Обвязка калорифера устройство и принцип работы теплообменника схемы нагрева водяной приточной вентиляции

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.

Разновидности

.

Стандартный вариант с жесткой подводкой наиболее распространен и используется чаще, как правило, в водяных системах, состоящих из магистральных стальных труб. Это обусловлено простотой монтажа и меньшими затратами.

При установке стандартного узла обвязки необходимо знать заранее точное местоположение агрегата и особенности эксплуатации.

При гибком варианте узлов обвязки прибегают к использованию гофрированных шлангов, металлические трубы не используются. Гибкий узел предназначен для установки в системах сложной конфигурации, при недостатке площади для установки, со сложным доступом к частям механизма. Такой вариант обвязки считается более функциональным, однако его установка и обслуживание обходится несколько дороже.

Обратите внимание: для полноценного контроля над прибором устанавливаются дополнительные термоманометры.

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.

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.

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.

Установка смесительного блока. Методы монтажа

Модуль обвязки сооружается посредством жесткой разводки, т. е. – соединение всех элементов происходит при помощи стальных или пластиковых труб. При этом, место модуля известно заранее. Все части данного блока располагаются в непосредственной близости друг от друга. Это упрощает работы по монтажу, обслуживанию или ремонту смесительного узла.

Практическое применение нашли две схемы обвязки терморегулирующего модуля:

• Качественная;
• Количественная.

Первый из вариантов, обеспечивающий регулирование температуры теплоносителем при неизменном его объеме, применяется сегодня гораздо чаще другого. В основу второй схемы положен способ терморегулирования путем изменения количества теплоносителя. Здесь объем тепловой энергии и температура нагрева воздуха находятся в прямо пропорциональном подчинении.

Зависимо от вида предусмотренной схемы в нее включается или двухходовой клапан и насос (количественный метод), или трехходовой клапан – при качественном способе обогрева. Кроме этих комплектующих, типовой узел обвязки парового калорифера включает:

• Шаровой кран для подачи и отвода теплоносителя;
• Сетчатый фильтр грубой очистки;
• Байпас, исключающий остановку передвижения теплоносителя в результате внезапной блокировки электромагнитного клапана;
• Термометры, манометры, трубная разводка.

Кроме жесткой разводки используется также метод резьбового соединения элементов схемы посредством гофрированных шлангов. Этот вариант применяется, когда невозможно произвести жесткую сборку.

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.

Преимущества и недостатки

Главное преимущество приточного воздухообмена с водяным калорифером это значительная экономия по затратам энергии. Ведь основной элемент – теплообменник представляет собой, по сути, радиатор отопления встроенный в вентиляционный канал. Не требуется дополнительно греть теплоноситель или затрачивать электричество для нагревания воздушного потока.

Второй важный положительный момент это высокое КПД. Водяной калорифер способен быстро нагревать большие объемы воздуха до требуемой температуры.

Безопасность оборудования также немаловажный момент. Водяное устройство не создает нагрузку на электросеть, а его поломка не приведет к возникновению пожара.

Но, как и любое оборудование, водяной прибор для нагревания воздуха при циркуляции имеет и недостатки.

Во-первых, это габариты установки, не позволяющие монтаж в небольших помещениях жилых квартир.

Во-вторых, это более сложная установка, так как требуется подключение к отоплению, что тянет за собой целую операцию по выведению труб.

В третьих, для контролирования температуры нагревания воздуха нужно повести манипуляции с подачей теплоносителя, или же понижения температуры воды в котле отопления.

Также нужен строгий контроль температуры воды в системе. Водяные калориферы не желательно подключать к центральному отоплению, где нет возможности установить предел нагревания теплоносителя. Для такого нагревателя в приточной вентиляции диапазон температур составляет от +2 до +150 градусов.

Конечно, можно не заморачиваться и не устанавливать такое сложное оборудование. Однако при обустройстве циркуляции в больших помещениях подача свежего холодного воздуха значительно увеличит расходы на отопление. Также можно заменить водяной прибор электрическим, однако такое решение тоже увеличит затраты на электроэнергию, что не всегда рентабельно. Воздухообмен с таким типом подогрева, на сегодня остается одной из самых экономичных и выгодных с более высокими показателями по полезному действию.

