Паровой калорифер КПСК – описание применение и характеристики

Водяной калорифер и обвязка приточной вентиляции

Многие слова вроде «смесительный прибор», «устройство охладителя» и «подключение воздухонагревателей» приводят в смятение неопытного пользователя. Он только краем уха слышал об устройстве фреонового контура, и что такое узлы обвязки, понимает довольно приблизительно. Чтобы побольше узнать о системах теплоприборов, можно «поучиться» на разборе такого агрегата как водяной калорифер.

Если говорить о количественном варианте, то здесь неминуем меняющийся расход тепла. Это не лучший вариант, безусловно, потому сегодня используется так называемый хороший принцип регуляции. Он обеспечивает линейность процесса, какое бы положение не занимал клапан регулировки. Также данный принцип предполагает отличную устойчивость к возможному замораживанию теплового прибора.

При хорошем принципе регулирования применяются такие элементы, как центробежный насос и трехходовой штоковый клапан. Именно они позволяют увеличить результативность работы калорифера и обвязки. Они же гарантируют, что протечки по полу из парового прибора быть не может.

Особенности конструкции

Основные элементы

• Решетка воздухозаборная. Несет как декоративное назначение, так и служит барьером для пыли и других частиц, которые содержит в себе ветровые массы.
• Клапан. При отключении вентиляции, клапан блокирует проход для свежего воздуха, создавая непреодолимый барьер. Зимой он может препятствовать прохождению большого потока воздуха. Можно автоматизировать его работу с помощью электропривода.
• Фильтры, очищают ветровые массы. Раз в полгода их необходимо менять.
• Водяной, электрический калорифер, который и выполняет функцию нагревания воздуха.
• Для небольших построек целесообразно использовать электрический калорифер. В больших помещениях лучше использовать водяной калорифер.

Водяной калорифер: особенности конструкции

Водяной калорифер для приточной вентиляции экономичен в сравнении с электрическими аналогами: для того, чтобы нагреть одинаковый объём воздуха, используется энергии в 3 раза меньше, а производительность гораздо выше. Экономия достигается благодаря подключению к системе центрального отопления. С помощью термостата легко устанавливать необходимый температурный баланс.

Автоматическое управление повышает эффективность. Щит управления приточной вентиляцией с водяным калорифером не требует дополнительных модулей и представляет собою механизм управления и диагностирования аварийных ситуаций.

Состав системы выглядит следующим образом:

• Температурные датчики уличной и обратной воды, приточного воздуха и степени загрязнённости фильтров.
• Заслонки (для рециркуляции и воздушные).
• Клапан нагревателя.
• Циркуляционный насос.
• Капиллярный термостат защиты от замерзания.
• Вентиляторы (вытяжной и приточный) с механизмом контроля.
• Контроль вытяжного вентилятора.
• Пожарная сигнализация.

Конструкция водяного канального нагревателя типа 60-35-2 (размер – 60 см х 35 см, рядность – 2) из оцинкованной стали, предназначенного для систем вентиляции и кондиционирования

Водяной и паровой калориферы представлены в трёх разновидностях:

• Гладкотрубные: большое количество полых трубок расположены вблизи друг от друга; теплоотдача небольшая.
• Пластинчатые: ребристые трубки увеличивают площадь теплоотдачи.
• Биметаллические: патрубки и коллекторы сделаны из меди, алюминиевое оребрение. Наиболее эффективная модель.

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.

Устройство и работа водяного нагревателя

Вентиляционный нагреватель воздуха с теплоносителем в виде воды позволяет очень быстро нагревать воздух в больших объемах при низких затратах в сравнении с электрическими аналогами.

Экономия оборудования достигается за счет того что водяные устройства подключают к общему отоплению. Поэтому не нужно специально нагревать теплоноситель для работы установки.

Конструкция состоит из теплообменника и встроенного вентилятора. То есть сам по себе такой прибор не имеет собственного мощного нагревателя.

Разогретая до нужной температуры вода поступает из общего отопления в теплообменник, состоящий из металлических (алюминиевых, биметаллических) трубок.

Воздух, проходя сквозь такой прибор, нагревается, а вентилятор разгоняет поток по всему помещению

Однако такое устройство значительно ограничивает применение установок. Водяные устройства нагрева воздушных потоков имеют немаленькие габариты, что делает их неудобными для использования в жилых помещениях квартир. Да и само подключение к системе отопления не всегда представляется возможным.

Но, водяные устройства в приточной вентиляции более рентабельны, если их использовать на производстве, в теплицах, торговых залах и прочих больших помещениях.

