Описание калориферов и узлов обвязки приточной вентиляции

Краткий обзор современных моделей

Чтобы составить впечатление о марках и моделях водяных калориферов, рассмотрим несколько устройств разных производителей.
Калориферы КСК-3, выпускаемые на предприятии ЗАО Т.С.Т.

Технические характеристики:

• температура теплоносителя на входе (выходе) — +150°С (+70°С);
• температура воздуха на входе – от -20°С;
• рабочее давление – 1,2МПа;
• максимальная температура — +190°С;
• срок эксплуатации – 11 лет;
• рабочий ресурс – 13 200 ч.

Внешние части изготовлены из углеродистой стали, нагревательные элементы – из алюминия.

Водяной тепловентилятор Volcano mini – компактный прибор польского бренда Volcano, отличается практичностью и эргономичным дизайном. Регулировка направления воздушного потока производится с помощью управляемых жалюзи.

Технические характеристики:

• мощность в границах 3-20 кВт;
• максимальная производительность 2000 м?/ч;
• тип теплообменника – двухрядный;
• класс защиты – IP 44;
• максимальная температура теплоносителя 120°С;
• максимальное рабочее давление 1,6 МПа;
• внутренний объем теплообменника 1,12 л;
• направляющие жалюзи.

Калорифер Galletti AREO итальянского производства. Модели оснащены вентилятором, медно-алюминиевым теплообменником и дренажным лотком.

Технические характеристики:

• мощность в режиме обогрева – от 8 кВт до 130 кВт;
• мощность в режиме охлаждения – от 3 кВт до 40 кВт;
• температура воды – + 7°C +95°C;
• температура воздуха – 10°C + 40°C;
• рабочее давления – 10 бар;
• количество скоростей вентилятора – 2/3;
• класс электрической безопасности IP 55;
• защита электродвигателя.

Кроме приборов перечисленных марок на рынке калориферов и водяных воздухонагревателей можно встретить модели следующих брендов: Тепломаш, 2VV, Fraccaro, Yahtec, Tecnoclima, Kroll, Pakole, Инновент, Remko, Zilon.

Первый опыт эксплуатации

Эксплуатация и первые замеры:

• с 30 сентября температуру подающей воды подняли до 40 °С.
• при этой температуре система нормально работает при скорости 40 % (около 150-200 м3/час), максимальная температура в канале до 28 °С (на фото выше). И это при выключенном рециркуляционном насосе.
• если включить насос, то трехходовой кран находится в почти закрытом положении. Это обнадеживает, что есть запас по мощности.

Сделал замеры по счетчикам всех квартир на площадке за 2 суток при выключенном насосе

• 2-х комнатная 85 м2 — 78 кВт*час
• 1-х комнатная 50 м2 — 44 кВт*час
• 1-х комнатная 45 м2 — 43 кВт*час
• 3-х комнатная 110 м2 — 76 кВт*час

Следующие 2 суток при включенном рециркуляционном насосе

• 2-х комнатная 85 м2 — 77 кВт*час
• 1-х комнатная 50 м2 — 44 кВт*час
• 1-х комнатная 45 м2 — 41 кВт*час
• 3-х комнатная 110 м2 — 77 кВт*час

Можно сделать предварительные выводы, что:

• приточка не влияет на потребление соседей, как минимум при текущих параметрах.
• радует, что я не зря потратил много сил на утепление наружных стен — на отопление я трачу как двушка

Завершился первый месяц эксплуатации.

• был неприятный момент — выключали электричество во всем доме. При этом остановились и насосы отопления в подвале
• приточка пыталась несколько перезапуститься автоматически, но у меня был выключен рециркуляционный насос и она каждый раз падала по аварии замораживания калорифера.
• отключил автоматический рестарт и купил бесперебойник для питания насоса.

Первый месяц эксплуатации — октябрь 2013:

• Показания счетчиков вода — 983 кВт*час, включая батареи
• электричество на приточку — 42 кВт*час (два дня была низкая температура воды, включался электрический калорифер)
• в прошлом году приточка грелась от электричества — потратил 340 кВт*час.

Второй месяц эксплуатации — ноябрь 2013:

• Показания счетчиков вода — 1170 кВт*час, включая батареи
• электричество на приточку — 39 кВт*час

За первые три месяца эксплуатации на электричестве сэкономил 3000 кВт — около 10 000 руб.

