Калориферы для приточной вентиляции — виды, устройство и расчет мощности

Подаваемый в здания воздух должен соответствовать заданным характеристикам. Для этого воздух проходит обработку такими способами, как фильтрование, нагрев, охлаждение, увеличение содержания влаги. Нагревание воздуха обеспечивает калорифер для приточной вентиляции. Для получения воздушного потока заданного температурного режима, необходимо сделать расчет и подбор калорифера.

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.

Типы калориферов

Теплообменники выпускаются в разнообразных модификациях и для различных типов теплоносителей. Теплоносителями чаще выступают пар или вода. Также распространены электрокалориферы.

Водяные калориферы

Калориферы на горячей воде используются в приточных вентиляционных системах круглого или прямоугольного сечения и монтируются в вентиляционных каналах. Водяные калориферы могут быть двух- или трехрядными. Воздух, проходящий через водяной теплообменник, не должен включать твердые, волокнистые или клейкие вещества.

Водяной калорифер для приточной вентиляции

Паровые калориферы

По сравнению с водяными, паровые устройства используется нечасто, — обычно на промышленных предприятиях, где есть производство пара для технологических потребностей.

Паровой калорифер для приточной вентиляции

Обратите внимание! Иногда случается масштабное потребление воздуха приточной вентиляцией, и при этом установка теплообменника со значительным проходным сечением не представляется возможной. В таких случаях производится установка целой серии устройств меньшего размера.

Принцип работы и конструктивные особенности

Универсальные устройства, работающие на воде, устанавливают в местах с хорошо налаженной системой теплоснабжения. Простое, но достаточно эффективное проектное решение позволяет нагревать воздух в диапазоне от + 70 °С до + 100 °С и актуально для ангаров, спортзалов, супермаркетов, теплиц, складов, крупных павильонов – то есть объемных помещений, требующих дополнительного обогрева.

Пример использования воздухонагревателя VOLCANO в теплице. Обогрев осуществляется за счет распределения теплого воздуха (температура воды – +90º С) с помощью вентилятора и регулируемых жалюзи

Если вы когда-нибудь пользовались бытовым тепловым калорифером, то легко поймете принцип действия водяного устройства. Оно так же нагревает воздух, но роль электрической спирали, заключенной в небольшом корпусе, играет комплект металлических трубок, по которым циркулирует нагретый теплоноситель.

Процесс нагрева выглядит следующим образом:

• горячая вода, нагретая до нужной температуры (в среднем от + 80 °С до + 180 °С), из труб отопления поступает в теплообменник, состоящий из небольших алюминиевых, стальных, биметаллических или медных трубок;
• трубки нагревают проходящий через прибор воздух;
• встроенный вентилятор распространяет нагретый воздух по помещению и стимулирует его движение в обратном направлении – к прибору.

Специально разогревать воду не приходится, так как она является частью отопительной системы, поэтому происходит значительная экономия средств.

Конструкция водяного канального нагревателя типа 60-35-2 из оцинкованной стали, предназначенного для систем вентиляции и кондиционирования. Типовой размер воздуховода – 60 см х 35 см, рядность – 2, максимальное рабочее давление – 1,5 МПа, максимальная температура теплоносителя – + 170 ºС

Схема стандартного водяного калорифера – это гибрид теплообменника, вентилятора и конвектора. Она эффективна для нагрева больших производственных помещений, а при выборе правильной обвязки – и для коттеджей с хорошо налаженной системой вентиляции.

Как работает и устройство?

В зависимости от того, какой источник тепла используется, калориферы подразделяются на водяные, электрические и паровые.

В подавляющем большинстве случаев теплопередающие элементы калориферов представляют собой стальные трубы с оребренной поверхностью. Именно оребрение помогает увеличить площадь и, соответственно, эффективность теплоотдачи. Внутри таких труб проходит нагревающий или охлаждающий теплоноситель, а снаружи – воздушные потоки, охлаждаемые или нагреваемые при контакте с трубами.

Реберная структура устройства представляет собой металлические пластины, насаженные на трубки, либо навитую на них ленту или тонкую проволоку.

Принцип действия калориферов основан на том, что теплоноситель имеет больший коэффициент теплоотдачи по отношению к потокам воздуха.

Энергоэффективность калорифера зависит от коэффициента теплоотдачи устройства при определенных энергозатратах. Иными словами, чем больше тепла агрегат способен отдать при неизменных энергетических затратах, тем выше его эффективность.

Устройство способно значительно нагреть проходящие через него воздушные потоки – поднять их температуру на 70-110 градусов, поэтому использовать калорифер можно даже при минимальных температурах (до -25 градусов).

