Обвязка калорифера — примеры схем и различных вариантов

Приточно-вытяжная вентиляция работает за счет потребления и обработки наружного воздуха. В условиях отрицательных температур и продолжительной зимы воздушные потоки надо подогревать, т.к. если пускать их напрямую, то микроклимат внутри здания станет непригодным для человека. Приточный воздух подогревается калорифером. От него напрямую зависит эффективность вентсистемы. Поэтому обвязка калорифера приточной вентиляции должна выполняться с соблюдением всех норм и правил и только качественными материалами. Техническая часть разрабатывается в проекте.

Варианты типичных решений для обвязки парового оборудования

Сегодня для установки паровых калориферов применяется различное оборудование. В зависимости от того, каким оно будет, используются совершенно различные схемы и узлы обвязки.

Специальная система паропровода калорифера для отвода конденсата:

Типичные обвязки парового оборудования.

• 3 запорных вентиля, которые устанавливаются на входе, выходе и в середине;
• термодинамический отводчик, который имеет вентиль и встроенный фильтр для защиты системы;
• смотровое стекло для периодической проверки;
• обратный клапан;
• сливной специальный патрубок для конденсата;
• отвод для конденсата;
• конденсатопровод.

Минимальная длина общего узла отвода конденсата для парового калорифера составляет 1 м.

Обвязка коллектора.

Если необходимо подключение нескольких точек, то требуется использование парового коллектора с дренажом. Схема включает в себя такие узлы:

• 3 запорных вентиля (в начале, в конце и середине для регулировки);
• манометр для контроля давления;
• смотровое окно для контроля системы;
• поплавковый отводчик для конденсата, который имеет встроенный фильтр, вентиль для защиты системы от загрязнений;
• обратный клапан.

Узел для редуцирования пара, имеющий пилотное управление.

Такой узел необходим для генерации пара, он включает в себя:

Узел для редуцирования пара.

• запорные вентили;
• несколько манометров для контроля давления на различных участках;
• фильтры, которые ориентированы на работу в 3-9 часов;
• редукционные клапаны, предназначенные для управления системой;
• обратный клапан;
• смотровое окно для контроля системы и ее состояния;
• подрывной предохранительный клапан;
• специальный дренажный поддон для сбора конденсата;
• вывод;
• сливной патрубок.

Длина для такого узла системы не может быть меньше 10 диаметров паропровода, в некоторых случаях предусматривается наличие встроенной импульсной трубки.

Как регулируется нагревание калорифера

Для того чтобы контролировать процедуру прогрева, происходящую в узле обвязки прибора, можно воспользоваться одним из двух возможных способов:

• количественным;
• качественным.

Если вы выберите количественный контроль работы системы, то вас ждет неизбежный и постоянно «прыгающий» расход носителя тепла. Едва ли можно назвать подобный способ рациональным, и это является одной из причин того, что в последние годы люди чаще прибегают к другому принципу контроля – качественному. Благодаря ему стало возможным регулировать работу калорифера, но количество теплоносителя при этом нисколько не меняется.

Помимо этого, если вы будете регулировать систему посредством качественного принципа, то управление гарантированно будет оставаться линейным, вне зависимости от того, в каком положении будет регулирующий кран.

Важно! У качественного контроля имеется еще одно достоинство – так калорифер будет максимально защищен от возможного замораживания, поскольку в него постоянно будет поступать вода.

Все это стало возможным только благодаря тому, что в контур обогревателя устанавливается водяной насос. В контуре осуществляется проток воды, который не будет зависеть от каких-либо внешних воздействий. Кроме того, качественный контроль подразумевает применение штокового клапана на три хода и специализированного насоса. Все эти детали, встроенные в обвязку прибора, имеют существенные преимущества, которые повышают эффективность работы калорифера и всей системы в целом:

• Клапан регуляции располагается в том месте, где в калорифер поступает носитель тепла. Если сравнивать это с устройством на два хода, то оно контролирует всю процедуру смешивания. Если контур находится в закрытом состоянии, то происходит внутренняя циркуляция; если же он открыт, то теплоноситель при этом не рециркулирует. Если же подобную конструкцию устанавливать со штоком, то это не только увеличит срок использования самого клапана (который, как известно, крайне быстро приходит в негодность в изделиях, не имеющих штоков), но и повысит теплоотдачу.
• Мотор у центробежного насоса циркуляции является «мокрым», он, иными словами, функционирует, будучи полностью погруженным в воду. Следовательно, подшипники прибора, равно как и другие элементы, постоянно смазываются водой, поэтому нет необходимости в использовании любого рода сальников. Если обвязка калорифера будет оборудована таким вот насосом, то протечка при этом полностью исключается даже в тех случаях, когда насос сломан или же целиком отработал свой ресурс.

Узел распределения пара калорифера

Обвязку парового калорифера надо выполнять с наличием специального узла распределения, то есть до точки подачи. Такой узел включает:

Рисунок 2. Узлы обвязки калориферов приточных систем.

• специальный циклонный фильтр с отводом конденсата, который также обеспечивает защиту от загрязнения;
• манометр для контроля работы системы;
• запорные вентили;
• предохранительные клапаны;
• регуляторы давления, которые обеспечивают пилотное управление;
• обратные клапаны;
• редукционные клапаны;
• специальные отводы конденсата в атмосферу.

