Скорость воздушного потока определяется, в свою очередь, такими параметрами, как мощность вентилятора и площадь поперечного сечения воздуховода. Для расчета площади нагревательных пластин в радиаторе или теплообменнике следует применять совершенно иные формулы и подходы.
Виды калориферов и расчёт их мощности для вентиляции
Отопление, а также канальное отопление представляют собой обширный термин, который охватывает трубопроводные системы, используемые для обогрева воздушных масс в различных типах зданий. В таких системах могут циркулировать горячая вода, воздух или пар, в зависимости от используемой технологии.
Калорифер — это специфический тип теплообменника, где источником тепла служат потоки воздуха, которые контактируют с нагревательными элементами данного устройства. Калориферы находят применение в системах вентиляции для нагрева приточного воздуха, а также в различных сушильных установках.
На изображении приведено схематическое расположение канального нагревателя в вентиляционной системе.
Калориферы могут быть представлены как отдельные блоки или в виде составной части цельного вентиляционного устройства. Их диапазон применения включает в себя:
- Первичный нагрев воздуха в приточных вентиляционных системах, где происходит подача холодного воздушного потока с улицы;
- Вторичный нагрев воздушных масс в системах приточно-вытяжной вентиляции, где осуществляется рекуперация тепла;
- Дополнительный нагрев воздуха в отдельных помещениях для достижения индивидуального температурного режима;
- Обогрев воздуха перед подачей в системы кондиционирования в зимний период;
- Резервное или дополнительное отопление в помещениях.
Энергоэффективность любого типа канального нагревателя определяется его тепловой эффективностью при определенных условиях потребления, и если эта эффективность значительная, то устройство классифицируется как высокоэффективное.
Прокладка трубопроводов в системе подачи воздуха к регулирующему клапану осуществляется с применением двухходовых клапанов в обычных сетях и трехходовых клапанов при использовании котлов или бойлеров. Установка таких систем трубопроводов позволяет легко контролировать производительность оборудования и минимизировать риск замерзания в зимний период.
Виды
Техника отопления и вентиляции в основном представлена водяными и паровыми агрегатами.
В этой системе воздух проходит через ряд компонентов, обеспечивающих необходимую обработку.
Отдаётся предпочтение водо-воздушным нагревателям, которые отличаются по нескольким важным параметрам:
- Формой поверхности, например, они могут быть гладкотрубными или ребристыми, а также пластинчатыми и спирально-навивными;
- Характером перемещения теплового носителя: выделяются одноходовые и многоходовые воздухонагреватели.
Согласно размерам поверхности нагрева, можно выделить четыре типа водо- и паронагревателей: самый маленький (SM), маленький (M), средний (M), и самый большой (B).
Водяной
Водяные калориферы обеспечивают комфортную температуру в воздуховоде путём использования энергии теплоносителя, который непрерывно циркулирует в радиаторе устройства. Эти жидкостные теплообменники имеют много общего с электрическими аналогами, однако они более энергоэффективны и, возможно, имеют более сложную установку, что делает их установку задачей для квалифицированных специалистов.
Принцип работы этих устройств основан на наличии полых, расположенных в шахматном порядке медных катушечных соединителей. У них также имеются алюминиевые пластины для эффективной тепловой отдачи. Нагретая жидкость (вода или гликолевый раствор) движется внутри медного змеевика, передавая тепло воздушным потокам приточной системы.
На рисунке представлены вентиляционные установки с водяными калориферами.
Преимущества водяных нагревателей в системах вентиляции включают их высокую эффективность при обогреве больших пространств благодаря особой конструкции.
Схематически наглядно показаны корпус и внутренние детали водяного нагревателя:
- боковая часть корпуса;
- верхняя и нижняя панели корпуса;
- вентиляционный патрубок на задней панели;
- теплообменник;
- решётка моторной опоры;
- лопатки ориентируемого типа;
- дополнительная ёмкость для конденсата;
- основная ёмкость для конденсата;
- верхняя часть корпуса теплообменника;
- воздуховод;
- фиксирующие прибор-кронштейны;
- пластиковые угольники.
