Электрический калорифер: ассортимент и особенности обогревателей

Содержание

Эффективность использования калориферов вместо радиаторов отопления

Теплоноситель, циркулирующий в радиаторах водяного отопления, передает тепловую энергию окружающему воздуху за счет теплового излучения, а также за счет конвективного потока нагретого воздуха, поднимающегося вверх, и охлажденного воздуха, поступающего снизу.

В дополнение к этим двум пассивным способам передачи тепловой энергии канальный нагреватель прогоняет воздух через систему нагретых элементов с гораздо большей площадью поверхности и интенсивно передает им тепло. Простой расчет стоимости установленного оборудования для выполнения одних и тех же задач позволяет оценить эффективность канальных нагревателей и вентиляторов.


Пример отопления канальными нагревателями в автомобильной мастерской.

Например, необходимо сравнить затраты на обогреватели и воздухонагреватели для обогрева выставочного зала автосалона с учетом соблюдения норм СНиП.

Тепловая сеть одинаковая, температура теплоносителя одинаковая, трубопроводы и монтаж можно не учитывать при упрощенном расчете стоимости основного оборудования. Для простых расчетов мы приняли известный стандарт 1 кВт на 10 м2 отапливаемой площади. Для зала площадью 50×20 = 1000 м2 требуется не менее 1000/10 = 100 кВт.  С учетом добавления 15%, расчетная минимальная тепловая мощность отопительного оборудования составляет 115 кВт.

При использовании радиаторов. Возьмем один из самых популярных биметаллических радиаторов Rifar Base 500 x10 (10 секций), одна такая панель дает 2,04 кВт. Минимальное необходимое количество радиаторов составляет 115/2,04 = 57 радиаторов. Сразу стоит запомнить, что ставить 57 радиаторов в такой комнате неразумно и практически невозможно. При цене блока на 10 секций в 7000 рублей, затраты на приобретение радиаторов составят 57*7000 = 399 000 рублей.

При отоплении с помощью радиаторов. Для обогрева прямоугольной площади для равномерного распределения тепла сделайте выбор из 5 водонагревателей Ballu BHP-W3-20-S производительностью 3200 м3 /ч каждый с аналогичной суммарной мощностью: 25 * 5 = 125 кВт. Стоимость оборудования составит 22900*5 = 114 500 рублей.

Первоначальная стоимость канальных радиаторов почти в четыре раза меньше, чем покупка эффективных биметаллических радиаторов.

При сравнении установленной мощности радиаторов и радиаторов по цене следует учитывать, что одним из основных показателей стандартных радиаторов является мощность теплого воздуха. При высоте потолка 6 метров в нашем примере объем гостиной составит 1000*6 = 6000 м3. Пять воздухонагревателей производительностью 3 200 м3/ч будут обновлять воздух в выставочном зале почти три раза в час, обеспечивая персоналу и посетителям нормальное качество воздуха не только по температуре, но и по составу.

Основной областью применения нагревателей является организация отопления помещений с большим пространством для движения воздуха:

  • производственные цеха, ангары, склады;
  • спортивные залы, выставочные залы, торговые и развлекательные центры;
  • фермы, теплицы.

Эти компактные устройства, обеспечивающие быстрый нагрев воздуха от 70°C до 100°C и легко интегрируемые в общую автоматическую систему управления отоплением, подходят для зданий с надежным доступом к теплоносителю (вода, пар, электричество).

Распределение температуры в помещении при отоплении с помощью радиаторов
Тепловая мощность радиаторов отопления: Сравнение и методы расчета

Преимуществами водонагревателей являются:

  1. Высокая экономическая эффективность использования (низкая стоимость оборудования, высокая теплоотдача, простой и дешевый монтаж, минимальные эксплуатационные расходы).
  2. Быстрый нагрев воздуха, легкое изменение и локальный тепловой поток (завесы и оазисы).
  3. Прочная конструкция, простота автоматизации и современный дизайн.
  4. Безопасен для использования даже в опасных зданиях.
  5. Чрезвычайно компактные размеры при высокой тепловой мощности.

Недостатком этих агрегатов являются свойства теплоносителя:

  1. При температуре ниже нуля нагреватель может легко замерзнуть. Вода, вовремя не слитая из труб, может разорвать трубы при отключении от электросети.
  2. Использование воды с большим количеством примесей также может повредить нагреватель, поэтому бытовое использование без фильтров и подключения к центральной системе не рекомендуется.
  3. Стоит отметить, что канальные нагреватели сильно сушат воздух. При использовании, например, в выставочном зале требуется увлажняющая климатическая техника.

Калорифер: это прибор для нагрева воздуха в разных системах

Прежде чем выбрать радиатор, важно понять, что такое радиатор, типы радиаторов и характерные особенности и функции каждого из них.

Канальные нагреватели могут обогревать как маленькие, так и большие помещения

Обогреватели могут обогревать как небольшие, так и довольно большие помещения

Канальные нагреватели используются для нагрева воздуха в различных системах:

  • отопление
  • кондиционер;
  • вентиляция.

Нагрев в нагревателях происходит за счет реакции между химически агрессивными веществами, находящимися внутри. Поэтому классификация нагревателей основана на типе теплообменника. Устройство может быть водяным, паровым, фреоновым или электрическим. Водонагреватель используется в качестве рекуператора тепла с косвенным теплоносителем. Паровые калориферы используются для нагрева воздуха в системах отопления.

Если классифицировать воздухонагреватели по теплотехническим и аэродинамическим свойствам, то типы нагревателей делятся на трехрядные и четырехрядные. Нагреватели каждой модели делятся на 7 номеров в соответствии с количеством присоединительных размеров.

