Нагрев приточного воздуха для систем вентиляции или отопления позволяет обеспечить необходимый микроклимат, соответствующий санитарным требованиям. Без этой процедуры свежая струя будет постоянно заменять собой теплый отработанный воздух, выводя наружу тепловую энергию, снижая тем самым эффективность системы отопления здания. Одним из основных устройств, используемых для подготовки приточного воздуха к подаче в систему вентиляции, является калорифер - обогреватель воздушного потока, использующий энергию носителя или преобразующий один вид в другой.
Калорифер - это устройство, служащее для нагрева воздуха. По принципу работы он является теплообменником, передающим энергию от теплоносителя к потоку приточной струи. Состоит из рамки, внутри которой плотными рядами расположены трубки, соединенные в одну или несколько линий. По ним циркулирует теплоноситель - горячая вода или пар. Воздух, проходя сквозь сечение рамки, получает от горячих трубок тепловую энергию, благодаря чему по вентиляционной системе он транспортируется уже нагретым, не создающим возможности образования конденсата или охлаждения помещений.
Все калориферы для приточной вентиляции можно разделить на две основные группы:
В первую группу входят водяные и паровые калориферы, во вторую - электрические. Принципиальная разница между ними состоит в том, что устройства первой группы только организуют передачу тепловой энергии, поступающей в них в готовом виде, тогда как приборы второй труппы создают тепло внутри себя самостоятельно. Кроме того, водяные и паровые калориферы подразделяются на пластинчатые, имеющие большую эффективность, но худшие эксплуатационные качества, и спирально-катанные, используемые ныне практически повсеместно.
Существуют также нагревательные устройства, зачастую причисляемые к данным группам, например, газовый калорифер. Горящий газ нагревает поток воздуха, проходящий через зону накала, осуществляя его подготовку к использованию в системах вентиляции или воздушного отопления. Использование таких устройств не имеет широкого распространения, так как применение газа в промышленных цехах сопряжено с массой опасностей и имеет множество ограничений.
Также существуют калориферы на отработанном масле. Используется тепло, выделяемое при сжигании отработки. Для больших помещений такие устройства не имеют достаточной мощности, но для малых вспомогательных участков вполне подходят.
К достоинствам можно отнести:
К недостаткам относятся:
Как достоинства, так и недостатки приборов обусловлены из конструкцией и не зависят от внешних факторов.
Существует несколько типов калориферов, используемых в разных участках и условиях.
Рассмотрим их внимательнее:
Самая распространенная группа приборов, отличающаяся высокой эффективностью, безопасностью и простотой действия. В качестве теплоносителя в них используется горячая вода, поступающая из сети ЦО, ГВС или от собственного котла. Калорифер водяной для приточной вентиляции является наиболее удобным и экономичным решением, позволяющим выполнять поставленные задачи с минимальными затратами на обслуживание или ремонт. Единственным недостатком прибора является необходимость подключения к системе подачи теплоносителя, что создает определенные сложности на стадии монтажа и препятствует быстрому переносу в другое место.
Паровые устройства являются полными аналогами водяных и на практике отличаются от них только видом теплоносителя. Единственным отличием паровых приборов является большая толщина стенок трубок - 2 мм против 1,5 у водяных. Это обусловлено большим давлением в системе, требующим усиленных каналов для циркуляции. В остальном приборы идентичны, имеют одинаковые эксплуатационные правила и требования.
Электрический калорифер для приточной вентиляции не нуждается в подаче теплоносителя, так как источником нагрева является электрический ток. Подключение таких приборов гораздо проще, что делает их мобильными и удобными в использовании, но высокие расходы на электроэнергию ограничивают применение этой группы. Чаще всего они устанавливаются для местного обогрева при выполнении разовых работ, используются в качестве аварийных или временных источников тепла.
Расчет калорифера производится в несколько этапов. Последовательно определяются:
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.
Внутренняя температура - санитарная норма для данного помещения, наружная определяется усредненным значением самой холодной пятидневки в году для данного региона.
Определяем фронтальное сечение:
F = (L P)/ V ,
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.
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
Фронтальное сечение:
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.
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.
Методика расчета паровых калориферов практически идентична рассмотренной. Единственным отличием является формула расчета теплоносителя:
G = Q / r
где r - удельная теплота, возникающая при конденсации пара.
