mm.

Fig.

Bateriile cu tevi orizontale din cupru (pentru apa calda sau apa fierbinte), fig. 12, pot avea un rand de tevi (I) formand unul sau mai multe circuite sau doua randuri formand unul sau mai multe circuite. Se utilizeaza in instalatiile care folosesc apa cu temperatura maxima de 200⁰C si presiune 16 atm.

Baterii cu un rand Baterii cu un rand Baterii cu doua randuri

de tevi si circuit si mai multe circuite si mai multe circuite

Fig. 12

Racordarea bateriilor la instalatia de incalzire se face prin mufe (pentru apa calda) si flanse (pentru apa fierbinte). Tevile din cupru au diametrul exterior de 16 mm, iar grosimea peretelui tevii este de 0,5 mm pentru apa calda si 0,75 mm pentru apa fierbinte.

Baterii de incalzire electrica, fig. 12, se folosesc ca reincalzitoare pentru sarcini termice mici (de vara) sau acolo unde nu se dispune de agent termic. Este alcatuita dintr-o carcasa

in care sunt montate elementele de incalzire printre care trece si aerul. Elementele de incalzire sunt rezistente electrice introduse in tevile de cupru sau otel umplute cu o masa izolatoare (nisip de cuart, magneziu).

-carcasa;

2-rezistenta electrica;

3-caseta pentru racord electric;

4-conductoare.