Принцип работы приточной вентиляции с водяным калорифером

Технически верная обвязка калорифера приточной вентиляции

Принцип работы приточной вентиляции с водяным калорифером

Приточно-вытяжная вентиляция работает за счет потребления и обработки наружного воздуха. В условиях отрицательных температур и продолжительной зимы воздушные потоки надо подогревать, т.к.

если пускать их напрямую, то микроклимат внутри здания станет непригодным для человека. Приточный воздух подогревается калорифером. От него напрямую зависит эффективность вентсистемы.

Поэтому обвязка калорифера приточной вентиляции должна выполняться с соблюдением всех норм и правил и только качественными материалами. Техническая часть разрабатывается в проекте.

Принцип работы калорифера

Канальный нагреватель или калорифер – универсальный аппарат передачи тепловой энергии от нагревательных элементов приточному воздуху, осуществляющий нагрев/охлаждение воздуха внутри вентилируемого помещения.

Работает по принципу теплообменника и состоит из труб, по которым непрерывно циркулирует подогретый или охлажденный теплоноситель (вода, водяной пар или фреон).

Холодный или теплый воздух, проходя через приточную систему вентилирования, контактирует с трубами теплообменника. Происходит переход энергии от одного носителя к другому.

Воздушные массы нагреваются/охлаждаются, а затем выдуваются в помещение.

Сам по себе канальный нагреватель работать не может и требуется система обвязки. Есть другое название – узлы регулирования основных параметров. Это набор дополнительных элементов, выполняющих ряд сопутствующих функций:

  • контроль работы теплообменника. Обеспечивают бесперебойный режим функционирования, сигнализируя о сбоях;
  • постоянный контроль над температурой теплоносителя. Чтобы воздуха нагревался равномерно, без скачков, она должна быть в пределах расчетных показателей;
  • предотвращение обледенения узлов канального нагревателя, а также вентиляционных каналов.

Основные нормы и правила

Проектирование и монтаж калориферов регламентируется нормативной документацией: СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» и СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов».

Многие заказчики требуют от проектировщиков конкретный СНиП или ГОСТ, с описанием необходимости установки узла обвязки калорифера, а также регламенты на схемы.

Подобную информацию можно почерпнуть из сопроводительной документации, предоставленной производителем оборудования, или обратиться в обслуживающую данный тепловой узел сетевую организацию – у них должны быть разработаны внутренние регламенты.

Температура воды, фреона, внешней и внутренней поверхности труб теплообменника определяется исходя из нормативных значений – это требования СНиП 41-01-2003. В любом случае, она не должны быть выше +1500С.

Особое внимание при проектировании и установке калориферов и узлов обвязки уделяется качеству приточного воздуха. От этого параметра зависит эффективность и долговечность работы системы вентиляции.

Воздух очищается от загрязнителей крупной фракции: расчетное значение запыленности – не более 0,5 мг/м3, температура наружного воздуха до -200С.

Виды канальных нагревательных установок

Калориферы бывают трех видов и различаются по типу теплоносителя. У каждого вида своя специфика работы и область применения:

  • Электрические. Бытовые нагревательные установки. Металлические тэны нагреваются за счет электричества. Установка простая, без монтажа сложного обвязочного узла. Мощности хватает на обсаживание помещения до 100 м2.

Электрический калорифер

  • Водяные. Работают на воде, циркулирующей по трубкам. Распространённый вариант в вентсистемах общественных и производственных зданий. Для эффективной работы требуется монтаж обвязочного узла.

Водяной калорифер

  • Паровые. Характеризуются высоким КПД, скоростью нагрева, кратностью воздухообмена. Теплоноситель – водяной пар, нагретый до расчётной температуры. Паровые калориферы устанавливаются в системы вентиляции промышленных предприятий, где есть источник водяного пара.

Паровой калорифер

Схемы подключения калориферов

Перед калорифером стоит одна задача – обогрев входящих воздушных масс, с возможностью регулировки температуры теплоносителя. Существует несколько схем установки:

  1. Один контур вентиляции, один калорифер. Самая простая схема, когда на входе или любой другой точке вентканала устанавливается аппарата в единственном экземпляре. Подходит для сезонного обогрева. Нет резервного источника тепла.
  2. Два контура вентиляции, несколько калориферов. Более сложная схема, с многочисленными узлами обвязки. Первый контур со своим канальным нагревательным элементов работает в осенне-зимний период, второй – в летний. Двойная схема применима для больших по площади зданий, требующих обогрева круглый год. Позволяет безаварийно пройти пиковые морозы за счет включению обоих нагревательных контуров.

Узлы обвязки

Осуществляют подводку теплоносителя к калориферу и обеспечивают контроль над температурой и давлением в системе.