Теплоноситель проходит через стальные трубки в центре канального нагревателя, а его внешняя поверхность ребристая. Это увеличивает площадь поверхности и, следовательно, эффективность теплопередачи канального нагревателя. Внутри оребренных труб перемещается нагревательная или охлаждающая среда в виде воды, пара или фреона. Снаружи воздух проходит через воздуховоды и нагревается или охлаждается при контакте.

Конструкция тепловентилятора Volcano: 1 - подвижные, регулируемые лопасти, 2 - встроенный диффузор с вентилятором, 3 - нагревательные элементы, 4 - подача теплого воздуха

Конструкция тепловентилятора Volcano: 1 — подвижные, регулируемые лопасти, 2 — встроенный диффузор с вентилятором, 3 — нагревательные элементы, 4 — подача теплого воздуха

Общая схема основана на следующем принципе: теплоноситель имеет высокий коэффициент теплопередачи за счет взаимодействия с потоком воздуха. Ребра в устройстве представляют собой металлические пластины, которые просто надвигаются на трубки или наматываются как ленты или провода.

Виды

Воздухонагреватели классифицируются по типу источника тепла и бывают водяными, паровыми и электрическими.

Водяные модели

Используется во всех типах вентиляционных систем, выпускается в двух- и трехрядном исполнении. Устройства устанавливаются в системах вентиляции помещений площадью более 150 квадратных метров. Этот тип обогревателей абсолютно пожаробезопасен и наименее энергозатратен благодаря возможности использовать в качестве теплоносителя воду из системы отопления.

Эти модели оснащены автоматической системой управления и контроля. Это позволяет установить желаемую температуру на выходе и, благодаря термостату, регулировать ее по мере необходимости.

Принцип работы водонагревателей заключается в следующем: окружающий воздух засасывается через входные решетки и поступает через воздуховод в фильтр предварительной очистки. Там воздушная масса очищается от пыли, насекомых и мелких механических примесей и передается в нагреватель. В корпусе нагревателя находится медный теплообменник, состоящий из заложенных ячеек, снабженных алюминиевыми ребрами. Ребра значительно увеличивают теплопередачу через медный змеевик, тем самым значительно повышая эффективность работы устройства. Охлаждающая среда, проходящая через змеевик, может быть водой, антифризом или водно-гликолевым раствором.


Холодный воздух проходит через змеевик, забирая тепло с металлических поверхностей и перенося его в помещение. Использование водяных нагревателей позволяет нагревать воздушный поток до 100 градусов, что дает широкий спектр применения в спортивных сооружениях, торговых центрах, подземных паркингах, складах и теплицах.

Помимо очевидных преимуществ, водонагреватель имеет и ряд недостатков. К недостаткам относятся риск замерзания воды в трубах при резких перепадах температуры и невозможность использования водонагревателя летом, когда система отопления не работает.

Паровые модели

Подходит для использования в промышленном секторе, где для технических нужд может вырабатываться большое количество пара. Эти канальные нагреватели не используются в системах бытовой вентиляции. Теплоносителем в этих установках является пар, что объясняет мгновенный нагрев текущих потоков и высокую эффективность паровых нагревателей.

Необходимым условием эксплуатации этих моделей является полная герметичность соединений теплообменника. В противном случае пар будет выдуваться, выходить вместе с воздухом в помещение и в конечном итоге приведет к разрыву теплообменника.

Для предотвращения этого все теплообменники подвергаются проверке на герметичность во время производства. Испытание проводится с помощью струи холодного воздуха под давлением 30 бар. Теплообменник помещается в бак с горячей водой.


Электрические модели

Самый простой вариант нагревателей, они устанавливаются в вентиляционных системах, обслуживающих небольшие помещения. В отличие от водяных и паровых нагревателей, электрические нагреватели не требуют никаких коммунальных услуг. Для их подключения достаточно близлежащей розетки 220 В. Принцип работы электрических обогревателей не отличается от принципа работы других обогревателей и основан на нагревании воздушных масс, проходящих через нагревательные элементы.

Необходимым условием для работы электронагревателей является поддержание минимального потока воздуха через прибор.


Даже если она немного снизится, электрический нагревательный элемент перегреется и выйдет из строя. Более дорогие модели оснащены биметаллическими термовыключателями, которые отключают элемент в случае явного перегрева.

Плюсы электрических нагревателей — простая установка, отсутствие трубопроводов и независимость от отопительного сезона. Недостатками являются высокое энергопотребление и нежелательность установки в вентиляционных системах, обслуживающих большие площади.


Особенности водяного калорифера

Установка канального нагревателя
Ассортимент или каталог водяных нагревателей для приточной вентиляции в магазинах обычно очень велик. Это облегчает поиск подходящей модели. Эти устройства очень экономичны по сравнению с электрическими нагревателями. Они потребляют в 3 раза меньше энергии при повышенной мощности. Подключение к системе центрального отопления также экономично. Температуру воздушного потока можно регулировать с помощью термостата.

Автоматизация значительно повышает эффективность. Блок управления не требует дополнительных модулей. Это механизм, который контролирует и обнаруживает сбои. Система включает в себя следующие компоненты:

  1. 1. воздушные клапаны и рециркуляционные клапаны.
  2. 2. датчики температуры и засорения фильтра.
  3. 3. клапан радиатора.
  4. 4. насос для циркуляции теплоносителя.
  5. 5. термостат. Этот компонент необходим для защиты от мороза.
  6. 6. система пожарной сигнализации.
  7. 7. вентиляторы со встроенными элементами управления.

Водяные и паровые агрегаты могут быть гладкотрубными, пластинчатыми и биметаллическими. Последний вариант является наиболее эффективным, поскольку трубы и теплообменники изготовлены из меди.

