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.

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)

Калькулятор расчёта мощности калорифера

Расход теплоносителя на калорифер

G — расход воды на теплоснабжение калорифера, кг/ч; 3,6 — коэффициент перевода Вт в кДж/ч (для получения расхода в кг/ч); 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.

Калькулятор расхода теплоносителя на калорифер

Диаграмма процесса нагрева воздуха

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

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%.

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

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.

Принудительная приточная вентиляция

Надо обозначить, что существует и принудительная вытяжная вентиляция, которая от принудительной приточной отличается лишь тем, что вентилятор устанавливается на вытяжку. Есть ещё один вариант, который носит название – принудительная приточно-вытяжная схема. Это когда вентиляторы устанавливаются и на приток воздуха, и на вытяжку. Данную систему чаще используют в частном домостроении. В квартирах − или вытяжную, или приточную. Хотя надо отметить, что сегодня производители вентиляционного оборудования предлагают различные новинки в виде приточно-вытяжных установок для квартир. Они компактны, эффективны, но стоят недёшево.

Два типа воздушных клапанов с вентиляторами внутри

В принципе, сам процесс установки такого клапана от предыдущего ничем не отличается:

• надо также перфоратором и коронкой сделать сквозное отверстие;
• установить в него цилиндрической формы клапан;
• заполнить пространство между прибором и стенками отверстия монтажной пеной;
• провести подключение вентилятора к сети питающего тока;
• установить со стороны улицы крышку, которая будет защищать отверстие от проникновения птиц и мелких животных, мусора и грязи;
• изнутри на клапан устанавливается декоративная решётка, с помощью которой можно регулировать мощность и направление потока входящего воздуха.

Принудительная вентиляция в квартире – это не только установка клапанов с вентиляторами внутри. Существует несколько вариантов организации вентиляционной системы данного типа.

Кондиционер с приточной вентиляцией для квартиры

Обычные кондиционеры работают так: воздух из помещения прогоняется через фильтр, затем через теплообменник, где он охлаждается, а затем его заново загоняют в комнату. То есть, воздушные массы очищаются, охлаждаются, но не становятся свежими, насыщенными кислородом.

Сегодня производители кондиционеров предлагают модели, в которых установлены небольшие вентиляторы как отдельный элемент, с их помощью свежий воздух загоняется в комнаты квартиры. Конструктивные особенности установки вентиляторов у каждого производителя сильно разнятся, но смысл у всех один. Вентилятор с улицей соединён воздуховодом, который пропускается по тому же каналу, что и все коммуникации сплит-системы.

Кондиционер с подмешиванием свежего воздуха с улицы

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.

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

Подключение электрического калорифера

В электрических видах главным параметром выступает мощность в кВт, соответственно он требует к себе осторожности и соблюдения техники безопасности при его подключении. В данном варианте используется блок управления, который способен контролировать температуру в помещении

Когда температура внутри помещения оказывается ниже заданной, то калорифер автоматически включается. С помощью термореле можно удерживать заданную температуру и быть застрахованным от нагрева устройства свыше 140 градусов.

Схема работы заключается в том, что когда нажата кнопка «Пуск» запускается двигатель и вентиляция калорифера. На двигатель подключено тепловое реле на определённом токе. В случае проблем с вентиляцией срабатывает тепловое реле, после чего происходит размыкание цепи питания.

При включенном вентиляторе калорифера можно включить ТЭНы за счёт замыкания блокировочных контактов. Включение ТЭНов происходит кнопкой «Пуск». В это время происходит включение промежуточного пускателя, что активирует мощный пускатель, который включает посредством своих контактов ТЭНы. Для максимально быстрого нагрева все нагреватели включаются сразу же.

• Для защиты от пожара в схему включены такие элементы, как:
• Тепловое реле, что защищает двигатель при остановке;
• Защита от включения без вентилятора;
• Термореле, что предохраняет корпус калорифера от перегрева. Во время активации термореле вентилятор будет продолжать работу и охладит его.

Схема может быть дополнена индикатором включения пускателя и аварийным индикатором. Помимо этого целесообразна установка автоматического выключателя на цепь, которая питает ТЭНы, а также автомат мощнее на вход устройства. Не следует устанавливать автоматы на вентиляторы.

Для управления калорифером устанавливается шкаф управления, что должен быть расположен недалеко от калорифера. Чем меньше расстояние, тем можно использовать провод меньшего сечения.

