Водяной электрический калорифер для приточной вентиляции и его схема

Для создания комфортного микроклимата в жилых и производственных помещениях воздушные массы, подающиеся по системе вентиляции, дополнительно нагревают или охлаждают. С целью подогрева используют калорифер водяной для приточной вентиляции. Подобные экономичные и недорогие устройства производят в нескольких разновидностях. Перед установкой агрегата нужно изучить его преимущества и недостатки, а также провести обзор популярных моделей. Обеспечить длительную и бесперебойную работу можно только благодаря правильной эксплуатации.

Принцип работы водяного калорифера

Приспособления для системы вентиляции, которые работают с использованием воды, устанавливают только в случае наличия отрегулированной и налаженной работы системы теплообеспечения или ГВС. Агрегат может подогревать воздушные массы до температуры +70…+100°С. Нагретый воздух используют в качестве источника дополнительного тепла на больших площадях – спортзалах, складах, супермаркетах, павильонах, производственных помещениях и теплицах.

Принцип работы приточной вентиляции с водяным калорифером похож на работу аналогичного бытового прибора для обогрева помещения, только вместо электрической спирали в качестве теплообменника выступает змеевик из металлических трубок, в которых циркулирует теплоноситель.

При этом сам процесс подогрева воздушных масс выглядит следующим образом:

• горячая жидкость из отопительной системы или сетей ГВС, подогретая до 80-180 градусов, идет в трубчатый теплообменник, который изготовлен из меди, стали, биметалла или алюминия;
• теплоноситель нагревает трубки, а они в свою очередь отдают тепловую энергию воздушным массам, проходящим через теплообменник;
• для равномерного распределения нагретого воздуха по помещению в приборе стоит вентилятор (он же отвечает за обратную подачу воздушных масс в калорифер).

Благодаря использованию уже нагретого воздуха из отопительной системы агрегат экономит средства. Водяной нагреватель для вентиляционных сетей можно назвать прибором, который объединяет в себе качества конвектора, вентилятора и теплообменника.

На заметку! При устройстве правильной обвязки вентиляционный калорифер подойдет для дополнительного обогрева коттеджа с организованной вентиляцией.

Нагреватели для вентиляционных сетей работают только с воздухом, степень запыленности которого не превышает 0,5 мг/м³, а минимальная температура не ниже -20°С. Прибор монтируют внутри вентиляционной шахты и подбирают по ее параметрам (сечение и форма). Иногда для достижения нужной температуры воздуха последовательно устанавливают несколько менее мощных устройств, если одну конструкцию подходящей производительности не получится встроить в воздуховод.

Преимущества и недостатки

Целесообразно использование водяных нагревателей на производственных предприятиях, имеющих собственные коммуникации теплоснабжения. В этом случае агрегат будет максимально рентабельным.

К преимуществам устройств для подогрева воздуха причисляют следующее:

1. По сложности и трудоемкости монтаж водяного теплообменника можно сравнить с прокладкой труб отопления. Иными словами, проблем с установкой не возникнет.
2. Нагретые воздушные массы быстро отапливают даже помещение значительной площади.
3. Отсутствие сложных механических и электрических узлов обеспечивает безопасную работу.
4. Направлением потоков теплого воздуха можно управлять.
5. Во время работы нет повышенных нагрузок на электросеть, а поломка не спровоцирует возгорание. К слову, агрегат очень редко выходит из строя, потому что не имеет быстроизнашивающихся деталей.
6. Благодаря использованию горячей жидкости из тепловой сети техника не требует регулярных финансовых вложений.

Главный недостаток связан с тем, что калорифер нельзя использовать в бытовых целях в многоквартирных домах. Но в качестве альтернативы применяют аналогичные электрические устройства. Техника имеет внушительные размеры и требует контроля над температурой теплоносителя в тепловой сети, к которой она подключена. Подобное вентиляционное оборудование разрешено устанавливать только в местах, где температура окружающего воздуха не опускается ниже нуля градусов.