Принцип работы

Проще говоря, водонагреватель сочетает в себе конвектор, вентилятор и теплообменник. Его работа аналогична работе оборудования принудительной вентиляции помещений. Нагретый воздух отводится следующим образом:

Канальный нагреватель для вентиляции
Поток проходит через воздухозаборные решетки. Они необходимы для предотвращения попадания насекомых, животных и различных мелких предметов в вентиляционные каналы.

  1. 2. фильтры очищают воздушные массы от пыли и веществ, которые могут нанести вред организму человека.
  2. 3. канальный нагреватель нагревает поток до требуемой температуры, используя сетевое тепло.
  3. 4 Рекуператор смешивает нагретый воздух со свежим воздухом.
  4. 5. вентилятор перемещает теплый поток в помещение.
  5. 6. шумоглушители снижают интенсивность звука.
  6. 7. при прерывании подачи воздуха срабатывают автоматические обратные клапаны. Это предотвращает проникновение холодного наружного воздуха в помещение.

Канальный нагреватель без нагревательного элемента состоит из двух основных механизмов. Это теплообменник и встроенный вентилятор. Теплообменник состоит из металлического радиатора, в который поступает горячая вода.

Подключение прибора

Водонагреватель может быть подключен слева или справа. Это зависит от положения смесительного узла и блока управления. Если устройство рассматривается со стороны обратного клапана, то:

  1. 1. левостороннее положение означает, что блок управления и смесительный узел находятся с левой стороны.
  2. 2. в правостороннем варианте два компонента расположены с правой стороны.

В каждом типе соединительные трубы расположены в том же положении, что и воздухозаборник. Это относится и к обратному клапану.

Типы канальных нагревателей для вентиляции

Для нагревателей свежего воздуха требуется смесительный узел. На смесительном узле должен быть установлен клапан (двух- или трехходовой). Запорная арматура должна быть выбрана в соответствии с характеристиками системы отопления. Для отдельных контуров требуется клапан, способный смешивать потоки среды. Обычно для этой цели используется трехходовой клапан. Если агрегаты подключены к системе централизованного теплоснабжения, необходимо установить двухходовой клапан. Выбор запорной арматуры зависит от следующих факторов:

  1. 1. температура теплоносителя.
  2. 2. тип системы отопления.
  3. 3. амплитуда перепада давления.
  4. 4. наличие или отсутствие циркуляционного насоса.

Конструкция канального нагревателя
Не устанавливайте водонагреватель, если воздухозаборник находится сверху. Это связано с тем, что снег начнет таять, если он попадет в вентиляционную систему. Вода может просочиться в систему управления, что приведет к сбоям в работе автоматики.

Установка водяных агрегатов не представляет особой сложности. Необходимо соблюдать правила, а также меры безопасности. В некоторых случаях лучше довериться профессионалам, которые выполнят установку в соответствии со всеми правилами.

Как выбрать калорифер для приточной вентиляции?

Воздух, подаваемый в здания, должен соответствовать определенным свойствам. Для этого воздух обрабатывается путем фильтрации, нагрева, охлаждения и увеличения содержания влаги. Воздух нагревается приточным воздухонагревателем. Канальный калорифер должен быть подобран по размеру, чтобы обеспечить поток воздуха при определенной температуре.

Kaloriferidlyapritochnoyventilyatsiividi_55D36D3B.jpg

Типы калориферов

Теплообменники выпускаются в различных исполнениях и для различных типов теплоносителей. Теплоносителем обычно является пар или вода. Также популярны электрические канальные нагреватели.

Водонагреватели

Канальные нагреватели горячей воды используются в круглых или прямоугольных приточных системах и устанавливаются в вентиляционных каналах. Водонагреватели могут быть двух- или трехканальными. Воздух, проходящий через водяной теплообменник, не должен содержать твердых, волокнистых или липких веществ.

caloriferidlyapritochnoyventilyatsiividi_8D8DA356.jpg

Водяные теплообменники для приточного воздуха

Нагреватели паровых каналов

По сравнению с водонагревателями, паровые нагреватели используются редко, обычно на промышленных предприятиях, производящих пар для технологических нужд.

caloriferidlyapritochnoyventilyatsiividi_810DA1ED.jpg

Канальные паровые воздухонагреватели приточного воздуха

Примечание: Иногда возникает масштабная потребность в приточном воздухе, и установка теплообменника большого сечения невозможна. В таких случаях устанавливают несколько небольших агрегатов.

Расчет мощности калорифера

Для расчета необходима следующая информация:

  1. Объем или масса нагреваемого приточного воздуха. Можно рассчитать объемный расход (куб. м/ч) или массовый расход (кг/ч).
  2. Начальная температура воздуха, которая равна температуре наружного воздуха.
  3. Целевая температура, до которой должен быть нагрет приточный воздух перед подачей в помещения.
  4. Диапазон температур теплоносителя, используемого для нагрева воздуха.

Инструкции по планированию

При определении размеров канального нагревателя необходимо рассчитать обогреваемую площадь и требуемую мощность. Первым шагом является расчет площади поперечного сечения теплообменника в передней части:

Af = Lρ / 3600 (ϑρ), здесь:

  • L — расход приточного воздуха, м³/ч;
  • ρ — плотность наружного воздуха, кг/м³;
  • ϑρ — массовая скорость воздуха в расчетном сечении, кг/(с м²).

caloriferidlyapritochnoyventilyatsiividi_529493FB.jpg

Расчет мощности канального нагревателя

Площадь поперечного сечения передней части необходима для определения размера теплообменника. При расчете следует использовать ближайшую большую единицу измерения. Если рассчитанная площадь поперечного сечения слишком велика, для получения требуемой площади необходимо подобрать несколько параллельных воздухонагревателей.

