Описание калориферов и узлов обвязки 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.

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.

ПРИВОДЫ ESBE (ШВЕЦИЯ)

Уникальная точность и функциональность. Возможность перевода в ручной режим. Питание 24В пост./перем. тока, 50/60 Гц. Управляющий сигнал 0-10В, 2-10В, 0-20мА, 4-20 мА.

Разновидности калориферов

КПД и скорость нагрева воздуха от парового калорифера выше, чем электрических и водяных

Канальные нагреватели классифицируются по типу теплоносителя. Выделяют следующие виды:

• Электрические. В качестве нагревательного элемента используется металлический ТЭН, который работает от электросети. Устройство отличается простотой установки и монтажа. Мощность рассчитана на обслуживание помещения площадью до 100 кв.м.
• Водяные. Это приборы, в которых по трубам циркулирует вода. Используется в вентиляционных системах в общественных и промышленных помещениях. Необходим монтаж узла обвязки водяного калорифера.
• Паровые. Калорифер, работающий от пара, имеет высокий КПД, большую скорость нагрева. Пар разогревается до определенной расчетной температуры. Подходит для установки в промышленных зданиях с источником водяного пара. Обвязка парового калорифера приточной вентиляции сложная, поэтому выполняется только специалистами.

Выбор оптимальной системы зависит от типа помещения, его назначения и возможностей.

Принцип работы

Вентилятор, теплообменник и конвектор – так в общих чертах выглядит водяное нагревательное устройство.

Принцип работы приточной вентиляции таков:

1. Воздушный поток поступает в специальные воздухозаборные решётки, предохраняющие от попадания в каналы вентиляции насекомых, мелких предметов, птиц, животных.
2. Фильтры очищают воздух от загрязнений, вредных веществ, пыли.
3. Калорифер при помощи тепла, поступающего от водяной магистрали, нагревает его до нужной температуры.
4. Рекуператор смешивает вновь поступающий воздух с нагретым.
5. Вентилятор подаёт прогретые воздушные массы в помещение, а диффузор распределяет их равномерно по всей площади.
6. Шумопоглотители снижают звуковую мощность работающей установки.
7. В случае отключения подачи воздуха срабатывают клапаны, не допускающие поступления холодного воздушного потока внутрь помещения.

Пример использования воздухонагревателя VOLCANO в помещении шиномонтажа (температура воды +90 ºС)

Калорифер, не имеющий собственного нагревателя, состоит из двух основных элементов:

• Теплообменник, конструкция которого представлена системой трубок из металла – вода, поступающая из общей системы отопления, достигает здесь необходимой температуры.
• Встроенный вентилятор, разгоняющий прогретый воздушный поток по всей территории.

Схемы и типы исполнений смесительных узлов UTK

Смесительный узел построен по трехходовой схеме регулирования

Шаровые краны 1 служат для отключения узла от тепловой сети.

На подающей линии узла имеется фильтр 2 для горячей воды. По мере загрязнения необходимо очищать фильтрующий элемент фильтра.

На подающей линии узла установлен трехходовой регулирующий клапан с сервоприводом 3 пропорционального регулирования. Вход В клапана соединен байпасом с обратной линией узла. На байпасе установлен обратный клапан 5 для предотвращения перетекания теплоносителя из подающей линии в обратную минуя воздухонагреватель. На подающей линии узла установлен циркуляционный насос 4 для обеспечения циркуляции теплоносителя по «малому» контуру.

Основное оборудование узлов теплоснабжения. Подбор и расчет

В составе узлов теплоснабжения приточных установок, выполненных по различным схемам, как правило, входит идентичное оборудование. Отличаются такие узлы лишь местом установки, насыщенностью арматуры и способом подбора.