Однако, важным недостатком таких нагревателей является высокий риск их замерзания при сильных отрицательных температурах, что связано с наличием воды в системе и обязательно требует защиты от воздействия низких температур.
Водяные калориферы представляют собой металлические трубы с оребрённой внешней частью, что позволяет повысить эффективность тепловыделения. Канальные нагреватели, работающие по принципу перемещения нагретого теплоносителя через трубки, способствуют теплообмену с окружающей средой. Эти устройства идеально подходят для установки в прямоугольных вентиляционных системах.
Расчёт мощности
Для достижения температурных показателей, соответствующих требованиям, необходимо провести правильный расчет и выбор приточной установки. Хотя современные водяные калориферы приобрели популярность, при выборе устройства любого типа важно определить его необходимую производительность, основываясь на следующих основных данных:
- объем нагреваемых приточных воздушных масс, измеряемый в м³/ч или кг/ч;
- температурные параметры исходных воздушных масс, которые равны расчетной температуре уличного воздуха, характерного для конкретного региона;
- желаемый температурный режим потоков воздуха после их нагрева;
- температурный график теплоносителя, применяемого для прогрева.
Упрощенное определение мощности канального нагревателя может быть основано на следующей простой формуле:
Q — производительность системы вентиляции в м³/ч,
T — разница температур на входе и выходе вентиляционного канала.
Таблица: расчёт мощности для основных параметров вентиляционной системы
| Объем поставки, м³ | Тепловая мощность, кВт |
| 80 | 1,2 |
| 160 | 2,4 |
| 240 | 3,6 |
| 330 | 4,8 |
| 510 | 7,5 |
| 730 | 10,8 |
| 1020 | 15,0 |
| 1520 | 22,5 |
| 2030 | 30,0 |
К примеру, чтобы рассчитать объем воздуха в помещении площадью 20 м² с высотой потолка 300 см, можно видеть, что это составляет 60 м³, и следовательно, однократная смена воздуха произойдёт с объемом 60 м³/час.
Таблица: показатели мощности электрического, парового и водяного канального нагревателя
| Цифры следующие | Температура забора воздуха oC | |||||||||
| 0 | -5 | -10 | -15 | -20 | -25 | -30 | -35 | -40 | -45 | |
| Мощность, кВт | 0.06 | 0.08 | 0.09 | 0.11 | 0.13 | 0.14 | 0.16 | 0.18 | 0.19 | 0.21 |
Приточный воздух, который поступает в помещение извне, нуждается в предварительной обработке для достижения заданных параметров качества. Обработка воздушных масс может включать фильтрацию, нагрев, охлаждение и увлажнение. Нагрев воздуха происходит непосредственно в теплообменнике, представленном канальным нагревателем.
Жидкостные канальные нагреватели на сегодняшний день являются наиболее распространенными и применяются во многих вентиляционных системах. Жидкий теплоноситель, который обычно движется в противотечном направлении по отношению к потокам воздуха, обеспечивает эффективное и экономичное отопление, позволяя сократить расход энергии и поддерживать оптимальные микроклиматические условия в помещениях различного назначения.
Особенности выбора калориферов и их классификация
Канальный нагреватель устанавливается в системах вентиляции как отдельный элемент или как составная часть единого блочного агрегата. При выборе нагревателя следует учитывать такие ключевые факторы, как:
- Размер помещения, который влияет на массу и производительность устройства;
- Мощность требуемой вентиляции для поддержания комфортного микроклимата;
- Климатические условия, в которых будет функционировать система.
Учитывая вышеназванные параметры, можно выбрать подходящий воздухонагреватель, который будет соответствовать конкретным требованиям.
Электрические канальные нагреватели являются наиболее простым вариантом. Это базовая модель нагревателя, при этом наиболее простой способ — это хорошо известные электрические калориферы. Они работают на основании встроенных нагревательных элементов, которые служат для преобразования электрической энергии в тепловую. Принцип работы заключается в том, что воздух, поступающий извне, проходит через нагреватель и только потом поступает внутрь помещения. Этот вариант идеально подходит для помещений площадью до 150 м², поскольку для больших пространств он нецелесообразен из-за высокой нагрузки на электрическую сеть. Основным недостатком электрических калориферов является их высокое энергопотребление.