Состав схемы узла

Схема работы на примере водяного калорифера

В состав классической схемы обвязочного узла входят:

  1. Циркуляционный насос.
  2. Компрессорно-конденсаторный блок (ККБ). Применяется в обвязке охладительных систем как внешний блок. Подключается к охладителям приточных вентиляционных установок или канальных кондиционеров.
  3. Приборы контроля основных параметров: температуры и давления.
  4. Запорная арматура.
  5. Байпас.
  6. Фильтр для очистки входящих воздушных масс.
  7. Автоматически клапан. Бывает двухходовой и трехходовой.
  8. Трубки и фитинги.

Узел обвязки может подключаться к системе с помощью жесткой или гибкой подводки:

  • Жесткая подводка. Простой вариант подключения посредством металлических труб. Практикуется, когда место установки калорифера заранее известно и подготовлено.
  • Гибкая подводка. Более сложный вариант подключения. Используются гибкие гофрированные шланги. Практикуется, когда калорифер устанавливается в неподготовленное место.

Регулировка нагрева

Проектировщики выделяют два способа регулировки температуры канального нагревателя: количественный и качественный.

  • Количественный. Устаревающий способ регулировки. Температура находится в прямой зависимости от объема теплоносителя, для этого в систему обвязки устанавливается двухходовой кран. Способ признан не рациональным, так как объем затрачиваемого теплоносителя постоянно «скачет».
  • Качественный. Более эффективный способ. При любом положение клапана регулировки теплоноситель расходуется по линейному принципу. За линейность отвечает трехходовой штоковый клапан и насос. Насос врезается непосредственно в контур нагревателя, его ротор вращается в жидкой среде. Отпадает необходимость в сальниках, и полностью исключаются протечки.

Трехходовой клапан со штоком устанавливается на точке входа. Если он закрыт, то вода циркулирует по замкнутому контуру. В открытом состоянии возможность рециркуляции исключена, так как противотоку мешает обратный клапан.

Система вентиляции

При монтаже вентиляции используется несколько схем устройства узлов управления, но у каждого есть достоинства и недостатки. На выбор схемы оказывают влияние такие факторы, как: требуемая температура и интенсивность обогрева; источник подачи теплового носителя; разница давления на вводе с давлением внутри системы.

Существует несколько принципиальных монтажных схем обвязки:

  1. Используется двухходовой регулировочный клапан. Схема подразумевает его установку на точке ввода без дополнительного теплообменника. Клапан выступает в роли буфера, гася давления потока воды, необходимого для калорифера. Есть один недостаток – вероятность замерзания зимой. Для нивелирования опасности на внутренний контур канального теплообменника устанавливается насос.

Схема обвязки

  1. Используется трехходовой регулировочный клапан. Такая схема позволяет получать две системы обвязки. В первом случае клапан разделяет водные потоки, во втором – смешивает их. Калориферы, работающие с обвязкой по системе разделения, характерны для автономных тепловых сетей. Смешивание потоков осуществляется за счет установки обратного клапана с перемычкой.

Любая схема обвязки предусматривает вытяжку. Только баланс между поступлением и удалением тепла даёт возможность поддерживать расчетную температуру внутри помещения.

Тепловые завесы

Схема работы тепловой завесы

Тепловая завеса работает по особому режиму: периодического включения на 5-10 минут. Располагается далеко от источника тепла и монтируется в любом, даже самом неприспособленном для этого, месте.

особенность – интервальность подачи теплового носителя. Клапаны работают в двух режимах: максимальном и минимальном. В максимальном за единицу времени подается большой объем теплоносителя. Калорифер быстро разогревается.

В минимальном режиме система «полностью засыпает». Теплоноситель практически не подаётся. От основной магистрали тепловую завесу отделяют шаровые краны. Фильтр очистки воздуха защищает клапаны от загрязнения пылью крупной фракции.

Эклектический привод распределительного клапана подключается к сети 220В.

Тепловая завеса работает более эффективно за счёт качественной защиты калорифера от резких изменений температуры и давления внутри сети.