Как выглядит схема обвязки калорифера

Принцип работы можно обрисовать в общих чертах. Вода, то есть теплоноситель с высокой температурой, поступает в сам калорифер, проходя сначала фильтр-отстойник, а потом важный трехходовой клапан. Чтобы вода шла под нужным давлением, используется небольшой циркуляционный насос. Вода, уже охлажденная, поступает в обвязку, идет к котлу, и некоторый ее объем также поступает в клапан.

Что же с трехкодовым клапаном, так он обязательно идет в комплекте к обвязке калорифера, и считается важным регулировочным компонентом. Он дает поддержание постоянной температуры и объем теплоносителя, поступающего в прибор отопления. Когда температура горячей воды повышается, этот клапан уменьшает ее подачу, а подача охлажденной воды в это время увеличивается. Получается, что обвязка теплового обменника, не прибегая к изменению давления воды в системе, температуру ее изменяет.

Возьмите на заметку:

• Регулировочный клапан – основной участник обвязки калорифера, работает он в авторежиме, управление происходит электроприводом. В комплекте обвязки есть различные датчики, они подают сигналы на электропривод, за счет чего и регулируется и поддерживается на нужном уровне температура.
• Проектирование обвязки – могут быть типовые схемы связок, которые, в принципе, подключаются и к калориферу, но все же их придется подгонять под устройство. Обвязка все же обычно проектируется для всякого конкретного прибора.
• Варианты размещения обвязок – это может быть или вертикальный, или горизонтальный способ. Но не всякая обвязка может действовать во всяком положении. Потому расположение обвязки определяется при проектировании вентустановки. Иначе некорректная работа обвязки калорифера гарантирована, а то и вовсе он откажется работать.

Обвязка калорифера может строиться по нескольким схемам. На практике же чаще используют типовую схему, конструкция которой проста, и надежность достаточно высокая.

Методы обвязки

Обвязка представляет собою каркас из арматуры, с помощью которого регулируется поступление горячей воды. Узел обвязки помогает контролировать производительность калорифера приточной вентиляции, управлять им и поддерживать в здании заданный температурный режим. Расположение узлов обвязки определяется местом установки, схемой воздухообмена, техническими параметрами оборудования. Применяют 2 варианта монтажа:

• Рециркуляционные воздушные массы смешиваются с приточными.
• Осуществляется только рециркуляция воздуха внутри помещения по замкнутому принципу.

С учётом этого существуют 2 метода обвязки:

• 2-ходовыми вентилями – при неконтролируемом обратном расходе воды;
• 3-ходовыми вентилями – при контроле за расходом воды в бойлерной или котельной.

Некоторые — выпускают узлы обвязки различной модификации, представляющие собою целые комплекты, состоящие из клапанов (балансировочных и обратных, двух и трёхходовых), насосов, байпасов, шаровых кранов, манометров, очистительных фильтров.

Схема обвязки узлов калорифера для приточной вентиляции. (Шаровые краны, установленные на входе и на выходе, позволяют перекрывать воду, а термоманометр – контролировать температуру и давление)

Если естественная вентиляция налажена хорошо, то возможностей для успешной работы оборудования гораздо больше. Правильный выбор обвязки в таких случаях эффективен, как для нагрева больших площадей на производстве, так и для частных домов, коттеджей.

Калорифер, используемый для вентиляции, обычно подключают к системе отопления непосредственно в точке воздухозабора. Если действует принудительная вентиляция, то монтаж воздухонагревателя может быть проведён в любом месте. Калориферы для приточной вентиляции позволяют создать комфортный температурный режим как в промышленных, так и в жилых помещениях. Важно только правильно определиться с выбором теплоносителя, который будет наиболее эффективным (с минимальными затратами при максимальной производительности) в определённых условиях. Автоматизированная система – как, например, щит управления приточной вентиляцией с водяным калорифером, — позволит сделать использование нагревательных приборов для приточной вентиляции удобным и безопасным.

Правила эксплуатации калорифера

Для правильной и бесперебойной работы нагревателей для систем приточной вентиляции важно соблюдать следующие правила эксплуатации:

1. Нужно поддерживать определенный состав воздуха в здании. Требования к воздушным массам в помещениях разного назначения перечислены в ГОСТ № 2.1.005-88.
2. При монтаже надо соблюдать рекомендации производителя, придерживаться технологии установки.
3. Нельзя подавать в прибор теплоноситель с температурой выше 190 градусов. У некоторых моделей этот порог меньше, о чем сказано в технической документации.
4. Давление жидкой среды в теплообменнике должно быть в пределах 1,2 МПа.
5. Если нужно нагреть воздух в холодном помещении, то его подогревают плавно. Повышение температуры в течение часа должно составить 30 градусов.
6. Чтобы жидкость не замерзла в теплообменнике и не разорвала трубки, нельзя допускать охлаждения окружающих воздушных масс вокруг прибора ниже нуля градусов.
7. В помещении с высоким уровнем влажности устанавливают агрегаты со степенью защиты от IP66 и выше.