Классификация калориферов

По способу нагрева теплоносителя выделяют следующие калориферы для систем вентиляции:

• Огневые модели применяют значительно реже, чем другие модификации.
• Водяные агрегаты самые популярные, поскольку не требуют существенных затрат на обслуживание и приобретение. Главным минусом считают необходимость прокладки труб водоснабжения от тепловой сети к агрегату. Эти модели не подходят для бытового использования, но достаточно эффективны в общественных и производственных помещениях. В качестве теплоносителя можно использовать воду из сетей центрального водоснабжения, котла или ГВС. Это безопасные, простые и высокоэффективные приборы.
• Паровые калориферы быстро нагревают воздух до требуемой температуры. От водяного аналога их отличает только вид используемого теплового носителя и увеличенная толщина трубок теплообменника. Технику обычно применяют на промышленных предприятиях, где несложно установить и обслуживать паропровод.
• Электрические устройства для приточной вентиляции целесообразно использовать там, где важен простой и быстрый монтаж. В приборе нет циркулирующего теплоносителя. Его достаточно подключить к сети электроснабжения. Роль нагревательного элемента выполняет ТЭН. Однако с точки зрения расхода энергоносителя и экономичности этот вариант самый невыгодный. Обычно данную разновидность используют в качестве временного источника тепловой энергии, при проведении аварийных и разовых работ в качестве местного обогрева.

Важно! Схема приточной вентиляции с электрокалорифером может быть использована на объекте, площадь которого не более 150 квадратов.

Способы обвязки калорифера

Обвязка калорифера приточной вентиляции зависит от выбора места монтажа, технических характеристик агрегата и схемы воздухообмена. Среди разных вариантов монтажа чаще всего используют смешивание рециркуляционных воздушных масс с приточными потоками. Реже применяют замкнутую схему с рециркуляцией воздуха в пределах помещения.

Для правильной установки прибора важно, чтобы система естественной вентиляции была хорошо налажена. Подключение калорифера к отопительной сети обычно делают в точке забора в пределах подвального помещения. Если есть принудительная вентиляция, то агрегат можно установить в любом подходящем месте.

Также в продаже есть готовые узлы обвязки в нескольких вариантах исполнения.

В комплект входят следующие элементы:

• шаровые краны с байпасом;
• обратные клапаны;
• балансировочный вентиль;
• насосное оборудование;
• двух или трехходовые клапаны;
• фильтры;
• манометры.

Эти детали в составе узла можно комбинировать по-разному. Применяют жесткое присоединение элементов или монтаж с использованием гибких шлангов из металла.

Расчет мощности калорифера

При расчете мощности нагревателя для вентиляционной сети учитывают следующие данные:

1. Объемы приточных воздушных потоков, которые подлежат нагреванию.
2. Первоначальная температура подающегося воздуха.
3. Требуемая температура, до которой нужно подогреть воздушные массы перед их подачей в помещение.
4. Температура жидкого теплоносителя в сети теплоснабжения.
5. Обязательно учитывают площадь поверхности теплообменника, метод обвязки и способ подключения к котельной или тепловой сети.

Для вычисления тепловой мощности прибора используют формулу Qт = L х Pв х Cв х (tвн — tнар), в которой:

• Qт – это искомая тепловая мощность вентиляционного калорифера (Вт);
• L – объемы приточных воздушных масс (м³/ч);
• Pв – показатель из СНиП, который обозначает плотность воздуха (1,225 кг/м³);
• Cв – значение удельной теплоемкости находят по таблицам из СНиП (0,24 ккал/кг°С);
• (tвн — tнар) – разница между температурой внутри помещения и за его пределами (температуру внутри принимают по санитарным нормам для помещений определенного назначения, а показатели на улице берут по усредненным данным наиболее холодной пятидневки года для конкретного региона).

Сначала находят тепловую мощность, потом вычисляют габариты фронтального сечения, после подбирают подходящий агрегат. Затем выполняют расчет расхода теплоносителя.

Расход теплоносителя

Для расчета расхода теплового носителя сначала нужно найти фронтальное сечение прибора.