Подбор и расчет элементов обвязки

Элементы обвязки калорифера

Состав системы унифицирован и одинаков для всех типов подключения:

  • Запорная арматура. Краны для перекрытия водного потока. Изготавливаются из стали и латуни. Для труб диаметром до 40 мм – арматура с резьбой, свыше 40 мм – фланцевая. Подбирается исходя из мощности калорифера.
  • Обратные клапаны. Барьер на пути оттока воды. Монтируется на обратном трубопроводе или основной перемычке. Зависят от диаметра трубопровода.
  • Привод и клапан регулировки. Основная часть обвязочного узла. В зависимости от типа обвязки используется трехходовой или двухходовой. С помощью клапанов регулируется мощность калорифера. Привод снижает вероятность замерзания системы. Если автоматика сигнализирует о критически низкой температуре, то привод максимально открывает заслонку, увеличивая интенсивность потока.
  • Манометры, термометры. Позволяют оператору отслеживать основные параметры. Подбираются по расчету.
  • Кран для слива и удаления воздуха. После заполнения системы тепловым носителем удаляются излишки воздуха. Кран слива необходим для опорожнения системы. Подбирается по расчету.
  • Клапан балансировки. Уравнивает давление воды между калориферами. Подбирается по проекту.
  • Насос. Обеспечивает беспрерывную циркуляцию теплоносителя по внутреннему контуру. Подбирается исходя из объёма системы.
  • Грязевик. Устройство для фильтрации воды. Преимущественно применяется сетка с ячейкой 500 микрон.

Правильно рассчитать элементы обвязки на основании исходных данных, проекта и пожеланий заказчика можно только, имея высокую квалификацию.

Пример проекта обвязки

Компания «Мега.ру» располагает всеми средствами и квалифицированным персоналом для выполнения проектов любой сложности. Более подробную информацию вы можете получить при личном обращении за консультацией. Все способы связи с нами указаны на странице «Контакты».

Калорифер для приточной вентиляции: принцип работы и подключение

Принцип работы приточной вентиляции с водяным калорифером

Для обеспечения оптимального притока воздуха с улицы в жилое помещение, используется приточная вентиляция.

Когда на улице тепло, особых трудностей с этим не возникает, требуется лишь подобрать достаточно мощную вентиляцию, которую будет хватать для конкретного помещения. В холодное время года всё сложнее, так как приток холодного воздуха может существенно охладить помещение.

Для этого используются калориферы, что устанавливаются на приточную вентиляцию. В этом случае будет полезно знать, что такое калорифер в вентиляции и что он даёт.

Калорифер для приточной вентиляции

Когда применяется калорифер для приточной вентиляции, то можно обеспечить приток свежего воздуха с улицы в помещение, который будет нагрет до комфортной температуры поддержания микроклимата. Калорифер предназначен для прогревания приходящего воздуха, посредством прохождения последнего через нагревающие элементы.

Особенности выбора калориферов и их классификация

Калорифер устанавливается в вентиляционных системах под видом отдельных элементов, или в комплексе с моноблочной конструкцией. На его выбор влияют такие факторы, как:

  • Размер помещения;
  • Мощность вентиляции;
  • Климатические условия.

Исходя из этих данных, уже можно подбирать калорифер вентиляционный под конкретные требования. Калориферы можно разделить на 2 типа:

Электрический калорифер для приточной вентиляции

Электрические калориферы – это наиболее простой вариант. Для него не требуется сложная подводка коммуникации, так как для работы требуется лишь источник питания.

Для обеспечения более эффективного обмена тепла встроены ТЭНы, что способствуют преобразованию электроэнергии в тепло. Принцип работы таков, что поступающий с улицы воздух проходит через ТЭН, в котором нагревается и только после этого проходит в помещение.

Вариант эффективен на площадях не более 150 м2, так как использование его на более больших пространствах нецелесообразно. Существенным недостатком выступает высокий расход электроэнергии;

Водяной калорифер для приточной вентиляции

Водяные калориферы – это практичный и надёжный вариант, который больше подходит для помещений свыше 150 м2. Они не требуют какого-либо обслуживания и считаются дешевыми в использовании. Их эффективность взаимосвязана с наличием автоматики в управлении.

С их помощью можно легко выровнять температуру воздуха, так как они оснащены термостатом. Принцип работы основан на том, что воздух поступает через специальную воздухозаборную сетку и проходит на фильтры, где очищается от пыли и вредных веществ.

Далее он проходит в калорифер, где нагревается от тепла, которое исходит от магистральной воды.

Подключение электрического калорифера

В электрических видах главным параметром выступает мощность в кВт, соответственно он требует к себе осторожности и соблюдения техники безопасности при его подключении.

В данном варианте используется блок управления, который способен контролировать температуру в помещении. Когда температура внутри помещения оказывается ниже заданной, то калорифер автоматически включается.

С помощью термореле можно удерживать заданную температуру и быть застрахованным от нагрева устройства свыше 140 градусов.

Схема работы заключается в том, что когда нажата кнопка «Пуск» запускается двигатель и вентиляция калорифера. На двигатель подключено тепловое реле на определённом токе. В случае проблем с вентиляцией срабатывает тепловое реле, после чего происходит размыкание цепи питания.