При подборе оборудования для узлов теплоснабжения существует несколько общих правил и рекомендаций:

• При выборе того или иного типа арматуры следует предельно внимательно проверять технические характеристики как максимальное рабочее давление, так и предельную температуру.
• Крайне не рекомендуется приобретать готовые смесительные узлы, которые подобраны исходя из усредненных условий без учета важных параметров как свободный перепад давления в системе, вид теплоносителя, расход, тип источника тепла, необходимость частотного регулирования и так далее.
• Диаметр запорной арматуры, а также обратных клапанов и грязевиков должен быть не меньше диаметра трубопроводов.
• Диаметр трубопроводов системы теплоснабжения определяется в результате гидравлического расчета исходя из расчетного (требуемого) расхода теплоносителя, типа теплоносителя (вода или низкозамерзающие жидкости) и материала трубопроводов. Диаметр узлов теплоснабжения ни в коем случае не должен подбираться исходя из присоединительных портов калорифера. Он подбирается ТОЛЬКО РАСЧЕТОМ!

Запорная арматура

Необходима для перекрывания протока воды в случаях аварийных остановок системы теплоснабжения, например, для устранения течи, для проведения сервисных или ревизионных работ и т.д. В качестве запорной арматуры применяют как стальные или латунные шаровые краны (желательно полнопроходного сечения) либо фланцевая арматура.

Для узлов теплоснабжения с диаметром трубопроводов до 40мм включительно принято устанавливать резьбовую запорную арматуру, а свыше 50 мм фланцевую.

Для облегчения монтажа или демонтажа узлов резьбовую арматуру следует предусматривать с накидными гайками, иначе называемыми «американками или сгонами».

Обратные клапаны

Обратные клапаны используются в узлах регулирования для предотвращения перетока воды обратно в систему теплоснабжения в случае открытия или закрытия регулирующих клапанов. Или это возможно когда система теплоснабжения не отбалансирована, в системе смонтировано большое количество установок и при изменении расходов теплоносителя может произойти передавливание друг друга. Поэтому обратные клапана устанавливаются на обратном трубопроводе и на перемычке узла теплоснабжения.

Регулирующие клапаны и приводы

Двухходовой или трехходовой регулирующий клапан является основным исполнительным механизмом, который путем изменения расхода или путем смешения теплоносителей позволяет регулировать мощность калорифера приточной установки в зависимости от потребности установки в нагреве. Еще одной важной функцией работы клапана является предотвращение «замерзания» теплоносителя при работе установок в зимнее время. Когда автоматика получает сигнал о критических температурах теплоносителя и воздуха после калорифера привод максимально открывает регулирующий клапан на проток.

Подбор клапана производится на основании определения коэффициента пропускной способности Kv, который означает какой расход теплоносителя пройдет через клапан в открытом состоянии при потерях на нем в 10 метров водяного столба.

,

Типоразмер регулирующего клапана нельзя подбирать по диаметру трубопровода или портов калорифера. Чем меньше Kv или диаметр клапана, тем скорость реагирования на изменение параметров воздуха или теплосети будет выше, то есть система будет не инерционная.

В системах теплоснабжения приточных установок используются, как правило, двух и трехходовые клапана. Двухходовые клапана работают только в системах с изменением расхода теплоносителя, а трехходовые либо как смесительные, либо работающие на разделение тепловых потоков.

Измерительная арматура: манометры и термометры

Манометры и термометры являются необходимыми инструментами для визуального контроля работоспособности системы теплоснабжения. Термометры обычно устанавливаются на подающем и обратном трубопроводе непосредственно у калорифера. Манометры монтируются на насосной группе для контроля работы насоса и визуального определения создаваемого перепада. Манометры также ставят до и после грязевика – для определения степени его засоренности, и на подающем и обратном трубопроводе тепловой сети перед узлом обвязки – для контроля свободного перепада, необходимого для полноценной работы регулирующего клапана.

Воздухоспускные клапана и краны для слива системы

Автоматический воздухоспускной клапан

Для спуска воздуха после заполнения системы и в процессе эксплуатации в узлах обвязки рекомендуется устанавливать автоматические воздухоспускные краны. Их удобно монтировать на специальных портах, врезанных в калачи калорифера в верхней части корпуса либо в наивысшей точке трубопроводов узла регулирования.

Краны для опорожнения калориферов и слива участка системы теплоснабжения следует монтировать в самой низкой точке узла регулирования, либо в нижней части калорифера.