Устанавливаться калорифер может по двум схемам воздухообмена – по принципу смешения рециркуляционного и приточного воздуха, а также в замкнутой системе рециркуляции воздуха. Для систем принудительной или искусственной вентиляции это условие неактуально, так как через калорифер воздух прогоняется с помощью канальных вентиляторов.

Виды

Навесные и настенные

В последние годы особой популярностью пользуются навесные (настенные) конвекторы, основанные на работе электрических калориферов.

Состоит калорифер из металлического корпуса, внутри которого размещены нагревательные элементы. Работа этих элементов управляется механическим или электронным термостатом. Сам нагревательный элемент включает в себя проводник большого сопротивления, помещенный в термостойкий керамический корпус. При этом трубчатый электронагреватель герметически запаивается в алюминиевый или металлический корпус, которые выполняется в эргономичной форме радиатора с:

• крыльями
• отводными пластинами
• аэродинамическими вставками.

Температура включенного трубчатого электронагревателя может колебаться от 600 до 1000 градусов. Основное достоинство электрического конвектора заключается в том, что он не сжигает кислород и не пересушивает воздух.

Работа электрических конвекторов основывается на законе физике о теплообмене: холодный воздух всегда находится внизу, а теплый – наверху. В конвекторе холодные воздушные массы, проходя через трубчатые электронагреватели, опускаются вниз. В процессе движения нижние слои воздуха нагреваются и поднимаются наверх, где впоследствии остывают, становятся тяжелее и опускаются вниз.

Электрокалорифер канальный

Канальные калориферы представляют собой оборудование для нагревания воздуха, состоящее из труб, по которым циркулирует горячая вода, воздух или пар. Встраиваются канальные нагреватели непосредственно в воздуховоды (вентиляционные каналы). По принципу передачи тепловой энергии устройства бывают электрическими и водяными. В зависимости от сечения и конфигурации вентиляционной системы воздухонагреватели бывают круглой и прямоугольной формы.

Кроме того, существуют канальные нагреватели и с функцией рекуперации (утилизации тепла). В таком случае холодный приточный воздух нагревается посредством теплообмена с устраняемым теплым воздухом. Смешения воздушных потоков при этом не происходит.

Промышленные электрокалориферы: производители и популярные модели

Наиболее популярными моделями промышленных электрокалориферов являются следующие устройства:

• «TDE 25»:
  • производитель: «Trotec GmbH & Co. KG» (Германия);
  • мощность нагрева: 3 000 Ватт;
  • расход воздуха: 250 м3/ч;
  • сборка: переносной.

• «F-LUX series»:
  • производитель: «Systema» (Италия);
  • мощность нагрева: от 12 800 до 37 000 Ватт;
  • сборка: настенный.

Определение

Калорифер (более профессиональное название «канальный нагреватель») – универсальный прибор, используемый во внутренних системах вентилирования для передачи тепловой энергии от нагревательных элементов к воздуху, проходящему через систему полых трубок.

Канальные нагреватели различаются способом передачи энергии и разделяются на:

1. Водяные — энергия передаётся через трубы с горячей водой, паром.
2. Электрические — тэны, получающие энергию от центральной сети электроснабжения.

Существуют также калориферы, работающие по принципу рекуперации: это утилизации тепла из помещения за счёт его передачи приточному воздуху. Рекуперации осуществляется без контакта двух воздушных сред.

Более подробная информация об устройстве и нормативных данных СНиП и ГОСТ представлена в статье «Описание калориферов и узлов обвязки приточной вентиляции».

Электрический калорифер

Основа – нагревательный элемент из проволоки или спиралей, через него проходит электрический ток. Между спиралями пропускается холодный уличный воздух, он нагревается и подаётся в помещение.

Электрокалорифер подходит для обслуживания вентсистем небольшой мощности, так как особого расчёта для его эксплуатации не требуется, поскольку все необходимые параметры указываются производителем.

Главный недостаток этого агрегата — инерция между нагревательными нитями, она приводит к постоянному перегреву, и, как следствие, выходу прибора из строя. Проблема решается установкой дополнительных компенсаторов.

Водяной калорифер

Основа водяного калорифера – нагревательный элемент из полых металлических трубок, через них пропускается горячая вода или пар. Наружный воздух поступает с противоположной стороны. Проще говоря, воздух движется сверху вниз, а вода — снизу вверх. Таким образом, пузырьки кислорода удаляются через специальные клапаны.