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

Контроллер

• датчики температуры: температура воздуха в канале
• температура обратной воды на выходе из калорифера

Типовые сценарии:

• В режиме работы «электрокалорифер»: плавное регулирование по сигналу ШИМ с периодом 4 сек.
• плавный старт с прогревом
• плавное выключение с продувкой электрокалорифера на низкой скорости вентилятора

Интересные возможности Контроллера, которые планировал использовать:

• возможность регулировки температуры по внешнему датчику температуры в помещении с каскадным коэффициентом, который показывает на сколько градусов надо изменить температуру воздуха в канале при изменении температуры в помещении на 1 °С
• для калориферов из нескольких секций (у меня три секции по 1 кВт) предусмотрена ступенчатая коммутация: одна ступень плавно плюс три ступени дискретно

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

Виды

Нагреватели для приточной вентиляции классифицируются по виду источника тепла и бывают водяными, паровыми и электрическими.

Водяные модели

Используются во всех типах вентсистем и могут иметь двух- и трёхрядное исполнение. Приборы устанавливают в системы вентиляции помещений, площадь которых превышает 150 квадратных метров. Данный вид калориферов является абсолютно пожаробезопасным и наименее энергозатратным, что обусловлено возможностью использования в качестве теплоносителя воды из отопительной системы.

Принцип работы водяных нагревателей сводится к следующему: уличный воздух забирается сквозь воздухозаборные решётки и подаётся по воздуховоду к фильтрам грубой очистки. Там воздушные массы очищаются от пыли, насекомых и мелкого механического мусора, и поступают в калорифер. В корпусе нагревателя установлен медный теплообменник, состоящий из звеньев, располагающихся в шахматном порядке, и оснащённых алюминиевыми пластинами. Пластины значительно увеличивают теплоотдачу медного змеевика, чем существенно повышают КПД прибора. В качестве теплоносителя, протекающего через змеевик, может выступать вода, антифриз или водно-гликолевый раствор.

Потоки холодного воздуха, проходя через теплообменник, забирают тепло от металлических поверхностей и переносят его в помещение. Использование водяных нагревателей позволяет нагревать воздушные потоки до 100 градусов, что предоставляет широкие возможности для их применения в спортивных сооружениях, торговых центрах, подземных паркингах, складах и теплицах.

Наряду с очевидными преимуществами, водяные модели имеют ряд недостатков. К минусам приборов относят риск перемерзания воды в трубах при резком понижении температур, и невозможность использования подогрева в летний период, когда система отопления не функционирует.

Паровые модели

Устанавливаются на предприятиях промышленного сектора, где есть возможность производства большого количества пара для технических нужд. В приточных вентсистемах бытового назначения такие калориферы не используются. В роли теплового носителя данных установок выступает пар, что объясняет мгновенный нагрев проходящих потоков и высокий КПД паровых калориферов.

Чтобы этого не произошло, все теплообменники в процессе производства подвергаются тесту на герметичность. Испытания осуществляются при помощи струй холодного воздуха, подаваемых под давлением в 30 Бар. Тепловой обменник при этом помещается в резервуар с тёплой водой.

Электрические модели

Являются наиболее простым вариантом нагревателей, и устанавливаются в вентсистемы, обслуживающие небольшие пространства. В отличие от калориферов водяного и парового типов, электрокалорифер не предполагает обустройства дополнительных коммуникаций. Для их подключения достаточно иметь поблизости розетку напряжением 220 В. Принцип работы электрокалориферов не отличается от принципа действия других нагревателей и заключается в нагреве воздушных масс, проходящих сквозь ТЭНы.

Даже при незначительном понижении этого показателя происходит перегрев электронагревательного элемента, и его поломка. Более дорогие модели оборудованы биметаллическими термовыключателями, отключающими элемент в случае явного перегрева.

Плюсами электрических калориферов является простой монтаж, отсутствие необходимости подведения трубопровода, и независимость от отопительного сезона. К минусам относят большой расход электроэнергии и нецелесообразность установки в мощные вентиляционные системы, обслуживающие большие пространства.

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.

Основные схемы узлов управления

Схема №2

Существует как минимум несколько основных схем обвязки калориферов, которые имеют принципиальные отличия с точки зрения выбранной схемы регулирования и источника подачи тепла. Не существует однозначного ответа, какая из ниже описанных схем является правильной, все зависит от большого количества факторов (источник теплоснабжения и его возможности и требования по теплоносителю, уже установленное сетевое оборудование, величина свободного перепада давления на вводе в здание и т.д.).

Если система теплоснабжения приточной вентиляции работает на перепаде тепловой сети и подключена напрямую без промежуточных теплообменников, то в качестве управляющего органа устанавливают двухходовой линейный регулирующий клапан (схема №3), который гасит на себе избыточный перепад в точке подключения и выполняет главную функцию ограничения протока воды через калорифер. Но для того, чтобы защита от замерзания калорифера была обеспечена, на внутреннем контуре воздухонагревателя устанавливается циркуляционный насос, который обеспечивает постоянный расход на установке через дополнительную перемычку. Это классический способ количественного регулирования зонально на каждой приточной установке.

