Обвязка калорифера — примеры схем и различных вариантов

Классификация калориферов

По способу нагрева теплоносителя выделяют следующие калориферы для систем вентиляции:

• Огневые модели применяют значительно реже, чем другие модификации.
• Водяные агрегаты самые популярные, поскольку не требуют существенных затрат на обслуживание и приобретение. Главным минусом считают необходимость прокладки труб водоснабжения от тепловой сети к агрегату. Эти модели не подходят для бытового использования, но достаточно эффективны в общественных и производственных помещениях. В качестве теплоносителя можно использовать воду из сетей центрального водоснабжения, котла или ГВС. Это безопасные, простые и высокоэффективные приборы.
• Паровые калориферы быстро нагревают воздух до требуемой температуры. От водяного аналога их отличает только вид используемого теплового носителя и увеличенная толщина трубок теплообменника. Технику обычно применяют на промышленных предприятиях, где несложно установить и обслуживать паропровод.
• Электрические устройства для приточной вентиляции целесообразно использовать там, где важен простой и быстрый монтаж. В приборе нет циркулирующего теплоносителя. Его достаточно подключить к сети электроснабжения. Роль нагревательного элемента выполняет ТЭН. Однако с точки зрения расхода энергоносителя и экономичности этот вариант самый невыгодный. Обычно данную разновидность используют в качестве временного источника тепловой энергии, при проведении аварийных и разовых работ в качестве местного обогрева.

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 элементы схемы узла регулирования приточной установки

В схему узла обвязки входит несколько стандартных приборов, которые обеспечивают регулировку температуры теплоносителя. А так как схем обвязки две (количественная и качественная), то соответственно в каждой из них будет присутствовать свой клапан. В первом случае двухходовый, во второй трехходовой. К тому же все приборы подбираются под калорифер и трубную разводку, то есть, все будет зависеть от диаметров труб и патрубков.

В стандартную обвязку приточной установки входят:

• насос подачи горячей воды;
• термометры и манометры, отслеживающие параметры теплоносителя;
• шаровые краны, с помощью которых перекрывается подача и отвод теплоносителя, что дает возможность дополнительно проводить ремонт приборов, если такая необходимость возникла;
• байпас – это труба, соединяющая подающий трубный контур с отводящим, на нем монтируется обратный клапан, который не позволяет горячей воде проходить мимо калорифера;
• фильтр сетчатый, установленный на подающем контуре сразу после шарового крана;
• клапан с электроприводом, соответственно он может быть двух- или трехходовым:
• трубная разводка по магистралям.

Схема с таким набором приборов и оборудования достаточно проста. Чаще всего ее сооружают на жесткой разводке, то есть, для соединения всех частей используются трубы (стальные или пластиковые). Но для такой трубной подводки учитывается одно обстоятельство – месторасположение узла регулирования приточной установки известно заранее. Все элементы установки должна располагаться близко друг к другу, чтобы создать компактную систему. Это удобно и в плане обслуживания, и в плане ремонта. Как отмечают специалисты, данный вид обвязки нагревательного узла приточной установки является самым простым и менее затратным.

Можно всю эту систему соединить в единый узел гибкими гофрированными шлангами, соединительный элемент которых – резьбовая гайка. То есть, монтажный процесс такими шлангами сводится лишь к соединению их между собой для наращивания магистрали и подключению к установленным приборам

Единственный момент, на который надо обратить внимание, это диаметр шлангов, соответствующий диаметру патрубков калорифера, электроклапана и циркуляционного насоса. Чаще всего гибкая подводка используется лишь в тех случаях, когда сборку жесткими элементами провести затруднительно. Хотя она считается более функциональной

Хотя она считается более функциональной.

В системах нагрева вентиляционной установки используются насосы с мокрым ротором. То есть, крыльчатка прибора и его подшипники находятся все время в проточной жидкости, которая выполняет две функции: охлаждения и смазки. То есть, резиновые сальники в конструкцию циркуляционного насоса не входят. А это говорит о том, что мест протечек нет, ведь именно сальники при их выходе из строя создают протечки теплоносителя.

Что касается трехходового клапана или двухходового, то это электрозависимый прибор, устанавливаемый перед калорифером. Отличие между ними – возможность первого смешивать горячую подающую и теплую отводящую воду, что и регулирует теплоноситель и подгоняет его температуру под заданные параметры.