Водяные калориферы считаются практичным и надежным выбором, подходящим для помещений площадью более 150 м². Эти устройства в большинстве случаев не требуют регулярного технического обслуживания и представляют собой экономически выгодный вариант. Их эффективность связана с наличием автоматизированной системы управления. Они имеют возможность легко регулировать температуру воздуха с помощью встроенных термостатов. Принцип работы заключается в том, что воздух всасывается через специальные решетки и проходит через фильтры, где происходит очистка от пыли и загрязняющих веществ, прежде чем поступить в канальный нагреватель, где он нагревается за счет тепла, передаваемого водопроводной водой.
Подключение электрического калорифера
Для электрических типов важное значение имеет мощность в кВт, что требует особой осторожности и соблюдения необходимых мер предосторожности в процессе подключения. В этом типе нагревателей используется блок управления, который способен регулировать температуру в помещении. Когда температура опускается ниже установленного значения, автоматическое отопление включается. Важно использовать термостат для поддержания заданной температуры и предотвращения перегрева устройства выше 140 градусов.
Схема подключения устроена так, что при нажатии кнопки «Старт» запускается как двигатель нагревателя, так и вентилятор вентиляционной системы. Тепловое реле подключается к двигателю с определенным значением тока и при возникновении проблем с вентиляцией срабатывает, размыкая электрическую цепь.
При включении вентилятора канального калорифера нагревательные элементы могут быть активированы замыканием контактной группы блокировки. Нагревательные элементы активируются кнопкой «Старт», и в этот момент срабатывает промежуточный выключатель, который активирует мощный пускатель, запускающего нагревательные элементы через свои контакты. По мере необходимости все нагреватели могут быть активированы одновременно для максимального быстрого нагрева.
- Для обеспечения пожарной безопасности в схему входит следующее оборудование:
- Тепловое реле, предохраняющее двигатель от перегрева;
- Защита от включения устройства без функционирующего вентилятора;
- Термореле, что защищает корпус калорифера от перегрева. В случае срабатывания термореле вентилятор продолжает работу, обеспечивая охлаждение устройства.
Схема также может быть дополнена индикатором включения стартера и аварийным сигнализатором. Рекомендуется установить автоматический выключатель в цепи, питающей нагревательные элементы, а также мощный автоматический выключатель на входе устройства. Вентиляторы не должны быть оснащены автоматическими выключателями.
Для управления канальным нагревателем следует установить панель управления, которая должна находиться в непосредственной близости от устройства. Чем меньше расстояние, тем меньше может быть сечение провода, что позволяет снизить потери на сопротивлении.
Подключение водяного калорифера
Существует два варианта подключения воздуховодов к водонагревательному змеевику: правый и левый варианты, которые зависят от расположения смесительного узла и блока управления. Если смотреть на блок подачи воздуха от шлюза:
- Левый вариант подразумевает, что автоматический блок и смесительный узел находятся с левой стороны;
- Правый вариант подразумевает, что автоматический блок и смесительный узел расположены с правой стороны.
В обеих версиях соединительные патрубки расположены на стороне всасывания, где установлена воздуходувка. В зависимости от версии предполагаются следующие варианты подключения:
- В правых вариантах трубка для подачи находится внизу, а трубка возврата – вверху;
- В левых вариантах всё наоборот: подача располагается вверху, а возврат – внизу.
Для вентиляционных установок с водяными нагревателями необходим смесительный узел, который должен содержать 2- или 3-ходовой клапан. Выбор необходимого клапана зависит от параметров системы теплоснабжения. Для автономных систем отопления, таких как газовые котлы, требуется трехходовой клапан. Если вентиляционная установка подключена к централизованной системе теплоснабжения, будет необходимо двухходовой клапан. В целом выбор клапана зависит от:
- Типа системы;
- Температуры подачи и возврата воды;
- Разности давления в трубопроводе подачи и возврата, когда система централизованная;
- Есть ли автономный насос на контуре притока вентиляции.