Фактический массовый расход должен быть рассчитан с учетом фактической площади на торце выбранных воздуховодных нагревателей:

ϑρ = Lρ / 3600 Аф.факт.

Затем тепло, необходимое для нагрева воздушного потока, рассчитывается по формуле

Q = 0,278Gc (tp — tn), где:

  • Q — количество тепла, Вт;
  • G — массовый расход нагретого воздуха, кг/ч;
  • s — значение удельной теплоемкости воздушной смеси, принимаемое равным 1,005 кДж/кг °С;
  • tn — температура притока, °С;
  • tn — начальная температура воздуха с улицы.

Поскольку установка вентилятора в приточном воздухе происходит перед теплообменником, массовый расход G рассчитывается с учетом плотности наружного воздуха.

В обратном случае плотность определяется по температуре воздуха после его нагревания. Вычисленное количество тепла позволяет рассчитать расход теплоносителя в теплообменнике (кг/ч) для передачи этого тепла транспортируемому воздуху:

Gw = Q / cw (tw — t0)

В этой формуле:

  • cw — значение теплоемкости для воды, кДж/кг °C;
  • tw — расчетная температура воды в подающем трубопроводе, °C
  • t0 — расчетная температура воды в обратном трубопроводе, °C.

Удельная теплота воды является эталонным значением. Кривые температуры теплоносителя, используемые в расчетах, взяты из фактических значений при существующих условиях. Если имеется котельная или подключение к централизованному теплоснабжению, то для расчета необходим теплоноситель. Скорость потока теплоносителя может быть рассчитана с использованием м/с для канального нагревателя:

w = Gw / 3600 ρwAmp, здесь:

  • Amp — площадь поперечного сечения труб теплообменника, м²;
  • ρw — плотность воды при средней температуре охлаждающей среды в змеевике, °C.

Расчет средней температуры воды, циркулирующей через нагреватель, производится по формуле:

Коэффициент, рассчитанный по приведенной выше формуле, будет применяться к набору теплообменников, соединенных последовательно. Если же теплообменники соединены параллельно, то площадь поперечного сечения труб увеличивается более чем в два раза. Это, в свою очередь, приведет к снижению скорости теплоносителя. Такое снижение не увеличит эффективность, но приведет к снижению температуры обратного потока. Чтобы избежать чрезмерного увеличения гидравлического сопротивления теплообменника, не следует принимать скорость потока жидкости более 0,2 м/с.

Вычисление поверхности нагрева

Коэффициент теплопередачи для поверхностного нагревателя определяется из справочников для рассчитанной скорости и массового расхода теплоносителя. Затем определяется площадь нагрева (м2) теплообменника по формуле

Ампер = 1,2Q / K (tc.t — tc.in), где:

  • K — коэффициент теплопередачи радиатора, Вт/(м°C);
  • tgr.t — средняя температура теплоносителя, °C
  • tsr.in — средняя температура приточного воздуха для вентиляции, °C;
  • число 1,2 — необходимый коэффициент безопасности, учитывающий дальнейшее охлаждение воздушной массы в вентиляционных каналах.

Средняя температура воздуха рассчитывается по формуле:

В описанном выше случае, если поверхность нагрева одного теплообменника недостаточна для нагрева воздуха, количество нагревателей одного типа должно быть рассчитано следующим образом

Nmp = Amp / Ak, здесь Ak

Конечным результатом является значение, полученное по формуле, округленное в большую сторону.

Затем рассчитывается фактическая тепловая мощность канальных нагревателей.

Qфакт = K (tm — tc) Nфакт Ак.

Здесь Nfact берется с округлением Nmp в большую сторону, остальные параметры как в предыдущих формулах.

Необходимо учитывать дополнительный резерв в размере 12-15 % от мощности теплообменника. У такого подхода есть свои объяснения:

  • Фактический коэффициент теплопередачи радиатора почти никогда не совпадает со значениями в таблицах, а чаще всего этот коэффициент уменьшается;
  • Эффективность устройства снижается по мере увеличения срока службы и засорения труб.

Однако не рекомендуется превышать запас хода, так как значительное расширение нагретой площади приведет к чрезмерному охлаждению, а в периоды низких температур воздуха это может привести к оттаиванию. Некоторые производители предоставляют гарантию на точность указанных параметров. В этом случае запас хода может быть установлен в пределах 5%. Чтобы избежать размораживания, скорость жидкости должна быть установлена на — 0,12 м/с. Теплообменник может быть оснащен системой циркуляционных насосов для поддержания баланса мощности. Некоторые модели теплообменников поставляются с перепускным клапаном защиты от размораживания.

Детали расчета для паровых нагревателей

Если теплоносителем является пар, выбор и определение размеров нагревателя производится аналогичным образом, но расход для нагрева воздуха рассчитывается следующим образом:

В этой формуле параметр r (кДж/кг) — это удельная теплота, выделяемая при конденсации водяного пара. Скорость водяного пара в каналах канального нагревателя не рассчитывается.

Различия калориферов по типу трубок

Радиаторы отопления могут различаться по типу трубок, используемых для передачи тепла. Различают следующие модели:

  • Гладкотрубные — изделия состоят из большого количества тонких полых трубок.
  • Пластинчатые — блоки имеют оребрение, что значительно увеличивает их теплоотдачу.
  • Биметаллические — в таких изделиях используются медные и алюминиевые трубки. Медные передают тепло, а алюминиевые используются для коллекторов.

Предупреждение. Плоские радиаторы наименее эффективны, но стоимость таких изделий значительно ниже.

Различия калориферов по способу монтажа

Бытовые и промышленные канальные нагреватели могут иметь следующие варианты установки:

  • Настенный монтаж.
  • Потолочный монтаж.
  • Напольный.

Некоторые модели также могут быть интегрированы в систему приточной вентиляции, чтобы максимально повысить эффективность этого метода отопления.

