Установка калориферов по воздуху

Основные элементы схемы узла регулирования приточной установки

В схему узла обвязки входит несколько стандартных приборов, которые обеспечивают регулировку температуры теплоносителя. А так как схем обвязки две (количественная и качественная), то соответственно в каждой из них будет присутствовать свой клапан. В первом случае двухходовый, во второй трехходовой. К тому же все приборы подбираются под калорифер и трубную разводку, то есть, все будет зависеть от диаметров труб и патрубков.

В стандартную обвязку приточной установки входят:

• насос подачи горячей воды;
• термометры и манометры, отслеживающие параметры теплоносителя;
• шаровые краны, с помощью которых перекрывается подача и отвод теплоносителя, что дает возможность дополнительно проводить ремонт приборов, если такая необходимость возникла;
• байпас – это труба, соединяющая подающий трубный контур с отводящим, на нем монтируется обратный клапан, который не позволяет горячей воде проходить мимо калорифера;
• фильтр сетчатый, установленный на подающем контуре сразу после шарового крана;
• клапан с электроприводом, соответственно он может быть двух- или трехходовым:
• трубная разводка по магистралям.

Схема с таким набором приборов и оборудования достаточно проста. Чаще всего ее сооружают на жесткой разводке, то есть, для соединения всех частей используются трубы (стальные или пластиковые). Но для такой трубной подводки учитывается одно обстоятельство – месторасположение узла регулирования приточной установки известно заранее. Все элементы установки должна располагаться близко друг к другу, чтобы создать компактную систему. Это удобно и в плане обслуживания, и в плане ремонта. Как отмечают специалисты, данный вид обвязки нагревательного узла приточной установки является самым простым и менее затратным.

Можно всю эту систему соединить в единый узел гибкими гофрированными шлангами, соединительный элемент которых – резьбовая гайка. То есть, монтажный процесс такими шлангами сводится лишь к соединению их между собой для наращивания магистрали и подключению к установленным приборам

Единственный момент, на который надо обратить внимание, это диаметр шлангов, соответствующий диаметру патрубков калорифера, электроклапана и циркуляционного насоса. Чаще всего гибкая подводка используется лишь в тех случаях, когда сборку жесткими элементами провести затруднительно

Хотя она считается более функциональной.

В системах нагрева вентиляционной установки используются насосы с мокрым ротором. То есть, крыльчатка прибора и его подшипники находятся все время в проточной жидкости, которая выполняет две функции: охлаждения и смазки. То есть, резиновые сальники в конструкцию циркуляционного насоса не входят. А это говорит о том, что мест протечек нет, ведь именно сальники при их выходе из строя создают протечки теплоносителя.

Что касается трехходового клапана или двухходового, то это электрозависимый прибор, устанавливаемый перед калорифером. Отличие между ними – возможность первого смешивать горячую подающую и теплую отводящую воду, что и регулирует теплоноситель и подгоняет его температуру под заданные параметры.

Весь узел нагревательной установки, а точнее его обвязочного узла, это не только контроль над температурой в доме, но и защита всех встроенных в него приборов от скачков давления внутри теплосети.

Эффективность использования калориферов вместо радиаторов отопления

Циркулирующий по радиаторам водяного отопления теплоноситель, передает тепловую энергию окружающему воздуху путем теплового излучения, а также посредством движения конвекционных потоков нагретого воздуха вверх, поступления остывшего воздуха снизу.

Калорифер, кроме этих двух пассивных способов передачи тепловой энергии, прогоняет воздух через систему нагретых элементов с гораздо большей площадью и интенсивно передает им тепло. Оценить эффективность калориферов и вентиляторов позволить простой расчет стоимости установленного оборудования для одних и тех же задач.

Пример отопления калориферами помещения сервиса технического обслуживания автомобилей.

Например, необходимо сравнить стоимость радиаторов и калориферов для отопления выставочного зала автосалона с учетом выполнения норм СНИП.

Теплотрасса одна и та же, теплоноситель одной температуры, обвязку и монтаж при упрощенном расчете затрат на основное оборудование можно не учитывать. Для несложного расчета берем известную норму 1 кВт на 10 м2 отапливаемой площади. Зал площадью 50х20 = 1000 м2 минимально требует 1000/10 = 100 кВт.  С учетом запаса в 15% расчетная минимально необходимая теплопроизводительность отопительного оборудования – 115 кВт.

При использовании радиаторов. Берем одни из наиболее распространенных биметаллических радиаторов Rifar Base 500 x10 (10 секций), одна такая панель выдает 2,04 кВт. Минимально необходимое количество радиаторов составит 115/2,04 = 57 шт. Сразу стоит учитывать, что разместить в таком помещении 57 радиаторов неразумно и практически невозможно. При цене прибора на 10 секций в 7 000 рублей, затраты на покупку радиаторов составят 57*7000 = 399 000 рублей.