Производители водяных нагревателей не рекомендуют выполнять их ремонт самостоятельно. Лучше доверить эту работу сотрудникам сервисного центра

Не менее важно перед покупкой правильно рассчитать мощность прибора, чтобы он обеспечивал должную производительность и не работал вхолостую

Виды систем потребления тепловой энергии

Таких систем, совместимых с калорифером, может быть несколько. Рассмотрим вкратце каждую.

Вентиляционная система

Она характеризуется тем, что на предельную температуру теплоносителя прямое влияние оказывают технические параметры наличествующего оборудования. Проблема касаемо того, как выбрать правильный узел обвязки, заключается в необходимости защиты калорифера от возможного замерзания. В зимнее время, когда воздух будет подаваться с минусовой температурой, нельзя снижать температуру носителя тепла или расход энергии ниже, чем того требует система.

Радиаторное отопление

В таком случае температура теплоносителя строго ограничивается. Для однотрубных конструкций это 105 градусов, для двухтрубных – 95 градусов. Зато температура носителя может снижаться до бесконечности, вплоть до прекращения работы вовсе, что отличает отопление от вентиляционной системы. Здесь все элементы напрямую контактируют с воздухом в здании, а ввиду того, что он обладают еще и теплоаккумулирующими характеристиками, здание охлаждается достаточно медленно. При этом временной отрезок, в течение которого возможно снижение температуры, устанавливается для каждого отдельного случая.

Напольное отопление

Потребление тепла здесь такое же, как в предыдущем варианте. Отличием можно считать лишь то, что температура носителя тепла (максимальная) ограничивается. В большинстве случаев это не более 50 градусов.

Тепловая завеса

Обвязка калорифера для тепловых завес существенно отличается от всех предыдущих вариантов, поэтому рассмотрим ее более детально. Прежде всего, это относится к особенностям работы самой тепловой завесы: практически все время завеса «отдыхает», ожидает, рабочее же ее время зачастую не превышает двух-трех минут. Более того, место установки всегда расположено далеко от источника обогрева. Это в большинстве случаев место под потолком, а там, соответственно, нередко случается переохлаждение, а также «гуляют» сквозняки. Ниже приведена схема с регулировочными элементами, которые подходят для этого случая.

Система оборудуется специальными шаровыми шарнирами, необходимыми для того, чтобы отключить ее от описываемой завесы или же от тепловой трассы. Имеется и грубо очищаемый фильтр, который защищает устройство; клапан регулировки, предотвращающий попадание твердых частиц, которые, в свою очередь, способны крайне негативно повлиять на работоспособность системы в общем. Есть еще два клапана:

1. Регулирующе-запорный.
2. Регулирующий, оснащенный специальным приводом.

Каждый из них предназначается для того, чтобы обеспечивать максимальный поток жидкости в режиме работы, и минимальный – при «неактивности». Чтобы приводы клапанов такой обвязки, предназначенной под тепловые завесы, обеспечивались должным питанием, следует подключить однофазное напряжение в 220 вольт.

Наконец, все элементы, из коих состоит обвязка калорифера в данном случае, необходимы не только для регулировки температуры в здании, но для того, чтобы защитить сам прибор от температурных перепадов, «прыжков» давления, которые нередко случаются в сети теплоснабжения. Если же устанавливать блоки-смесители, то контур отопление выйдет на тот рабочий режим, который и необходим для контролируемых параметров.

Обратите внимание! Более эффективно в этом плане работает вентиляция, так как энергия потребляется в меньшем количестве

Как регулируется нагревание калорифера

Для того чтобы контролировать процедуру прогрева, происходящую в узле обвязки прибора, можно воспользоваться одним из двух возможных способов:

• количественным;
• качественным.

Если вы выберите количественный контроль работы системы, то вас ждет неизбежный и постоянно «прыгающий» расход носителя тепла. Едва ли можно назвать подобный способ рациональным, и это является одной из причин того, что в последние годы люди чаще прибегают к другому принципу контроля – качественному. Благодаря ему стало возможным регулировать работу калорифера, но количество теплоносителя при этом нисколько не меняется.

Помимо этого, если вы будете регулировать систему посредством качественного принципа, то управление гарантированно будет оставаться линейным, вне зависимости от того, в каком положении будет регулирующий кран.