Схема №3

Не менее распространенными являются схемы теплоснабжения калориферов с установленными трехходовыми клапанами. Эти схемы могут работать в различных режимах регулирования в зависимости от положения клапана и места врезки перемычки.

Схема №4

Трехходовые клапана могут работать в режиме разделения потоков воды или в качестве смесительного органа (схема № 4). Если клапан установлен таким образом, что в зависимости от потребности установки в нагреве порт А (со стороны теплосети) открывается или закрывается, а циркуляция теплоносителя происходит через байпас клана (порты В и АВ), то имеет место самая распространенная схема количественного регулирования. Ее применение, как правило, ограничено предельным перепадом давления в центральной системе теплоснабжения, поэтому наиболее часто применяется в автономных системах теплоснабжения. Но при проектировании такой схемы необходимо учесть, что расход в системе теплоснабжения или на источнике тепла является не постоянным, поэтому сетевое насосное оборудование должно быть оснащено частотными преобразователями.

Схема № 5

Если необходимо обеспечить постоянный расход со стороны источника тепла, то в предыдущую схему следует добавить перед клапаном перемычку с установленными обратным клапаном и балансировочным вентилем (схема №5).

Если в схеме поменять перемычку и клапан местами, а циркуляцию воды во внутреннем контуре осуществлять через перемычку, то напор циркуляционного насоса в этом случае будет меньше на величину гидравлического сопротивления клапана. Расход теплоносителя со стороны теплосети останется постоянным, а клапан будет работать на свободном перепаде давления (схема №6).

Схема № 6

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 мощности

Получение воздуха с необходимыми температурными показателями предполагает проведение правильных расчётов и грамотного выбора устройства для вентиляции приточного типа. Даже несмотря на то, что особой популярностью пользуются современные водяные приборы с тепловым носителем в виде горячей воды, при выборе устройства любого типа изначально требуется определиться с его мощностью на основе исходных данных, представленных:

• объёмом нагреваемых приточных воздушных масс в м³/ч или кг/ч;
• температурными показателями исходных воздушных масс, равными расчётной температуре уличного воздуха в конкретном регионе;
• предпочтительным температурным режимом воздушных потоков после нагрева;
• температурным графиком теплового носителя, который используется для прогрева.

Упрощённое определение мощности канального нагревателя выполняется в соответствии с простой формулой:

Q — производительность вентиляционной системы в м 3 /час;

Т — разница температурных показателей на вход и выход в вентиляционном канале.

Таблица: расчёт мощности для основных параметров вентиляционной системы

Например, объём воздуха в комнате площадью в 20 м 2 при высоте потолка 300 см, равен 60 м 3 , поэтому однократный воздухообмен составляет 60 м 2 /час.

Таблица: показатели мощности электрического, парового и водяного канального нагревателя

Подаваемый в помещение с улицы приточный воздух требует обработки, чтобы получить нормативные параметры. Обрабатывать воздушные массы можно фильтрацией, нагревом, охлаждением и увлажнением. Прогрев приточных воздушных потоков осуществляется внутри специального теплообменного оборудования, представленного калориферами.

Жидкостные канальные воздухонагреватели являются сегодня самыми популярными, широко используемыми в большинстве вентиляционных систем. Теплоноситель жидкого типа постоянно перемещается в направлении, которое противоположно воздушным потокам, что обеспечивает эффективное и недорогое отопление, существенно экономящее энергоресурсы и поддерживающее оптимальные микроклиматические условия в помещениях любого типа.

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.

Выбор оборудования

Шаровые краны для обвязки калорифера лучше выбирать латуные — они дольше служат

Элементы, из которых состоит система, не отличаются в зависимости от выбранной схемы. Чтобы правильно подобрать комплектующие, нужно воспользоваться следующими рекомендациями:

• Вся арматура должна соответствовать техническим характеристикам. Их высчитывают по максимальному значению температуры и давления.
• Диаметр элементов должен соответствовать размеру трубопроводов отопительной системы.

В качестве запорной арматуры следует выбирать шаровые краны из стали или латуни. Для труб диаметром свыше 50 мм требуется установка фланцевых вентилей.

Чтобы упростить работу, покупают краны с накидными гайками. Для ограничения перетока выбираются обратные клапаны, которые ставят на линии обратки или байпасе узлов.

Для контроля температуры и давления покупаются манометры и термометры. Температурный датчик ставится на подающей и обратной линии перед нагревателем. Манометр устанавливают в насосную группу.