Длина каждого участка подачи пара не может быть меньше 10 диаметров паропровода. Для каждого отвода в точке подаче пара устанавливается запорный клапан, манометр для каждого отрезка. Схема узла обвязки продемонстрирована на рис. 2.

Вентиляция своими руками

Имея на руках готовый проект, смонтировать самостоятельно вентиляцию в частном доме не так сложно. Вентканалы собираются из гофрированных труб либо отдельных металлических или из ПВХ элементов прямоугольного сечения. Все это нужно лишь собрать воедино как конструктор.

Для простоты монтажа воздуховодов сейчас выпускаются:

• каналы разной длины и сечения;
• разнообразные соединители с встроенными клапанами и без;
• колена с различными углами поворота;
• тройники и переходы;
• решетки отдушин;
• держатели и подвесы.

Все это надо соединить между собой и с вентиляционной установкой, канальным вентилятором или рекуператором. Сложностей возникнуть должно минимум.

Схема вентиляции в частном доме

Пошагово монтаж производится в следующем порядке:

1. Производится разметка отверстий в стенах и перегородках, где по плану будут проходить вентканалы.
2. На стенах и потолке наносятся осевые линии будущих воздуховодов с указанием поворотов и ответвлений.
3. Размечается место инсталляции вентиляционной установки (для принудительной системы).
4. Выполняется сверление стен, а также и крепление подвесов и кронштейнов.
5. Производится раскрой каналов и их соединение между собой с фиксацией стыков саморезами и последующим закреплением всей конструкции на держателях.
6. Вентиляционные магистрали подсоединяются к оборудованию.
7. Устанавливаются диффузоры и решетки.
8. Вентиляционная техника подключается к электросети и производится тестирование системы.

Чтобы защитить на улице выходы воздуховодов от мусора и осадков, на них монтируются колпаки, сетки и дефлекторы. При этом уличные участки вентиляционных каналов, шахт и труб подлежат утеплению. Если этого не сделать, то в них будет выпадать конденсат, что неизбежно приведет к проблемам.

Самому сделать вентиляцию в своем коттедже нетрудно. Если на руках есть проект со спецификацией требуемых материалов и планом, то особых сложностей не должно возникнуть.

Главное в завершении работ не забыть установить на фасаде декоративные вставки на выходах вентканалов. Иначе потом даже на сделанных издалека фото домов с сайдингом или иной экстерьерной отделкой эти места выглядят неприглядно. Небольшая не доделанная в конце мелочь, а общий вид она портит сильно.

Смотрите также видео о том, как сделать вентиляцию в частном доме:

Читайте про другие наши материалы:

• Рубероид: размеры рулона и характеристики

• Каркасные дома: плюсы и минусы каркасного строительства

Схемы подключения калориферов

Перед калорифером стоит одна задача – обогрев входящих воздушных масс, с возможностью регулировки температуры теплоносителя. Существует несколько схем установки:

1. Один контур вентиляции, один калорифер. Самая простая схема, когда на входе или любой другой точке вентканала устанавливается аппарата в единственном экземпляре. Подходит для сезонного обогрева. Нет резервного источника тепла.
2. Два контура вентиляции, несколько калориферов. Более сложная схема, с многочисленными узлами обвязки. Первый контур со своим канальным нагревательным элементов работает в осенне-зимний период, второй – в летний. Двойная схема применима для больших по площади зданий, требующих обогрева круглый год. Позволяет безаварийно пройти пиковые морозы за счет включению обоих нагревательных контуров.

Виды канальных нагревательных установок

Калориферы бывают трех видов и различаются по типу теплоносителя. У каждого вида своя специфика работы и область применения:

• Электрические. Бытовые нагревательные установки. Металлические тэны нагреваются за счет электричества. Установка простая, без монтажа сложного обвязочного узла. Мощности хватает на обсаживание помещения до 100 м2.

Электрический калорифер

• Водяные. Работают на воде, циркулирующей по трубкам. Распространённый вариант в вентсистемах общественных и производственных зданий. Для эффективной работы требуется монтаж обвязочного узла.

Водяной калорифер

• Паровые. Характеризуются высоким КПД, скоростью нагрева, кратностью воздухообмена. Теплоноситель – водяной пар, нагретый до расчётной температуры. Паровые калориферы устанавливаются в системы вентиляции промышленных предприятий, где есть источник водяного пара.

Паровой калорифер

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.

Классификация вариантов регулирования мощности установок

Схема №1

Система теплоснабжения приточной вентиляции может работать в нескольких принципиально отличающихся режимах регулирования:

• Если во время работы систем вентиляции происходит плавное или ступенчатое изменение температуры воды при неизменном расходе, то принято говорить, что на данном узле используется качественное регулирование. Применяется на котельных или в индивидуальных тепловых пунктах, то есть изменение параметров теплоносителя будет происходить непосредственно во всей системе теплоснабжения. Температура горячей воды корректируется по специальному графику теплоснабжающей организации в зависимости от изменения температуры наружного воздуха.
• Если изменение тепловой нагрузки происходит при изменении количества поступающего в установку теплоносителя, то есть при постоянной температуре плавно изменяется расход горячей воды. Здесь мы имеем дело с количественным регулированием.
• При качественно-количественном способ регулирования происходят и корректировки температуры в системе теплоснабжения (либо от источника тепла) и изменение расхода теплоносителя зонально на каждой установке в своем режиме. Достаточно сложный способ регулирования, но получивший наибольшее распространение в системах теплоснабжения вентиляции. Его можно реализовать только при установке системы автоматизации.