Важно! У качественного контроля имеется еще одно достоинство – так калорифер будет максимально защищен от возможного замораживания, поскольку в него постоянно будет поступать вода. Все это стало возможным только благодаря тому, что в контур обогревателя устанавливается водяной насос

В контуре осуществляется проток воды, который не будет зависеть от каких-либо внешних воздействий. Кроме того, качественный контроль подразумевает применение штокового клапана на три хода и специализированного насоса. Все эти детали, встроенные в обвязку прибора, имеют существенные преимущества, которые повышают эффективность работы калорифера и всей системы в целом:

Все это стало возможным только благодаря тому, что в контур обогревателя устанавливается водяной насос. В контуре осуществляется проток воды, который не будет зависеть от каких-либо внешних воздействий. Кроме того, качественный контроль подразумевает применение штокового клапана на три хода и специализированного насоса. Все эти детали, встроенные в обвязку прибора, имеют существенные преимущества, которые повышают эффективность работы калорифера и всей системы в целом:

• Клапан регуляции располагается в том месте, где в калорифер поступает носитель тепла. Если сравнивать это с устройством на два хода, то оно контролирует всю процедуру смешивания. Если контур находится в закрытом состоянии, то происходит внутренняя циркуляция; если же он открыт, то теплоноситель при этом не рециркулирует. Если же подобную конструкцию устанавливать со штоком, то это не только увеличит срок использования самого клапана (который, как известно, крайне быстро приходит в негодность в изделиях, не имеющих штоков), но и повысит теплоотдачу.
• Мотор у центробежного насоса циркуляции является «мокрым», он, иными словами, функционирует, будучи полностью погруженным в воду. Следовательно, подшипники прибора, равно как и другие элементы, постоянно смазываются водой, поэтому нет необходимости в использовании любого рода сальников. Если обвязка калорифера будет оборудована таким вот насосом, то протечка при этом полностью исключается даже в тех случаях, когда насос сломан или же целиком отработал свой ресурс.

Монтаж водяного калорифера для приточной вентиляции

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 Qт — тепловая мощность калорифера.

L — расход воздуха (величина приточного потока).

Pв — плотность воздуха, табличное значение, находится в СНиП.

Cв — 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.

Qт — тепловая мощность прибора.

Cв — 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.

Мы подобрали для Вас ещё восемь полезных статей, смотрите далее.

Расход теплоносителя

Для расчета расхода теплового носителя сначала нужно найти фронтальное сечение прибора.

Его определяют по формуле F = (L х P)/ V, в которой:

• F – фронтальное сечение теплообменника калорифера;
• L – расход воздушных масс;
• P – табличное значение плотности воздуха;
• V – скорость воздушного потока (3-5 кг/м²с).

После этого можно вычислять расход теплоносителя по формуле G = (3,6 х Qт)/(Cв х (tвх — tвых)), в которой:

• G – потребность в воде для калорифера (кг/ч);
• 3,6 – поправочный коэффициент для перевода единицы измерения из Ватт в кДж/ч, чтобы расход получился в кг/ч;
• Qт – мощность нагревателя в Вт, которую нашли ранее;
• Cв – показатель удельной тепловой емкости воды;
• (tвх — tвых) – разница температур теплового носителя в обратной и прямой линии.

Расчёт водяного калорифера

Расчёт мощности калорифера, необходимой для обогрева конкретного помещения, проводят с учётом таких данных, как:

1. Объём (масса) приточного воздуха, который необходимо нагреть.
2. Начальная (внешняя) температура воздушных масс.
3. Целевая температура, до которой необходимо разогреть воздух перед подачей в комнату.
4. Температурный режим теплоносителя.

Расчёт калорифера производят исходя из площади поверхности подогрева и нужной мощности. Для каждой операции применяется своя формула. Рассчитать мощность калорифера можно только с учётом реальных данных в конкретных условиях, среди которых наиболее важные:

• способ подключения (к центральной теплосети или котельной);
• метод обвязки.

Расчёт мощности калорифера

Qт – тепловая мощность калорифера, Вт; L – расход воздуха, м³/час ρвозд – плотность воздуха. Плотность сухого воздуха при 15 °C на уровне моря составляет 1,225 кг/м³; свозд – удельная теплоёмкость воздуха, равная 1 кДж/(кг∙К)=0,24 ккал/(кг∙°С); tвн – температура воздуха на выходе из калорифера, °C; tнар – температура наружного воздуха, °C (температура воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 согласно СП 131.13330.2012)

Калькулятор расчёта мощности калорифера

Расход теплоносителя на калорифер

G — расход воды на теплоснабжение калорифера, кг/ч; 3,6 — коэффициент перевода Вт в кДж/ч (для получения расхода в кг/ч); Qт – тепловая мощность калорифера, Вт; св – удельная теплоёмкость воды, равная 4,187 кДж/(кг∙К)=1 ккал/(кг∙°C); tпр – температура теплоносителя (прямая линия), °C; tобр – температура теплоносителя (обратная линия), °C.