При включенном вентиляторе калорифера можно включить ТЭНы за счёт замыкания блокировочных контактов. Включение ТЭНов происходит кнопкой «Пуск». В это время происходит включение промежуточного пускателя, что активирует мощный пускатель, который включает посредством своих контактов ТЭНы. Для максимально быстрого нагрева все нагреватели включаются сразу же.

  • Для защиты от пожара в схему включены такие элементы, как:
  • Тепловое реле, что защищает двигатель при остановке;
  • Защита от включения без вентилятора;
  • Термореле, что предохраняет корпус калорифера от перегрева. Во время активации термореле вентилятор будет продолжать работу и охладит его.

Схема может быть дополнена индикатором включения пускателя и аварийным индикатором. Помимо этого целесообразна установка автоматического выключателя на цепь, которая питает ТЭНы, а также автомат мощнее на вход устройства. Не следует устанавливать автоматы на вентиляторы.

Для управления калорифером устанавливается шкаф управления, что должен быть расположен недалеко от калорифера. Чем меньше расстояние, тем можно использовать провод меньшего сечения.

Подключение водяного калорифера

Приток воздуха с использованием водяного калорифера может выполняться в двух исполнениях, правом и левом. Это зависит от того, где находится расположение смесительного узла и блока с автоматикой. Когда приточную установку рассматривают со стороны воздушного клапана, то:

  • Левое выполнение подразумевает то, что автоматический блок и смесительный узел располагаются с левой стороны;
  • Правое выполнение подразумевает то, что автоматический блок и смесительный узел располагаются с правой стороны.

В каждом из исполнений соединительные трубки располагаются на стороне забора воздуха, где произведена установка воздушного клапана. В зависимости от исполнения есть следующие особенности:

  • В правых выполнениях трубка для подачи располагается внизу, а трубка для «обратки» – вверху;
  • В левых выполнениях всё не так. Подача находится вверху, а отток – внизу.

Потому что в приточных установках с использованием водяных калориферов требуется наличие смесительного узла, последний должен содержать 2 или 3 ходовой вентиль. Выбирать вентиль нужно исходя из параметров теплоснабжающей системы.

Для отдельных контуров автономных систем теплоснабжения, в качестве которых может выступать газовый котёл, нужно наличие трёхходового вентиля. Если приточная установка подключена к системе центрального теплоснабжения, тогда нужно наличие двухходового вентиля.

Если подытожить, то выбор вентиля зависит от:

  • Типа системы;
  • Температуры подачи и «обратки» воды;
  • Перепада давления промеж труб подачи и «обратки», если система центральная;
  • Имеется ли наличие отдельного насоса на контуре притока вентиляции, если система автономная.

При монтаже схемы с водяным калорифером запрещается монтаж в той позиции, если труба ввода и вывода располагаются вертикально. Также монтаж не должен осуществляться в случае, если забор воздуха располагается вверху.

Это связано с тем, что снег может попадать в приток установки и таять там, что грозит проникновением воды в автоматику.

Чтобы работы регуляторов температуры была правильная, необходимо расположить температурный датчик изнутри выдува воздуховода, чтобы участок был ровным по длине не меньше 50 см от установки притока.

Также следует знать, что:

  • Запрещено осуществлять монтаж приточной установки 100 – 3500 м3/ч, если ось двигателя вертикальная;
  • Запрещается установка приточных установок там, где на них может попадать влага или химически активные вещества;
  • Запрещается использование приточной установки там, где есть прямое воздействие атмосферных осадков на установку;
  • Запрещается блокировать доступ для обслуживания установок;
  • Чтобы смонтировать приточную установку в отапливаемом помещении и избежать конденсата на подающем воздуховоде, требуется применять исключительно теплоизолированный воздуховод.

В установке калориферов нет ничего особо сложного, нужно лишь придерживаться правил и соблюдать технику безопасности. Иногда лучше доверить это дело профессионалам и быть уверенным в том, что все работы выполнены с учётом всех требований.

Принцип работы приточной вентиляции с водяным калорифером

Принцип работы приточной вентиляции с водяным калорифером

Водяные калориферы (более современное название — водяные воздухонагреватели) представляют собой агрегат из вентилятора и теплообменника, использующего в качестве теплоносителя горячую (перегретую) воду.

Они используются для эффективного и экономичного обогрева помещений в зданиях промышленного, общественного и административного назначения.

Эффективность, экономичность и высокая степень безопасности водяных нагревателей сделали их основным способом обогрева в помещениях этих категорий.

Все имеющиеся виды обогревательных устройств для вентиляции уступают или, в лучшем случае, приближаются по своим техническим характеристиками к водяным приборам.

Основная область использования калориферов — здания или помещения, в которых по разным причинам не имеется возможности установить радиаторы.

Например, при больших объемах помещений радиаторы попросту не справятся, а воздушное отопление, напротив, будет наиболее эффективным.

