В качестве нагревательных элементов в электрокалориферах используют трубчатые электронагреватели (ТЭН), смонтированные в единый конструктивный блок.
В задачу теплового расчёта блока ТЭНов входит определение количества ТЭНов в блоке и действительной температуры поверхности нагревательного элемента. Результаты теплового расчёта используют для уточнения конструктивных параметров блока.
Мощность одного ТЭНа определяют исходя из мощности калорифера PК и числа ТЭНов z, установленных в калорифере
,
Число ТЭНов z принимают кратным 3(z=9), причем мощность одного ТЭНа не должна превышать 3…4 кВт. ТЭН подбирают по паспортным данным.
кВт.
Выбираем ТЭН173А13/3,0 К220
Произведем расчет для коридорной компоновки ТЭНов (рисунок)
Для первого ряда нагревателей скомпонованного нагревательного блока должно выполняться условие:
0С,
где 
- действительная средняя температура поверхности нагревателей первого ряда, 0С;
- суммарная мощность нагревателей первого ряда, Вт;
aСР - средний коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2 0С);
- суммарная площадь теплоотдающей поверхности нагревателей первого ряда, м2;
tв - температура воздушного потока после калорифера, 0С.
Рисунок 1.3 – Схема коридорной компоновки блока ТЭНов
Суммарную мощность нагревателей определяют из параметров выбранных ТЭНов по формуле
,
где k – количество ТЭНов в ряду, шт;
Pт – мощность поверхности одного ТЭНа, кВт.
кВт.
Суммарную площадь нагревателей определяют из параметров выбранных ТЭНов по формуле
,
где Fт – площадь поверхности одного ТЭНа, м2.
Площадь поверхности оребренного ТЭНа
,
где lа – активная длина ТЭНа, м;
d – диаметр ТЭНа, м;
h – высота ребра, м;
a – шаг оребрения, м.
м2.
м2.
Для пучков поперечно обтекаемых труб следует учитывать средний коэффициент теплоотдачи aср, так как условия передачи теплоты отдельными рядами нагревателей различны и определяются турбулизацией воздушного потока
Коэффициент теплоотдачи ТЭНа определяют по эмпирическому выражению
,
где Nu – критерий Нуссельта;
l - коэффициент теплопроводности воздуха, l = 0,027 Вт/(м0С);
d – диаметр ТЭНа, м.
Критерий Нуссельта для конкретных условий теплообмена рассчитывают по выражениям для коридорных пучков труб
при 
,
,
где Re -критерий Рейнольдса.
При 
,
Критерий Рейнольдса характеризует режим обтекания ТЭНов воздухом и равен
,
где u - скорость воздушного потока, м/с;
n- коэффициент кинематической вязкости воздуха, 
м2/с.
Так как значение критерия Рейнольдса больше 1000, следовательно
Вт/м2 0С.
Для обеспечения эффективной термической нагрузки ТЭНов, не приводящей к перегреву нагревателей, следует обеспечивать в зоне теплообмена движение потока воздуха со скоростью не менее 6 м/с. Учитывая возрастание аэродинамического сопротивления конструкции воздушного канала и нагревательного блока с ростом скорости потока воздуха, последнюю следует ограничить 15 м/с.
Средний коэффициент теплоотдачи для коридорных пучков
,
где n - количество рядов труб в пучке нагревательного блока.
Вт/м2 0С.
Температура воздушного потока после калорифера равна
,
где PК – суммарная мощность ТЭНов калорифера, кВт;
r - плотность воздуха, кг/м3;
св – удельная теплоемкость воздуха, св = 1 кДж/(кг 0С);
Lв – производительность калорифера, м3/с.
0С
0С
Условие (1.22) выполняется, следовательно принимаем выбранные ТЭНы и его компановку.