Балансировочные клапана

Если в системе теплоснабжения предусмотрено несколько приточных установок, работающих в своем независимом режиме, то тепловые потоки в трубопроводах будут не постоянны и могут значительно отличатся друг от друга. Чтобы не произошло передавливания друг друга со стороны теплоносителя, предусматривают балансировочные клапана. Их главной и основной функцией является дросселирование избыточного давления и уравнивание распределения расходов воды между калориферами в соответствии с потребностями. Установленные на обратных трубопроводах балансировочные клапана производят гидравлическую увязку калориферов между собой.

Подбор клапанов производится по аналогии с подбором регулирующих клапанов с учетом коэффициента Kv. Исходными данными для определения типоразмера клапана является избыточный перепад давления, который должен погасить балансировочный клапан, и расчетный расход на участке сети.

Циркуляционный насос

Циркуляционный насос внутреннего контура узла обвязки предназначен для обеспечения постоянной циркуляции воды в калорифере. Это позволит минимизировать риск возникновения угрозы «размораживания» калорифера при низких уличных температурах воздуха. Но главным предназначением насосов является преодоление гидравлических сопротивлений на регулируемом участке, то есть на всех функциональных элементах смесительного узла, разгруженных от давления теплосети.

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)

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.

Особенности монтажа и подключения

Работы по сборке и подключению должны проводить профессиональные работники специализированной компании. Перед началом работ по установке оборудования необходимо проконтролировать состояние всех элементов и составляющих смесительного узла, целостность изоляции электропроводов привода и циркуляционного насоса.

Требования к установке электрооборудования

• Включение насоса в электросеть должно происходить с применением трёхжильного кабеля.
• На кожухе насоса необходимо установить коммутационную коробку, куда завести фазу, ноль и заземление. Доступ к клеммам должен осуществляться путём откручивания винтового элемента в середине защитной крышки коробки.
• Вывод электрокабеля из коммутационной коробки необходимо производить через изоляционное кольцо.
• Запрещается подавать ток на электрический кабель до окончания монтажных работ.
• Работы по обслуживанию должны проводиться только при отключенном смесительном узле.

Чтобы предотвратить нештатные ситуации в ходе эксплуатации смесительных гидроблоков вентиляционных систем, необходимо точно рассчитать и подобрать соответствующие требованиям типоразмеры клапанов, дополнительных элементов, мощности насоса и т.п.

Регулировка процесса нагрева

Существует 2 вида регулировки нагрева:

• количественный – корректировка температуры происходит за счёт изменения потребления теплоресурса;
• качественный – в этом варианте используется изменение параметров носителя тепла при неизменном потреблении теплоресурса.

Рекомендации по монтажу

Напольный монтаж водяного калорифера
Освоить технику монтажа калориферов приточного типа совсем несложно. Потребуется внимательно изучить инструкцию по сборке, а затем строго следовать ее указаниям. Перед началом работ учитывается, что бытовые модели даже сравнительно малого веса навешиваются на основу, прочность которой проверяется заранее. Для этого подойдут крепкие бетонные или кирпичные стены; причем деревянные и гипсокартонные перегородки сразу же выбраковываются. Далее определяются с необходимостью использования термостата защиты от промерзания каналов приточной вентиляции. Если в этом месте возможно понижение температуры ниже нормы – установка термического стабилизатора считается обязательной.

Порядок проведения монтажных работ:

1. На выбранное место устанавливается металлическая рама в виде кронштейна с отверстиями для крепления корпуса (монтажная консоль).
2. Подвешивается корпус калорифера, к которому затем в указанной в инструкции последовательности подключаются трубы с комплектом запорной арматуры.
3. Сюда же монтируется смесительный узел, если его не успели установить до начала монтажных работ.

Монтируют калориферы на бетонные стены под декоративные панели
Врезаться в систему отопления допускается двумя способами. В первом случае применяются соединительные фитинги или муфты с прокладками, а при втором подходе используется сварка. Последний вариант более надежен, но его применение недопустимо при наличии гибких соединений.

Одно из слабых мест монтируемой конструкции – теплообменные патрубки, подвергающиеся постоянным деформациям. Повысить надежность системы в зоне их расположения поможет замена жестких стальных трубок гибкими шлангами. Такой прием приведет к снижению нагрузки на патрубки, которые в местах сочленения дополнительно уплотняются посредством герметичного состава.