Специфика применения

Специфика использования оборудования такого типа для отопления заключается не только в особенностях использования того или иного энергоносителя, но и в размерах и мощности оборудования. Если отопление осуществляется газом или твердым топливом, термовентилятор все равно должен быть подключен к электрической сети, что делает такие системы зависимыми от наличия электроэнергии в сети.

Преимущества и недостатки

Помимо необходимости постоянного питания двигателя вентилятора, эти устройства имеют следующие недостатки

  • Повышенный уровень шума во время работы.
  • Проводка довольно сложная.
  • Необходимость постоянного контроля давления в системах водо- и пароснабжения.

К преимуществам систем калориферов относятся:

  • Высокая эффективность при обогреве больших площадей.
  • Минимальная нагрузка на электросеть (для водяных и паровых моделей).
  • Безопасны с точки зрения пожара и поражения электрическим током.

Важно: Несмотря на некоторые недостатки, установка этого типа радиаторов предпочтительна в промышленных зданиях.

Конструкция калориферов разных видов

Водонагревательный змеевик состоит из металлического корпуса с теплообменником в ряду труб и вентилятора. Устройство оснащено входными патрубками на передней панели, которые можно подключить к котлу или системе центрального отопления.

Вентилятор обычно расположен в задней части устройства. Его функция заключается в продувании воздуха через теплообменник.

После нагрева воздух выбрасывается в помещение через решетку в передней части канального нагревателя.

Как правило, корпус имеет прямоугольную форму, но имеются и круглые модели для установки в воздуховод. На входе воздуха установлен двухходовой или трехходовой клапан для регулирования производительности устройства.

Воздуходувка
Вентилятор продувает трубки в корпусе канального нагревателя. Нагретая вода из системы отопления проходит по трубкам, а вентилятор равномерно распределяет теплый воздух по помещению.

Существует два типа установки — потолочная и настенная. Модели первого типа размещаются за подвесным потолком; из потолка выступает только решетка. Более популярны настенные устройства.

Калориферы гладкотрубные

Конструкция гладкотрубного радиатора представляет собой трубчатый радиатор диаметром от 20 до 32 мм с расстоянием между полыми трубками 0,5 см. Через них циркулирует теплоноситель. Воздух нагревается за счет конвективной теплопередачи, когда он проходит над нагретыми поверхностями труб.

Трубки в воздухонагревателе расположены в виде штабеля или коридора. Их концы приварены к коллекторам — сверху и снизу. Теплоноситель поступает в распределительную коробку через входное отверстие, затем, пройдя через трубки и нагревшись, выходит через выходное отверстие в виде конденсата или охлажденной воды.

Блоки с уложенными трубками обеспечивают более стабильную теплопередачу, но более устойчивы к воздушному потоку. Чтобы узнать фактическую мощность устройства, необходимо рассчитать его мощность.

В воздухе не должно быть волокон, взвешенных частиц и липких веществ. Допустимое содержание пыли составляет менее 0,5 мг/м². Температура на входе не менее 20 ⁰.

Конструкция нагревателя
Односторонние и трехсторонние канальные нагреватели. 1 — входная труба, через которую протекает охлаждающая жидкость, 2 — распределитель, 3 — труба, 4 — выходная труба, 5 — перегородка.

Тепловые характеристики канальных нагревателей с гладкими трубами не очень хороши. Они подходят для применения в тех случаях, когда не требуется большой расход воздуха и высокие температуры.

Ребристые воздухонагреватели

Трубки ребристых радиаторов оребрены, поэтому теплоотдача выше. Благодаря меньшему количеству трубок они имеют более высокую тепловую эффективность, чем радиаторы с гладкими трубками.

Панельные радиаторы состоят из трубок с прикрепленными к ним прямоугольными или круглыми полосами.

Первый тип пластин крепится к группе трубок. Теплоноситель поступает в распределительную коробку устройства через патрубок, нагревает воздух, который с большой скоростью проходит по воздуховодам малого диаметра, а затем выходит из коробки через патрубок.

Канальные нагреватели этого типа компактны и просты в обслуживании и установке.

Назначение однопроходных панельных нагревателей следующее: KFB, KFS, KVB, STD3009V, KZPP, K4PP, и разнонаправленные — KVB, K4VP, KZVP, KBC, KMS, STDZOYUG, KMB. Средняя модель обозначается KFS, а большая — KFB.

На трубки этих канальных нагревателей наматывается гофрированная стальная лента шириной 1 см и толщиной 0,4 мм. Теплоносителем может быть пар или вода.

Водонагреватель с воздуховодом
Водонагреватели нельзя подключать к пластиковым или пластмассовым трубам, так как они не подходят для высокотемпературной теплопередачи. Необходимы стальные трубы, желательно оцинкованные, чтобы избежать коррозии.

Первый имеет три ряда трубок, а второй — четыре ряда. Пластины средней модели имеют толщину 0,5 мм и размеры 11,7 x 13,6 см. Пластины большой модели имеют одинаковую толщину и ширину и длину 17,5 см.

Пластины расположены на расстоянии 0,5 см друг от друга и имеют зигзагообразный рисунок, а у средней модели пластины расположены в виде коридора.

Нагреватели с маркировкой STD поставляются в 5 номерах (5, 7, 8, 9, 14). Теплоносителем в нагревателях STD4009V является пар, а в STD3010G — вода. Первые устанавливаются с вертикальной ориентацией трубы, вторые — с горизонтальной.

Биметаллические калориферы с оребрением

Биметаллические канальные нагреватели моделей KP3-SK, KP4-SK, KSK-3 и 4 с особым типом оребрения — спиральным оребрением — часто используются в системах воздушного отопления. Теплоносителем для нагревателей KP3-SK и KP4-SK является горячая вода с максимальным давлением 1,2 МПа и максимальной температурой 180⁰.