Наиболее рациональным расположением водяных калориферов является приточная вентиляционная линия, поскольку нагревать выводимый поток нецелесообразно.

Кроме отопления, активно применяется подогрев приточной струи, используемый для сохранения уже имеющегося тепла в помещении.

Если производится транспортировка свежей струи по продолжительной линии воздуховодов, то на них без подогрева воздуха будет накапливаться конденсат, что создаст массу проблем эксплуатационного характера.

Для решения всех этих вопросов применяются водяные воздухонагреватели.

Воздухонагреватель водяной: принцип работы и конструкция

Наиболее распространенным типом являются калориферы спирально-катанные (КСК). Они пришли на смену пластинчатым конструкциям, менее удачным в обслуживании и требующим периодического обслуживания в довольно трудоемкой форме.

Нагреватель

Основной элемент нагревателя — стальная трубка, на внешнюю поверхность которой нанесено алюминиевое оребрение. Эти ребра служат теплоотдающей поверхностью, площадь которой в сумме получается достаточно большой.

При этом, полный наружный диаметр трубок (вместе с оребрением) составляет 37 мм, а сама трубка — 16 мм, поэтому глубина ребер относительно невелика и не вызывает опасности заполнения грязью, пылью или иными посторонними материалами, снижающими теплоотдачу.

Расстояние между ребрами составляет 2,8 мм, что позволяет сохранять тепло даже при интенсивном обдуве, делая работу устройства высокоэффективной.

Трубки

Трубки установлены в плоскую прямоугольную раму в 2, 3 или 4 ряда. Расстояние между осями трубок способствует максимальной теплоотдаче от их поверхности. Подача воздушного потока производится при помощи осевого или радиального вентилятора, это зависит от места установки прибора и специфики его работы.

Установка

Для установки калорифера корпус (рамка) имеет несколько продолговатых монтажных отверстий на фланцевых креплениях. С их помощью приборы могут устанавливаться в систему воздушных каналов, в проемы или иные опорные конструкции. Иногда применяется отдельная установка, когда прибор обслуживает помещение определенного размера и не встроен в общую систему обогрева или вентиляции.

Достоинства и недостатки

Достоинствами водяных воздухонагревателей являются:

  • высокая эффективность работы
  • быстрый и качественный обогрев
  • безопасность
  • экономичность, возможность повторного использования полученной тепловой энергии
  • способность обслуживания помещений большой площади или с большим количеством оборудования. Отсутствие зависимости от конфигурации или иных параметров помещения
  • возможность плавной регулировки или настройки режимов работы
  • способность работы на теплоносителе из сети ЦО, или на местном ресурсе (на воде, нагретой в котлах, имеющихся на предприятии).

При этом, имеются некоторые недостатки:

  • зависимость приборов от наличия теплоносителя
  • необходимость подвода носителя к месту установки приборов
  • потребность в периодическом обслуживании
  • при остановке вентилятора подача тепловой энергии прекращается

Недостатки являются общими для всех водяных устройств, но высокая эффективность и экономичность работы приборов этой категории существенно превышают некоторые минусы и делают водяные калориферы устойчивыми лидерами среди всех подобных устройств.

Технические характеристики

Технические характеристики водяных воздухонагревателей во многом зависят от конкретной модели или типоразмера, но имеются некоторые общие требования:

  • температура теплоносителя (максимум) — 200°С
  • давление — 1,2 кПа (максимум)
  • рабочая температура теплоносителя на входе — 150°С
  • рабочая температура носителя на выходе — 70°С

Более полные характеристики водяных воздухонагревателей КСк отображены в таблице:

Можно заметить, что габаритные размеры трех- и четырехрядных приборов различаются только по глубине рамки, необходимой для размещения одного ряда трубок. Все остальные параметры оборудования полностью аналогичны. Такое разнообразие типоразмеров позволяет наиболее эффективным и экономичным образом подбирать нужную модель калорифера для имеющихся конкретных условий помещения.

Таблица замены водяных и паровых калориферов устаревших марок

Устаревшие марки калориферов нуждаются в замене на новые, имеющие те же параметры и присоединительные размеры. В основном, различие имеется лишь в незначительных изменениях конструкции и обозначений. Для того, чтобы было удобно ориентироваться в маркировке современного оборудования, можно использовать следующую таблицу:

Краткий обзор современных моделей водяных воздухонагревателей

Важно! Современные модели, появляющиеся на смену старым, отработавшим свой ресурс приборам, не имеют существенных конструктивных изменений. Это объясняется высокой эффективностью имеющихся устройств, отсутствием конструктивных ошибок или недочетов.