Самостоятельный расчет калориферных установок достаточно сложен и чреват появлением множества ошибок. Если требуется рассчитать прибор, лучшим решением будет обратиться к специалистам или использовать онлайн-калькулятор, которых имеется много в сети интернет. Решение достаточно просто, надо лишь подставит в окошечки программы собственные данные и получить искомые значения, на основании которых можно выбирать готовые устройства.
Обвязка калорифера - это комплекс устройств и элементов регулировки подачи теплоносителя в прибор. Он включает в себя следующие элементы:
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:
При разнице в технике монтажа, оба вида выполняют одну и ту же функцию - обеспечивают настройку и регулировку режима работы калорифера.
Используются два способа регулировки режима работы:
Обустройство вентиляции в частном доме своими руками: .
Комбинированные котлы на дровах и электричестве: оптимальное решение для отопления загородного дома.
В интернет-магазине RoomKlimat можно купить высококачественное вентиляционное и климатическое оборудование оптом и в розницу по самым выгодным ценам в Москве. Мы предлагаем компактные приточные установки Breezart с водяным нагревателем (с автоматикой), отличающиеся высокой производительностью и долгим сроком службы. Оборудование можно заказать на нашем сайте с доставкой в любой регион России.
Вентиляционные приточные установки Breezart предназначены для фильтрации, подогрева и подачи свежего воздуха в небольших помещениях: в жилых зданиях, кафе и ресторанах, офисах, складских помещениях. Данное оборудование позволяет обеспечивать эффективную вентиляцию и обогрев помещения при минимальных энергозатратах.
Модели приточных установок данной серии выпускаются в прочном корпусе с защитным антикоррозийным полимерным покрытием, с внутренним слоем тепло- и звукоизоляции.
Оборудование комплектуется вентиляторами, водяным калорифером, воздушными фильтрами, смесительным узлом, а также пультом автоматики. Водяной нагреватель позволяет нагреть температуру воздуха до заданных параметров.
Все модели приточных установок данной серии комплектуются выносным пультом управления с графическим дисплеем с подсветкой. Встроенная система оборудована всеми необходимыми датчиками, что исключает необходимость дополнительной автоматизации оборудования.
Все модели установок оснащены высококачественными вентиляторами с инверторным двигателем, имеющим широкий диапазон регулировки скорости, отличаются низким уровнем шума и высоким КПД.
Калориферы для приточной вентиляции применяют в тех случаях, когда нужно обеспечить поступление во внутреннее помещение свежего воздуха извне при низких температурах. Летом наладить воздухообмен в жилых домах и на производственных предприятиях достаточно просто: при установке приточного вентилятора нужно только рассчитать его мощность для конкретной площади. Если же воздух снаружи холодный, то его прямое поступление внутрь здания ведёт к потере тепла.
Сбалансировать разницу температур, при этом освежая воздух, можно при помощи калорифера, который устанавливается непосредственно в системе вентиляции. Приходящий с улицы воздушный поток достигает необходимых параметров, проходя через систему фильтрации, нагревающие и охлаждающие элементы. Кроме этого, регулируется и содержание влаги.
Для создания в здании оптимального микроклимата применяется система калориферного обогрева, то есть принудительного подогрева с помощью оборудования, которое устанавливается в воздушных каналах.
В зависимости от того, какой теплоноситель используется, выделяют 4 типа калориферов:
Особенностью нагревателя является то, что состав поступающего с улицы воздушного потока не должен быть липким, волокнистым, содержать твёрдые частицы. Допустимая запылённость - не более 0,5 мг/м³. Минимальная температура забираемого воздуха -20 °C.
При выборе калорифера учитывают следующие факторы:
Нагреватель устанавливают во внутренней части вентиляционной шахты, поэтому он должен соответствовать её параметрам (конфигурации и размеру).
Если производительность будет низкой, то прибор не сможет прогреть воздушные массы.
Если нет возможности установить калорифер с нужными параметрами, то последовательно монтируются несколько механизмов, имеющих меньшую мощность.
Водяной калорифер для приточной вентиляции экономичен в сравнении с электрическими аналогами: для того, чтобы нагреть одинаковый объём воздуха, используется энергии в 3 раза меньше, а производительность гораздо выше. Экономия достигается благодаря подключению к системе центрального отопления. С помощью термостата легко устанавливать необходимый температурный баланс.
Автоматическое управление повышает эффективность. Щит управления приточной вентиляцией с водяным калорифером не требует дополнительных модулей и представляет собою механизм управления и диагностирования аварийных ситуаций.
