Как рассчитать мощность тепловой пушки для дома, гаража, складского помещения

Содержание:

• Области использования тепловых пушек
• Устройство тепловых пушек и принцип их действия
• Классификация тепловых пушек по энергоносителю
• Показатели, необходимые для верного расчета мощности
• Точный математический расчет требуемой мощности тепловой пушки
• Несколько дельных советов по выбору мощности

Нагревательных приборов на современном рынке техники существует великое множество. Свою задачу обогрева они выполняют с разной эффективностью и скоростью. Если помещение габаритное, и стоит задача прогреть его очень быстро, то лучший вариант обогрева - тепловая пушка.

Преимущество этого прибора перед другими типами нагревателей в том, что пушка постоянно гоняет поток воздуха. Проходя сквозь нагревающий элемент, воздушные массы нагреваются предельно быстро. Вот и весь секрет высочайшей скорости нагрева. Эффективность настолько высока, что пушки используют не только для прогрева помещений, но и на открытом пространстве, например, на стройке, в зимнем открытом кафе, на террасе частного дома или дачи.

Выбор пушки для разных целей и разных по объему помещений определяется ее двумя важнейшими характеристиками. Это показатели:

• Мощности;
• Объема воздушного потока.

Поскольку второй показатель напрямую зависит от первого, то единственный верный путь к правильному выбору - правильная мощность. О том, как рассчитать мощность тепловой пушки, учитывая размеры своих помещений, их теплоизоляцию, температуру внешней среды, вы узнаете из данной статьи. Я также коротко расскажу о видах тепловых пушек, поскольку тип топлива и габариты также нужно учитывать при расчете.

Где чаще всего применяют тепловые пушки

Скоростной нагрев - это не единственная функция тепловых пушек. Они вполне эффективно работают в любом нужном режиме - умеренном прогреве, стабильном прогревании, подаче щадяще теплого воздуха при просушке. Учитывая функционал, тепловые пушки используются:

• Для скоростного нагрева помещений в экстремальной ситуации.
• Для обычного комфортного обогрева. То есть, для дома, квартиры, дачи, офиса и любых других помещений с работающими или проживающими людьми, где нужно создать тепло для работы, отдыха, или проживания.
• Для поддержки оптимальной температуры складского помещения, цехов на производстве, теплиц, оранжерей.
• Для щадящей или же ускоренной просушки окрашенных, оштукатуренных поверхностей при ремонте.
• Для просушки помещений с высокой влажностью (например, зернохранилищ).
• На строительных площадках.
• На открытых участках, где нужно согреть воздух (уличные кафе, танцплощадки, террасы загородного дома).
• Для прогрева механизмов, техники, в частности - для нагрева севшего аккумулятора автомобиля, для гаража.

Понятно, что при такой разнообразной сфере применения, пушки представлены различными модификациями и видами.

Как устроена и как работает тепловая пушка

Устройство нагревателя этого типа несложное. Его конструкция полностью отвечает задаче - подать поток прогретого воздуха. Для этой цели у пушек есть два основных элемента, спрятанных в корпусе:

• Нагреватель (для прогрева воздуха).
• Вентилятор (для создания воздушного потока).

На корпусе расположены отверстия - сквозь них воздух всасывается, так как вентилятор при вращении создает центробежную силу. Затем воздушный поток проходит через нагреватель и выходит наружу уже горячим. Еще одна задача вентилятора - равномерно распределить теплый воздух по территории нагрева. То есть, фактически, пушка - это продуктивный тепловентилятор. Он гоняет прогретый воздух, повышая температуру в помещении.

Нагревательный элемент в тепловой пушке может быть представлен разными вариантами:

• спиралью или ТЭНом (электрические пушки);
• теплообменником, получающим нагрев от камеры сгорания, где сжигается дизельное топливо, газ или другое жидкое топливо.

Корпусы для таких производительных тепловентиляторов изготавливают из металла. Пластик не подойдет, даже самый современный, поскольку температура нагрева бывает очень высокой. Только металл способен успешно выдержать подобные термические нагрузки.

Для переноса легких пушек на корпусе есть ручка, а самые тяжелые и габаритные пушки, для удобства их транспортировки, размешены на подставках с колесами.