Распространение приборов и постоянство их применения уже давно вызвали необходимость тщательной проработки конструкции и выбора материалов, поэтому все дополнения касаются мелочей. Кроме того, новые приборы приходится устанавливать в имеющиеся системы, что требует полного соответствия габаритно-присоединительных размеров всех моделей.

Среди новых моделей можно отметить воздухонагреватель водяной ВНВ-113. Он предназначен для использования в системах вентиляции и отопления зданий и сооружений различного назначения.

Используется в обычных производственных условиях:

  • состав воздуха не имеет клейких, волокнистых или агрессивных взвесей или паров
  • количество твердых частиц или пыли не более 0,5 г/м3
  • климатические условия соответствуют умеренному климату (исполнение «У»)
  • калорифер ВНВ является полным аналогом существующим приборам КСК

Можно упомянуть о канальных воздухонагревателях ВНП. Они устанавливаются в систему воздуховодов для стабилизации и подъема температуры перемещаемой среды.

Для этого их корпус имеет размеры, соответствующие сечению промышленных воздуховодов (прямоугольных).

Специфика установки требует наличия сервисного доступа к устройству, возможности аварийного отключения питания и обдува, перекрытия канала для исключения распространения холодного воздуха и обледенения системы.

Для воздуховодов круглого сечения применяются канальные водяные воздухонагреватели РВАНС, которые обладают всеми типичными характеристиками водяных приборов, но присоединительные размеры оптимизированы для установки в каналы круглого сечения.

Калориферы водяные в ассортименте — посмотреть подробнее

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5a6d9a041aa80c6fe7d1c645/5aaa21a69e29a290711f93e1

Технически верная обвязка калорифера приточной вентиляции

Приточно-вытяжная вентиляция работает за счет потребления и обработки наружного воздуха. В условиях отрицательных температур и продолжительной зимы воздушные потоки надо подогревать, т.к.

если пускать их напрямую, то микроклимат внутри здания станет непригодным для человека. Приточный воздух подогревается калорифером. От него напрямую зависит эффективность вентсистемы.

Поэтому обвязка калорифера приточной вентиляции должна выполняться с соблюдением всех норм и правил и только качественными материалами. Техническая часть разрабатывается в проекте.

Калорифер водяной для приточной вентиляции: выбор и монтаж

Принцип работы приточной вентиляции с водяным калорифером

Нагрев приточного воздуха для систем вентиляции или отопления позволяет обеспечить необходимый микроклимат, соответствующий санитарным требованиям.

Без этой процедуры свежая струя будет постоянно заменять собой теплый отработанный воздух, выводя наружу тепловую энергию, снижая тем самым эффективность системы отопления здания.

Одним из основных устройств, используемых для подготовки приточного воздуха к подаче в систему вентиляции, является калорифер — обогреватель воздушного потока, использующий энергию носителя или преобразующий один вид в другой.

Принцип работы и конструкция водяного калорифера

Калорифер — это устройство, служащее для нагрева воздуха. По принципу работы он является теплообменником, передающим энергию от теплоносителя к потоку приточной струи. Состоит из рамки, внутри которой плотными рядами расположены трубки, соединенные в одну или несколько линий.

По ним циркулирует теплоноситель — горячая вода или пар. Воздух, проходя сквозь сечение рамки, получает от горячих трубок тепловую энергию, благодаря чему по вентиляционной системе он транспортируется уже нагретым, не создающим возможности образования конденсата или охлаждения помещений.

Виды обогревательных устройств для приточной вентиляции

Все калориферы для приточной вентиляции можно разделить на две основные группы:

  • Использующие теплоноситель.
  • Не использующие теплоноситель.

В первую группу входят водяные и паровые калориферы, во вторую — электрические.

Принципиальная разница между ними состоит в том, что устройства первой группы только организуют передачу тепловой энергии, поступающей в них в готовом виде, тогда как приборы второй труппы создают тепло внутри себя самостоятельно.

Кроме того, водяные и паровые калориферы подразделяются на пластинчатые, имеющие большую эффективность, но худшие эксплуатационные качества, и спирально-катанные, используемые ныне практически повсеместно.

Существуют также нагревательные устройства, зачастую причисляемые к данным группам, например, газовый калорифер.

Горящий газ нагревает поток воздуха, проходящий через зону накала, осуществляя его подготовку к использованию в системах вентиляции или воздушного отопления.

Использование таких устройств не имеет широкого распространения, так как применение газа в промышленных цехах сопряжено с массой опасностей и имеет множество ограничений.

Также существуют калориферы на отработанном масле. Используется тепло, выделяемое при сжигании отработки. Для больших помещений такие устройства не имеют достаточной мощности, но для малых вспомогательных участков вполне подходят.