Если корпус калорифера закреплен на неподвижной и прочной основе, допускается подключение посредством жестких труб. Если при эксплуатации предполагается перенос или смещение прибора с рабочего места, необходимо использовать гибкую подводку. На завершающей стадии монтажа прибор поверяется на работоспособность.

Непосредственно перед тестированием потребуется удалить отработанный воздух из отводных каналов, а также проверить состояние вентилей и направляющих жалюзи.

Запас тепловой мощности калорифера

9. Определяем запас тепловой производительности принятого калорифера (ов). ((q — Q) / Q) • 100 q — фактическая тепловая мощность подобранных калориферов, Вт; Q — расчетная тепловая мощность для нагрева требуемого объема воздуха, Вт. Фактическая тепловая производительность принятого паровоздушного калорифера должна быть больше, чем расчетная. Диапазон допустимого процентного соотношения фактической и расчетной мощности, по разным источникам, может составлять от 96 до 120 (от — 4 до 20) %. В любом случае, нужно стремиться к максимально приближенному равенству мощностей (фактическая производительность = 100 — 110 % от расчетной). Если при подсчете, разница составила большее значение, чем вышеупомянутые цифры, следует произвести перерасчет.

Пример расчета и подбора калорифера КПСк. Шаг-9

Подобрать подходящий калорифер КПСк для нагрева 6500 м³/час от температуры -28°С до +29°С. Теплоноситель — сухой насыщенный пар давлением 0.1 МПа. 9. Осуществляем подсчет расхождения фактической и расчетной тепловой мощности подобранных теплообменников ((104653 — 133426) / 133426) • 100 = -21.6% — для калорифера КПСк 2-10 ((150642 — 133426) / 133426) • 100 = 12.9% — для калорифера КПСк 3-10 ((188874 — 133426) / 133426) • 100 = 41.6% — для калорифера КПСк 4-10 104653, 150642, 188874 — фактическая тепловая мощность подобранных паровых теплообменников, Вт; 133426 — расчетная тепловая мощность для нагрева заданного объема воздуха, Вт. -21.6, 12.9, 41.6 — запас теплопроизводительности выбранных калориферов. Из рассматриваемых моделей калориферов КПСк 10-го номера, только трехрядный воздухонагреватель КПСк 3-10 соответствует при заданных условиях рекомендуемому соотношению фактической и расчетной мощности.

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

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.

Достоинства и недостатки

При всем удобстве калориферы потребляют большое количество электроэнергии

Водяные и паровые калориферы, предназначенные для отопления производственных помещений, крайне выгодны, поскольку не требуют дополнительных вложений. Финансовые средства затрачиваются только на приобретение устройства. Их достоинства:

• быстрое достижение желаемой температуры воздуха;
• простой монтаж;
• безопасность;
• надежность;
• возможность регулировки уровня обогрева.

Из недостатков отмечаются:

• использование в помещениях с плюсовой температурой воздуха;
• невозможность применения для обогрева квартир;
• требуется оборудование для обеспечения воздушной тяги;
• если прекращается подача теплоносителя, система перестает работать.

Последний пункт справедлив и для электрокалориферов, только касается перебоев с подачей электроэнергии.

Плюсы и минусы использования

Если предприятие обладает собственной системой теплоснабжения, применение калориферов для приточной вентиляции производственных помещений является максимально рентабельным.

Комплект водяных тепловентиляторов для обслуживания складского помещения. Калориферы с расходом воздуха 5200 м³/ч и температурой теплоносителя + 130 ºС нагревают воздух и поддерживают заданную температуру

Достоинства устройств, подключенных к централизованной системе:

• простая установка, не отличающаяся по сложности от монтажа отопительных труб;
• быстрый нагрев объемного помещения;
• безопасность работы всех узлов;
• возможность регулировки потока нагретого воздуха;
• строгий индустриальный дизайн.

Но главным преимуществом является отсутствие регулярных финансовых вложений – оплата происходит только при покупке нового оборудования.

Актуальные цены на водяные биметаллические калориферы КСК производства новосибирской , изготавливающей тепловое оборудование. Конечная цена зависит от базовой комплектации и технических характеристик

Главным недостатком считают невозможность использования водяных моделей в быту, особенно в условиях городского жилья. Альтернативой является применение электрических приборов.