Для двух других воздухонагревателей требуется пар с тем же рабочим давлением, что и для первого, но с несколько более высокой температурой 190⁰. Производители обязаны проводить приемочные испытания. Устройства также проверяются на наличие утечек.

Нагревательная спираль
Теплообменник змеевика KSK состоит из стальных труб с алюминиевыми ребрами. Они соединяются с помощью трубчатых решеток.

Существует 2 серии биметаллических канальных нагревателей — KSK3, KPZ с 3 рядами трубок относятся к средней серии, а KSK4, KP4 с 4 рядами трубок относятся к большой серии. Составными частями этих агрегатов являются биметаллические теплообменные элементы, боковые панели, трубные решетки, крышки с дефлекторами.

Теплообменник состоит из 2 трубок — внутренняя трубка диаметром 1,6 см изготовлена из стали, а внешняя трубка из алюминия с ребрами. Поперечное расстояние между теплообменными трубками составляет 4,15 см, а продольное — 3,6 см.

Применение водяного оборудования

Канальный нагреватель является действующим компонентом приточной системы и имеет свои особенности монтажа, эксплуатации и обслуживания. Инструкция по монтажу и электрические схемы дают общее представление об установке и работе нагревателя.

Схемы узлов обвязки

Место установки зависит от места установки, воздухообмена и технических характеристик устройства. Возможны различные варианты установки, наиболее распространенным из которых является смешивание возвратного и приточного воздуха.

Закрытая система с рециркуляцией только внутреннего воздуха используется реже.

Большие возможности для установки устройства возникают при хорошо функционирующей естественной вентиляции. Канальный нагреватель можно подключить к системе отопления непосредственно в точке забора воздуха, которая обычно находится в подвале.

Благодаря принудительной вентиляции канальный нагреватель можно установить в любом удобном месте.

Схемы для элементов канальных нагревателей
Схема подключения канального нагревателя приточного воздуха. Шаровые краны на входе и выходе позволяют перекрывать воду, а термоманометр контролирует температуру и давление.

Спрос на системы воздухообмена заставил некоторые компании выпускать готовые модели трубных узлов в различных исполнениях.

Это комплекты, предназначенные для сборки и включающие следующие детали:

  • балансировочные и обратные клапаны;
  • насосы;
  • байпасы; шаровые краны;
  • двух- или трехходовые клапаны;
  • манометры;
  • очистительные фильтры.

Примером полной сборки является продукция компании «Интеграция» (СПб).

Основная схема трубопроводов
Базовая схема трубопроводов вентиляционной установки «SOLID» для управления работой нагревательного устройства и поддержания заданной температуры в помещении

Исходя из технических условий установки и потребностей пользователя, можно выделить несколько типичных комбинаций расположения узлов.

На следующих схемах показаны четыре распространенные конструкции:

Выбор воздуховода с водяным теплообменником для вентиляции приточного воздуха

Цепи
Обозначения для четырех показанных схем являются общими: 1 — шаровой клапан; 2 — фильтр; 3 — трехходовой клапан; 4 — циркуляционный насос; 5 — обратный клапан; 6 — термоманометр.

В версиях 1 и 3 узлы соединены жестко, в версиях 2 и 4 — гибкими металлическими шлангами.

Регулировка процесса нагрева

Смесительные комплекты с трехходовыми клапанами используются для регулирования мощности нагрева воздухонагревателей. Принцип смешивания позволяет значительно снизить затраты на отопление помещений.

Трехходовой клапан позволяет снизить температуру теплоносителя путем смешивания горячей воды, поступающей в нагреватель, с определенным количеством охлажденной воды, выходящей из теплообменника.

Установка циркуляционного насоса повышает эффективность системы. Предпочтительнее устанавливать его на выходе, поскольку охлажденная вода (или альтернативный раствор гликоля) продлевает срок службы устройства.

Существует несколько важных условий для работы смесительного оборудования:

  • максимальное расстояние от радиатора;
  • легкий доступ для технического обслуживания;
  • Фильтрованный теплоноситель, не содержащий химикатов;
  • Комнатная температура выше 0 °C.

Технические характеристики агрегатов могут отличаться, но в среднем рекомендуемая температура охлаждающей жидкости составляет от + 2 °C до + 150 °C. Рекомендуется установить два термоманометра рядом с теплообменником для регулярного контроля значений.

Смесительная станция
Пример смесительного узла для водонагревателя. В основном это вариант установки с регулированием и контролем температуры.

Трехходовой клапан управляется приводом и контроллером. Измерительные приборы позволяют максимально точно установить требуемую температуру и давление.

Особенности монтажа и подключения

Установка обогревателей в производственных цехах или других промышленных помещениях может быть выполнена профессиональной командой. Вы можете подключить водонагреватели самостоятельно, если будете внимательно следовать инструкциям и имеете опыт работы с электричеством и отопительным оборудованием.

Если вы сами позаботились об отоплении своего дома, установка воздухонагревателя — это детская забава.

Бытовые модели небольшие и относительно легкие, но прежде чем повесить их на стену (или потолок), следует проверить прочность основания. Бетонные и кирпичные стены считаются самыми прочными, деревянные стены — умеренно пригодными, а стены из гипсокартона — самыми слабыми.

Сначала закрепите металлическую раму, которая представляет собой кронштейн с отверстиями для фиксации корпуса на месте. У некоторых производителей рама называется монтажным кронштейном.

Место установки канального нагревателя
Установите канальный нагреватель для приточного воздуха в системе воздухообмена. Установите термостат для защиты от замерзания, если существует вероятность понижения температуры ниже минимальной.