Виды систем потребления тепловой энергии

Таких систем, совместимых с калорифером, может быть несколько. Рассмотрим вкратце каждую.

Вентиляционная система

Она характеризуется тем, что на предельную температуру теплоносителя прямое влияние оказывают технические параметры наличествующего оборудования. Проблема касаемо того, как выбрать правильный узел обвязки, заключается в необходимости защиты калорифера от возможного замерзания. В зимнее время, когда воздух будет подаваться с минусовой температурой, нельзя снижать температуру носителя тепла или расход энергии ниже, чем того требует система.

Радиаторное отопление

В таком случае температура теплоносителя строго ограничивается. Для однотрубных конструкций это 105 градусов, для двухтрубных – 95 градусов. Зато температура носителя может снижаться до бесконечности, вплоть до прекращения работы вовсе, что отличает отопление от вентиляционной системы. Здесь все элементы напрямую контактируют с воздухом в здании, а ввиду того, что он обладают еще и теплоаккумулирующими характеристиками, здание охлаждается достаточно медленно. При этом временной отрезок, в течение которого возможно снижение температуры, устанавливается для каждого отдельного случая.

Напольное отопление

Потребление тепла здесь такое же, как в предыдущем варианте. Отличием можно считать лишь то, что температура носителя тепла (максимальная) ограничивается. В большинстве случаев это не более 50 градусов.

Тепловая завеса

Обвязка калорифера для тепловых завес существенно отличается от всех предыдущих вариантов, поэтому рассмотрим ее более детально. Прежде всего, это относится к особенностям работы самой тепловой завесы: практически все время завеса «отдыхает», ожидает, рабочее же ее время зачастую не превышает двух-трех минут. Более того, место установки всегда расположено далеко от источника обогрева. Это в большинстве случаев место под потолком, а там, соответственно, нередко случается переохлаждение, а также «гуляют» сквозняки. Ниже приведена схема с регулировочными элементами, которые подходят для этого случая.

Система оборудуется специальными шаровыми шарнирами, необходимыми для того, чтобы отключить ее от описываемой завесы или же от тепловой трассы. Имеется и грубо очищаемый фильтр, который защищает устройство; клапан регулировки, предотвращающий попадание твердых частиц, которые, в свою очередь, способны крайне негативно повлиять на работоспособность системы в общем. Есть еще два клапана:

1. Регулирующе-запорный.
2. Регулирующий, оснащенный специальным приводом.

Каждый из них предназначается для того, чтобы обеспечивать максимальный поток жидкости в режиме работы, и минимальный – при «неактивности». Чтобы приводы клапанов такой обвязки, предназначенной под тепловые завесы, обеспечивались должным питанием, следует подключить однофазное напряжение в 220 вольт.

Наконец, все элементы, из коих состоит обвязка калорифера в данном случае, необходимы не только для регулировки температуры в здании, но для того, чтобы защитить сам прибор от температурных перепадов, «прыжков» давления, которые нередко случаются в сети теплоснабжения. Если же устанавливать блоки-смесители, то контур отопление выйдет на тот рабочий режим, который и необходим для контролируемых параметров.

Обратите внимание! Более эффективно в этом плане работает вентиляция, так как энергия потребляется в меньшем количестве.

Защита калориферов от разморозки. Теплоносители в системах вентиляции

Количество и назначение калориферов в установках приточной вентиляции может быть различным в зависимости от состава установки и назначения ее работы. Калориферы могут быть первого нагрева, второго нагрева, с предварительным нагревом перед пластинчатыми рекуператорами, раздельными для работы в разное время года или использоваться для согрева на отдельных ответвлениях воздуховодов, если температурный режим обслуживаемых помещений различен.

Поэтому принято говорить, что калориферы преднагрева или 1-й ступени нагрева всегда работают на «остром» воздухе. То есть в нагреватели поступает воздух с очень низкой температурой. В условиях континентального климата опасность разморозки калориферов очень велика в момент запуска установок зимой или при новом строительстве, когда часты перебои и в электроснабжении так и перебои с подачей горячей воды.

Причин замерзания воды в калориферах в зимнее время может быть огромное количество: от случайного закрытия задвижки на вводе до сбоя в системе электроснабжения и автоматики. Также наиболее часто встречающейся причиной разморозки является неверный выбор схемы, малый перепад давления системе теплоснабжения, неверный подбор регулирующего клапана и привод с большим временем срабатывания.

Размороженный калорифер приточной системы вентиляции

Также следует знать, что идеальным выбором для управления регулирующими клапанами является привод с аналоговым управлением по сигналу 0-10V. Не менее редкой причиной размораживания системы является несогласованная работа систем приточной и вытяжной вентиляции. Например, частый случай, когда в нерабочее время отключаются приточные установки, а вытяжные по каким либо причинам продолжают работать, а в здании создается разряжение воздуха. Для восполнения воздушного баланса воздух начинает подсасываться через все доступные неплотности, в том числе и через негерметичную воздушную заслонку. Таким образом, при отключенной автоматике системы и нечувствительных датчиках сигнал о низких температурах не выдает команду для автоматики на включение прогрева системы теплоснабжения и вода в теплообменнике замерзает.