Чтобы создать оптимальное движение теплоносителя, ставят циркуляционный насос. Его монтируют на регулируемый участок, где он помогает преодолеть гидравлическое сопротивление. В роли дополнительных деталей выступают фильтры, вентили, клапаны.

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.

Сферы применения

Узлы обвязки необходимы в инженерных системах кондиционирования, вентиляции и теплового обмена:

• Узел обвязки приточной установки – промышленные и бытовые системы приточно-вытяжной вентиляции обеспечивают циркуляцию воздуха между внутренними помещениями здания и улицей. Внешняя температура воздуха может колебаться в значительном диапазоне, тогда как внутри помещения сохраняется стабильный температурный режим. С помощью узла обвязки калорифера обеспечивается стабильный подогрев газовой рабочей среды, подача её в охладитель, поддержание установленных температурных значений.
• Узел обвязки фанкойла – создаёт принудительную подачу хладагента или теплоносителя в агрегат, регулирует расход по каждому отдельному файнколу системы.
• Узел обвязки тепловой завесы – отличается от калориферных регулировочных конструкций. Тепловая завеса большую часть времени находиться в режиме ожидания. Задача обвязки – подавать теплоноситель постоянно, но в минимальных объёмах. При этом при переходе тепловой завесы в рабочий режим, регулирующий клапан должен открываться максимально быстро.

Конструктивное решение узла обвязки для каждой инженерной системы может быть индивидуальным или типовым. Состав элементов конструкции подбирается в зависимости от задачи и конкретного проектного решения.

В базовую комплектацию регулирующих блоков входят:

• трубы – используются металлические прокатные или гибкие шланговые;
• шаровой кран – нужен для отключения и подключения конструкции к тепловой сети;
• клапаны (двух, трёхходовый) – прямой клапан обеспечивает движение теплоносителя по малому или большому контуру, а обратный – предотвращает ток рабочей среды из подающей линии в обратную;
• насосная установка – необходима для принудительного нагнетания теплоносителя, стабильной циркуляции ;
• фильтры – очищают теплоноситель от сора и загрязнений (необходимо периодически менять фильтры по мере забивания мусором очищающих насадок);
• приборы контроля и учёта – термометр, манометр и т.д.

Нестандартные задачи

Для решения нестандартных задач, при монтаже сложных коммуникаций необходимо в проекте предусматривать дополнительные элементы на случай возникновения нештатных ситуаций:

• резервный насосный агрегат;
• обходной путь, байпас для насоса и регулировочных клапанов;
• фитинги, соединительные и запорные элементы;
• приборы контроля и измерения параметров системы – например, манометры для каждого отрезка трубопровода.

Схемы монтажа узловых блоков могут отличаться в зависимости от типа оборудования, удаленности места подключения к системе отопления, комплектации регулировочной конструкции.

Для нестандартных регулировочных конструкций специалисты нашей компании разработают проект, рассчитают и подберут необходимое оборудование, составят монтажную схему.

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.

Основные нормы и правила

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

Многие заказчики требуют от проектировщиков конкретный СНиП или ГОСТ, с описанием необходимости установки узла обвязки калорифера, а также регламенты на схемы. Подобную информацию можно почерпнуть из сопроводительной документации, предоставленной производителем оборудования, или обратиться в обслуживающую данный тепловой узел сетевую организацию — у них должны быть разработаны внутренние регламенты.

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

Особое внимание при проектировании и установке калориферов и узлов обвязки уделяется качеству приточного воздуха. От этого параметра зависит эффективность и долговечность работы системы вентиляции. Воздух очищается от загрязнителей крупной фракции: расчетное значение запыленности — не более 0,5 мг/м3, температура наружного воздуха до -200С.

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.

Принцип работы смесительного узла (узла терморегулирования) UTK

В полностью открытом состоянии клапан обеспечивает циркуляцию теплоносителя по «большому» контуру (направление потока А-АВ), чем достигается максимальная тепловая мощность узла. В полностью закрытом состоянии клапан обеспечивает циркуляцию по «малому» контуру (направление потока В-АВ), чем достигается минимальная тепловая мощность узла. В промежуточных положениях клапан обеспечивает циркуляцию по «малому» контуру с подмесом теплоносителя из сети.
Гарантийный срок на узлы терморегулирования составляет 3 года.

Для изготовления узлов обвязки используется арматура компании Genebre (Испания), насосы WILO, GRUNDFOS и UNIPAMP (Германия), Приводы с трёхходовым клапаном фирмы ESBE (Швеция).

Возможно изготовление любых нестандартных узлов терморегулирования по схемам заказчика.