Еще один нюанс касается отрицательных температур: оборудование необходимо устанавливать в помещениях, где минимальный порог не опускается ниже 0 °С.

В конструкции водяного калорифера практически нет быстроизнашивающихся деталей. Они редко выходят из строя и требуют серьезных ремонтов, что также следует отнести в «копилку» преимуществ оборудования

Виды и характеристики

В водяном калорифере функции теплоносителя выполняет вода

Рассматриваемые устройства работают на обычной воде и на других видах энергоносителей. В соответствии с типом используемого источника энергии различают следующие виды калориферных агрегатов:

• водяные;
• паровые;
• электрические.

Воздухонагреватель водяной относится к распространенной разновидности приборов, отличающейся безопасностью, эффективностью действия и простотой обслуживания. Функцию теплоносителя в нем выполняет горячая вода, поступающая из местной сети ГВС или от котла. Калориферы водяные для приточной вентиляции – очень выгодный вариант, отличающийся минимальными затратами на содержание и эксплуатацию. Единственное проблемное место водяного калорифера – сложность монтажа, связанная с подводкой труб централизованного или местного отопления. Такая привязка не позволяет оперативно переносить прибор на новое место.

Калорифер воздушный паровой – полный аналог водяных моделей, отличающийся от них лишь видом используемого теплоносителя. Конструктивное отличие проявляется в большей толщине стенок у трубок из меди (2 мм против 1,5 мм у водяных образцов). Это объясняется значительным давлением в системе, вынуждающим усиливать структуру отводящих каналов.

Технические характеристики водяных калориферов

Электрическая калориферная установка не нуждается в теплоносителе, поскольку источником энергии в ней служит сетевое напряжение 220 Вольт частотой 50 Герц. Простота подключения электрических агрегатов обеспечивает мобильность и удобство пользования. Их недостаток – значительное потребление электроэнергии, ограничивающее применение устройств. Они востребованы в ситуациях, когда необходим локальный обогрев при разовых работах (как аварийные или временные источники тепла).

К основным характеристикам калориферов для подогрева воздуха относят:

• температуру воды на входе и выходе устройства;
• скорость перемещения носителя по обогревающим каналам;
• температура воздуха на выходе агрегата;
• рабочее давление в системе.

При описании устройств также указываются максимальная рабочая температура жидкости, циркулирующей в патрубках, и срок службы изделия.

РЕГУЛИРУЮЩИЕ КЛАПАНЫ

Регулирующие клапаны ESBE (Швеция) серии VRG 131:

Материал клапана латунь DZR.

Максимальная рабочая температура +110°С (кратковременно до +130°С)

Максимальное рабочее давление 10 Бар.

Коэффициент пропускания 0,02%.

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.

Варианты типичных решений для обвязки парового оборудования

Сегодня для установки паровых калориферов применяется различное оборудование. В зависимости от того, каким оно будет, используются совершенно различные схемы и узлы обвязки.

Специальная система паропровода калорифера для отвода конденсата:

Типичные обвязки парового оборудования.

• 3 запорных вентиля, которые устанавливаются на входе, выходе и в середине;
• термодинамический отводчик, который имеет вентиль и встроенный фильтр для защиты системы;
• смотровое стекло для периодической проверки;
• обратный клапан;
• сливной специальный патрубок для конденсата;
• отвод для конденсата;
• конденсатопровод.

Минимальная длина общего узла отвода конденсата для парового калорифера составляет 1 м.

Обвязка коллектора.

Если необходимо подключение нескольких точек, то требуется использование парового коллектора с дренажом. Схема включает в себя такие узлы:

• 3 запорных вентиля (в начале, в конце и середине для регулировки);
• манометр для контроля давления;
• смотровое окно для контроля системы;
• поплавковый отводчик для конденсата, который имеет встроенный фильтр, вентиль для защиты системы от загрязнений;
• обратный клапан.

Узел для редуцирования пара, имеющий пилотное управление.

Такой узел необходим для генерации пара, он включает в себя:

Узел для редуцирования пара.