При установке контура с водяным нагревателем важно избегать вертикального расположения входных и выходных труб, а также установки воздухозаборного устройства в верхней части. Это связано с риском попадания снега на входной блок, который может растаять и создать угрозу затопления автоматики. Для обеспечения корректной работы терморегуляторов датчик температуры следует разместить в вытяжном воздуховоде, так чтобы его часть находилась не менее чем в 50 см от воздухозаборного устройства.
Также необходимо учесть следующее:
- Запрещено монтировать приточные установки производительностью 100 – 3500 м³/ч, если ось двигателя вертикальная;
- Запрещается установка приточных установок в условиях влаги или воздействия химически активных веществ;
- Запрещается использование приточных установок в условиях прямого воздействия атмосферных осадков;
- Запрещается блокировка доступа для обслуживания установок;
- Для организации приточной установки в отапливаемом помещении и предотвращения образования конденсата на подающем воздуховоде, следует использовать исключительно теплоизолированный воздуховод.
Установка канальных нагревателей не представляет особых трудностей, важно только соблюдать все правила и нормы техники безопасности, что может требовать времени. В некоторых случаях будет разумно доверить эту задачу профессионалам, чтобы убедиться в ее правильном выполнении.
Электрический калорифер: принцип работы
Для небольших вентиляционных систем электрический канальный нагреватель может быть отличным решением, поскольку он не требует сложного монтажа — достаточно подключить устройство к электросети.
Электрические канальные нагреватели компонуются электронными нагревательными элементами, что обеспечивает максимально эффективный теплообмен с окружающим воздухом.
Примечание: Используйте электрические обогреватели только в том случае, если обогреваемая площадь не превышает 150 квадратных метров; в противном случае расходы на электроэнергию могут превысить стоимость покупки устройства.
Виды
Навесные и настенные
В последние годы можно заметить растущую популярность настенных обогревателей, основанных на электрических канальных нагревателях.
Канальный нагреватель состоит из металлического корпуса, внутри которого располагаются нагревательные элементы. Управление работой этих элементов осуществляется механическим или электронным термостатом. Сами нагревательные элементы состоят из высокоомных проводников, установленных в термостойком керамическом корпусе. Электрические трубчатые нагреватели герметично заключены в алюминиевый или металлический корпус, имеющий эргономичную форму, например:
- с крыльями;
- с отводными пластинами;
- с аэродинамическими вставками.
Температура электрического трубчатого нагревателя может колебаться от 600 до 1000 градусов Цельсия. Ключевым преимуществом трубчатых электронагревателей является то, что они не сжигают кислород и не пересушивают воздух.
Принцип работы электрических конвекторов основан на физическом законе теплообмена: холодный воздух поднимается снизу, в то время как горячий воздух поднимается к потолку. При конвекционном нагреве холодный воздух проходит через электрические трубчатые нагревательные элементы, нагреваясь и поднимаясь к верхней части помещения, где затем охлаждается, становится тяжелее и опускается снова вниз.
Электрокалорифер канальный
Канальные нагреватели примечательны тем, что они представляют собой воздухонагревательные устройства, состоящие из труб, в которых циркулирует горячая вода, воздух или пар. Канальные нагреватели инсталлируются непосредственно в воздуховодах. Данные калориферы могут работать от электричества или горячей воды, основываясь на принципе теплопередачи. В зависимости от формы сечения и конфигурации вентиляционной системы, они могут быть круглыми или прямоугольными.
Также существуют канальные нагреватели с функцией рекуперации тепла. В этом случае холодный приточный воздух нагревается за счет теплообмена с уже нагретым воздухом, при этом смешивание воздушных потоков не происходит.
Промышленные электрокалориферы: производители и популярные модели
Наиболее распространёнными моделями промышленных электрических канальных нагревателей являются:
- «TDE 25»:
- производитель: «Trotec GmbH & Co. KG» (Германия);
- мощность нагрева: 3 000 Ватт;
- расход воздуха: 250 м³/ч;
- сборка: переносной вариант.