Плюсы и минусы использования

К достоинствам можно отнести:

  • Высокая эффективность.
  • Простота устройства, надежность.
  • Компактность, возможность размещения в небольших объемах.
  • Неприхотливость в обслуживании (водяные и паровые приборы практически в нем не нуждаются).

К недостаткам относятся:

  • Необходимость наличия теплоносителя или подключения к сети электропитания.
  • Несамостоятельность работы — необходимо оборудование для подачи воздуха.
  • Прекращение подачи электроэнергии или теплоносителя означает остановку работы системы.

Как достоинства, так и недостатки приборов обусловлены из конструкцией и не зависят от внешних факторов.

Типы калориферов

Существует несколько типов калориферов, используемых в разных участках и условиях.

Рассмотрим их внимательнее:

Водяные

Самая распространенная группа приборов, отличающаяся высокой эффективностью, безопасностью и простотой действия. В качестве теплоносителя в них используется горячая вода, поступающая из сети ЦО, ГВС или от собственного котла.

Калорифер водяной для приточной вентиляции является наиболее удобным и экономичным решением, позволяющим выполнять поставленные задачи с минимальными затратами на обслуживание или ремонт.

Единственным недостатком прибора является необходимость подключения к системе подачи теплоносителя, что создает определенные сложности на стадии монтажа и препятствует быстрому переносу в другое место.

Паровые

Паровые устройства являются полными аналогами водяных и на практике отличаются от них только видом теплоносителя.

Единственным отличием паровых приборов является большая толщина стенок трубок — 2 мм против 1,5 у водяных. Это обусловлено большим давлением в системе, требующим усиленных каналов для циркуляции.

В остальном приборы идентичны, имеют одинаковые эксплуатационные правила и требования.

Электрические

Электрический калорифер для приточной вентиляции не нуждается в подаче теплоносителя, так как источником нагрева является электрический ток.

Подключение таких приборов гораздо проще, что делает их мобильными и удобными в использовании, но высокие расходы на электроэнергию ограничивают применение этой группы.

Чаще всего они устанавливаются для местного обогрева при выполнении разовых работ, используются в качестве аварийных или временных источников тепла.

Расчет мощности калорифера

Расчет калорифера производится в несколько этапов. Последовательно определяются:

  • Тепловая мощность.
  • Определение размера фронтального сечения, подбор готового прибора.
  • Расчет расхода носителя.

Поскольку расход воздуха известен из характеристик вентиляционной системы, то вычислять его не потребуется. Формула определения тепловой мощности прибора:

Qт = L • Pв • Cв • (tвн — tнар)

где — тепловая мощность калорифера.

L — расход воздуха (величина приточного потока).

— плотность воздуха, табличное значение, находится в СНиП.

— удельная теплоемкость воздуха, имеется в таблицах СНиП.

(tвн — tнар) — разница внутренней и наружной температур.

Внутренняя температура — санитарная норма для данного помещения, наружная определяется усредненным значением самой холодной пятидневки в году для данного региона.

Определяем фронтальное сечение:

F = (L • P)/ V,

где F — фронтальное сечение.

L — расход воздуха.

P — плотность воздуха.

V — массовая скорость потока, принимается около 3-5 кг/м2•с.

Затем находим расход теплоносителя:

G = (3,6 • Qт)/Cв • (tвх — tвых),

где G — расход теплоносителя.

3,6 — поправочный коэффициент для получения нужных единиц измерения.

— тепловая мощность прибора.

— удельная теплоемкость среды.

(tвх — tвых) — разница температур теплоносителя на входе и выходе из устройства.

Зная расход носителя можно определить диаметр труб обвязки и подобрать нужное оборудование.

Пример расчета

Определяем тепловую мощность при разнице температур от -25° до +23°, при производительности вентилятора 17000 м3/час:

Qт = L • Pв • Cв • (tвн — tнар) = 17000 • 1,3 • 1009 • (23-(-25)) = 297319 Вт = 297,3 кВт

Фронтальное сечение:

F = (L • P)/ V = (17000 • 1,3) / 4 = 5525 = 0,55 м2.

Определяем расход теплоносителя:

G = (3,6 • Qт)/Cв • (tвх — tвых) = (3,6 • 297,3)/1009 • (95-50) = 1,58 кг/сек.

По полученным данным по таблице калориферов подбираем наиболее подходящую модель.

Вычисление поверхности нагрева

Площадь поверхности нагрева определяет эффективность устройства. Чем она больше, тем выше коэффициент теплоотдачи, тем сильнее прибор нагревает воздушный поток. Определяется по формуле:

Fk = Q / k • (tср.т — tср.в)

где Q — тепловая мощность.

k — коэффициент.

tср.т — средняя температура теплоносителя (между значениями на входе и выходе из прибора).

tср.в — средняя температура воздуха (наружная и внутренняя).