Весь узел нагревательной установки, а точнее его обвязочного узла, это не только контроль над температурой в доме, но и защита всех встроенных в него приборов от скачков давления внутри теплосети.

Краткий обзор современных моделей

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

№1 – калориферы КСК

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

Модельный ряд водяных калориферов КСК отечественного производства включает в себя 2/3/4-рядные устройства, отличающиеся производительностью и размерами

Технические характеристики:

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

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

№2 – тепловентиляторы Volcano

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

Один тепловентилятор Volcano mini способен вырабатывать столько тепла, сколько дает десяток обычных биметаллических радиаторов, составленных из десяти секций

Технические характеристики:

• мощность в границах – 3-20 кВт;
• максимальная производительность – 2000 м³/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.

Водяные тепловентиляторы Volcano предназначены для нагрева воздуха бытовых и производственных помещений при помощи водного теплоносителя.

№3 – калориферы Galletti AREO

Калорифер Galletti AREO итальянского производства.

Водяные калориферы марки Galletti AREO способны работать как на обогрев обрабатываемых помещений, так и на охлаждение пространства в жаркую погоду

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 – от 10°C до+ 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.

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

Расход теплоносителя

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

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

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

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

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

Расчёт водяного калорифера

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

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

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

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

Расчёт мощности калорифера

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

Расход теплоносителя на калорифер

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

Диаграмма процесса нагрева воздуха

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

i–d диаграмма влажного воздуха

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

Как сделать вытяжную вентиляцию своими руками

Осуществить монтаж вытяжной вентиляции собственноручно — вполне возможный к осуществлению замысел. Сначала делают расчеты и выбирают компоненты, после чего приступают к сборке. Для жилых помещений популярной является местная вытяжка на кухне. Ее может установить не только специалист, но и хозяева квартиры своими силами. Воздух, пар будут удаляться принудительно по воздуховодам, из которых гибкая разновидность проста в монтаже. При этом управление осуществляется вручную посредством выключателя.

Простая схема монтажа вытяжки на кухне

Вытяжку размещают над плитой. Выходное отверстие предпочтительнее вывести наружу. Иначе от естественной вентиляции здания возможна обратная тяга. Инструкцию по установке и перечень компонентов можно найти в нашей статье по установке вытяжки на кухне.

Узлы обвязки

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

Состав схемы узла

Схема работы на примере водяного калорифера В состав классической схемы обвязочного узла входят:

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

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

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

Регулировка нагрева

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

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

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

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.

Водяной калорифер: принцип действия и предназначение

Водяные калориферы используют для подогрева воздуха в различных помещениях, где отсутствует централизованное отопление. Также они предназначены для систем вентиляции или кондиционирования. Этот вид калориферов является климатическим оборудованием, служащим как теплоутилизатор, наполненный промежуточным теплоносителем. Теплоноситель в данном оборудовании – это подогретая или горячая вода.

Калорифер паровой от водяного отличается тем, что в качестве теплоносителя в приборе служит сухой насыщенный пар. Это более усовершенствованные модели обогревателей, поэтому цена калорифера такого класса на порядок выше.

Принцип действия калорифера отопления: синие стрелки — холодный воздух, красные стрелки — тёплый воздух

Воздухонагреватель водяной: особенности конструкции и функционирования устройства

Водяной обогреватель имеет очень высокий уровень производительности. Это возможно, благодаря широкому температурному диапазону, колеблющемуся от 70 до 110°С. Перепад температур создает сам калорифер. Конструкция прибора представляет собой трубчатый корпус из металла, покрытый реберными пластинами.

Наиболее распространенным видом воздухонагревателей считается водяной калорифер с перпендикулярным потоком. Его используют в разных вентиляционных устройствах. При этом вода движется противоположно потоку воздуха, в прямоугольном направлении. В результате вода поднимается по каналам снизу-вверх, пузырьки воздуха поступают вверх устройства, а оттуда выводятся через специальные воздухоотводы.

В любом водном калорифере в обязательном порядке должен быть установлен узел обвязки, представляющий собой специальный компонент устройства, отвечающий за подведение к теплообменнику горячей воды.

Конструкция водяного калорифера включает такие обязательные детали:

• насос для циркуляции теплоносителя;
• трехходовой клапан;
• арматура конструкции;
• блок управления;
• узел для обвязки, контролирующий производительность калорифера и препятствующий его заморозке.