- «F-LUX series»:
- производитель: «Systema» (Италия);
- мощность нагрева: от 12 800 до 37 000 Ватт;
- сборка: настенный вариант.
Принцип работы водяного калорифера
Для помещений площадью более 150 квадратных метров использование котлов является наиболее целесообразным решением, поскольку подключение к центральной системе отопления не требует значительных затрат. Температура воды в таких системах может достигать 180 градусов.
Следует отметитить, что стоимость электрических нагревателей в целом выше, чем у водяных систем, но последние требуют установки специального узла для подключения, который включает в себя блок управления, циркуляционный насос, фитинги для трубопроводов и трехступенчатый клапан. Блок обвязки позволяет контролировать мощность нагрева и защищает от замерзания в зимний период.
Водяные нагреватели широкого назначения устанавливаются в помещениях с уже существующими системами отопления. Это классическое и простое решение для нагрева воздуха, которое может поднимать температуру до 70-100 градусов Цельсия, что идеально подходит для больших помещений, нуждающихся в дополнительном обогреве: навесов, супермаркетов, спортивных залов, теплиц, крупных павильонов и складов.
Калориферы: устройство, назначение, типы и аналоги
Промышленные канальные нагреватели представляют собой специализированные устройства, применяемые на производственных объектах. Они являются важными компонентами для регулирования температуры воздуха в различных помещениях. Использование воздухонагревателей для приточной вентиляции направлено на нагрев свежего воздуха, поступающего с улицы, до заданной температуры, обеспечивая тем самым соответствие критериям микроклимата за счёт нагревательных элементов. Калориферы и водонагреватели также могут применяться в системах, работающих с взрывоопасными газовыми средами.
Калориферы устроены следующим образом: они состоят из труб, по которым циркулирует теплоноситель — горячий пар, воздух или горячая вода. Эти устройства находит применение в вентиляционных, воздушно-отопительных и кондиционирующих системах, а также в различных сушилках.
Однако как конкретно работает калорифер? Он получает приточный воздух и нагревает его в процессе прохождения через теплообменник, получая тепловую энергию от теплоносителя. В результате этого процесса воздушный поток нагревается до заданной температуры. В зависимости от теплоносителя, на котором функционирует воздухонагреватель, его подключают к системам центрального отопления, водопроводным комплексам или электрическим сетям.
Типы калориферов
- паровые калориферы;
- водяные калориферы;
- электрические калориферы.
Еще одним важным аспектом являются условия эксплуатации, включая рабочие температуры.
Если теплообменники функционируют в сложных условиях, правильным вариантом будут нагреватели KFB, которые представляют собой биметаллические канальные теплообменники, состоящие из теплообменных элементов, аналогичных KSk и KPSk, с использованием металлических конструктивных компонентов с алюминиевыми ребрами.
Промышленные компании долгое время выбирали водяные и паровые калориферы (KP) и разрабатывали системные решения воздушного отопления KFB, обладающие значительными преимуществами.
Существуют различные модификации промышленных канальных нагревателей, которые различаются в зависимости от типа теплоносителя:
- водяного типа: КСк, КСн, КВС, КВБ;
- парового типа: КП/КПСк, КФБ, КФС, КП-Сн, КПС, КПБ (сухой насыщенный пар и подобные);
- электрического типа: СФО, ЭК;
- КФБО, КФСО – в ряде вариантов.