При отопления калориферами. Для отопления прямоугольной площади с целью равномерного распределения тепла делаем подбор из 5 водяных калориферов Ballu BHP-W3-20-S производительностью 3200 м3/час каждый с близкой суммарной мощностью: 25*5 = 125 кВт. Затраты на оборудование составят 22900*5 = 114 500 рублей.

Основная область применения калориферов – организация отопления помещений с большими пространствами для движения воздуха:

• производственные цеха, ангары, склады;
• спортивные залы, выставочные павильоны, ТРЦ;
• сельскохозяйственные фермы, теплицы.

Компактное устройства, позволяющие быстро нагревать воздух от 70°C до 100°C, легко встраиваемые в общую систему автоматического управления отоплением целесообразно использовать в сооружениях с надежным доступом к теплоносителю (воде, пару, электроэнергии).

Преимуществами водяных калориферов являются:

Высокая рентабельность использования (низкая стоимость оборудования, высокая теплоотдача, легкость и дешевизна монтажа, минимальные эксплуатационные расходы).

Быстрый нагрев воздуха, легкость изменения и локализация потока тепла (тепловые завесы и оазисы).

Надежность конструкции, легкость автоматизации и современный дизайн.

Безопасность в применении даже в зданиях с повышенной опасностью.

Крайне компактные размеры при высокой теплопроизводительности.

Недостатки этих приборов связаны со свойствами теплоносителя:

При температуре ниже нуля, калорифер легко заморозить. Не слитая вовремя вода из трубок может их порвать в случае отключения от магистрали.

При применении воды с большим количеством примесей тоже можно вывести прибор из строя, поэтому использование в быту без фильтров и подключение к центральной системе – нецелесообразны.

Стоит отметить, что калориферы сильно сушат воздух. При использовании, например, в выставочном зале, необходима увлажняющая климатическая техника.

Расчет мощности калорифера

Расчет калорифера производится в несколько этапов. Последовательно определяются:

• Тепловая мощность.
• Определение размера фронтального сечения, подбор готового прибора.
• Расчет расхода носителя.

Поскольку расход воздуха известен из характеристик вентиляционной системы, то вычислять его не потребуется. Формула определения тепловой мощности прибора:

Qт = L • Pв • Cв • (tвн — tнар)

где Qт — тепловая мощность калорифера.

L — расход воздуха (величина приточного потока).

Pв — плотность воздуха, табличное значение, находится в СНиП.

Cв — удельная теплоемкость воздуха, имеется в таблицах СНиП.

(tвн — tнар) — разница внутренней и наружной температур.

Определяем фронтальное сечение:

где F — фронтальное сечение.

L — расход воздуха.

P — плотность воздуха.

V — массовая скорость потока, принимается около 3-5 кг/м2•с.

Затем находим расход теплоносителя:

G = (3,6 • Qт)/Cв • (tвх — tвых),

где G — расход теплоносителя.

3,6 — поправочный коэффициент для получения нужных единиц измерения.

Qт — тепловая мощность прибора.

Cв — удельная теплоемкость среды.

(tвх — tвых) — разница температур теплоносителя на входе и выходе из устройства.

Зная расход носителя можно определить диаметр труб обвязки и подобрать нужное оборудование.

Пример расчета

Определяем тепловую мощность при разнице температур от -25° до +23°, при производительности вентилятора 17000 м3/час:

Qт = L • Pв • Cв • (tвн — tнар) = 17000 • 1,3 • 1009 • (23-(-25)) = 297319 Вт = 297,3 кВт

F = (L • P)/ V = (17000 • 1,3) / 4 = 5525 = 0,55 м2.

Определяем расход теплоносителя:

G = (3,6 • Qт)/Cв • (tвх — tвых) = (3,6 • 297,3)/1009 • (95-50) = 1,58 кг/сек.

По полученным данным по таблице калориферов подбираем наиболее подходящую модель.

Вычисление поверхности нагрева

Площадь поверхности нагрева определяет эффективность устройства. Чем она больше, тем выше коэффициент теплоотдачи, тем сильнее прибор нагревает воздушный поток. Определяется по формуле:

Fk = Q / k • (tср.т — tср.в)

где Q — тепловая мощность.

k — коэффициент.

tср.т — средняя температура теплоносителя (между значениями на входе и выходе из прибора).

tср.в — средняя температура воздуха (наружная и внутренняя).

Полученные данные сравниваются с паспортными характеристиками выбранного прибора. В идеале расхождение между реальными и расчетными значениями должны быть на 10-20% больше у реальных.