Схема строения электрического калорифера

Калорифер водяной для приточной вентиляции: принцип работы и сфера использования

Калорифер электрический для приточной вентиляции используют для подогрева или, наоборот, для охлаждения воздуха, который поступает с улицы. Устанавливают такие приборы в середине канала вентиляции. Агрегат создает благотворный микроклимат, независимо от времени года. Канальные калориферы используют в помещениях с разной площадью. Работа калорифера для приточной вентиляции будет особенно эффективна в просторных цехах, теплицах, складских помещениях, которые оборудованы соответствующей вентиляционной системой.

Приточная установка с водяным калорифером считается самым эффективным способом отопления или охлаждения в помещениях с большой площадью. Наиболее актуальна их эксплуатация зимой, когда воздух, который поступает сквозь вентиляционную приточную систему, требует подогрева.

Агрегаты устанавливают в середине канала вентиляции, имеющий круглое или прямоугольное сечение. Воздух, поступающий с улицы, пропускается сквозь систему фильтрации и попадает в калорифер для приточной вентиляции, где происходит его нагрев за счет тепла, который отдает водяная отопительная система, поступающая к теплообменнику через канал воздухонагревателя.

Схема установки калориферов в приточную вентиляцию

Приточные установки с электрическим калорифером также обеспечивают поступление в помещение свежего, чистого, прохладного воздуха. При этом через вентиляционную систему выходят отработанные массы. Как в промышленности, так и в быту более востребованы приточные установки с электрокалорифером, работающие от сети.

Варианты узлов обвязки

Схема узлов обвязки калорифера с трехходовым клапаном.

Обвязка калорифера включает в себя элементы, регулирующие температуру теплоносителя, подводку, контрольные приборы

Важно правильно подобрать составляющие обвязки так, чтобы они соответствовали параметрам теплообменника. Здесь имеется в виду диаметр патрубков, расход теплоносителя. Стандартная обвязка калорифера включает:

Стандартная обвязка калорифера включает:

• насос;
• измерительные приборы: манометры, термометры;
• шаровые краны;
• байпас;
• фильтр очистки;
• подводку;
• клапан с электроприводом (двух- или трехходовой).

Стандартный узел обвязки с жесткой подводкой. Подобным образом элементы соединяются, когда в использовании гибкой подводки нет необходимости и все коммуникации проложены с помощью стальных труб. При этом место расположения узла уже заранее известно. Данный вариант установки обвязки водяного калорифера для вентиляции является наименее затратным и несложным при монтаже.

• шаровый кран: 1;
• фильтр: 2;
• регулирующий клапан с приводом: 3;
• насос: 4;
• обратный клапан: 5;
• термоманометр 6.

Гибкая подводка отличается тем, что вместо стальных труб используются гибкие гофрированные шланги. Узел, выполненный в подобном плане, более функционален. Он устанавливается там, где применение обычных труб невозможно. При необходимости для лучшего контроля количество термоманометров может быть доведено до 4-х.

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.

Особенности водяных калориферов систем вентиляции

Водяные калориферы для вентиляции применяют давно и активно. Так, любая из существующих систем вентиляции, в которой предусмотрено поддержание определенных параметров приточного воздуха (нагревание/охлаждение), в большинстве вариантов предусматривает наличие водяного калорифера.

На самом деле, на данный компонент приточной системы возложен целый перечень функций. С прямым предназначением теплообменника — нагреванием приточного воздуха, который поступает с улицы все понятно. В иных случаях калориферы могут выступать частью системы теплообменников, эффективно осушающих либо охлаждающих воздух. В любом случае без опции нагрева приточного воздуха трудно представить себе современные рабочие или жилые помещения, потому теплообменники для вентиляции — основные составляющие таких систем.

В особенности значимой является функция, которая выполняется данным элементом, для государств и областей, где отопительный период продолжается большую часть года, а бесперебойная работа теплообменника обязательна по климатическим показателям. Потому фактически ни одна система принудительной вентиляции в нашей стране, включая и самые южные регионы, и не обходится без электрического или водяного калорифера. Однако у первых есть существенный недостаток — высокая температура поверхности ТЭН-ов — нагревательных элементов. Соответственно при этом «горит» пыль, без которой трудно представить себе практически любое помещение. Обыватели данный эффект электрических аналогов давно окрестили «сухим воздухом». Плюс водяных калориферов в полном отсутствии подобного отрицательного эффекта, ведь в подобных устройствах температура теплоносителя обычно не поднимается выше 90°С.