Видео на тему разморозки калорифера приточной системы вентиляции:

Безусловно, узлы обвязки калориферов должны быть также оснащены необходимым количеством датчиков и защитных термостатов комплекте со шкафами управления, но в случае скачков напряжения или отсутствия электропитания система автоматизации не сможет защитить калориферы. Единственным вариантом защитить систему от размораживания со 100% гарантией является заполнение ее низкозамерзающими теплоносителями.

К основным достоинствам антифризов относятся низкая температура кристаллизации, отсутствие температурных расширений в замерзшем состоянии, что не приводит к разрыву стенок воздухонагревателей. В состав низкозамерзающих жидкостей входят комплекты присадок, которые защищают систему трубопроводов от коррозии, минимизируют кавитацию и предотвращают выпадение осадка при нагреве или остывании системы.

Использование низкотемпературных теплоносителей в некоторых системах теплоснабжения ограничено предельной максимальной температурой 95-100°С, выше которой произойдет распад химического состава. Поэтому в индивидуальном тепловом пункте на теплообменнике разделения сред (вода-НЗТ) следует устанавливать регулятор температуры или клапан, которые будут защищать контур системы теплоснабжения от повышения температуры выше критической.

В системах теплоснабжения, как правило, используют этиленгликолевые или пропилен-гликолевые смеси которые отличаются как ценой, так и областью применения. Этиленгликоль является наиболее дешевым теплоносителем, поэтому получил наибольшее распространение в инженерных системах. Пропилен-гликолевые смеси используются на безопасных производствах, где в случае разгерметизации системы токсичный теплоноситель может нести потенциальную угрозу жизни или нарушения технологического цикла. Такие требования встречаются в основном в пищевой промышленности или в медицинских учреждениях.

Низкозамерзающий теплоноситель с температурой кристаллизации -30°С содержит 40% этиленгликоля в смеси с дистиллированной водой. Главной особенностью всех теплоносителей на основе этиленгликоля является образование пластичного геля при низких температурах, который не образует разрыв трубок калориферов или образование трещин в сварных соединениях.

Низкозамерзающий теплоноситель с температурой кристаллизации _65 градусов использовать в системах теплоснабжения не рекомендуется, а следует его разводить водой до необходимой концентрации.

После заполнения сетей этиленгликолевыми растворами систему следует тщательно опрессовать, так как наиболее вероятно, что в местах резьбовых соединений могут возникнуть небольшие подтеки теплоносителя или течи. Это обусловлено низким поверхностным натяжением всех теплоносителей и способностью проникать во все щели и неплотности системы.

При проведении гидравлического расчета системы теплоснабжения, которая будет заполнена раствором этиленгликоля, следует учитывать, что расход теплоносителя будет больше на 8% относительно расхода воды, а напор насосного оборудования в среднем должен быть увеличен на 54%. При подборе диаметров участков трубопроводов необходимо учитывать повышенную вязкость теплоносителей и вводить поправку на увеличение диаметра, где это необходимо.

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

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

Калькулятор расчёта мощности калорифера

Расход воздуха, м³/час: Плотность воздуха, кг/м³: Удельная теплоёмкость воздуха, кДж/(кг × К): Температура воздуха на выходе из калорифера, °С: Температура наружного воздуха, °С:

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); Qт – тепловая мощность калорифера, Вт; св – удельная теплоёмкость воды, равная 4,187 кДж/(кг∙К)=1 ккал/(кг∙°C); tпр – температура теплоносителя (прямая линия), °C; tобр – температура теплоносителя (обратная линия), °C.

Калькулятор расхода теплоносителя на калорифер

Тепловая мощность калорифера, Вт: Удельная теплоёмкость, кДж/(кг × К): Температура теплоносителя (прямая линия), °С: Температура теплоносителя (обратная линия), °С:

Диаграмма процесса нагрева воздуха

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

i–d диаграмма влажного воздуха

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

Методы организации воздухообмена в доме

Существуют разные способы обеспечения воздухообмена в жилом здании — от периодического кратковременного открывания дверей и окон до установки многофункциональных систем подготовки и доставки чистого воздуха в каждую комнату.

С точки зрения вентиляции, здоровая и комфортная атмосфера в доме складывается не только благодаря составу воздуха. Важную роль играет его температура, равномерность распределения и подвижность.

Поступление прохладного воздуха может создавать мощный конвекционный поток, который человеком будет восприниматься как неприятный сквозняк. В результате даже при нормальных температурных показателях в комнате будет неуютно.

В старых кирпичных зданиях вентиляцию и проветривание обеспечивали специальные отдушины, оставленные при строительстве жилого объекта

Максимально простой казалась и вентиляционная система на кухне коттеджа из деревянного бруса. Негерметичные дверные проемы и оконные блоки способствовали непрерывной циркуляции воздушных потоков в доме.

Все эти методы и сегодня задействованы в маленьких одноэтажных зданиях. Естественной вентиляции воздуха там вполне достаточно. Но если говорить о больших и просторных частных домах, то без дополнительно установленных центральных кондиционеров и вентиляторов никак не обойтись.

Достоинства и недостатки водяных калориферов

Калорифер водяной для приточной вентиляции имеет существенные минусы, ограничивающие его применение в жилых помещениях:

• большие габариты;
• сложность подключения к общей системе горячего водоснабжения;
• необходимость жёсткого контроля температуры теплоносителя в системе водоснабжения.

Однако, для создания комфортной температуры в больших помещениях (производственных цехах, теплицах, торговых центрах), применение таких нагревательных установок является наиболее удобным, эффективным, экономичным.