Калькулятор расхода теплоносителя на калорифер

Диаграмма процесса нагрева воздуха

Определить потребную мощность калорифера можно с помощью специальных диаграмм. Количество необходимой энергии (Джоулей) для нагрева 1 килограмма воздуха производится с помощью i–d диаграммы влажного воздуха. Расчёт производится при условии, что процесс нагрева воздуха протекает при d = const (при неизменном влагосодержании). Далее, с учётом расчётного расхода воздуха, перевода единиц (Дж/с в кВт), определяется мощность калорифера.

i–d диаграмма влажного воздуха

Для получения точных данных можно воспользоваться онлайн-калькуляторами, с помощью которых можно узнать показатель мощности, указав производительность и температуру. Так как производительность установки в результате постепенного износа может снижаться, рекомендуется заложить в расчёт запас мощности от 5 до 15%.

Краткий обзор современных моделей

Чтобы составить впечатление о марках и моделях водяных калориферов, рассмотрим несколько устройств разных производителей.

Калориферы КСК-3, выпускаемые на предприятии ЗАО Т.С.Т.

Технические характеристики:

• температура теплоносителя на входе (выходе) — +150°С (+70°С);
• температура воздуха на входе – от -20°С;
• рабочее давление – 1,2МПа;
• максимальная температура — +190°С;
• срок эксплуатации – 11 лет;
• рабочий ресурс – 13 200 ч.

Внешние части изготовлены из углеродистой стали, нагревательные элементы – из алюминия.

Водяной тепловентилятор Volcano mini – компактный прибор польского бренда Volcano, отличается практичностью и эргономичным дизайном. Регулировка направления воздушного потока производится с помощью управляемых жалюзи.

Технические характеристики:

• мощность в границах 3-20 кВт;
• максимальная производительность 2000 м?/ч;
• тип теплообменника – двухрядный;
• класс защиты – IP 44;
• максимальная температура теплоносителя 120°С;
• максимальное рабочее давление 1,6 МПа;
• внутренний объем теплообменника 1,12 л;
• направляющие жалюзи.

Калорифер Galletti AREO итальянского производства. Модели оснащены вентилятором, медно-алюминиевым теплообменником и дренажным лотком.

Технические характеристики:

• мощность в режиме обогрева – от 8 кВт до 130 кВт;
• мощность в режиме охлаждения – от 3 кВт до 40 кВт;
• температура воды – + 7°C +95°C;
• температура воздуха – 10°C + 40°C;
• рабочее давления – 10 бар;
• количество скоростей вентилятора – 2/3;
• класс электрической безопасности IP 55;
• защита электродвигателя.

Кроме приборов перечисленных марок на рынке калориферов и водяных воздухонагревателей можно встретить модели следующих брендов: Тепломаш, 2VV, Fraccaro, Yahtec, Tecnoclima, Kroll, Pakole, Инновент, Remko, Zilon.

Способы обвязки калорифера

Обвязка калорифера приточной вентиляции зависит от выбора места монтажа, технических характеристик агрегата и схемы воздухообмена. Среди разных вариантов монтажа чаще всего используют смешивание рециркуляционных воздушных масс с приточными потоками. Реже применяют замкнутую схему с рециркуляцией воздуха в пределах помещения.

Для правильной установки прибора важно, чтобы система естественной вентиляции была хорошо налажена. Подключение калорифера к отопительной сети обычно делают в точке забора в пределах подвального помещения

Если есть принудительная вентиляция, то агрегат можно установить в любом подходящем месте.

Также в продаже есть готовые узлы обвязки в нескольких вариантах исполнения.

В комплект входят следующие элементы:

• шаровые краны с байпасом;
• обратные клапаны;
• балансировочный вентиль;
• насосное оборудование;
• двух или трехходовые клапаны;
• фильтры;
• манометры.

Эти детали в составе узла можно комбинировать по-разному. Применяют жесткое присоединение элементов или монтаж с использованием гибких шлангов из металла.

Зачем в вентиляции устанавливают нагреватель

Обустройство воздухообмена один из обязательных пунктов инженерного обеспечения любого здания. В зависимости от предназначения помещения могут быть использованы различные по мощности типы циркуляции. Однако в наших климатических условиях возникает вопрос: как обеспечить доступ свежего воздуха, с комфортными показателями по температуре в холодное время года?

Чтобы решить такую проблему используют принудительный подогрев с помощью смонтированных в воздушных каналах нагревательных приборов. Что такое калорифер в вентиляции? Это устройство, имеющее нагревательный элемент, сквозь который проходить, и нагревается поток.

С этой целью применяют три типа устройств с разными нагревательными элементами.

• Водяными.
• Электрическими.
• Паровыми.