Состав системы выглядит следующим образом:
Конструкция водяного канального нагревателя типа 60-35-2 (размер – 60 см х 35 см, рядность – 2) из оцинкованной стали, предназначенного для систем вентиляции и кондиционирования
Водяной и паровой калориферы представлены в трёх разновидностях:
Вентилятор, теплообменник и конвектор – так в общих чертах выглядит водяное нагревательное устройство.
Принцип работы приточной вентиляции таков:
Пример использования воздухонагревателя VOLCANO в помещении шиномонтажа (температура воды +90 ºС)
Калорифер, не имеющий собственного нагревателя, состоит из двух основных элементов:
Поступление воздушных масс может осуществляться в одном из двух вариантов:
Трубки размещают на той стороне, где установлен воздушный клапан.
Водяные калориферы разделяются на 2 вида по типу вентиля:
Вид вентиля определяется характеристиками системы, снабжающей теплом. К ним относятся:
Схема установки должна предусматривать недопустимость монтажа в следующих случаях:
Такие ограничения обусловлены возможностью попадания снежных масс в приток оборудования и дальнейшей протечки талой воды в электронный блок.
Место монтажа канального калорифера для приточной вентиляции в системе воздухообмена (если существует возможность понижения температуры ниже нормы, обязательна установка термостата защиты от замерзания)
Чтобы избежать сбоев работы блока автоматики, датчик температуры должен находиться во внутренней части элемента выдува воздуха на расстоянии не менее 0,5 м от механизма притока.
Обвязка представляет собою каркас из арматуры, с помощью которого регулируется поступление горячей воды. Узел обвязки помогает контролировать производительность калорифера приточной вентиляции, управлять им и поддерживать в здании заданный температурный режим.
Расположение узлов обвязки определяется местом установки, схемой воздухообмена, техническими параметрами оборудования. Применяют 2 варианта монтажа:
С учётом этого существуют 2 метода обвязки:
Некоторые производители — например, «Интеграция» — выпускают узлы обвязки различной модификации, представляющие собою целые комплекты, состоящие из клапанов (балансировочных и обратных, двух и трёхходовых), насосов, байпасов, шаровых кранов, манометров, очистительных фильтров.
Схема обвязки узлов калорифера для приточной вентиляции. (Шаровые краны, установленные на входе и на выходе, позволяют перекрывать воду, а термоманометр – контролировать температуру и давление)
Если естественная вентиляция налажена хорошо, то возможностей для успешной работы оборудования гораздо больше. Правильный выбор обвязки в таких случаях эффективен, как для нагрева больших площадей на производстве, так и для частных домов, коттеджей.
Калорифер, используемый для вентиляции, обычно подключают к системе отопления непосредственно в точке воздухозабора. Если действует принудительная вентиляция, то монтаж воздухонагревателя может быть проведён в любом месте.
Калориферы для приточной вентиляции позволяют создать комфортный температурный режим как в промышленных, так и в жилых помещениях. Важно только правильно определиться с выбором теплоносителя, который будет наиболее эффективным (с минимальными затратами при максимальной производительности) в определённых условиях. Автоматизированная система – как, например, щит управления приточной вентиляцией с водяным калорифером, - позволит сделать использование нагревательных приборов для приточной вентиляции удобным и безопасным.
Расчёт мощности калорифера, необходимой для обогрева конкретного помещения, проводят с учётом таких данных, как:
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:
Q т – тепловая мощность калорифера, Вт;
L – расход воздуха, м³/час
ρ возд – плотность воздуха. Плотность сухого воздуха при 15 °C на уровне моря составляет 1,225 кг/м³;
с возд – удельная теплоёмкость воздуха, равная 1 кДж/(кг∙К)=0,24 ккал/(кг∙°С);
t вн – температура воздуха на выходе из калорифера, °C;
t нар – температура наружного воздуха, °C (температура воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 согласно )
Калькулятор расчёта мощности калорифера
VKJet-W-800 – это приточная установка с компактными размерами. Основные конструктивные элементы оборудования – водяной теплообменник, фильтрующий элемент, вентилятор . В модификации W-1200 установлено два вентилятора , увеличивающие расход воздуха.
Однофазный вентилятор имеет показатель мощности 355 Вт.
Теплообменник имеет пластинчатое исполнение, корпус из меди и алюминия с типовыми размерами сечения: 400х200 мм. В качестве теплоносителя применяют воду либо незамерзающие составы.
Наибольший температурный показатель теплоносителей – 150 градусов Цельсия, давление – до 1 Мпа.