Водяной калорифер не нагружает электросеть, его поломка не спровоцирует возгорание – эти факторы делают использование оборудование безопасным.

Принцип работы

Вентилятор, теплообменник и конвектор – так в общих чертах выглядит водяное нагревательное устройство.

Принцип работы приточной вентиляции таков:

1. Воздушный поток поступает в специальные воздухозаборные решётки, предохраняющие от попадания в каналы вентиляции насекомых, мелких предметов, птиц, животных.
2. Фильтры очищают воздух от загрязнений, вредных веществ, пыли.
3. Калорифер при помощи тепла, поступающего от водяной магистрали, нагревает его до нужной температуры.
4. Рекуператор смешивает вновь поступающий воздух с нагретым.
5. Вентилятор подаёт прогретые воздушные массы в помещение, а диффузор распределяет их равномерно по всей площади.
6. Шумопоглотители снижают звуковую мощность работающей установки.
7. В случае отключения подачи воздуха срабатывают клапаны, не допускающие поступления холодного воздушного потока внутрь помещения.

Пример использования воздухонагревателя VOLCANO в помещении шиномонтажа (температура воды +90 ºС)

Калорифер, не имеющий собственного нагревателя, состоит из двух основных элементов:

• Теплообменник, конструкция которого представлена системой трубок из металла – вода, поступающая из общей системы отопления, достигает здесь необходимой температуры.
• Встроенный вентилятор, разгоняющий прогретый воздушный поток по всей территории.

Основное оборудование узлов теплоснабжения. Подбор и расчет

В составе узлов теплоснабжения приточных установок, выполненных по различным схемам, как правило, входит идентичное оборудование. Отличаются такие узлы лишь местом установки, насыщенностью арматуры и способом подбора.

При подборе оборудования для узлов теплоснабжения существует несколько общих правил и рекомендаций:

• При выборе того или иного типа арматуры следует предельно внимательно проверять технические характеристики как максимальное рабочее давление, так и предельную температуру.
• Крайне не рекомендуется приобретать готовые смесительные узлы, которые подобраны исходя из усредненных условий без учета важных параметров как свободный перепад давления в системе, вид теплоносителя, расход, тип источника тепла, необходимость частотного регулирования и так далее.
• Диаметр запорной арматуры, а также обратных клапанов и грязевиков должен быть не меньше диаметра трубопроводов.
• Диаметр трубопроводов системы теплоснабжения определяется в результате гидравлического расчета исходя из расчетного (требуемого) расхода теплоносителя, типа теплоносителя (вода или низкозамерзающие жидкости) и материала трубопроводов. Диаметр узлов теплоснабжения ни в коем случае не должен подбираться исходя из присоединительных портов калорифера. Он подбирается ТОЛЬКО РАСЧЕТОМ!

Запорная арматура

Необходима для перекрывания протока воды в случаях аварийных остановок системы теплоснабжения, например, для устранения течи, для проведения сервисных или ревизионных работ и т.д. В качестве запорной арматуры применяют как стальные или латунные шаровые краны (желательно полнопроходного сечения) либо фланцевая арматура.

Для узлов теплоснабжения с диаметром трубопроводов до 40мм включительно принято устанавливать резьбовую запорную арматуру, а свыше 50 мм фланцевую.

Для облегчения монтажа или демонтажа узлов резьбовую арматуру следует предусматривать с накидными гайками, иначе называемыми «американками или сгонами».

Обратные клапаны

Обратные клапаны используются в узлах регулирования для предотвращения перетока воды обратно в систему теплоснабжения в случае открытия или закрытия регулирующих клапанов. Или это возможно когда система теплоснабжения не отбалансирована, в системе смонтировано большое количество установок и при изменении расходов теплоносителя может произойти передавливание друг друга. Поэтому обратные клапана устанавливаются на обратном трубопроводе и на перемычке узла теплоснабжения.

Регулирующие клапаны и приводы

Двухходовой клапан.

Двухходовой или трехходовой регулирующий клапан является основным исполнительным механизмом, который путем изменения расхода или путем смешения теплоносителей позволяет регулировать мощность калорифера приточной установки в зависимости от потребности установки в нагреве. Еще одной важной функцией работы клапана является предотвращение «замерзания» теплоносителя при работе установок в зимнее время. Когда автоматика получает сигнал о критических температурах теплоносителя и воздуха после калорифера привод максимально открывает регулирующий клапан на проток.

Трехходовой клапан.

Подбор клапана производится на основании определения коэффициента пропускной способности Kv, который означает какой расход теплоносителя пройдет через клапан в открытом состоянии при потерях на нем в 10 метров водяного столба.

,

где G — расчетный расход воды, м3/ч; ∆p — фактический перепад давления на клапане, бар Ƥ — плотность теплоносителя.

Типоразмер регулирующего клапана нельзя подбирать по диаметру трубопровода или портов калорифера. Чем меньше Kv или диаметр клапана, тем скорость реагирования на изменение параметров воздуха или теплосети будет выше, то есть система будет не инерционная.

В системах теплоснабжения приточных установок используются, как правило, двух и трехходовые клапана. Двухходовые клапана работают только в системах с изменением расхода теплоносителя, а трехходовые либо как смесительные, либо работающие на разделение тепловых потоков.