Водяные калориферы в большинстве своем отличаются прямоугольным, реже круглым сечением. Такие устройства являются обязательной частью систем вентиляции и применяются в приточных наборных установках. Преимуществами подобных систем называют удобство их монтажа, небольшие сроки поставки и вполне доступную стоимость.

Данное оборудование характеризуется наличием стандартного типоразмерного ряда (двухрядные, трехрядные) и потому просто и легко вносится во многие проектные решения по вентиляционным системам.

Расчет мощности калорифера

Расчет калорифера производится в несколько этапов. Последовательно определяются:

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

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

Qт = L • Pв • Cв • (tвн — tнар)

где Qт — тепловая мощность калорифера.

L — расход воздуха (величина приточного потока).

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

Cв — удельная теплоемкость воздуха, имеется в таблицах СНиП.

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

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

Определяем фронтальное сечение:

F = (L • P)/ V,

где F — фронтальное сечение.

L — расход воздуха.

P — плотность воздуха.

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

Затем находим расход теплоносителя:

G = (3,6 • Qт)/Cв • (tвх — tвых),

где G — расход теплоносителя.

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

Qт — тепловая мощность прибора.

Cв — удельная теплоемкость среды.

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

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

Пример расчета

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

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

Фронтальное сечение:

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

Определяем расход теплоносителя:

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

По полученным данным по таблице калориферов подбираем наиболее подходящую модель.

Вычисление поверхности нагрева

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

Fk = Q / k • (tср.т — tср.в)

где Q — тепловая мощность.

k — коэффициент.

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

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

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

Особенности расчета паровых калориферов

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

G = Q / r

где r — удельная теплота, возникающая при конденсации пара.

Самостоятельный расчет калориферных установок достаточно сложен и чреват появлением множества ошибок. Если требуется рассчитать прибор, лучшим решением будет обратиться к специалистам или использовать онлайн-калькулятор, которых имеется много в сети интернет. Решение достаточно просто, надо лишь подставит в окошечки программы собственные данные и получить искомые значения, на основании которых можно выбирать готовые устройства.

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.

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

Источник тепла определяет выбор схемы узла регулирования

На стадии проектирования систем вентиляции и систем теплоснабжения приточных установок выбор схем и типа узлов обвязки калориферов непосредственным образом зависит от самого источника тепла.

Так, например, индивидуальные котельные, как правило, не требовательны к температуре возвращаемого теплоносителя, но перепад в теплосети должен быть постоянным. То есть регулирующий клапан не должен быть перекрыт со стороны теплосети либо должна быть предусмотрена перемычка для протока воды через нее в обратку, когда прямой порт клапана закрывается. К таким схемам, в основном, относится узел обвязки калориферов, выполненный во 2-м варианте (схема №4). Таким образом, водогрейные котлы будут работать на постоянном расходе и не будут перегреваться при нехватке теплоносителя.

Узел обвязки калорифера с трехходовым клапаном без перемычек может использоваться при центральном теплоснабжении с независимым подключением через пластинчатый теплообменник. Это обусловлено низкими предельными параметрами теплоносителя: максимальной температурой (у латунных регулирующих клапанов это порядка 110°С, а чугунных 90-95°С) и рабочим давлением, как правило, не превышающим 10 атм. В центральных теплосетях возможны пиковые температуры порядка 150°С и скачки давления до 16 атм. Так как при работе трехходового клапана происходит закрытие прямого порта, то в сети теплоснабжения будет переменный расход. Основным требованием является установка на сетевой насос преобразователя частоты, который и будет подстраивать работу системы под изменяющиеся параметры. Также эта схема применима и для работы с котельными установками при выполнении всех выше сказанных требований.

Схема подключения калориферов №3 является наиболее универсальной, обладающей практически одними плюсами управления и регулирования, но имеющая более высокую стоимость. Главным распространением проектирования схемы с двухходовым седельным клапаном получило применение при зависимом подключении к теплосетям. Во время работы схемы в целом происходит так называемый «контроль обратки», когда автоматика отслеживает и контролирует при помощи клапана максимально разрешенную температуру теплоносителя возвращаемого в тепловую сеть. Со стороны центральной тепловой сети, как правило, существует достаточно большой избыточный перепад, который позволяет подбирать диаметр клапана по расчетному коэффициенту пропускной способности Kv. Диаметр клапана может быть значительно меньше диаметра системы, а, следовательно, инерционность срабатывания и реагирования системы теплоснабжения будет гораздо выше, чем в схемах с трехходовыми клапанами.