Корпус теплообменника оснащен отверстиями, через которые сливают жидкость или спускают воздух.
Размер патрубков для подсоединения – G1”.
Основной задачей приточно-вытяжной установки Climate 067W с водяным калорифером является подача свежего очищенного воздуха в помещение и удаление отработанного.
При этом ключевой особенностью данной модели является то, что она в процессе работы может как нагревать, так и охлаждать приточный воздух засчет системы рекуперации с тепловым насосом.
Установка позволяет поддерживать заданную температуру в помещении круглогодично .
Climate 067 являются одними из наиболее энергоэффективных. Эффективность процесса рекуперации в такого рода вент.установках достигает 70%, что позволяет экономить средства на затратах электроэнергии. Это особенно актуально для климата России, где зимний период года длится 7-8 месяцев в году.
По опыту наших исследований и расчетов окупаемость приточно-вытяжных установок с рекуперацией в среднем происходит за 1,5-2 года работы. Если сравнивать с оборудованием, которое греет приточный воздух электричеством.
Встроенный тепловой насос приточной установки позволяет большую часть тепловой энергии передавать от приточного воздуха - удаляемому и наоборот. Эффективность в таких моделях доходит до того, что на 1 кВт потребляемой электроэнергии, вы получаете от 3 до 6 кВт тепловой энергии.
Таким образом, затраты электроэнергии на эксплуатацию приточно-вытяжной установки Climate 067 снижаются в несколько раз. Цена приточно-вытяжной установки с рекуперацией тепла Climate зависит от ее комплектации.
Приточный и вытяжной воздух проходит через установку при помощи вентиляторов. В установке расположен реверсивный тепловой насос с двумя металлическими (медными) теплообменниками в каждом канале. В процессе работы в зависимости от режима - нагрев или охлаждение, тепловой насос работает таким образом, что передает тепло между каналами. Принцип работы теплового насоса как у обычных кондиционеров.
Монтаж приточно-вытяжной установки Climate 067 Монтаж данной серии оборудования достаточно прост, поскольку установка практически полностью собрана в заводских условиях. Вся система автоматики, реверсивный тепловой насос находятся уже в готовом состоянии. Весь процесс монтажа заключается в установке приточной машины на опору или подвешивании под потолок, подсоединении воздуховодов, подключении внешнего электропитания и сборке водяного узла обвязки (для моделей с водяным калорифером).
Установка комплектуется пультом управления, на котором можно задавать и менять любые параметры ее работы. Пульт монтируется в любом удобном месте на стену.
Наши специалисты с удовольствием проконсультирую вас и подберут установку необходимой мощности.
Технические характеристики
Производительность по воздуху |
Единица измерения |
Climate-067 (1) |
Climate-0 67 (3) |
|
Номинальная |
||||
Максимальная |
||||
Минимально допустимая (летом) |
||||
Минимально допустимая (зимой) |
||||
Охлаждение приточного воздуха |
||||
Холодильная мощность |
||||
Потребление компрессора |
||||
Подогрев приточного воздуха |
||||
Тепловая мощность (2) |
||||
Потребление компрессора |
||||
Коэффициент производительности |
||||
Потребляемая мощность вентиляторами |
||||
Максимальная |
||||
Минимальная |
||||
Электропитание установки |
||||
Уровень шума через корпус на расстоянии 1 м не более db (A) |
||||
Управление установкой |
Автоматическое микропроцессорное через пульт с ЖКИ дисплеем |
|||
Мощность дополнительного нагрева |
||||
Электрическими нагревателями (ТЭНами) |
||||
Калорифером (горячая вода 90/70) |
||||
Габаритные размеры: |
||||
Глубина (по ходу воздуха) |
||||
Масса установки (без дополнительных блоков) |
||||
Максимальная потребляемая мощность |
||||
При работе на нагрев (с учетом ТЭН) |
||||
При работе на охлаждение |
||||
При работе на нагрев |
||||
При работе на охлаждение |
||||
СОР(4) |
||||
(1) - при t нар. 28°С 70% отн.влажн. или 23.7°С мокр.терм. и t внутр. 22°С
(2) - при t нар. 7°С сух.терм. или 6°С мокр.терм. и 20°С и 40% отн.влаж. внутреннего воздуха
(3) - при t нар. 35°С 42% отн.влажн. или 24°С мокр.терм. и t внутр. 27°С
(4) - COP (Coefficient of Performance —тепловой коэффициент) равен отношению мощности обогрева к потребляемой мощности .