Особенности монтажа и подключения

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

Требования к установке электрооборудования

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

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

Регулировка процесса нагрева

Существует 2 вида регулировки нагрева:

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

Методы обвязки

Регулирующий арматурный каркас (обвязка калорифера приточной вентиляции) в зависимости от используемого источника поступления нагретой воды зачастую осуществляется двумя способами:

• применение двухходовых вентилей – в случаях использования городской сети, в которой не фиксируется расход обратного количества воды, существует только необходимость поддержания постоянства температуры;
• использование трехходовых вентилей – в случаях потребления с бойлера или котельной, где строго фиксируется расход обратного объема воды, а любые изменения влияют на нормальное функционирование всей системы. Также вам будет полезно прочитать как организовать вентиляцию в котельной загородного дома.

Установка узла обвязки

Определение необходимого значения мощности установки

При подборе нагревательного оборудования для обустройства приточной вентиляции нужно в обязательном порядке произвести расчет необходимых показателей:

• производительности на основе наружного воздушного потока окружающей среды;
• давления, которое создается работой вентиляторов;
• общей мощности нагревательного прибора;
• площади трубоотводов подачи воздуха;
• допустимой нормы возникновения различного рода шумовых эффектов;
• скорости проникновения воздушных потоков.

Особое внимание уделяется определению уровня мощности калорифера. Процесс установки калориферов применяется в приточных вентиляционных системах в целях нагрева внешнего воздуха преимущественно в холодное время. Показатель мощности возможно рассчитать на основе параметров производительности вентиляции, минимальной, а также заданной температуры воздушных потоков, как снаружи, так и на выходе

Для эффективной работы приточная система зачастую оснащается регулятором мощности, предназначенного для снижения в холодный период времени скорости вращения вентилятора

Показатель мощности возможно рассчитать на основе параметров производительности вентиляции, минимальной, а также заданной температуры воздушных потоков, как снаружи, так и на выходе. Для эффективной работы приточная система зачастую оснащается регулятором мощности, предназначенного для снижения в холодный период времени скорости вращения вентилятора

Процесс установки калориферов применяется в приточных вентиляционных системах в целях нагрева внешнего воздуха преимущественно в холодное время. Показатель мощности возможно рассчитать на основе параметров производительности вентиляции, минимальной, а также заданной температуры воздушных потоков, как снаружи, так и на выходе. Для эффективной работы приточная система зачастую оснащается регулятором мощности, предназначенного для снижения в холодный период времени скорости вращения вентилятора.

Выполняя расчет калорифера приточной вентиляции

• возможность применения разного типа питания;
• трехфазное подключение необходимо при использовании калорифера мощностью более 5кВт. В данном случае трехфазное питание является наиболее приемлемым вариантом, поскольку при этом ток будет гораздо ниже.

Максимально допустимое значение тока, потребляемого калориферным оборудованием, рассчитывается на основе довольно простой формулы:

I = P (мощность) /U (напряжение питания)

Для однофазного напряжения значение U приравнивают к 220В, при трехфазном питании – 660В. Немаловажным параметром также является температура приточного воздушного потока при нагревании калорифера заданного параметра мощности, которая рассчитывается по формуле:

T =2.98 x P (мощность) / L (производительность вентиляционной системы)

Стандартные значения рассчитываемой мощности калориферной установки для квартир и домов может составлять 1-5кВт и 5-50кВт – на предприятиях или в офисе. В случаях невозможности применения электрического типа калориферного прибора с заданной мощностью, следует прибегнуть к установке водяного калорифера, который использует в виде основного тепла воду из различных систем отопления, в том числе автономное или центральное.

В целом, в небольших помещениях целесообразнее устанавливать калориферы для приточной вентиляции на электрической основе, так как они удобны в эксплуатации и не занимают много времени при установке. Для строений с большой площадью наилучшим вариантом станет монтаж водяных калориферов, благодаря которым значительно экономится электроэнергия и уменьшаются энергозатраты, необходимые для подогрева воды.

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.

Схемы подключения

Схема с двумя вентиляционными контурами

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

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

Схема вентиляции с нагревателем

В состав классического узла обвязки входят следующие элементы:

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

Регулирование температуры

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

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

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

Система вентиляции

Обвязка с двухходовым клапаном

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

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

Классификация

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

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

• Паровые – применяются чаще всего на промышленных предприятиях, где выработка пара предусмотрена технологическими процессами.
• Электрические – этот вариант самый простой в установке (нужен только источник питания для нагрева встроенных ТЭНов), но требует большого расхода электроэнергии. Использование электрокалорифера считается целесообразным только на объектах, площадь которых не превышает 150 м²
• Водяные – этот тип нагревателя работает на основе горячей воды и устанавливается в системах вентиляции с прямоугольным или круглым сечением на площадях свыше 150 м² Данный тип обогрева надёжен, практичен, прост в обслуживании и недорог.

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

При выборе калорифера учитывают следующие факторы:

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

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

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

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

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.