Подвесьте канальный нагреватель и последовательно соедините корпус канального нагревателя с помощью комплекта запорного клапана канального нагревателя или смесительной пластины, которые также могут быть собраны по частям перед сборкой агрегата.

Существует два способа подключения к системе отопления: с помощью соединительных фитингов (штуцеров с прокладками) или путем сварки металлических труб между собой. Второй метод считается наиболее надежным, но он невозможен при использовании гибких соединений.

Одним из самых слабых мест являются патрубки теплообменника, которые должны быть устойчивыми. Если существует риск изменения положения устройства, лучше заменить жесткие трубы гибкими элементами. В любом случае, необходимо избегать напряжений на шлейфах. Для изоляции системы и предотвращения утечек соединения обрабатываются герметиком.

Стационарные воздуховоды для подключения воздухонагревателей
Если нагревательный прибор устанавливается стационарно, его следует подключать с помощью жестких труб. При необходимости перемещения или перестановки нагревателя необходимо использовать гибкие трубы.

Продуйте воздуховоды и проверьте работу клапанов и жалюзи перед началом процедуры тестирования.

Правила эксплуатации и возможность ремонта

Для того чтобы оборудование работало безупречно и выполняло свои предназначенные функции, необходимо соблюдать следующие правила

  • Соблюдайте состав воздуха в помещении (требования к соблюдению см. ГОСТ 12.1.005-88)
  • Выполняйте установку строго в соответствии с инструкциями и рекомендациями производителя;
  • Не повышайте температуру теплоносителя выше + 190 °C
  • Соблюдайте нормы давления — приблизительно 1,2 МПа;
  • После того как помещение остынет, осторожно нагревайте его примерно на 30 °C в час;
  • Убедитесь, что температура воздуха не опускается ниже 0 °C, иначе трубки теплообменника лопнут.

Если нагреватель устанавливается во влажном помещении, степень защиты от пыли и влаги должна быть IP66 или выше.

Мы не рекомендуем ремонтировать нагреватель самостоятельно, так как неисправность часто приводит к другой неисправности, и в итоге вам придется просто заменить некоторые детали. Лучше обратиться в сервисный центр, чтобы работу выполнили профессионалы. Кроме того, не пренебрегайте размерами нагревателя перед его покупкой, иначе вы рискуете потратить деньги впустую.

Расчёт водяного калорифера

Мощность канального нагревателя, необходимая для обогрева данного помещения, должна быть рассчитана с учетом следующей информации

  1. Объем (масса) нагреваемого приточного воздуха.
  2. Начальная (наружная) температура воздушной массы.
  3. Целевая температура, до которой должен быть нагрет воздух перед поступлением в помещение.
  4. Температурный диапазон теплоносителя.

Расчет канального нагревателя основывается на площади обогрева и требуемой мощности. Для каждой операции применяется определенная формула. Мощность канального нагревателя может быть рассчитана только на основе фактических условий, наиболее важными из которых являются следующие

  • способ подключения (к сети централизованного теплоснабжения или к котельной);
  • способ установки.

Расчёт мощности калорифера

Формула 1

Qt — тепловая мощность канального нагревателя, Вт;
L — расход воздуха, м³/ч
ρvc — плотность воздуха. Плотность сухого воздуха при температуре 15°C на уровне моря составляет 1 225 кг/м³;
ρvc — удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг∙К)=0,24 ккал/(кг∙°С);
tvn — температура воздуха на выходе из радиатора, °C;
tnar — температура наружного воздуха, °C (самый холодный пятидневный период с вероятностью 0,92 согласно СПЕЦИФИКАЦИЯ 131.13330.2012)

Калькулятор расчета мощности радиатора

Расход воздуха, м³/ч: Плотность воздуха, кг/м³: Удельная теплоемкость, кДж/(кг × К): Температура воздуха на выходе из воздухонагревателя, °C: Температура наружного воздуха, °C:

Расход теплоносителя на калорифер

Формула 2
G — расход воды на нагрев канального нагревателя, кг/ч;
3.6 — коэффициент преобразования W в кДж/ч (для получения расхода в кг/ч);
Qt — тепловая мощность канального нагревателя, Вт
sv — удельная теплоемкость воды, равная 4,187 кДж/(кг∙К)=1 ккал/(кг∙°C);
tpr = температура охлаждающей жидкости (прямая линия), °C
Topr — температура охлаждающей жидкости (обратки), °C.

Расчет расхода теплоносителя для канального нагревателя

Тепловая мощность канального нагревателя, Вт: Удельная теплоемкость, кДж/(кг × К) Температура теплоносителя (прямой линии), °C: Температура охлаждающей жидкости (обратная линия), °C:

Диаграмма процесса нагрева воздуха

Потребная мощность канального нагревателя может быть определена с помощью специальных графиков. Количество энергии (в джоулях), необходимое для нагревания 1 кг воздуха, рассчитывается с помощью i-d диаграммы для влажного воздуха. Расчет производился в предположении, что процесс нагрева воздуха происходит при d = const (при постоянной влажности). Затем, с учетом рассчитанного расхода воздуха, перевода единиц измерения (Дж/с в кВт), определяется мощность нагревателя.

Диаграмма
i-d диаграмма для влажного воздуха

Для получения точных данных можно использовать онлайн-калькуляторы, которые выдают мощность и температуру. Поскольку мощность нагревателя может уменьшиться в результате нормального износа, рекомендуется включить в расчет мощности резерв мощности в размере от 5 до 15 процентов.