Водяной канальный нагреватель используется в большей части крупных и средних вентиляционных систем. Этому способствует высокая производительность, надёжность и ремонтопригодность оборудования.

Кроме нагревательного элемента в состав системы входит узел обвязки: (обеспечивает подвод теплоносителя к обменщику),  насос, прямые и обратные клапаны, запорная арматура и блок для автоматического управления. Для климатических зон, где минимальная температура зимой опускается ниже нуля, предусматривается система предотвращения замерзания рабочих трубок.

Электрический калорифер: принцип работы

Для маломощных вентиляционных систем экономически обоснованным решением является использование электрического калорифера, так как установка такого агрегата не требует подведения сложных коммуникаций – достаточно лишь подключить прибор к линии электроснабжения.

Для более эффективного теплообмена с окружающим воздухом электрические калориферы оборудуются трубчатыми электронагревателями.

Внимание: Оправдано использование электрического калорифера только в случае, если площадь обслуживаемого помещения не превышает 150 квадратных метров, в противном случае расход электроэнергии покроет всю экономию на установке электрического калорифера.

Особенности водяного калорифера

Ассортимент или каталог водяных калориферов для приточной вентиляции в магазинах обычно очень большой. Поэтому подобрать необходимую модель не составит труда. Такое устройство является очень экономичным, если сравнивать его с электрическим типом. Оно использует примерно в 3 раза меньше энергии при повышенной производительности. Экономить позволяет подключение к централизованной системе отопления. Регулировать температуру потока воздуха можно благодаря термостату.

С помощью автоматики значительно увеличивается эффективность. Блок управления не нуждается в каких-либо дополнительных модулях. Это механизм, благодаря которому происходит управление и обнаружение поломок. В систему входят следующие элементы:

1. 1. Воздушные и рециркуляционные заслонки.
2. 2. Датчики температуры и загрязнённости фильтров.
3. 3. Клапан нагревателя.
4. 4. Насос, благодаря которому создаётся циркуляция теплоносителя.
5. 5. Термостат. Этот элемент необходим для защиты от промерзания.
6. 6. Пожарная сигнализация.
7. 7. Вентиляторы со встроенным контроллером.

Водяные и паровые приборы могут быть гладкотрубными, пластинчатыми, а также биметаллическими. Наиболее эффективным является последний вариант, так как патрубки и теплообменники выполнены из меди.

Формула расчёта мощности электрического калорифера

2.1

Принцип работы

Если говорить просто, то водяной калорифер объединяет в себе конвектор, вентилятор, а также теплообменник. Работа его подобна функционированию устройств для принудительной вентиляции помещений. Приток нагретого воздуха осуществляется следующим образом:

1. 1. Поток проходит через воздухозаборные решётки. Они необходимы для предотвращения попадания в вентиляционные короба насекомых, животных, а также различных небольших предметов.
2. 2. Далее, фильтры очищают воздушные массы от пыли и веществ, способных навредить организму человека.
3. 3. Калорифер подогревает поток до необходимой температуры при помощи централизованного отопления.
4. 4. Рекуператор смешивает подогретый воздух со свежим.
5. 5. Благодаря вентилятору тёплая струя перемещается в помещение.
6. 6. Шумопоглотители снижают силу звука.
7. 7. Когда подача воздуха прекращается, срабатывают автоматические обратные клапаны. Они не дают холодным уличным потокам проникнуть в помещение.

Калорифер без нагревательного элемента включает в себя два основных механизма. Это теплообменник и встроенный вентилятор. Теплообменник состоит из металлического радиатора, в который поступает горячая вода.

Принцип работы приточной вентиляции с водяным калорифером

2.2

Подключение прибора

Подача воздуха в помещение от водяного калорифера может происходить в левом и правом исполнении. Всё зависит от местоположения смесительного узла, а также блока автоматического управления. Если рассматривать оборудование со стороны обратного клапана, то:

1. 1. Левое расположение подразумевает, что система управления и узел смешения находятся слева.
2. 2. В правом выполнении эти два элемента находятся с правой стороны.

В каждом виде трубки для соединения расположены там же, где и воздухозаборник. Это касается и обратного клапана.

Калориферам для приточной вентиляции необходим смесительный узел. В его конструкции должен предусматриваться вентиль (двухходовой или трёхходовой). Запорная арматура выбирается по характеристикам системы теплоснабжения. Отдельные контуры требуют наличия крана, способного смешивать потоки теплоносителя. Обычно для этих целей используется трёхходовой вентиль. Если же оборудование подключено к централизованному теплоснабжению, то следует монтировать двухходовой кран. Выбор запорной арматуры зависит от таких факторов:

1. 1. Температура теплоносителя.
2. 2. Тип отопительной системы.
3. 3. Амплитуда перепадов давления.
4. 4. Наличие или отсутствие циркуляционного насоса.