Особенности расчета паровых калориферов

Методика расчета паровых калориферов практически идентична рассмотренной. Единственным отличием является формула расчета теплоносителя:

где r — удельная теплота, возникающая при конденсации пара.

Организация притока воздуха и размещение воздуховодов

Приток свежего воздуха в помещение жизненно необходим для находящихся в нем людей.

Наипростейший способ организовать его – открывать окна, но делать это в холодное время года не представляется возможным. Поэтому существуют другие технические методы, которые зависят от последующего распределения воздушного потока: по системе или отдельно для каждого помещения.

Покомнатная приточная вентиляция – организация поступления свежего воздуха, как правило, реализуется в одном из вариантов.

Монтаж приточного канала в оконном блоке

Некоторые производители уже начали самостоятельно включать приточную вентиляцию в оконные блоки или продавать врезные конструкции отдельно. Но это можно сделать и своими руками.

Для этого необходимо следовать инструкции.

• При открытой раме в нижней ее части найти внешний уплотнитель и вырезать кусок длиной не более 5 см. Удаленный отрезок не стоит выбрасывать, поскольку его в любой момент можно вернуть на место.
• Сверху оконной коробки необходимо проделать то же самое с внутренним уплотнителем.

Принцип действия такой вентиляции заключается в следующем: воздух заходит через щель снизу, проходит внутри по оконной раме, нагреваясь при этом, выходит через верхнее отверстие в комнату.

Установка стенового приточного клапана

Принцип установки простейшего стенового клапана уже был рассмотрен выше. Следует отметить, что его устройство более эффективно, чем вентиляция через оконные блоки. В него можно встроить калорифер для обогревания холодного воздушного потока и фильтр для очистки. К тому же он более компактный по сравнению с целой вентиляционной системой, поэтому его установка безболезненна для интерьера и доступна финансово.

Следует отметить недостатки приточного клапана.

• Монтажные работы связаны с бурением стен, в некоторых случаях это возможно только при наличии специальных инструментов.
• При высверливании канала образуется много мелкой пыли, опасной для людей с болезнями дыхательных органов и аллергиков.
• Отверстие в бревне или камне необходимо утеплить. Качество теплоизоляции можно проверить только при наступлении холодов. При выявлении брака трудно будет что-то исправить.
• Установка наружного распределителя и защитной решетки возможна только с улицы, что вызовет трудности для жителей верхних этажей.
• Если возникнет желание снабдить приточный клапан дополнительными устройствами для нагревания, очистки или увлажнения воздуха, то придется обеспечить им электропитание.

Вентиляция с распределением воздушного потока по разветвленной сети воздухопроводов

Чаще всего подобный способ используют для оборудования больших помещений или частных коттеджей, в которых установлен отопительный котел. Дело в том, что он забирает большое количество воздуха из окружающей среды, поэтому естественной циркуляции не хватит, а точечные клапаны не справятся. Способы размещения оборудования приточной вентиляции варьируются в зависимости от комплектации и пожеланий жильцов. Самый простой – при входе или в коридоре, поскольку именно эти помещения сообщаются со всеми другими.

Перед монтажом следует осуществить все необходимые расчеты по воздухообмену, чтобы установить, какой объем нужен для каждой комнаты. Воздуховод обязательно снабжают очистительными фильтрами, калорифер, увлажнитель и другие приспособления добавляются по желанию заказчика и исходя из его финансовых возможностей

Специалисты обращают внимание на утепление трубы, если она проходит по неотапливаемым помещениям. Коробы воздуховодов могут быть выполнены из стали, пластика или гофрированного алюминия

Для изоляции соединений следует использовать различные герметики или изоленту. Производители предлагают большой ассортимент размеров и форм отдельных элементов воздуховодов, поэтому не составит труда состыковать коробы любых сечений.

Методы обвязки

Обвязка калорифера — это комплекс устройств и элементов регулировки подачи теплоносителя в прибор. Он включает в себя следующие элементы:

• Насос.
• Двух- или трехходовой клапан.
• Измерительные приборы.
• Запорная арматура.
• Фильтр.
• Байпас.

В зависимости от условий эксплуатации эти элементы могут быть расположены в непосредственной близости от прибора, или на приличном отдалении от него. Исходя из условий подключения различают:

• Гибкая обвязка. Монтируется на узлах управления, расположенных рядом с прибором. Установка таких обвязок считается более легкой, так как она дает возможность все работы производить на резьбовых соединениях, практически не нуждаясь в сварке.
• Жесткая обвязка. Используется на устройствах, удаленных от узлов управления и требующих наличия прочных коммуникаций.

При разнице в технике монтажа, оба вида выполняют одну и ту же функцию — обеспечивают настройку и регулировку режима работы калорифера.