Схема подключения и управление

Подключение электронагревателей должно осуществляться в соответствии со всеми правилами техники безопасности. Схема подключения выглядит следующим образом: при нажатии кнопки пуска запускается двигатель и происходит вентиляция отопительного прибора. Двигатель оснащен тепловым реле, которое немедленно размыкает цепь и отключает электрический нагреватель в случае проблем с вентилятором. Возможно включение нагревательных элементов отдельно от вентилятора путем замыкания блокировочных контактов. Все нагревательные элементы включаются одновременно для обеспечения максимально быстрого нагрева.

Для повышения безопасности работы нагревателя в электрическую схему включены индикатор аварийной сигнализации и устройство, предотвращающее включение нагревательных элементов при выключенном вентиляторе. Кроме того, специалисты рекомендуют включать автоматические предохранители, которые должны быть размещены в цепи вместе с нагревательными элементами. С другой стороны, не рекомендуется устанавливать автоматические выключатели на вентиляторы. Управление канальным нагревателем осуществляется из специального шкафа, расположенного рядом с агрегатом. Чем ближе к шкафу, тем меньше сечение соединительного кабеля.


При выборе схемы подключения водонагревателя необходимо учитывать расположение узлов смешивания и автоматики. Например, если эти устройства расположены слева от воздушной заслонки, это означает левостороннее исполнение, и наоборот. В каждой версии расположение соединительных труб соответствует стороне воздухозаборника с установленной воздушной заслонкой.

Существует ряд различий между левой и правой версиями. Например, в правостороннем варианте подающая труба расположена внизу, а обратная — вверху. В левосторонних конструкциях подающая труба находится вверху, а обратная — внизу.

При установке радиатора обвязка необходима для контроля работы радиатора и защиты его от мороза. Монтажные рамы, регулирующие поток горячей воды к теплообменнику, называются ремешковыми узлами. Водонагреватели комплектуются двух- или трехходовыми клапанами, выбор которых зависит от типа системы отопления. Например, трехходовая модель рекомендуется для контуров, обогреваемых газовым котлом, а для систем центрального отопления достаточно двухходовой модели.

Управление водонагревателем заключается в управлении мощностью нагрева нагревательных приборов. Это возможно благодаря процессу смешивания горячей и холодной воды, который происходит через трехходовой клапан. Когда температура поднимается выше заданного значения, клапан активирует небольшое количество охлаждающей воды, которая всасывается в теплообменник на его выходе.

Для повышения эффективности системы рекомендуется включить в электрическую схему циркуляционный насос. Блок устанавливается на выходе из теплообменника, что позволяет ему работать с уже охлажденным раствором гликоля или водой.


Кроме того, компоновка водонагревателей не предусматривает вертикального расположения входных и выходных труб и размещения воздухозаборника в верхней части. Эти требования обусловлены риском попадания снега в воздуховоды и стекания талой воды в автоматику. Важным элементом электрической схемы является датчик температуры. Для получения правильных показаний датчик должен быть установлен в воздуховоде в конце отвода, а длина прямого воздуховода должна быть не менее 50 см.


Монтаж и эксплуатация

Установка канальных нагревателей в системе внутреннего горячего водоснабжения и вентиляции может быть выполнена самостоятельно. Бытовые канальные нагреватели имеют небольшие размеры и довольно легкий вес. Однако перед проведением работ все же необходимо проверить прочность стены или потолка. Самыми прочными основаниями являются бетонные и кирпичные поверхности, средними — деревянные, а гипсокартонные перегородки совершенно не подходят в качестве опор для подвесных блоков.

Монтаж радиатора начинается с установки кронштейна или рамы, которая имеет ряд совместимых отверстий для крепления прибора. Затем на них устанавливается сам прибор, подсоединяются трубы и устанавливается набор запорных клапанов или смесительный узел.

Если есть техническая возможность, рекомендуется подключить часть узла до установки радиатора на стену.


Теплообменник подключается к отопительному контуру с помощью фитингов или сварки. Сварной метод предпочтительнее, но невозможен при использовании гибких соединений. После подключения рекомендуется обработать все соединения термостойким герметиком, а перед первым испытанием удалить скопившийся воздух из воздуховодов, проверить клапаны и отрегулировать направляющие жалюзи.



После успешного тестирования и ввода в эксплуатацию вентиляции важно соблюдать несколько правил, которые продлят срок службы устройства и сделают его эксплуатацию простой и безопасной.

  • Необходимо регулярно следить за состоянием воздуха в помещении.
  • Температура жидкостей в водяных блоках не должна подниматься выше 190 градусов.
  • Необходимо контролировать рабочее давление в системе и не допускать его повышения выше 1,2 МПа.
  • Следует соблюдать осторожность при первом запуске системы и при включении нагревателя после длительного отключения. Нагрев следует увеличивать медленно, не более чем на 30 градусов в час.
  • При эксплуатации водонагревателя нельзя допускать, чтобы температура в помещении опускалась ниже 0 градусов Цельсия. В противном случае вода в трубах замерзнет, и система лопнет.
  • При установке электронагревателей в помещениях с повышенной влажностью степень защиты нагревателя от влаги должна быть IP 66.


Правильный выбор канального нагревателя для приточной системы обеспечит равномерный и эффективный нагрев поступающих воздушных масс и сделает пребывание в помещении приятным и комфортным.

Подведем итоги

За помощью в выборе и определении размеров канального нагревателя лучше всего обратиться в профессиональную компанию.


Пример

Mega.ru предлагает комплексные услуги по проектированию вентиляции и других инженерных систем. Компетентные инженеры ответят на любые вопросы по телефонам, указанным на странице «Связаться с нами». Компания работает в Москве и близлежащих регионах, а также практикует удаленную обработку заказов по всей России.

Поделиться:
Нет комментариев
×
Рекомендуем посмотреть
Мы используем cookie-файлы для наилучшего представления нашего сайта. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь с использованием cookie-файлов.
Принять
Политика конфиденциальности
Adblock
detector