Внешне форма тепловой пушки, как правило, цилиндрическая. Хотя, есть и прямоугольные нагреватели этого типа. Но цилиндр - самая распространенная модификация. Благодаря цилиндрической форме и возникло название этого нагревателя - пушка, так как прибор напоминает военное орудие - пушку с дулом. Однако, из дула его идет не прицельный огонь, а комфортный горячий воздух.

Различные виды пушек и особенности их работы

Для того, чтобы достичь в пушке желаемой температуры нагревательного элемента, необходима тепловая энергия. Ее можно получить от различных энергоносителей: электричества, газового или дизельного топлива. Исходя из того, какой именно энергоноситель задействован в приборе, есть несколько видов тепловых пушек:

• Электрическая пушка (работает от сети);
• Газовая (на газе);
• Дизельные пушки (заправляются соляркой);
• Многотопливная пушка.

Каждый из этих видов рассчитан на разные условия применения.

1. Электрические - это экологически чистые нагреватели, без выхлопов углекислоты. Они пригодны для закрытых помещений и не требуют принудительной вентиляции комнат, даже, если в них постоянно находятся люди. Нагреватель в таких пушках, это:

• открытая спираль (нагревается мгновенно, но срок службы короткий);
• Трубчатый ТЭН - нагревается дольше, зато и служит долго. Закрытый, поэтому безопасный.

Электрические тепловентиляторы имеют термореле, которое автоматически отключит нагревательный элемент, если температура достигнет критического показателя. Также терморегулятор выключает нагреватель, если достигается желаемый показатель тепла. Это очень удобно, так как пушку в жилых помещениях можно не выключать, а просто установить нужную температуру.

2. Газовые тепловентиляторы - очень мощные и обогрев выполняют предельно быстро. Они получают энергию от сжигания баллонного газа (пропан-бутана). В камере сгорания установлен пьезоподжиг, он зажигает факел. Пламя нагревает теплобоменник (чугунный или стальной), а он, в свою очередь, греет воздух. Вентилятор же питается от сети, так что розетка также нужна, однако, потребление электричества мизерное. Поскольку имеем открытое пламя и горящий газ, то особое внимание нужно уделять безопасности. Лучше покупать только те приборы, у которых есть автоматический контроль пламени, блокировка при отсутствии газа, защита от перегрева, надежный терморегулятор. В помещении должен быть вентиляционный выход, а для жилых комнат вообще газовые пушки не рекомендуем брать.

3. Дизельные пушки также очень мощные и продуктивные. Они делятся на два типа:

• С прямым нагревом (воздух прогревается непосредственно в камере открытым пламенем). Эти устройства самые эффективные и скоростные. Однако, использовать их возможно только на открытых территориях, строительных площадках.
• С непрямым нагревом (камера изолирована, контакта проходящего воздуха и пламени нет). В результате имеем меньший КПД, зато безопасность повышена, выхлопные газы уходят в специальный дымоход, можно греть воздух и там, где находятся люди.

4. Многотопливные нагреватели - это та же конструкция, что и дизельные пушки, с теми же ограничениями при прямом нагреве и условиями безопасности при непрямом. Многотопливность означает, что заливать в бак для горючего можно не только дизельное топливо. Заправляют их и керосином, и отработанным маслом. Часто такие нагреватели используют на СТО, утилизируя таким способом слитое масло и сразу прогревая помещение.

Что нужно знать для правильного расчета мощности

Выбрав самый подходящий для себя тип пушки (электрическая, дизельная, газовая) приступаем к выбору ее самой главной технической характеристики - мощности. Это показатель необходимо тщательно рассчитать, чтобы получить оптимальный прогрев помещения. То есть, и комфортное желаемое тепло получить, и денег на энергоноситель потратить не очень много.