Каждая установка имеет свои положительные и отрицательные моменты, но, самым удобным является электрический калорифер для приточной вентиляции. Он относительно компактный, бесшумный, и имеет высокий КПД. Если условия не позволяют делать подводку коммуникаций, то электрический подогрев самый лучший из вариантов.

По устройству, такой прибор представляет собой несколько нагревательных элементов ТЭНов с ребрами на поверхности. Проходя сквозь них воздух, нагревается и подается в помещение.

Но, при этом на нагревание затрачивается большое количество электроэнергии. Мощность таких приборов может достигать нескольких сотен Ватт, а установки с показателем от 7кВт желательно запитать от 380 вольт.

Более экономически выгодным будет установить водяное устройство для нагревания воздушных масс.

Регулировка процесса нагрева

Что касается регулировки нагревательного процесса, то сегодня используют два его вида: количественный и качественный. Первый вариант – это когда температура нагревательных элементов регулируется количеством поданной в них тепловой энергии. То есть, чем больше, к примеру, горячей воды проходит через водяной нагреватель, тем сильнее он нагревается. Соответственно и температура проходящего через него воздуха становится выше.

Для этого в узел обвязки калорифера приточной установки обязательно входит насос, который создает давление внутри системы подачи горячей воды. Увеличивая подачу, можно увеличивать температуру теплоносителя внутри нагревательных элементов. Или, наоборот, снижая подачу, снижается температурный режим. Необходимо отметит, что этот способ обогрева приточного воздуха не самый рациональный. Поэтому сегодня все чаще в системах вентиляции используют качественный способ обогрева, то есть, подача горячей воды происходит при неизменном ее объеме.

Чисто конструктивная отличительная особенность этой схемы обвязки – наличие трехходового клапана, который устанавливается около калориферного прибора перед подачей в него горячей воды. Именно клапан регулирует температуру, а насос работает в постоянном режиме. Свое название клапан получил из-за того, что его можно выставлять в определенных позициях, при которых происходят разные процессы. В случае с обогревом воздуха клапан выполняет три функциональных действия.

1. Он полностью открыт для подачи горячей воды и закрыт для отводящего из калорифера теплоносителя.
2. Он открыт так, чтобы часть охлажденного теплоносителя могла смешиваться с горячей водой, за счет чего уменьшается ее температура, а соответственно и нагревательных элементов.
3. Полностью закрыт, то есть, в систему обогрева приточного воздуха не поступает теплоноситель.

Схемы подключения

Схема с двумя вентиляционными контурами

Для эффективного обогрева поступающего воздуха с помощью калорифера необходимо выполнить правильное подключение. Есть несколько схем установки, к которым относятся:

• Один вентиляционный контур и один калорифер. Это простейшая схема, в которой на входе или любом другом участке канала располагается одно нагревающее устройство. Подобное подключение используется для сезонного обогрева и не имеет резервного источника тепла.
• Два вентиляционных контура и несколько нагревателей. Это более сложная схема, подходящая для установки в сложных по форме помещениях. Подходит для круглогодичного использования. Есть несколько узлов обвязки. Первый контур используется для обогрева в осенне-зимнее время, а второй для лета. За счет большого количества устройств система может работать беспрерывно даже в случае аварии на одном из узлов обвязки.

Схема вентиляции с нагревателем

В состав классического узла обвязки входят следующие элементы:

• Циркуляционный насос. Применяется в водяных системах и разгоняет жидкость по трубам.
• Компрессорно-конденсаторный блок. Он используется в качестве внешнего блока в обвязке охладительной системы.
• Устройства контроля температуры и давления.
• Запорные механизмы.
• Байпас.
• Фильтр.
• Двухходовой или трехходовой автоматический клапан.
• Трубки, соединители и другие детали, чтобы подключить смесительный узел для вентиляции.

Регулирование температуры

Контроль температурного режима является важнейшей задачей системы. Есть два способа регулировки:

• Количественный. Это устаревший способ, при котором температура напрямую зависит от объема теплоносителя.
• Качественный. Более эффективный метод, при котором теплоноситель расходуется линейно. Это осуществляется при помощи трехходового клапана и насоса. Вероятность протечки исключена.

Специалисты используют второй метод. Он совместим с любой схемой подключения калорифера.

Система вентиляции

Обвязка с двухходовым клапаном

На выбор оптимальной схемы вентиляции оказывают влияние требуемая температура, интенсивность нагрева, источник теплоносителя, разница давлений. Существует несколько систем:

• Обвязка вентиляционной установки с использованием двухходового клапана. Его ставят на точку ввода без дополнительного теплообменника. В результате клапан выполняет функции промежуточного буфера и гасит давление потока воды. К недостаткам схемы можно отнести риск замерзания при отрицательных температурах. Требуется установка насоса.
• С использованием трехходового клапана. В результате получают две системы обвязки. В первом случае осуществляется разделение водных потоков, а во втором их смешивание. Схема используется в автономных тепловых сетях.