Запрещается монтировать водяной калорифер в тех случаях, если воздухозаборник находится вверху. Это обусловлено тем, что снег при попадании в вентиляцию начнёт таять. Вода может проникнуть в систему управления, что выведет блок автоматики из строя.

Монтаж водяных устройств не вызывает особых трудностей. Нужно соблюдать правила, а также технику безопасности. В некоторых случаях лучше довериться профессионалам, которые произведут монтаж с учётом всех норм.

4. I-d диаграмма процесса нагрева воздуха

Процесс нагрева воздуха в калорифере протекает при d=const (при неизменном влагосодержании).

Процесс нагрева воздуха в калорифере от -28°С до +20°С

Принцип работы водяного калорифера

Применение водяных калориферов является наиболее экономичным решением для обслуживания помещений более 150 квадратных метров, так как подведение линии центрального отопления не является высокозатратной задачей. Температуры воды в таком устройстве может достигать 180 градусов.

Необходимо отметить, что стоимость электрических калориферов несколько выше стоимости водяного оборудования, хотя в последнем случае требуется установка специального узла обвязки, состоящего из управляющего модуля, циркуляционного насоса, арматурой для трубопровода и трехкодового клапана. Установка узла обвязки позволяет не только контролировать производительность калорифера, но и предохранять его замерзания в холодное время года.

Универсальные агрегаты, работающие на воде, устанавливаются в местах с хорошо отлаженной системой теплоснабжения. Такое простое, но эффективное проектное решение позволяет нагревать воздух в пределах 70-100 градусов, что актуально для объемных помещений, нуждающихся в дополнительном обогреве: ангаров, супермаркетов, спортзалов, теплиц, крупных павильонов и складов.

Система рекуперации

Прямой нагрев воздуха за счёт только энергии нагревательных элементов – это не самый экономичный и практичный вариант устройства отопления вентсистемы. Система рекуперации за счёт замкнутого цикла работы значительно снижает теплопотери. Её работа основана на теплоизбытках, а точнее — энергии отработанных воздушных масс.

Общая схема устройства выглядит так: приточка и вытяжка проходят через один блок, и тепловыделения от исходящих воздушных потоков частично передаются входящим. За счёт использования теплопритоков снижается нагрузка на остальные системы отопления.

Монтаж системы отопления с рекуперацией стоит дороже, чем аналогичный, но без неё. Затраты быстро окупаются в регионах, где отопление подвергается значительной тепловой нагрузке ввиду продолжительной зимы.

Выводы и полезное видео по теме

Обзор водяного теплонагревателя марки Волкано:

Подробно о технических характеристиках модели Ballu BHP-W-60:

Простая конструкция и доступный для самостоятельного выполнения монтаж – причины, по которым выбирают калориферы водяного типа. Правильный выбор прибора и грамотный монтаж обвязки повысят эффективность работы вентиляции и улучшат систему обогрева производственных и жилых помещений.

Появились вопросы по теме статьи? А может вы нашили недочеты в нашем материале или хотите его дополнить интересной информацией? Пожалуйста, пишите свои в расположенном ниже блоке.

Подведем итоги

За помощью в подборе и расчёте канального нагревателя лучше обратиться в специализированную организацию.

Пример

Компания «Мега.ру» оказываете комплексные услуги в сфере проектирования вентиляции и других инженерных систем. Грамотные инженеры ответят на любые вопросы по телефонам, указанным на странице «Контакты». Компания работает в Москве и соседних регионах, так же практикуется удалённое выполнение заказов на всей территории РФ.

Газовый

Газовые калориферы представляют собой тепловые пушки, работающие на газовом топливе (сжиженном газе): пропан-бутановой смеси или метане (природном газе).

Газовые калориферы используются для обогрева больших площадей (от 100 до 600 квадратных метров).

Как правило, газовые устройства оснащаются жаропрочным стальным корпусом, который защищает внутренние элементы агрегата. Принцип работы такого калорифера основывается на полном сгорании сжиженного газа, в результате чего выделяется тепло. Газ поступает из баллона, нагревается от пламени горелки, практически целиком сгорает и смешивается с нагретым воздухом. За счет практически мгновенного смешения продуктов сгорания с нагреваемым воздухом газовые калориферы обладают КПД, близким к 100 процентам. За счет того, что газовые баллоны подключаются к устройству только на время работы и могут храниться отдельно, газовые калориферы считаются пожаробезопасным оборудованием.