Измерительная арматура: манометры и термометры

Измерительная арматура

Манометры и термометры являются необходимыми инструментами для визуального контроля работоспособности системы теплоснабжения. Термометры обычно устанавливаются на подающем и обратном трубопроводе непосредственно у калорифера. Манометры монтируются на насосной группе для контроля работы насоса и визуального определения создаваемого перепада. Манометры также ставят до и после грязевика – для определения степени его засоренности, и на подающем и обратном трубопроводе тепловой сети перед узлом обвязки – для контроля свободного перепада, необходимого для полноценной работы регулирующего клапана.

Воздухоспускные клапана и краны для слива системы

Автоматический воздухоспускной клапан

Для спуска воздуха после заполнения системы и в процессе эксплуатации в узлах обвязки рекомендуется устанавливать автоматические воздухоспускные краны. Их удобно монтировать на специальных портах, врезанных в калачи калорифера в верхней части корпуса либо в наивысшей точке трубопроводов узла регулирования.

Краны для опорожнения калориферов и слива участка системы теплоснабжения следует монтировать в самой низкой точке узла регулирования, либо в нижней части калорифера.

Балансировочные клапана

Балансировочный клапан

Если в системе теплоснабжения предусмотрено несколько приточных установок, работающих в своем независимом режиме, то тепловые потоки в трубопроводах будут не постоянны и могут значительно отличатся друг от друга. Чтобы не произошло передавливания друг друга со стороны теплоносителя, предусматривают балансировочные клапана. Их главной и основной функцией является дросселирование избыточного давления и уравнивание распределения расходов воды между калориферами в соответствии с потребностями. Установленные на обратных трубопроводах балансировочные клапана производят гидравлическую увязку калориферов между собой.

Необходимость установки узлов регулирования

Установки приточной системы вентиляции согласно основным требованиям нормативных документов должны подавать свежий наружный воздух, предварительно нагретый до определенной температуры. Температура приточного воздуха должна соответствовать типу вентилируемого помещения в случае общеобменной вентиляции или технологическому процессу в случае какого-либо производственного цикла.

Принцип работы приточно-вытяжной системы вентиляции.

Кроме того, температура воздуха должна быть постоянной вне зависимости от температуры наружного воздуха и корректировки температурного графика теплоносителя. То есть, при похолодании и снижении температуры на улице тепловые сети, как правило, повышают температуру теплоносителя, а температура воздуха на выходе из приточной установки должна оставаться на заданном уровне.

Следовательно, тепловая нагрузка в течение отопительного периода не является постоянной величиной, а теплоноситель следует регулировать. В противном случае будет перерасход тепловой энергии, повышение температуры и избыточный перегрев помещений, что неблагоприятным образом может сказаться на самочувствии людей или технологическом процессе.

Нагрев воздуха происходит в калориферах приточной установки, количество которых может отличаться в зависимости от принятой схемы теплоснабжения. Наиболее распространен вариант установок с одним калорифером, но их может быть и два и больше.

Калориферы предназначены для нагрева воздуха в приточной и приточно-вытяжной системе вентиляции.

Для некоторых учреждений, где нагрев воздуха необходим и в переходное время года, предусматривают два раздельных контура системы теплоснабжения. Один калорифер работает весной и осенью, второй контур в зимнее время. В случае экстремальных морозов, когда главный калорифер не будет справляться с нагрузкой, второй может догревать воздух до заданно температуры.

Приточная установка системы вентиляции.

Также одним из главных достоинств такой схемы является практически 100% резервирование поверхности теплоотдачи. В случае возникновения аварийных ситуаций, когда один калорифер вышел из строя или разморозился, второй нагреватель будет подключен в работу и справится полностью с основной функцией. Поэтому при расчете установки желательно предусматривать два одинаковых калорифера, с поверхностью соответствующей максимальной мощности из двух режимов работы.

При расчете приточной установки можно столкнуться с ситуацией, когда подобранный калорифер в максимальном режиме выдаст тепловую мощность во много раз превышающую требуемую. Это связано с ограниченным числом типоразмеров калориферов у производителя. Поэтому для того чтобы иметь постоянную температуру приточного воздуха необходима установка регулирующих узлов системы теплоснабжения на каждом контуре теплоснабжения и на каждой установке. Управление этими узлами будет происходить от системы автоматики всех вентиляционных систем комплекса.

Краткий обзор современных моделей

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

№1 – калориферы КСК

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

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

Технические характеристики:

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

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

№2 – тепловентиляторы Volcano

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

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

Технические характеристики:

• мощность в границах – 3-20 кВт;
• максимальная производительность – 2000 м³/ч;
• тип теплообменника – двухрядный;
• класс защиты – IP 44;
• максимальная температура теплоносителя – 120 °С;
• максимальное рабочее давление – 1,6 МПа;
• внутренний объем теплообменника – 1,12 л;
• направляющие жалюзи.

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

№3 – калориферы Galletti AREO

Калорифер Galletti AREO итальянского производства.

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

Модели оснащены вентилятором, медно-алюминиевым теплообменником и дренажным лотком.

Технические характеристики:

• мощность в режиме обогрева – от 8 кВт до 130 кВт;
• мощность в режиме охлаждения – от 3 кВт до 40 кВт;
• температура воды – + 7°C +95 °C;
• температура воздуха – от 10°C до+ 40°C;
• рабочее давления – 10 бар;
• количество скоростей вентилятора – 2/3;
• класс электрической безопасности – IP 55;
• защита электродвигателя.

Кроме приборов перечисленных марок на рынке калориферов и водяных воздухонагревателей можно встретить модели следующих брендов: Тепломаш, 2VV, Fraccaro, Yahtec, Tecnoclima, Kroll, Pakole, Инновент, Remko, Zilon.

