Водяний калорифер для припливної вентиляції: схема, обв'язування, розрахунок

1. Класифікація
2. Водяний калорифер: особливості конструкції
3. Принцип роботи
4. підключення
5. методи обв'язки
6. Розрахунок водяного калорифера
7. Розрахунок потужності калорифера
8. Витрата теплоносія на калорифер
9. Діаграма процесу нагрівання повітря
10. Переваги та недоліки водяних калориферів

Калорифери для припливної вентиляції застосовують в тих випадках, коли потрібно забезпечити надходження у внутрішнє приміщення свіжого повітря ззовні при низьких температурах. Влітку налагодити повітрообмін в житлових будинках і на виробничих підприємствах досить просто: при установці припливного вентилятора потрібно тільки розрахувати його потужність для конкретної площі. Якщо ж повітря зовні холодний, то його пряме надходження всередину будівлі веде до втрати тепла.

Збалансувати різницю температур, при цьому освіжаючи повітря, можна за допомогою калорифера, який встановлюється безпосередньо в системі вентиляції. Хто приходить із вулиці повітряний потік досягає необхідних параметрів, проходячи через систему фільтрації, що нагрівають і охолоджуючі елементи. Крім цього, регулюється і вміст вологи.

Класифікація

Для створення в приміщенні оптимального мікроклімату застосовується система калориферного обігріву, тобто примусового підігріву за допомогою обладнання, яке встановлюється в повітряних каналах.

Залежно від того, який теплоносій використовується, виділяють 4 типи калориферів:

Особливістю нагрівача є те, що склад надходить з вулиці повітряного потоку не повинен бути липким, волокнистих, містити тверді частинки. Допустима запиленість - не більше 0,5 мг / м³. Мінімальна температура забирає повітря -20 ° C.

При виборі калорифера враховують такі чинники:

• площа приміщення;
• погодні умови в даному кліматичному поясі;
• потужність вентиляції.

Нагрівач встановлюють у внутрішній частині вентиляційної шахти, тому він повинен відповідати її параметрам (конфігурації і розміру).

Якщо продуктивність буде низькою, то прилад не зможе прогріти повітряні маси.

Якщо немає можливості встановити калорифер з потрібними параметрами, то послідовно монтуються кілька механізмів, що мають меншу потужність.

Водяний калорифер: особливості конструкції

Водяний калорифер для припливної вентиляції економічний у порівнянні з електричними аналогами: для того, щоб нагріти однаковий обсяг повітря, використовується енергії в 3 рази менше, а продуктивність набагато вище. Економія досягається завдяки підключенню до системи центрального опалення. За допомогою термостата легко встановлювати необхідний температурний баланс.

Автоматичне управління підвищує ефективність. Щит управління припливною вентиляцією з водяним калорифером не вимагає додаткових модулів і являє собою механізм управління та діагностування аварійних ситуацій.

Склад системи виглядає наступним чином:

• Температурні датчики вуличної і зворотної води, повітря та ступеня забрудненості фільтрів.
• Заслінки (для рециркуляції і повітряні).
• Клапан нагрівача.
• Циркуляційний насос.
• Капілярний термостат захисту від замерзання.
• Вентилятори (витяжної та припливне) з механізмом контролю.
• Контроль витяжного вентилятора.
• Пожежна сигналізація.

Конструкція водяного канального нагрівача типу 60-35-2 (розмір - 60 см х 35 см, рядності - 2) з оцинкованої сталі, призначеного для систем вентиляції та кондиціонування

Водяний і парової калорифери представлені в трьох різновидах:

• Гладкотрубние: велика кількість порожніх трубок розташовані поблизу один від одного; тепловіддача невелика.
• Пластинчасті: ребристі трубки збільшують площу тепловіддачі.
• Біметалічні: патрубки і колектори зроблені з міді, алюмінієве ребра. Найбільш ефективна модель.

Принцип роботи

Вентилятор, теплообмінник і конвектор - так в загальних рисах виглядає водяне нагрівальний пристрій.