Кроме того, практически полное сгорание топлива и выделение только пара и углекислого газа делает оборудование такого плана безопасным не только для экологии, но и для человека. А так как природный газ и пропан-бутановая смесь являются одними из самых дешевых видов топлива, то газовые калориферы крайне экономичны.

На отработанном масле

Как известно, масло является калорийным углеводородным сырьем, из которого можно извлекать «бесплатную» энергию.

Внимание: При повторном использовании отработанное масло выделяет не меньше тепла, чем солярка.

Все дело в том, что утилизация отработанного масла для многих предприятий является серьезной проблемой, которая приносит немалые убытки за счет транспортных расходов и экологических сборов.

Отработанное масло даёт тепла не меньше, чем солярка. В настоящий момент КПД отопительных приборов, работающих на «вторичке» достигает 90-94 процентов. При сжигании 1 литра масла выделяется около 10-11 кВт тепла в час, что примерно равно показателю обычного дизельного топлива.

Если же сырье подвергалось предварительной очистке, то его энергоэффективность повышается еще на 20-25 процентов.

Использовать в качестве топлива можно любое масло, в том числе растительного происхождения: рапсовое, подсолнечное и прочее. Однако чаще всего используются продукты нефтепереработки: моторное, индустриальное, компрессорное и энергетическое.

Цена

Стоимость калориферов зависит от множества параметров, в том числе от типа и производительности. Соответственно, чем мощнее агрегат, тем он дороже. При этом отечественные модели зачастую оцениваются дешевле иностранных. Именно поэтому точную цену конкретной модели калорифера необходимо уточнять непосредственно у продавца.

Как показывает практика, цены на калориферы начинаются от нескольких тысяч (бытовые модели) и заканчиваются несколькими сотнями тысяч рублей (промышленные модели).

Где купить калорифер для приточной вентиляции?

В Москве

В Москве продажей калориферов для приточной вентиляции занимаются такие компании, как:

• «RuClimat»:
  • сайт: http://www.ruclimat.ru/;
  • адрес: город Москва, улица Дубнинская, дом 83, офис 617-618;
  • телефон: +7 (495) 645-83-97.
• «MirCli»:
  • сайт: https://mircli.ru;
  • адрес: город Москва, Ленинградский проспект, дом 80, корпус Г;
  • телефон: +7 (495) 666-22-19.
• «Венкор»:
  • сайт: http://www.vencore.ru/;
  • адрес: город Москва, улица Добролюбова, дом 2, строение 5;
  • телефон: +7 (495) 777-19-11.
• «Cold System»:
  • сайт: http://cold-system.ru;
  • адрес: город Москва, улица Шоссейная, 29с2;
  • телефон: +7 (495) 204-19-02.
• «ВентКомфорт»:
  • сайт: http://www.ventkomfort.ru;
  • адрес: город Москва, Проектируемый проезд, дом 5112;
  • телефон: +7 (495) 646-72-35.

В Санкт-Петербурге

• «ClimateUnion»:
  • сайт: http://www.climateunion.ru;
  • адрес: город Санкт-Петербург, улица Королева, дом 48, корпус 6;
  • телефон: +7 (812) 347-15-57.
• «Теплоконтроль»:
  • сайт: http://www.climateunion.ru;
  • адрес: город Санкт-Петербург, проспект Елизарова, дом 34;
  • телефон: +7 (812) 244-13-40.
• «Циклон СПБ»:
  • сайт: http://cyclonespb.ru;
  • адрес: город Санкт-Петербург, улица Коллонтай, дом 5;
  • телефон: +7 (812) 932-72-96.
• «Нева Климат»:
  • сайт: http://nevaclimat.com;
  • адрес: город Санкт-Петербург, проспект Елизарова, дом 34, литера А;
  • телефон: +7 (812) 611-07-37.
• «Благовест»:
  • сайт: http://www.blagovest-spb.ru;
  • адрес: город Санкт-Петербург, Большеохотинский проспект, дом 23;
  • телефон: +7 (812) 320-29-49.

Таким образом, установка грамотно подобранного калорифера для приточной вентиляции обеспечит не только приток свежего теплого воздуха в холодное время года, но и приятный микроклимат в обслуживаемом помещении. Именно поэтому к выбору устройства необходимо подходить со всей ответственностью, учитывая его тип и производительность, ведь только в этом случае получится приобрести не только эффективное, но и экономичное оборудование.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...