Качество работы: узел обвязки калорифера приточной установки

Выделяют 2 способа монтажа устройства, определяет которые схема теплообмена. Если говорить о естественной вентиляции, при ней калорифер должен располагаться в подвале возле точки водозабора. При принудительной вентиляционной системе устройство грамотно начнет функционировать только с правильным монтажом узла обвязки калориферного модуля.

Данные приборы позволяют регулировать уровень температуры теплообменника:

• Байпас;
• Подводка;
• Фильтр очистки;
• Насос;
• Шаровые краны;
• Термометры и манометры;
• Клапан с электроприводом.

Если речь идет о монтаже узла обвязки с жесткой подводкой, проведение коммуникаций пройдет с использованием стальных труб. Иногда для установок используется и гибкая подводка с гофрированными шлангами в системе. Место узла определяется заранее. Каких-то серьезных расходов обвязка узла не предполагает.

Узел распределения пара калорифера

Обвязку парового калорифера надо выполнять с наличием специального узла распределения, то есть до точки подачи. Такой узел включает:

Рисунок 2. Узлы обвязки калориферов приточных систем.

• специальный циклонный фильтр с отводом конденсата, который также обеспечивает защиту от загрязнения;
• манометр для контроля работы системы;
• запорные вентили;
• предохранительные клапаны;
• регуляторы давления, которые обеспечивают пилотное управление;
• обратные клапаны;
• редукционные клапаны;
• специальные отводы конденсата в атмосферу.

Длина каждого участка подачи пара не может быть меньше 10 диаметров паропровода. Для каждого отвода в точке подаче пара устанавливается запорный клапан, манометр для каждого отрезка. Схема узла обвязки продемонстрирована на рис. 2.

Приточная вентиляция с водяным подогревом воздуха

Подогрев воздуха до необходимой температуры обеспечивает водяной нагреватель. Он представлен в виде радиатора с трубками, в которых находится теплоноситель. На трубопроводе имеется оребрение, способствующее увеличению площади соприкосновения с циркулируемым воздухом.

Принцип работы системы такой: теплоноситель нагревает до нужной температуры трубки, они отдают тепло оребрению, которое в свою очередь нагревает воздух. Таким образом, осуществляется теплообмен.

Приточная вентиляция с водяным подогревом воздуха намного выгоднее, чем подогрев с использованием электричества. С другой стороны, внутри водяного нагревателя имеется вода, поэтому существует угроза ее замерзания при минимальной работе радиатора.

Регулировка мощности такого устройства осуществляется за счет электрического и сантехнического компонентов.

1. Зона с датчиками контроллера и температуры. Сервопривод, контролирующий клапан.
2. Смеситель, он отвечает за нагревание воды в нагревательном оборудовании до необходимой температуры.

Электрический компонент будет управлять сантехническим узлом. Достаточно задать необходимую температуру нагрева воздуха, и система выполнит данную программу.

Принцип работы приточной вентиляции с калорифером

Приточная вентиляция с водяным калорифером для подогрева представляет собой сложную установку, состоящую с нескольких основных элементов.

1. Решетка для забора воздуха.
2. Клапан.
3. Фильтр.
4. Нагреватель
5. Дополнительные приборы обеспечения.

Решетка для забора воздуха предназначена для защиты вентиляционных каналов от попадания в них посторонних предметов, и мелких животных. Также она носить декоративную функцию. Весь основной воздушный поток поступает сквозь нее.

Клапаны представляют собой препятствие для поступления воздуха в том случае, когда подача воздуха отключена. Это устройство чаще всего имеет автоматическое управление позволяющее регулировать поток и не допускать попадание внутрь помещений холодных масс в зимний период.

Фильтры очищают поток от нежелательного загрязнения в виде пыли. На протяжении эксплуатации установки их периодически нужно менять для полноценной циркуляции.

Калорифер осуществляет нагревание подаваемого потока.

Также для полноценной работы подачи свежего воздуха с подогревом имеются и дополнительные детали: рекуператор, вентилятор, шумопоглотители и диффузоры.

Контроль температуры нагревания осуществляется путем сборки системы смешивания и насоса. Если нужно охладить поступающую в калорифер жидкость к ней добавляется холодный теплоноситель, чем достигается оптимальный показатель разогрева.

Рекуператор проводить смешивание поступающего холодного воздуха с уже нагретым теплым, вентилятор осуществляет дальнейшую подачу его в помещение, а диффузор равномерно распределяет поток по всей комнате. Для того чтоб оборудование не мешало, используют шумопоглотители, которые глушат звуки работы установки.