Разновидности калориферов

КПД и скорость нагрева воздуха от парового калорифера выше, чем электрических и водяных

Канальные нагреватели классифицируются по типу теплоносителя. Выделяют следующие виды:

• Электрические. В качестве нагревательного элемента используется металлический ТЭН, который работает от электросети. Устройство отличается простотой установки и монтажа. Мощность рассчитана на обслуживание помещения площадью до 100 кв.м.
• Водяные. Это приборы, в которых по трубам циркулирует вода. Используется в вентиляционных системах в общественных и промышленных помещениях. Необходим монтаж узла обвязки водяного калорифера.
• Паровые. Калорифер, работающий от пара, имеет высокий КПД, большую скорость нагрева. Пар разогревается до определенной расчетной температуры. Подходит для установки в промышленных зданиях с источником водяного пара. Обвязка парового калорифера приточной вентиляции сложная, поэтому выполняется только специалистами.

Выбор оптимальной системы зависит от типа помещения, его назначения и возможностей.

Классификация

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:

• Паровые – применяются чаще всего на промышленных предприятиях, где выработка пара предусмотрена технологическими процессами.
• Электрические – этот вариант самый простой в установке (нужен только источник питания для нагрева встроенных ТЭНов), но требует большого расхода электроэнергии. Использование электрокалорифера считается целесообразным только на объектах, площадь которых не превышает 150 м²
• Водяные – этот тип нагревателя работает на основе горячей воды и устанавливается в системах вентиляции с прямоугольным или круглым сечением на площадях свыше 150 м² Данный тип обогрева надёжен, практичен, прост в обслуживании и недорог.

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:

• площадь помещения;
• погодные условия в данном климатическом поясе;
• мощность вентиляции.

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.

Схемы и типы исполнений смесительных узлов UTK

Смесительный узел построен по трехходовой схеме регулирования

Шаровые краны 1 служат для отключения узла от тепловой сети.

На подающей линии узла имеется фильтр 2 для горячей воды. По мере загрязнения необходимо очищать фильтрующий элемент фильтра.

На подающей линии узла установлен трехходовой регулирующий клапан с сервоприводом 3 пропорционального регулирования. Вход В клапана соединен байпасом с обратной линией узла. На байпасе установлен обратный клапан 5 для предотвращения перетекания теплоносителя из подающей линии в обратную минуя воздухонагреватель. На подающей линии узла установлен циркуляционный насос 4 для обеспечения циркуляции теплоносителя по «малому» контуру.

Автоматика управления

Электрическую схему проектировал с использованием SPlan7.0. Схема в

.

Для защиты от протечек дополнительно поставил NEPTUN BUGATTI BASE 1/2 ДЮЙМА. Контакты аварии вывел на Контроллер, дополнительно выключаю циркуляционный насос.

Монтаж щитка выполнил преимущественно на компонента ABB, единственно взял у Legrand силовые реле. Силовая часть собрана в нижней части щитка, низковольтная и сигнальная в верхней.

Автоматизированный подогрев воздуха в приточной вентиляции

Варианты устройства круглых и прямоугольных вентшахт — система автоматизированы

• Работа оборудования контролируется с помощью пульта управления (ПУ). Пользователь предварительно задает режим регулирования потока приточного воздуха и температуры.
• С помощью таймера система вентиляции с подогревом самостоятельно включается и отключается.
• Оборудование, которое обеспечивает подогрев, может быть подключено к вытяжному вентилятору.
• Калориферы снабжают термостатом, который предупреждает возникновение пожара.
• В системе вентиляции для контроля за перепадами давления устанавливается манометр.
• На приточной вентиляционной трубе устанавливается отсечный клапан, он предназначен для блокирования поступления приточных ветровых масс.

(голосов пока нет)

Монтаж системы

Со стороны балкона схема поменялась, удалил входной глушитель, вместо него перед вентилятором поставил еще один фильтр G5. На основном канале вентиляции, в обход калориферов стоит клапан, в зимнем режиме он закрыт — воздух пойдет через калориферы.

С помощью дворника была проделана дыра в стене на балкон. Хорошо, что стены легко ломать легко. Изнутри пенобетон, потом 15 см пенопласта и облицовка в пол кирпича. Планировка квартиры позволила сделать в углу около балкона маленькую кладовку размером 50х50 см.

Задача усложнялась тем, что нужно было разместить глушитель (длина 110 см, диаметр 30 см) после калорифер. Из-за этого монтаж получился очень плотным.

С помощью сверла, какой-то матери и круглого отвода, врезался в основной канал вентиляции, который у меня проходит под потолком. Слева от новой врезки видно забор воздуха кондиционером для рециркуляции. Установил шумоглушитель. Весит о порядка 5 кг, поэтому опирается на подпорки.