• запорные вентили;
• несколько манометров для контроля давления на различных участках;
• фильтры, которые ориентированы на работу в 3-9 часов;
• редукционные клапаны, предназначенные для управления системой;
• обратный клапан;
• смотровое окно для контроля системы и ее состояния;
• подрывной предохранительный клапан;
• специальный дренажный поддон для сбора конденсата;
• вывод;
• сливной патрубок.

Длина для такого узла системы не может быть меньше 10 диаметров паропровода, в некоторых случаях предусматривается наличие встроенной импульсной трубки.

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.

Смесительный узел своими руками

При самостоятельной сборке нужно учитывать следующие особенности:

Привод на регулирующем клапане не должен быть повернут вниз; Ось циркуляционного насоса не должна быть направленной вниз, как и электрическая коробка; Отстойник фильтра грубой очистки как раз должен быть направлен вниз.

Соблюдая вышеизложенные правила, процесс сборки смесительного узла начинают с соединения компонентов. При подключении нужно ориентироваться на схему и, в зависимости от назначения, соблюдать последовательность подключения. Стыки герметизируют при помощи гидроизоляционных средств: фум-ленты, пакли, либо нити

Важно не перетягивать соединение, во избежание трещин и сколов. Полностью собранный узел требует тестового подключения

В случае просачивания воды, течь необходимо устранить, путем повторной сборки. Грамотно собранный узел прослужит длительное время.

Классификация вариантов регулирования мощности установок

Система теплоснабжения приточной вентиляции может работать в нескольких принципиально отличающихся режимах регулирования:

• Если во время работы систем вентиляции происходит плавное или ступенчатое изменение температуры воды при неизменном расходе, то принято говорить, что на данном узле используется качественное регулирование. Применяется на котельных или в индивидуальных тепловых пунктах, то есть изменение параметров теплоносителя будет происходить непосредственно во всей системе теплоснабжения. Температура горячей воды корректируется по специальному графику теплоснабжающей организации в зависимости от изменения температуры наружного воздуха.
• Если изменение тепловой нагрузки происходит при изменении количества поступающего в установку теплоносителя, то есть при постоянной температуре плавно изменяется расход горячей воды. Здесь мы имеем дело с количественным регулированием.
• При качественно-количественном способ регулирования происходят и корректировки температуры в системе теплоснабжения (либо от источника тепла) и изменение расхода теплоносителя зонально на каждой установке в своем режиме. Достаточно сложный способ регулирования, но получивший наибольшее распространение в системах теплоснабжения вентиляции. Его можно реализовать только при установке системы автоматизации.

Системы потребления теплоэнергии: узел регулирования приточной установки

Систем, которые совмещаются с калорифером, может быть несколько. Это и вентиляционная система, и радиаторное отопление, астоит вспомнить и напольное отопление, и еще тепловую завесу. Можно в общих чертах рассмотреть каждую.

Системы, совмещенные с калорифером:

• Вентиляционная система – на предельную температуру теплообменника влияют технические параметры оборудования, калорифер обязательно нужно защитить от замерзания. То есть зимой, когда «подается» минусовой воздух, нельзя снижать расход энергии или температуру теплоносителя ниже, чем определяет система.
• Радиаторное отопление – есть строгое ограничение температуры теплоносителя. Но вот снижаться она может сколько угодно, даже до прекращения работы, и это основное отличие этого пункта от вентустановки.
• Напольное отопление – отличие от радиаторного в том, что максимальная температура теплоносителя ограничивается. Обычно она не превышает 50 градусов.
• Тепловая завеса – рабочее время ее не превышает и пары минут. Место для установки всегда располагается подальше от источника обогрева. Обычно это подпотолочное место.

Что же касается эффективности, то здесь стоит вынести на первое место именно устройство тепловентилятора. Энергия при этом потребляется в меньшем количестве. Но итоговый выбор за вами.