Принцип роботи припливної вентиляції такий:

1. Повітряний потік надходить в спеціальні повітрозабірні решітки, що оберігають від попадання в канали вентиляції комах, дрібних предметів, птахів, тварин.
2. Фільтри очищають повітря від забруднень, шкідливих речовин, пилу.
3. Калорифер за допомогою тепла, що надходить від водяної магістралі, нагріває його до потрібної температури.
4. Рекуператор змішує знову надходить повітря з нагрітих.
5. Вентилятор подає прогріті повітряні маси в приміщення, а дифузор розподіляє їх рівномірно по всій площі.
6. Шумопоглотители знижують звукову потужність працюючої установки.
7. У разі відключення подачі повітря спрацьовують клапани, які допускають надходження холодного повітряного потоку всередину приміщення.

Приклад використання повітронагрівача VOLCANO в приміщенні шиномонтажу (температура води +90 ºС)

Калорифер, який не має власного нагрівача, складається з двох основних елементів:

• Теплообмінник, конструкція якого представлена ​​системою трубок з металу - вода, що надходить із загальної системи опалення, досягає тут необхідної температури.
• Вбудований вентилятор, що розганяє прогрітий повітряний потік по всій території.

підключення

Надходження повітряних мас може здійснюватися в одному з двох варіантів:

• Ліве виконання: змішувальний вузол і автоматичне керування встановлюються з лівого боку, подача води здійснюється зверху, відтік - в нижній частині.
• Праве виконання: зазначені механізми знаходяться праворуч, трубка для подачі води - внизу, «обратка» - у верхній частині.

Трубки розміщують на тій стороні, де встановлений повітряний клапан.

Водяні калорифери поділяються на 2 види по типу вентиля:

• двухходовой - при підключенні до загального теплопостачання;
• триходовий - при замкнутому способі постачання теплом (наприклад, при підключенні до котла).

Вид вентиля визначається характеристиками системи, що постачає теплом. До них відносяться:

• Вид системи.
• Температура води на початку процесу і при відтоку.
• При центральному водопостачанні - різниця між тиском в трубах подачі води і її відтоку.
• При автономному - наявність або відсутність насоса, встановленого на контурі припливу.

Схема установки повинна передбачати неприпустимість монтажу в наступних випадках:

• з вертикальним введенням і висновком труби;
• з верхнім забором повітря.

Такі обмеження обумовлені можливістю потрапляння снігових мас в приплив обладнання та подальшої протікання талої води в електронний блок.

Місце монтажу канального калорифера для припливної вентиляції в системі повітрообміну (якщо існує можливість зниження температури нижче норми, обов'язкова установка термостата захисту від замерзання)

Щоб уникнути збоїв роботи блоку автоматики, датчик температури повинен перебувати у внутрішній частині елемента видування повітря на відстані не менше 0,5 м від механізму припливу.

методи обв'язки

Обв'язка представляє собою каркас з арматури, за допомогою якого регулюється надходження гарячої води. Вузол обв'язки допомагає контролювати продуктивність калорифера припливної вентиляції, керувати ним і підтримувати в приміщенні заданий температурний режим.
Розташування вузлів обв'язки визначається місцем установки, схемою повітрообміну, технічними параметрами устаткування. Застосовують 2 варіанти монтажу:

• Рециркуляційні повітряні маси змішуються з приточними.
• Здійснюється тільки рециркуляція повітря всередині приміщення по замкнутому принципом.

З урахуванням цього існують 2 методи обв'язки:

• 2-ходовими вентилями - при неконтрольованому зворотному витраті води;
• 3-ходовими вентилями - при контролі за витратою води в бойлерній чи котельні.

Деякі виробники - наприклад, «Інтеграція» - випускають вузли обв'язки різної модифікації, що представляють собою цілі комплекти, що складаються з клапанів (балансувальних і зворотних, двох і триходові), насосів, байпасів, кульових кранів, манометрів, очисних фільтрів.

Схема обв'язки вузлів калорифера для припливної вентиляції. (Кульові крани, встановлені на вході і на виході, дозволяють перекривати воду, а термоманометр - контролювати температуру і тиск)

Якщо природна вентиляція налагоджена добре, то можливостей для успішної роботи обладнання набагато більше. Правильний вибір обв'язки в таких випадках ефективний, як для нагріву великих площ на виробництві, так і для приватних будинків, котеджів.