Примерил калориферы. Встало все в притирку, запас всего пару сантиметров. Расстояние между электрическим и водяным получилось маловато — нужно не менее двух диаметров. Это была одна из моих серьезных ошибок.

Особенности монтажа и подключения

Работы по сборке и подключению должны проводить профессиональные работники специализированной компании. Перед началом работ по установке оборудования необходимо проконтролировать состояние всех элементов и составляющих смесительного узла, целостность изоляции электропроводов привода и циркуляционного насоса.

Требования к установке электрооборудования

• Включение насоса в электросеть должно происходить с применением трёхжильного кабеля.
• На кожухе насоса необходимо установить коммутационную коробку, куда завести фазу, ноль и заземление. Доступ к клеммам должен осуществляться путём откручивания винтового элемента в середине защитной крышки коробки.
• Вывод электрокабеля из коммутационной коробки необходимо производить через изоляционное кольцо.
• Запрещается подавать ток на электрический кабель до окончания монтажных работ.
• Работы по обслуживанию должны проводиться только при отключенном смесительном узле.

Чтобы предотвратить нештатные ситуации в ходе эксплуатации смесительных гидроблоков вентиляционных систем, необходимо точно рассчитать и подобрать соответствующие требованиям типоразмеры клапанов, дополнительных элементов, мощности насоса и т.п.

Регулировка процесса нагрева

Существует 2 вида регулировки нагрева:

• количественный – корректировка температуры происходит за счёт изменения потребления теплоресурса;
• качественный – в этом варианте используется изменение параметров носителя тепла при неизменном потреблении теплоресурса.

Установка смесительного блока. Методы монтажа

Модуль обвязки сооружается посредством жесткой разводки, т. е. – соединение всех элементов происходит при помощи стальных или пластиковых труб. При этом, место модуля известно заранее. Все части данного блока располагаются в непосредственной близости друг от друга. Это упрощает работы по монтажу, обслуживанию или ремонту смесительного узла.

Практическое применение нашли две схемы обвязки терморегулирующего модуля:

• Качественная;
• Количественная.

Первый из вариантов, обеспечивающий регулирование температуры теплоносителем при неизменном его объеме, применяется сегодня гораздо чаще другого. В основу второй схемы положен способ терморегулирования путем изменения количества теплоносителя. Здесь объем тепловой энергии и температура нагрева воздуха находятся в прямо пропорциональном подчинении.

Зависимо от вида предусмотренной схемы в нее включается или двухходовой клапан и насос (количественный метод), или трехходовой клапан – при качественном способе обогрева. Кроме этих комплектующих, типовой узел обвязки парового калорифера включает:

• Шаровой кран для подачи и отвода теплоносителя;
• Сетчатый фильтр грубой очистки;
• Байпас, исключающий остановку передвижения теплоносителя в результате внезапной блокировки электромагнитного клапана;
• Термометры, манометры, трубная разводка.

Кроме жесткой разводки используется также метод резьбового соединения элементов схемы посредством гофрированных шлангов. Этот вариант применяется, когда невозможно произвести жесткую сборку.

Запас тепловой мощности калорифера

9. Определяем запас тепловой производительности принятого калорифера (ов). ((q — Q) / Q) • 100 q — фактическая тепловая мощность подобранных калориферов, Вт; Q — расчетная тепловая мощность для нагрева требуемого объема воздуха, Вт. Фактическая тепловая производительность принятого паровоздушного калорифера должна быть больше, чем расчетная. Диапазон допустимого процентного соотношения фактической и расчетной мощности, по разным источникам, может составлять от 96 до 120 (от — 4 до 20) %. В любом случае, нужно стремиться к максимально приближенному равенству мощностей (фактическая производительность = 100 — 110 % от расчетной). Если при подсчете, разница составила большее значение, чем вышеупомянутые цифры, следует произвести перерасчет.

Пример расчета и подбора калорифера КПСк. Шаг-9

Подобрать подходящий калорифер КПСк для нагрева 6500 м³/час от температуры -28°С до +29°С. Теплоноситель — сухой насыщенный пар давлением 0.1 МПа. 9. Осуществляем подсчет расхождения фактической и расчетной тепловой мощности подобранных теплообменников ((104653 — 133426) / 133426) • 100 = -21.6% — для калорифера КПСк 2-10 ((150642 — 133426) / 133426) • 100 = 12.9% — для калорифера КПСк 3-10 ((188874 — 133426) / 133426) • 100 = 41.6% — для калорифера КПСк 4-10 104653, 150642, 188874 — фактическая тепловая мощность подобранных паровых теплообменников, Вт; 133426 — расчетная тепловая мощность для нагрева заданного объема воздуха, Вт. -21.6, 12.9, 41.6 — запас теплопроизводительности выбранных калориферов. Из рассматриваемых моделей калориферов КПСк 10-го номера, только трехрядный воздухонагреватель КПСк 3-10 соответствует при заданных условиях рекомендуемому соотношению фактической и расчетной мощности.