Водяной теплообменник серии 3/4 KSK 3 — Трехтрубный водяной теплообменник KSK 4 — Четырехтрубный водяной теплообменник Модель Вес Вес Модель Вес Вес KSk 3-1 31 кг KSk 3-7 44 кг KСК 4-1 37 кг KCk 4-7 53 кг Kпк 3-2 35 кг KCk 3-8 50 кг KSk 4-2 42 кг KSk 4-8 61 кг CCP 3-3 39 кг KCk 3-9 56 кг KSk 4-3 48 кг KSk 4-9 68 кг CCP 3-4 44 кг KCk 3-10 68 кг CCP 4-4 53 кг KSk 4-10 85 кг KCk 3-5 56 кг KCk 3-11 176 кг CCP 4-5 66 кг CCP 4-11 223 кг CCP 3-6 38 кг KCk 3-12 259 кг KCk 4-6 45 кг KСк 4-12 331 кг Паровой теплообменник серии 3/4 Трехтрубный паротрубный теплообменник KPSk 3 KPSk 4 Четырехтрубный паротрубный теплообменник KPSk 3-1 KPSk 3-7 KPSk 4-1 KPSk 4-7 KPSk 3-2 CBC 3-8 CBC 4-2 CBC 4-8 3-3 CBC 3-3 3-9 CBC 4-3 CBC 4-9 BCC3-4 3-10 BCCP 4-4 CBC 4-10 3-5 CBC 3 3-11 ККПБ 4-5 ККПБ 4-11 ККП 3-6 3-12 BCCP 4-6 KPSk 4-12 
+7 (495) 380-06-76 info@panoramavent.ru (запросы)
Список продуктов
- Mercor Proof (Европа)
- Канальные
- Стеновые
- Дымоудаления
- Огнезадерживающие КЛОП
- Специального назначения
- Люки Mercor Proof (Европа)
- Люки и фонари Клапар
- Перейти в раздел
- Круглые
- Прямоугольные
- Клапаны КВК
- Клапаны АВК
- Заслонка SRA
- Заслонка SRU
- Дроссель-клапан SRC
- Дроссель-клапан AGUJ (круглый)
- Перейти в раздел
Расчет
Каков процесс расчета мощности для воздухонагревателя?
Существует простая формула, которая выглядит следующим образом: Q(W) = L * 0.335 * (Tv — Tn), где:
- Q — это мощность прибора;
- L — расход воздуха в кубометрах в час;
- Тv и Тn — это температуры выходящего и входящего потоков соответственно.
При наружной температуре -5°C, заданной температуре приточного воздуха +18°C и расходе воздуха 500 м³/ч, итоговая номинальная мощность воздухонагревателя будет составлять: 500 * 0.335 * 23 = 3852,5 Вт.
Для корректного расчета расхода воздуха полезно опираться на законодательные требования, касающиеся вентиляции.
Правила эксплуатации калорифера
Для обеспечения длительной и надежной работы устройства важно соблюдать несколько основных правил эксплуатации:
- Не следует превышать давление в трубопроводах, превышающее указанные параметры, которые обозначены в технической документации;
- Состав воздушных масс в помещениях должен соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.005-88;
- При монтаже важно следовать инструкциям и рекомендациям со стороны производителя;
- Запрещено применить теплоноситель, температура которого превышает +190 градусов;
- Охлажденный воздух в помещении необходимо нагревать плавно, повышая температуру не более, чем на 30 градусов в час;
- Для защиты трубок теплообменника от обрывов температура не должна падать до отрицательных значений;
- Если помещение влажное или грязное, желательно устанавливать калориферы с уровнем защиты не ниже ІР 66.
Следует избегать самостоятельного ремонта системы отопления. Регулярность и качество обслуживания системы должны проводить квалифицированные специалисты.
Таблица: показатели мощности электрического, парового и водяного канального нагревателя
Подробности Температура воздуха на входе oC 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 -45 Мощность, кВт 0.06 0.08 0.09 0.11 0.13 0.14 0.16 0.18 0.19 0.21 Приточный воздух, поступающий в зону функционирования, подлежит обработке для достижения основных параметров, требуемых для комфортного присутствия. Обработка включает в себя фильтрацию, нагрев, охлаждение и увлажнение. Нагрев воздуха осуществляется в специализированном теплообменнике, который представляет собой канальный нагреватель.
В наши дни жидкостные канальные нагреватели представляют собой наибольшую популярность и широко применяются в большинстве вентиляционных систем. Перемещение жидкого теплоносителя предлагается в направлении, противоположном движению воздушных потоков, что гарантирует эффективное и экономичное отопление, поддерживая оптимальные условия микроклимата в помещениях.
- Онлайн калькулятор расчета мощности калорифера