Главная функция узлов обвязки водяных охладителей UTO – совместно с системой управления контролировать и регулировать температуру хладагента в водяных охладителях приточных установок. Узлы терморегулирования для водяных охладителей по-другому называют — узлы обвязки охладителя.

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.

Элементы

Основные составляющие узла обвязки:

• циркуляционный насос;
• измерительное оборудование — датчики и манометры;
• клапаны, двух или трехходовые;
• байпас;
• фильтр для очистки.

На вопрос «что такое байпас» и «для чего он нужен» подробно отвечает данная статья: https://teplo.guru/elementy/truby/baipas.html

Циркуляционный насос поддерживает постоянную подачу теплоносителя сквозь теплообменник, обеспечивает постоянную температуру оборудования, предотвращает замерзание прибора и выход его из строя.

Назначение клапанов — смешивание воды с целью поддержания нужной температуры прибора. Регулирующий вентиль дополняется электроприводом с аналоговым или позиционным сигналом управления. Задача вентиля — подавать достаточное количество теплоносителя, чтобы нагреть воздух в теплообменнике.

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.

Монтаж системы

Со стороны балкона схема поменялась, удалил входной глушитель, вместо него перед вентилятором поставил еще один фильтр G5. На основном канале вентиляции, в обход калориферов стоит клапан, в зимнем режиме он закрыт — воздух пойдет через калориферы.

С помощью дворника была проделана дыра в стене на балкон. Хорошо, что стены легко ломать легко. Изнутри пенобетон, потом 15 см пенопласта и облицовка в пол кирпича. Планировка квартиры позволила сделать в углу около балкона маленькую кладовку размером 50х50 см.

Задача усложнялась тем, что нужно было разместить глушитель (длина 110 см, диаметр 30 см) после калорифер. Из-за этого монтаж получился очень плотным.

С помощью сверла, какой-то матери и круглого отвода, врезался в основной канал вентиляции, который у меня проходит под потолком. Слева от новой врезки видно забор воздуха кондиционером для рециркуляции. Установил шумоглушитель. Весит о порядка 5 кг, поэтому опирается на подпорки.

Примерил калориферы. Встало все в притирку, запас всего пару сантиметров. Расстояние между электрическим и водяным получилось маловато — нужно не менее двух диаметров. Это была одна из моих серьезных ошибок.

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)

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.

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.

Виды калориферов, используемых в вентиляционных системах приточного типа

Выбор подобных устройств для организации приточной вентиляции основывается, как правило, на нескольких основных факторах, в число которых входят производительность, общая площадь помещения, мощность оборудования, а также климатические особенности конкретной местности. С учетом всех перечисленных характеристик применяют следующие виды:

• электрокалориферы для приточной вентиляции – применение данного вида нагревателей считается наиболее экономически оправданным, исходя из того, что электрокалорифер не требует выполнения подводки сложных коммуникаций (достаточно подключить устройство к электроснабжению) и оборудован специальными ТЭНами для максимально эффективного теплообмена, которые преобразовывают энергию электрического типа в тепловую.
• водяные калориферы для приточной вентиляции – их основное назначение заключается в нагреве воздуха в вентиляционных системах с круглым и прямоугольным видом сечения, поэтому они успешно применяются для отопления коттеджей, магазинов, крупных комплексов, складов и помещений, в том числе животноводческих ферм.

Использование электрических калориферов эффективно при площади вентилируемого помещения в пределах 100-150м2. Главными достоинствами подобных калориферов является простота монтажных работ и их общедоступность, а недостатком – высокий уровень энергопотребления.
Водяные калориферы являются довольно практичными, выгодными и надежными устройствами для эффективного обогрева воздуха больших объемов (более 150 м2) и не нуждаются в постоянном или частом обслуживании. Качество их работы полностью зависит от наличия автоматического управления.

При установке в верхней точке с направлением вниз калорифер водяного типа способен быстро и легко выравнивать температуру воздушной массы помещения, благодаря оснащению данного вида теплообменников специальным термостатом. Для более качественного обогрева такие устройства могут объединяться в единую конструкцию.

Смотрите также

• Нет системы вентиляции в торговом помещении требование пожарников
• Звукоизоляция воздуховодов вентиляции
• Автоматическая система вентиляции
• Проверка вентиляции в квартире
• Встроенные вытяжки для кухни с отводом в вентиляцию
• Очиститель системы вентиляции и кондиционера
• Организованная естественная вентиляция осуществляется при помощи
• Зонты для вентиляции
• Вытяжка на кухне без вывода в вентиляцию
• Требования к вентиляции
• Правила устройства выхода вентиляции