Основы эксплуатации водяных агрегатов

Степень IP в помещениях повышенной влажности должна быть не менее 66

Чтобы калорифер для вентиляции служил долго и исправно выполнял свои функции, необходимо придерживаться следующих правил:

• следить за качественным составом воздуха в обслуживаемом помещении – с требованиями, предъявляемыми к этому показателю, можно ознакомиться в ГОСТ 12.1.005-88;
• монтаж системы проводить в строгом соответствии с прилагаемой инструкцией и с учетом рекомендаций производителя;
• не повышать температуру теплоносителя выше предельного значения (+ 190 °С);
• при эксплуатации не превышать допустимые нормы по давлению (порядка 1,2 МПа);
• после длительного охлаждения обслуживаемого помещения прогревать его постепенно (примерно на 30 °С в час);
• следить за тем, чтобы окружающая температура не опускалась ниже 0°С, что может привести к прорыву трубок теплообменника.

Если калорифер предполагается использовать в помещении с повышенным уровнем влажности, степень пыле- и влагозащищенности прибора не должен быть менее IP66.

Заниматься самостоятельным ремонтом прибора в случае его поломки не рекомендуется. Нужно обратиться в сервисный центр и доверить восстановление дорогостоящего аппарата профессионалам.

Перед покупкой желательно определиться с мощностью, потребляемой от сети.

Расчет мощности

Прежде чем приступить к выбору калорифера, следует произвести расчёты основных показателей, таких как мощность и температура воздушных потоков на выходе из установки. Кроме того, необходимо учесть ряд характеристик, зависящих от использования питания разных видов и количества фаз. Так, при подключении электронагревателя мощностью 5 кВт необходимо обустройство трёхфазного подключения.

Помимо электрических расчётов, необходимо выяснить температуру приточных потоков при использовании калорифера той или иной мощности. Для расчёта используется формула T=2.98xP/L, где L означает производительность системы, а P – мощность электрического элемента. Стандартными показателями мощности калориферов для квартир и частных домов считаются значения от 1 до 5 кВт, притом, что мощность приборов, устанавливаемых в вентиляционные системы крупных промышленных предприятий, составляет 5-50 кВт.

Варианты регулировки температуры в процессе нагрева

Схема узла обвязки калорифера с трехходовым клапаном

Процесс регулировки нагрева бывает двух типов: качественный и количественный.

Применение количественной регулировки нагрева не всегда целесообразно, так как количество теплоносителя в процессе работы постоянно меняется.

Качественная регулировка нагрева подразумевает работу калорифера с использованием одинакового объема теплоносителя.

Преимуществ качественного принципа нагрева несколько:

• устойчивая линейность процесса обеспечивается в любом положении регулирующего клапана;
• замораживание агрегата можно предотвратить или снизить, если обеспечить постоянный приток воды;
• если есть специальный насос и трехходовой клапан, то в этом случае применяют качественный принцип регулировки нагрева.

Защита калориферов от разморозки. Теплоносители в системах вентиляции

Количество и назначение калориферов в установках приточной вентиляции может быть различным в зависимости от состава установки и назначения ее работы. Калориферы могут быть первого нагрева, второго нагрева, с предварительным нагревом перед пластинчатыми рекуператорами, раздельными для работы в разное время года или использоваться для согрева на отдельных ответвлениях воздуховодов, если температурный режим обслуживаемых помещений различен.

Поэтому принято говорить, что калориферы преднагрева или 1-й ступени нагрева всегда работают на «остром» воздухе. То есть в нагреватели поступает воздух с очень низкой температурой. В условиях континентального климата опасность разморозки калориферов очень велика в момент запуска установок зимой или при новом строительстве, когда часты перебои и в электроснабжении так и перебои с подачей горячей воды.

Причин замерзания воды в калориферах в зимнее время может быть огромное количество: от случайного закрытия задвижки на вводе до сбоя в системе электроснабжения и автоматики. Также наиболее часто встречающейся причиной разморозки является неверный выбор схемы, малый перепад давления системе теплоснабжения, неверный подбор регулирующего клапана и привод с большим временем срабатывания.

Размороженный калорифер приточной системы вентиляции

Также следует знать, что идеальным выбором для управления регулирующими клапанами является привод с аналоговым управлением по сигналу 0-10V. Не менее редкой причиной размораживания системы является несогласованная работа систем приточной и вытяжной вентиляции. Например, частый случай, когда в нерабочее время отключаются приточные установки, а вытяжные по каким либо причинам продолжают работать, а в здании создается разряжение воздуха. Для восполнения воздушного баланса воздух начинает подсасываться через все доступные неплотности, в том числе и через негерметичную воздушную заслонку. Таким образом, при отключенной автоматике системы и нечувствительных датчиках сигнал о низких температурах не выдает команду для автоматики на включение прогрева системы теплоснабжения и вода в теплообменнике замерзает.