Зачем в здании нужна вентиляция?

Применение в строительстве современных материалов и различных внешних ограждающих конструкций коттеджа/дома затрудняет естественный воздухообмен между комнатами и улицей, а иногда и вовсе блокирует его. Благодаря внутреннему и внешнему утеплению, смонтированным пластиковым окнам здания становятся герметичными.

Такие меры способствуют сохранению тепла и экономии энергоресурсов, но сильно препятствуют притоку свежего воздуха. Чтобы исправить эту типичную ситуацию, предстоит организовать эффективную систему циркуляции воздушных потоков.

В здании вентиляция нужна, чтобы в ванную комнату, спальню, гостиную и кухню регулярно поступал свежий воздух не через распахнутые окна и двери, а посредством специальных устройств – анемостатов и воздушных диффузоров.

Согласно санитарно-гигиеническим общепринятым стандартам, должным образом функционирующая вентиляционная система – обязательный элемент инженерного оснащения всех жилых объектов

Постоянный приток воздуха в доме обеспечит комфортные условия для длительного проживания людей и содержания растений, а также для полноценного функционирования всех технических систем.

Вентиляция необходима и для поддержания оптимальных параметров среды для безопасной эксплуатации различных строительных конструкций, деревянной мебели и предметов интерьера.

Циркуляцию воздушных потоков нужно организовать не только в жилых комнатах, но и в помещениях хозяйственно-технического назначения – ванной и санузлах, на кухне, в котельной и подвале.

Качественная система вентиляции способствует быстрому выведению излишков влаги и тепла. Вместе с отработанным воздухом из помещений одновременно удаляются вредные микроорганизмы, накопившаяся грязь и пыль.

Организация оттока загрязненного воздуха – профилактическая мера в трудной борьбе с грибком и плесенью

Именно поэтому важно еще на стадии проектирования жилого дома продумать все детали инженерной сети: вентиляцию на кухне сделать более мощной, чем в других комнатах, правильно подобрать функциональные элементы вентиляционной системы, чтобы обеспечить оптимальный уровень кислорода во внутренних помещениях.

Составляющие элементы принудительной вентиляции

Приточно-вытяжной модуль – главный компонент вентиляционной системы с побуждением. Установка обеспечивает нормированную циркуляцию воздуха в замкнутом пространстве – подачу чистых потоков и вывод отработанных масс.

Вентиляционный модуль представляет комплекс оборудования, заключенного в единый корпус (моноблочный агрегат) или собранного из наборных элементов.

Схема устройства принудительной вентсистемы: 1 – приточно-вытяжной модуль (ПВУ), 2 – воздуховоды, воздухозаборные решетки, переходники, 3 – распределители воздушных струй, 4 – блок автоматики

Конструкция приточно-вытяжного агрегата в обязательном порядке включает следующие элементы:

1. Вентилятор. Базовый комплектующий для работы искусственной системы воздухообмена. В ПВУ с разветвленной сетью воздуховодов устанавливаются радиальные вентиляторы, поддерживающие высокий напор воздуха. В портативных ПВУ допустимо применение осевых моделей.
2. Воздушный клапан. Устанавливается за наружной решеткой и предотвращает поступление воздуха извне при выключенной системе. При его отсутствии зимой в помещение будут просачиваться холодные потоки
3. Воздуховоды. В системе задействованы две линии каналов: один – подача, а второй – выброс воздуха. Обе сети проходят через ПВУ. К первому воздуховоду подключается приточный вентилятор, ко второму, соответственно, вытяжной.
4. Автоматика. Работа установки регулируется встроенной системой автоматики, реагирующей на показатели датчиков и заданные пользователем параметры.
5. Фильтры. Для очистки поступающих масс применяется комплексная фильтрация. На входе приточного воздуховода размещается фильтр грубой чистки, его задача – удержание пуха, насекомых и частиц пыль.

Основное назначение первичной очистки – защита внутренних компонентов системы. Для более «тонкой» фильтрации перед воздухораспределителями устанавливаются фотокаталитический, угольный или другой тип барьера.

Устройство ПВУ на примере модели Вентс ВУТ с рекуперацией и нагревателем. В конструкции предусмотрен байпас для защиты теплообменника в зимнее время

Некоторые комплексы оснащаются дополнительным функционалом: охлаждение, кондиционирование, увлажнение, многоступенчатая система очистки и ионизации воздуха.

Основные параметры выбора вентустановки

Обустройство комплекса циркуляции воздуха требует капитальных инвестиций и немалых трудозатрат. Поэтому подход к выбору «сердца» вентсистемы базируется на точных расчетах и анализе ряда параметров.

Оценка и расчет технических характеристик

Прежде всего, следует определиться с подходящими значениями производительности и статического давления.

Производительность. Расчет установки основывается на нормах воздухообмена по СНиП, назначении помещения, площади обслуживания и количестве проживающих.

Необходимо выполнить два вычисления (по количеству людей и кратности воздухообмена), сравнить показатели и выбрать наибольшее значение.

Нормы расхода воздуха из расчета на одного человека: типовой показатель – 60 куб.м/ч, в состоянии покоя – 30 куб.м/ч. Регламентированная кратность воздухообмена: 1-2 – для жилых зданий, 2-3 – офисы, торговые центры

Пример определения производительности (L) для дома на заданных условиях:

• количество членов семьи – 3 человека;
• площадь дома – 70 кв.м;
• высота потолков – 3 м.