Его определяют по формуле F = (L х P)/ V, в которой:

• F – фронтальное сечение теплообменника калорифера;
• L – расход воздушных масс;
• P – табличное значение плотности воздуха;
• V – скорость воздушного потока (3-5 кг/м²с).

После этого можно вычислять расход теплоносителя по формуле G = (3,6 х Qт)/(Cв х (tвх — tвых)), в которой:

• G – потребность в воде для калорифера (кг/ч);
• 3,6 – поправочный коэффициент для перевода единицы измерения из Ватт в кДж/ч, чтобы расход получился в кг/ч;
• Qт – мощность нагревателя в Вт, которую нашли ранее;
• Cв – показатель удельной тепловой емкости воды;
• (tвх — tвых) – разница температур теплового носителя в обратной и прямой линии.

Обзор современных моделей

В продаже представлены водяные калориферы для сетей вентиляции разных марок. Наибольшей популярностью пользуются модели КСК, выпускаемые ЗАО Т.С.Т. Температура жидкости на входе составляет 150°С, а на выходе – 70°С. В агрегат можно подавать воздушные потоки с минимальной температурой -20°С. Рабочее давление жидкой среды составляет 1,2 МПа, а предельная температура – 190 градусов. Заявленный производителем рабочий ресурс составляет 13200 ч, что соответствует 11 годам службы. Нагревательные элемент калорифера выполнены из алюминия, а внешние конструкции – из углеродисто стали.

Тепловентиляторы компании Volcano mini ценят за компактные размеры, эргономичность и практичность. Для регулировки направления потока воздуха стоят управляемые жалюзи. Мощность техники доходит до 20 кВт, а предельная производительность – 200 кубометров в час. В агрегате имеется двухрядный теплообменник, в котором циркулирует 1,12 л жидкости. Предельное рабочее давление составляет 1,6 МПа, а температура рабочей среды – 120°С. Прибор укомплектован регулируемыми жалюзи и имеет 44 класс защиты. Устройство подходит для бытового и производственного использования.

Итальянские модели Galletti AREO укомплектованы теплообменником из сплава меди и алюминия, вентилятором и дренажным лотком. Бренд выпускает агрегаты с мощностью 8-130 кВт, в которых может циркулировать теплоноситель с температурой 7-95°С. Рабочее давление 10 бар. Температура воздушной среды – 10-40°С. Встроенный вентилятор имеет 3 скорости и защиту электродвигателя. Класс безопасности – IP 55.

На заметку! Также на рынке представлены калориферы не менее популярных брендов Fraccaro, Тепломаш, Yahtec, 2VV, Zilon, Tecnoclima, Инновент, Remko, Pakole и Kroll.

Правила эксплуатации калорифера

Для правильной и бесперебойной работы нагревателей для систем приточной вентиляции важно соблюдать следующие правила эксплуатации:

1. Нужно поддерживать определенный состав воздуха в здании. Требования к воздушным массам в помещениях разного назначения перечислены в ГОСТ № 2.1.005-88.
2. При монтаже надо соблюдать рекомендации производителя, придерживаться технологии установки.
3. Нельзя подавать в прибор теплоноситель с температурой выше 190 градусов. У некоторых моделей этот порог меньше, о чем сказано в технической документации.
4. Давление жидкой среды в теплообменнике должно быть в пределах 1,2 МПа.
5. Если нужно нагреть воздух в холодном помещении, то его подогревают плавно. Повышение температуры в течение часа должно составить 30 градусов.
6. Чтобы жидкость не замерзла в теплообменнике и не разорвала трубки, нельзя допускать охлаждения окружающих воздушных масс вокруг прибора ниже нуля градусов.
7. В помещении с высоким уровнем влажности устанавливают агрегаты со степенью защиты от IP66 и выше.

Производители водяных нагревателей не рекомендуют выполнять их ремонт самостоятельно. Лучше доверить эту работу сотрудникам сервисного центра. Не менее важно перед покупкой правильно рассчитать мощность прибора, чтобы он обеспечивал должную производительность и не работал вхолостую.