Полученные данные сравниваются с паспортными характеристиками выбранного прибора. В идеале расхождение между реальными и расчетными значениями должны быть на 10-20% больше у реальных.

Особенности расчета паровых калориферов

Методика расчета паровых калориферов практически идентична рассмотренной. Единственным отличием является формула расчета теплоносителя:

G = Q / r

где r — удельная теплота, возникающая при конденсации пара.

Самостоятельный расчет калориферных установок достаточно сложен и чреват появлением множества ошибок.

Если требуется рассчитать прибор, лучшим решением будет обратиться к специалистам или использовать онлайн-калькулятор, которых имеется много в сети интернет.

Решение достаточно просто, надо лишь подставит в окошечки программы собственные данные и получить искомые значения, на основании которых можно выбирать готовые устройства.

Методы обвязки

Обвязка калорифера — это комплекс устройств и элементов регулировки подачи теплоносителя в прибор. Он включает в себя следующие элементы:

  • Насос.
  • Двух- или трехходовой клапан.
  • Измерительные приборы.
  • Запорная арматура.
  • Фильтр.
  • Байпас.

В зависимости от условий эксплуатации эти элементы могут быть расположены в непосредственной близости от прибора, или на приличном отдалении от него. Исходя из условий подключения различают:

  • Гибкая обвязка. Монтируется на узлах управления, расположенных рядом с прибором. Установка таких обвязок считается более легкой, так как она дает возможность все работы производить на резьбовых соединениях, практически не нуждаясь в сварке.
  • Жесткая обвязка. Используется на устройствах, удаленных от узлов управления и требующих наличия прочных коммуникаций.

При разнице в технике монтажа, оба вида выполняют одну и ту же функцию — обеспечивают настройку и регулировку режима работы калорифера.

Регулировка процесса нагрева

Используются два способа регулировки режима работы:

  • Количественный. Настройка производится путем изменения объема теплоносителя, поступающего в прибор. При этом способе отмечаются резкие скачки температуры, нестабильность режима, поэтому в последнее время более распространен второй тип.
  • Качественный. Этот способ позволяет обеспечивать постоянный расход теплоносителя, что делает работу прибора более стабильной и плавной. При неизменном расходе меняется лишь температура носителя. Это делается путем подмешивания в прямой поток некоторого количества более холодной обратки, что регулируется трехходовым клапаном. Такая система защищает конструкцию от перемерзания.

Особенности монтажа и подключения

Монтажные работы, подключение, запуск системы, настройка работы — все это должно выполняться бригадой специалистов. Установка калорифера своими руками возможна лишь в частных домах, где нет такой высокой ответственности, как в производственных помещениях.

Основные операции включают в себя установку прибора и элементов управления, соединения их в необходимом порядке, подключении к системе подачи и отвода теплоносителя, опрессовке, пробном запуске.

Если все узлы комплекса продемонстрируют качественную работу, то система сдается в постоянную эксплуатацию.

Правила эксплуатации и возможность ремонта

Основные требования к эксплуатации и безопасности устройства изложены в паспорте.

Они направлены на исключение аварийных ситуаций, вызванных превышением допустимой температуры или давления теплоносителя, избегать резкого повышения температуры комплекса при первом запуске в холодное время года.

Особое внимание следует обращать на опасность перемерзания трубок устройства в зимнее время, грозящее выходом прибора из строя. Для ремонта устройств следует привлекать специализированные организации, самостоятельное вмешательство чаще всего только увеличивает степень проблемы.

Краткий обзор современных моделей и цен

В качестве примеров можно рассмотреть несколько моделей:

  • КСК-3. Калорифер спирально-катанный с 3 рядами трубок. Распространенная отечественная модель, испытанная и надежная. Цена прибора зависит от его размеров, колеблется от 5000 до 3700 руб.
  • Volcano mini. Польское устройство, применяемое для обслуживания относительно небольших помещений. Стоимость находится в пределах 20.000-30.000 руб.
  • Galletti AREO. Итальянский прибор, оборудованный вентилятором. Имеет привлекательный внешний вид, отличается низким уровнем шума. При этом цены на такие устройства довольно высоки и находятся на отметке от 80.000 рублей и выше.

Использование водяных калориферов позволяет решить проблемы с подготовкой приточного воздуха, организовать обогрев помещений. Кроме того, приборы активно используются в сушильных установках.

Простота, неприхотливость в эксплуатации и высокая экономичность сделали эти устройства лидерами среди промышленных отопительных установок.

Высокий срок службы и возможность питания от разных источников делают их наиболее привлекательными устройствами среди всех альтернативных вариантов.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.