Расчет мощности тепловой пушки будет верен в том случае, если мы соберем всю информацию о нагреваемом помещении. Для этого выписываем на листок бумаги некоторые нужные нам показатели. К ним относятся:

1. Объем в кубометрах. Для этого площадь умножаем на высоту стен помещения. Мы берем показатель объема, потому что, чем стены выше, тем объем больше, даже при равной площади. А нагретый воздух, кстати, поднимается сначала вверх (под потолок).
2. Разница температур. Нужно записать для себя два значения. Один из показателей - это нужная температура в комнате (например, 21 градус - это комфортно для жилого помещения, 12-15 - для склада, 10-12 - для просушки стен и т.д.). Это будет внутренняя температура. Второй показатель - температура «за окном), то есть, внешняя. Ставим средне зимнюю, например, -10, или -15, если синоптики прогнозируют более холодную зиму. В принципе, показатель температуры внешней среды всегда лучше немного увеличить, чем уменьшить. При прогнозируемом, например, средне зимнем показателе -10, вы для себя ставьте -12. Это даст вам запас по мощности.
3. Коэффициент теплоизоляции. Этот показатель зависит от многих параметров. На него влияет, насколько утеплены окна, двери, как часто они открываются, есть ли теплоизоляция стен, пола, покрытия здания, какой этаж, есть ли жилые помещения сверху, снизу и сбоку. Коэффициент имеет значение тем ниже, чем лучше утеплено помещение, потому что означает он рассеивание тепла. Мы обозначаем его латинской буквой k и определяем его величину примерно так:

• При хорошо утепленном толстом поле, жилых помещениях снизу и сверху, кирпичных стенах, крышей со слоем теплоизоляции, пластиковых окнах с двойным и тройным профилем, коэффициент будет приближен к единице, но ниже ее. То есть, k = 0.5-1.0. Это хороший показатель теплоизоляции.
• Если крыша стандартная (без теплоизоляции), стены внешние, но кирпичные, а окон немного и все они очень хорошо держат тепло, то k находится между 1 и 2. Это называется средняя теплоизоляция.
• k между 2 и 3 - показатель плохой теплоизоляции. Так считают, когда стены кирпичные, но кладка одинарная, специальной теплоизоляции нет - ни на стенах, ни на кровле, окна «сифонят» и дают холод. Плохая теплоизоляция, как правило, в нежилых помещениях: гаражах и складах.
• Самый высокий k (от 3 до 4) обозначает, что теплоизоляция мизерная или ее вообще нет (открытые и частично открытые пространства).

Как произвести математический расчет мощности тепловой пушки

Имея все вышеперечисленные исходные данные, параметры, мы можем правильно рассчитать нужную нам мощность тепловой пушки. Используем математическую формулу:

Р = k × V × дельтаT

В которой:

• Р – требуемая мощность (Р - от английского слова power - мощность). Мы получим ее в килокалориях в час, а затем переведем в кВт, разделив полученное число на 860, именно так соотносятся килокалории и киловатты.
• k – коэффициент теплоизоляции (плохая, средняя, низкая или никакая),
• V – объем в кубометрах.
• дельтаT – разница между двумя температурами - внешней и внутренней.

Давайте рассмотрим на конкретных примерах:

1. Первый пример: жилая комната в квартире.

• Объем. Площадь 20 метров, высота стен - 3 метра. Итого, объем (V) 60 кубометров.
• Коэффициент теплоизоляции. Теплоизоляция хорошая, но не самая лучшая. Стены кирпичные, толстые, окна с тройным профилем, пластиковые, двери качественные. Находится на третьем этаже. То есть, сверху, снизу и с двух сторон - изолирована хорошо. Но для улучшения теплоизоляции необходимо утеплить две внешних стены. Коэффициент не самый низкий, но никак не ниже 0,8.
• Разница температур. Средне зимняя в этом году прогнозируется -10. Дадим -12 - с запасом. В комнате должно быть 21 - это комфортно. Итого, разница между 21 градусом тепла и 12 градусами мороза составляет 21+12=23 градуса.
• Теперь подставляем значения в формулу:
• Р = k х V х дельтаT = 0,8х60х23 = 1104 килокалории.
• Делим на 860, получаем: 1104:860=1,28 кВт.

То есть, маленькой тепловой пушки на 1,3 кВт хватит. Это самые маломощные пушки и встречаются они только среди электрических. Но для жилой квартиры - электрическая тепловая пушка - отличный вариант.

2. Второй пример: гараж.