Видео на тему разморозки калорифера приточной системы вентиляции:

Безусловно, узлы обвязки калориферов должны быть также оснащены необходимым количеством датчиков и защитных термостатов комплекте со шкафами управления, но в случае скачков напряжения или отсутствия электропитания система автоматизации не сможет защитить калориферы. Единственным вариантом защитить систему от размораживания со 100% гарантией является заполнение ее низкозамерзающими теплоносителями.

К основным достоинствам антифризов относятся низкая температура кристаллизации, отсутствие температурных расширений в замерзшем состоянии, что не приводит к разрыву стенок воздухонагревателей. В состав низкозамерзающих жидкостей входят комплекты присадок, которые защищают систему трубопроводов от коррозии, минимизируют кавитацию и предотвращают выпадение осадка при нагреве или остывании системы.

Использование низкотемпературных теплоносителей в некоторых системах теплоснабжения ограничено предельной максимальной температурой 95-100°С, выше которой произойдет распад химического состава. Поэтому в индивидуальном тепловом пункте на теплообменнике разделения сред (вода-НЗТ) следует устанавливать регулятор температуры или клапан, которые будут защищать контур системы теплоснабжения от повышения температуры выше критической.

В системах теплоснабжения, как правило, используют этиленгликолевые или пропилен-гликолевые смеси которые отличаются как ценой, так и областью применения. Этиленгликоль является наиболее дешевым теплоносителем, поэтому получил наибольшее распространение в инженерных системах. Пропилен-гликолевые смеси используются на безопасных производствах, где в случае разгерметизации системы токсичный теплоноситель может нести потенциальную угрозу жизни или нарушения технологического цикла. Такие требования встречаются в основном в пищевой промышленности или в медицинских учреждениях.

Низкозамерзающий теплоноситель с температурой кристаллизации -30°С содержит 40% этиленгликоля в смеси с дистиллированной водой. Главной особенностью всех теплоносителей на основе этиленгликоля является образование пластичного геля при низких температурах, который не образует разрыв трубок калориферов или образование трещин в сварных соединениях.

Низкозамерзающий теплоноситель с температурой кристаллизации _65 градусов использовать в системах теплоснабжения не рекомендуется, а следует его разводить водой до необходимой концентрации.

После заполнения сетей этиленгликолевыми растворами систему следует тщательно опрессовать, так как наиболее вероятно, что в местах резьбовых соединений могут возникнуть небольшие подтеки теплоносителя или течи. Это обусловлено низким поверхностным натяжением всех теплоносителей и способностью проникать во все щели и неплотности системы.

При проведении гидравлического расчета системы теплоснабжения, которая будет заполнена раствором этиленгликоля, следует учитывать, что расход теплоносителя будет больше на 8% относительно расхода воды, а напор насосного оборудования в среднем должен быть увеличен на 54%. При подборе диаметров участков трубопроводов необходимо учитывать повышенную вязкость теплоносителей и вводить поправку на увеличение диаметра, где это необходимо.

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.

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.

Что это такое?

Калорифер для приточной вентиляции выполнен в форме теплообменника, в котором происходит нагрев пришедших с улицы воздушных масс до нужной температуры. Прибор представляет собой отдельное устройство, которое либо устанавливается в систему самостоятельно, либо уже вмонтировано в вентиляционный блок. Это зависит от конструктивных особенностей вентиляционной установки, и определяется техническими возможностями монтажа и личными предпочтениями потребителя.

В наборных модульных системах все элементы приобретаются по отдельности, после чего соединяются в единую вентиляционную сеть, в то время как в моноблочных установках элементы уже установлены и отрегулированы. Помимо нагревателей, в вентиляционную установку входит система фильтрации и увлажнения, что позволяет получить на входе в помещение воздух, соответствующий строгим санитарно-гигиеническим нормативам. Некоторые современные системы дополнительно оборудуются приборами для обеззараживания и ионизации воздушных потоков.

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.