Какие бывают калориферы

Прибор может устанавливаться одним из двух методов, в данном случае все зависит от особенностей воздухообмена системы.

• Рециркуляционный воздух может перемешиваться с приточным.
• Воздух в системе может рециркулировать, будучи полностью изолированным.

Если вентиляция в помещении имеет естественный характер, то калорифер должен размещаться в подвале, в том месте, где происходит забор воздуха. А если схема вентиляции является принудительной, то не имеет значение, в каком месте будет установлен прибор.

Линейка типоразмеров установок Теплоконтроль ТК

_________________________________________________________________

Мы точно подберем приточную, приточно-вытяжную или вытяжную установку под Ваши индивидуальные параметры и предоставим Вам её характеристики и размеры.

______________________________________________________________

Вы можете купить центральный кондиционер Теплоконтроль (приточно-вытяжную и приточную вентиляционную установку, агрегат функционирующий на фундаменте и подвесные установки) российского производства, аналог таких производителей как Korf (Корф), NED (НЭД), VTS Group (ВТС), Remak (Ремак), Rosenberg (Розенберг), ВЕЗА, Lessar и др.

• Функции энергоутилизационных блоков оборудования выполняют гликолевые, перекрестноточные или вращающиеся теплообменники. Энергоутилизация позволяет сократить энергозатраты: нагревание и охлаждение воздуха в процессе использования систем кондиционирования и вентиляции осуществляется с меньшими затратами энергии (например, электроэнергии).
• Нагревание воздуха в вентиляционных установках Теплоконтроль выполняют электрические нагреватели, газовые секции нагрева, водяные медно-алюминиевые калориферы и паровые стальные водяные нагреватели.
• Охлаждение воздуха выполняют фреоновые и водяные охладители воздуха.
• Оборудование может поставляться в разобранном виде (отдельными блоками), что позволяет значительно сократить расходы на транспортировку оборудования, а также без проблем разместить установку внутри венткамер и технических помещений, не разрушая стен и перегородок.

Можно смонтировать вентиляционное оборудование на крыше здания, потому что это позволяет высокотемпературное гальваническое покрытие корпуса установок. Уличное исполнение оборудования включает в себя защитный козырек над инспекционными панелями и воздухозаборную решетку, защищающую оборудование от снега и дождя.

Исполнение вентиляционных центральных кондиционеров:

• напольное горизонтальное
• напольное вертикальное
• подвесное

Автоматизированный подогрев воздуха в приточной вентиляции

Варианты устройства круглых и прямоугольных вентшахт — система автоматизированы

• Работа оборудования контролируется с помощью пульта управления (ПУ). Пользователь предварительно задает режим регулирования потока приточного воздуха и температуры.
• С помощью таймера система вентиляции с подогревом самостоятельно включается и отключается.
• Оборудование, которое обеспечивает подогрев, может быть подключено к вытяжному вентилятору.
• Калориферы снабжают термостатом, который предупреждает возникновение пожара.
• В системе вентиляции для контроля за перепадами давления устанавливается манометр.
• На приточной вентиляционной трубе устанавливается отсечный клапан, он предназначен для блокирования поступления приточных ветровых масс.

(голосов пока нет)

Классификация

Для создания в здании оптимального микроклимата применяется система калориферного обогрева, то есть принудительного подогрева с помощью оборудования, которое устанавливается в воздушных каналах.

В зависимости от того, какой теплоноситель используется, выделяют 4 типа калориферов:

• Паровые – применяются чаще всего на промышленных предприятиях, где выработка пара предусмотрена технологическими процессами.

• Электрические – этот вариант самый простой в установке (нужен только источник питания для нагрева встроенных ТЭНов), но требует большого расхода электроэнергии. Использование электрокалорифера считается целесообразным только на объектах, площадь которых не превышает 150 м²

• Водяные – этот тип нагревателя работает на основе горячей воды и устанавливается в системах вентиляции с прямоугольным или круглым сечением на площадях свыше 150 м² Данный тип обогрева надёжен, практичен, прост в обслуживании и недорог.

Особенностью нагревателя является то, что состав поступающего с улицы воздушного потока не должен быть липким, волокнистым, содержать твёрдые частицы. Допустимая запылённость — не более 0,5 мг/м³. Минимальная температура забираемого воздуха -20 °C.

При выборе калорифера учитывают следующие факторы:

• площадь помещения;
• погодные условия в данном климатическом поясе;
• мощность вентиляции.

Нагреватель устанавливают во внутренней части вентиляционной шахты, поэтому он должен соответствовать её параметрам (конфигурации и размеру).

Если производительность будет низкой, то прибор не сможет прогреть воздушные массы.

Если нет возможности установить калорифер с нужными параметрами, то последовательно монтируются несколько механизмов, имеющих меньшую мощность.