Формула 1. Расчет по числу проживающих.

L=N*norm

Где:

• N – количество жильцов;
• norm – расход воздуха (не меньше 40 куб.м/ч).

L=3*40=120 куб.м/ч.

Формула 2. Расчет по кратности воздухообмена.

L=S*H*n

Где:

• S – площадь;
• H – высота;
• n – нормированный показатель воздухообмена.

L=70*3*1,5=315 куб.м/ч.

Вывод: для обеспечения достаточной циркуляции воздуха требуется установка производительностью не меньше 315 куб.м/ч.

Типовые показатели вентустановок:

• 100-500 куб.м/ч – квартиры и отдельные помещения;
• 500-2000 куб.м/ч – частные домовладения, коттеджи;
• 1000-10000 куб.м/ч – производственные здания, цеха, офисы.

Статическое давление. Величина показывает давление, создаваемое вентилятором для оказания сопротивления на пути циркуляции воздуха. Точный расчет статического напора требует учета сопротивления всех элементов сети. «Ручное» вычисление без соответствующего опыта выполнить сложно. Специалисты задействуют программный комплекс типа MagiCad.

Усредненные значения давления при скорости воздухопотока 3-4 м/с: квартиры 50-150 кв.м – 75-100 Па, коттеджи 150-350 кв.м – 100-150 Па

Приведенные данные актуальны именно для модульных вентустановок, а не наборных комплексов, где в учет надо брать понижение давления на воздушном клапане, калорифере, фильтре и прочих составляющих.

Кроме обозначенных параметров следует оценить:

1. Энергоэффективность. Для каждой из возможных моделей надо рассчитать затраты на электричество на 1 год с учетом режима работы зимой и летом. Класс энергопотребления указывает соотношение затраченной энергии к объему произведенного тепла.
2. КПД рекуператора. Следует сопоставить значения КПД в различных режимах работы ПВУ. Высокий показатель эффективности у теплообменников с двойной пластинчатой кассетой и промежуточной зоной – КПД достигает 70-90%.
3. Мощность нагревателя. Типовой показатель для бытовых вентустановок – 3-5 кВт.

Лучше отдавать предпочтение моделям с возможностью автоматического понижения скорости вентилятора для корректировки нагрузки на сеть.

Уровень шума и степень фильтрации

Акустическая мощность показывает насколько «громкой» будет работа собранной установки. Звуковой эффект определяют две величины:

• LwA – степень акустической мощности;
• LpA – уровень звукового давления.

Давать оценку реальной «шумности» следует по первому показателю. Разные производители могут измерять акустическую мощность по различным методикам, поэтому одни и те же значения иногда имеют отличительный результат на практике.

Действенный метод оценить «звучание» установки – тестирование технике в демонстрационном зале. Допустимое значение шума в жилом помещении – 25-45 дБ

Качество поступающего воздуха зависит используемой системы очистки. Возможные ступени фильтрации:

• барьер от крупной уличной пыли, шерсти и пуха – грубая очистка фильтрами G4, G3 с эффективностью 90%;
• защита от мелкой пыли в 1 мкм – класс фильтрации F7-F9;
• абсолютная чистка, обеспечивающая барьер от частиц 0,3 мкм – HEPA-фильтры (H10-H14), эффективность – 99,5%.

Для жилых домов достаточно первых двух ступеней чистки. Высокоэффективная фильтрация применяется в медучреждениях, помещениях для производства лекарственных препаратов, продуктов питания, электроники.

Удобство эксплуатации: необходимый функционал

Бытовые ПВУ оснащаются встроенной системой автоматики, пультом управления, ЖК-дисплеем с выводом всех параметров воздухообмена. Кроме базовых опций (регулировка скорости вентилятора, температуры) приветствуется наличие практичных функций.

Таймер. Сценарное управление позволит оптимизировать режим работы на определенное время суток или день недели.

Для точной регулировки желательно выбирать устройства с вентилятором на 5 и более скоростей, а также с часами реального времени без сброса при отключении питания

Рестарт. Возможность автоматического включения и сохранения заданных параметров в случае сбоя электропитания.

Индикатор загрязненности фильтра. Удобная опция – оповещение о замене фильтрующего элемента. Высокотехнологичные модели оборудуются датчиками изменения давления на входе воздушного фильтра – при загрязнении перепад давления повышается.

Самодиагностика. Любая техника со временем выходит из строя. Полезно, если автоматика «оповещает» о возникшей неисправности – это поможет своевременно установить и устранить проблему.

Канальный нагреватель для воздуховодов

В современных зданиях система вентиляции, как правило, работает совместно с системой отопления здания, а в некоторых случаях полностью её заменяет. Для подогрева воздуха в вентиляционных системах используются воздухонагреватель для воздуховодов. Большинство воздухонагревателей в вентиляционных системах — водяные либо электрические. Водяной воздухонагреватель это по сути теплообменник, в котором воздух получает тепло от горячей воды, нагретой в отопительном котле или поступающей из центральной теплосети. Электрический канальный нагреватель питается от электросети и преобразует электрическую энергию в тепловую.
У нас в продаже всегда в наличии отопительная вентиляция: приточный канальный водяной калорифер, воздухонагреватель электрический, воздухонагреватель водяной, электопривод и трехходовый вентиль для теплообменника .