Калорифер, який використовується для вентиляції, зазвичай підключають до системи опалення безпосередньо в точці забору повітря. Якщо діє примусова вентиляція, то монтаж повітронагрівача може бути проведений в будь-якому місці.
Калорифери для припливної вентиляції дозволяють створити комфортний температурний режим як в промислових, так і в житлових приміщеннях. Важливо тільки правильно визначитися з вибором теплоносія, який буде найбільш ефективним (з мінімальними витратами при максимальній продуктивності) в певних умовах. Автоматизована система - як, наприклад, щит управління припливною вентиляцією з водяним калорифером, - дозволить зробити використання нагрівальних приладів для припливної вентиляції зручним і безпечним.

Розрахунок водяного калорифера

Розрахунок потужності калорифера, необхідної для обігріву конкретного приміщення, проводять з урахуванням таких даних, як:

1. Обсяг (маса) припливного повітря, який необхідно нагріти.
2. Початкова (зовнішня) температура повітряних мас.
3. Цільова температура, до якої необхідно розігріти повітря перед подачею в кімнату.
4. Температурний режим теплоносія.

Розрахунок калорифера виробляють виходячи з площі поверхні підігріву і потрібної потужності. Для кожної операції застосовується своя формула. Розрахувати потужність калорифера можна тільки з урахуванням реальних даних в конкретних умовах, серед яких найбільш важливі:

• спосіб підключення (до центральної тепломережі або котельні);
• метод обв'язки.

Розрахунок потужності калорифера

Qт - теплова потужність калорифера, Вт;
L - витрата повітря, м³ / год
ρвозд - щільність повітря. Щільність сухого повітря при 15 ° C на рівні моря становить 1,225 кг / м³;
свозд - питома теплоємність повітря, що дорівнює 1 кДж / (кг ∙ К) = 0,24 ккал / (кг ∙ ° С);
tвн - температура повітря на виході з калорифера, ° C;
tнар - температура зовнішнього повітря, ° C (температура повітря найбільш холодної п'ятиденки забезпеченістю 0,92 згідно СП 131.13330.2012 )

Калькулятор розрахунку потужності калорифера

Витрата теплоносія на калорифер

G - витрата води на теплопостачання калорифера, кг / год;
3,6 - коефіцієнт переведення Вт в кДж / год (для отримання витрати в кг / год);
Qт - теплова потужність калорифера, Вт;
св - питома теплоємність води, рівна 4,187 кДж / (кг ∙ К) = 1 ккал / (кг ∙ ° C);
tпр - температура теплоносія (пряма лінія), ° C;
tобр - температура теплоносія (зворотна лінія), ° C.

Калькулятор витрат теплоносія на калорифер

Діаграма процесу нагрівання повітря

Визначити потрібну потужність калорифера можна за допомогою спеціальних діаграм. Кількість необхідної енергії (джоулів) для нагріву 1 кілограма повітря проводиться за допомогою i-d діаграми вологого повітря. Розрахунок проводиться за умови, що процес нагрівання повітря протікає при d = const (при незмінному влагосодержании). Далі, з урахуванням розрахункового витрати повітря, переведення одиниць (Дж / с в кВт), визначається потужність калорифера.

i-d діаграма вологого повітря

Для отримання точних даних можна скористатися онлайн-калькуляторами, за допомогою яких можна дізнатися показник потужності, вказавши продуктивність і температуру. Так як продуктивність установки в результаті поступового зносу може знижуватися, рекомендується закласти в розрахунок запас потужності від 5 до 15%.

Переваги та недоліки водяних калориферів

Калорифер водяний для припливної вентиляції має суттєві мінуси, які обмежують його застосування в житлових приміщеннях:

• великі габарити;
• складність підключення до загальної системи гарячого водопостачання;
• необхідність жорсткого контролю температури теплоносія в системі водопостачання.

Однак, для створення комфортної температури в великих приміщеннях (виробничих цехах, теплицях, торгових центрах), застосування таких нагрівальних установок є найбільш зручним, ефективним, економічним.

Водяний калорифер не навантажує електромережу, його поломка чи не спровокує загоряння - ці чинники роблять використання обладнання безпечним.