• Объем. Площадь 20 метров, высота стен - 2 метра. Итого, объем (V) 40 кубометров.
• Коэффициент теплоизоляции. Теплоизоляция плохая, стены не кирпичные, кровля не утеплена, пол тоже. Можно давать коэффициент 3.
• Разница температур. Средне зимнюю ставим -15, з запасом по мощности. В гараже должно быть хотя бы +15. Итого, разница между 15 градусов тепла и 15 градусов мороза составляет 30 град.
• Теперь подставляем значения в формулу:
• Р = k х V х дельтаT = 3х40х30 = 3600 килокалорий.
• Делим на 860, получаем: 3600:860= 4,18 кВт.

Таким образом, для нашего гаража требуется тепловая пушка мощностью никак не ниже 4 кВт, то есть 4-5 кВт. Это тоже не особо мощный прибор. По типу энергоносителя можно брать любой обогреватель - электрический, газовый или дизельный.

При расчете также учитываем, есть ли еще обогрев помещения. Если есть, к примеру, батарея центрального отопления, и она работает, то ее тепловую мощность нужно отнять. Можно также суммировать мощности. Например, тот же гараж, где у нас по расчетам получилось 4-5 кВт. Если у вас есть тепловая пушка на 2 кВт (для квартиры, как резерв), то ее можно использовать в гараже и докупить еще одну на таких же 2-2,5 киловатта. Вместе и будет 4-4,5 кВт.

Что еще нужно знать о мощности тепловых пушек

Рассчитывая по указанной формуле мощность, мы, фактически, делаем расчет производительности тепловой пушки. То есть, считаем не ту мощность, которую агрегат потребляет из стационарной сети или от топлива, а именно мощность тепловую. Ту, которая идет на обогрев помещения. Это количество тепла, которое пушка передает за час работы.

Показатели потребляемой мощности и мощности тепловой (производительности) совпадают разве что у электрических тепловых пушек. У других видов, электрика питает лишь маленький моторчик для вентилятора. Это может быть 20-100 Вт. Если увидите такой показатель в паспорте газовой пушки, то это не тепловая мощность, а потребление электричества из сети для вентилятора. Тепловая мощность ее несравненно выше, и на нее работает уже газ, или солярка (у дизельных). Поэтому в паспорте жидкотопливной или газовой пушки вы увидите еще показатель тепловой мощности, например, 10 кВт. Указан там и расход топлива за час работы. Расход указывается по максимальной загрузке. Если же выставляете терморегулятор на половину нагрузки по мощности, то потребление топлива также уменьшается вдвое.

Еще при выборе мощности, нужно учитывать вот какой нюанс. Не все виды тепловых пушек имеют одинаковый диапазон мощностей. Картина самых малых и самых высоких выглядит примерно так:

• Электрические. Среди них есть самые маломощные 1-5 кВт. Это бытовой класс обогревателей (для дома, квартиры, офиса, небольшого гаража, склада). Выше 5 кВт - промышленные. Среди них есть среднемощные, 5-10, мощные 10-20 и сверхмощные - 20-50 киловатт. Промышленные могут иметь подключение к сети не 220 Вольт (однофазной), а 380 Вольт (это три фазы). Так что при выборе, обратите внимание и на этот фактор, учитывая, есть ли у вас на предприятии трехфазная электрическая сеть.
• Газовые. Среди этих приборов маломощных нет. Их мощность начинается от 10 кВт и заканчивается на показателе 150 кВт.
• Дизельные (на солярке) и все жидкотопливные (на керосине, отработанном масле). Эти пушки - мощнейшие среди таких типов обогревателей. Особенно высокими показателями отличаются дизельные тепловентиляторы прямого нагрева. У них максимум составляет 200-250 кВт. Пушки такого типа с непрямым нагревом имеют максимальные показатели намного ниже 100-150 кВт.
• Жидкотопливные пушки большой мощности также имеют внушительные габариты. Поэтому такие массивные приборы устанавливают в больших цехах, на предприятиях, в огромных ангарах, складах, на крупных строительных объектах.

Если у вас возникли вопросы после прочтения статьи, оставляйте комментарии ниже. Я с радостью на них отвечу!