РЕГУЛИРУЮЩИЕ КЛАПАНЫ

Регулирующие клапаны ESBE (Швеция) серии VRG 131:

Материал клапана латунь DZR.

Максимальная рабочая температура +110°С (кратковременно до +130°С)

Максимальное рабочее давление 10 Бар.

Коэффициент пропускания 0,02%.

Методы обвязки

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:

• Рециркуляционные воздушные массы смешиваются с приточными.
• Осуществляется только рециркуляция воздуха внутри помещения по замкнутому принципу.

С учётом этого существуют 2 метода обвязки:

• 2-ходовыми вентилями – при неконтролируемом обратном расходе воды;
• 3-ходовыми вентилями – при контроле за расходом воды в бойлерной или котельной.

Некоторые — 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

Принцип действия

Канальный нагреватель воздуха электрический
Калорифер (канальный нагреватель) – это универсальное устройство, занимающееся передачей тепловой энергии от нагревательного элемента приточному воздуху. Прибор работает как теплообменник. Он состоит из труб, по которым циркулируют воздушные массы. В трубах происходит передача тепловой энергии от одного носителя к другому.

При поступлении воздуха в агрегат через решетку происходит нагрев масс за счет теплообмена от труб. Далее вентилятор обдувает прибор и подает нагретый воздух через диффузор в комнату. Чтобы устройство работало бесшумно, применяются специальные звукопоглощающие элементы. Когда установка отключается, клапаны закрывают доступ холодного воздуха с улицы в систему.

Работать без системы обвязки калорифер не может. Для его функционирования потребуются узлы регулирования, которые выполняют следующие функции:

• Контроль работы. Детали обеспечивают постоянный режим функционирования и сообщают о сбоях.
• Обеспечение бесперебойной работы теплообменника. Оповещение об аварийных ситуациях.
• Контроль температурного режима и его регулировка. Температура должна быть в пределах расчетных показателей для равномерного нагрева.
• Предотвращение обледенения.

Водяной калорифер не может работать без вспомогательных узлов
В состав системы входят следующие элементы:

• Запорная арматура. Это краны для перекрытия потока теплоносителя, которые производятся из прочных материалов (сталь, латунь). Выбирается по мощности прибора.
• Обратные клапаны. Являются барьером на пути оттока жидкости. Выбор производится по диаметру трубопроводов.
• Привод и клапаны регулировки. Являются основной и важнейшей частью узла обвязки.
• Манометр, термометр.
• Кран для удаления воздуха и слива.
• Клапан балансировки.
• Насос.
• Фильтр. Используется сетка с ячейкой размером 500 микрон.

Монтаж системы производится специалистами по существующим нормам, указанным в СНиП, СП и ГОСТ. Предварительно требуется создать чертеж калорифера для правильного соединения.

Достоинства и недостатки

При всем удобстве калориферы потребляют большое количество электроэнергии

Водяные и паровые калориферы, предназначенные для отопления производственных помещений, крайне выгодны, поскольку не требуют дополнительных вложений. Финансовые средства затрачиваются только на приобретение устройства. Их достоинства:

• быстрое достижение желаемой температуры воздуха;
• простой монтаж;
• безопасность;
• надежность;
• возможность регулировки уровня обогрева.

Из недостатков отмечаются:

• использование в помещениях с плюсовой температурой воздуха;
• невозможность применения для обогрева квартир;
• требуется оборудование для обеспечения воздушной тяги;
• если прекращается подача теплоносителя, система перестает работать.

Последний пункт справедлив и для электрокалориферов, только касается перебоев с подачей электроэнергии.

Контроллер

• датчики температуры: температура воздуха в канале
• температура обратной воды на выходе из калорифера

Типовые сценарии:

• В режиме работы «электрокалорифер»: плавное регулирование по сигналу ШИМ с периодом 4 сек.
• плавный старт с прогревом
• плавное выключение с продувкой электрокалорифера на низкой скорости вентилятора

Интересные возможности Контроллера, которые планировал использовать:

• возможность регулировки температуры по внешнему датчику температуры в помещении с каскадным коэффициентом, который показывает на сколько градусов надо изменить температуру воздуха в канале при изменении температуры в помещении на 1 °С
• для калориферов из нескольких секций (у меня три секции по 1 кВт) предусмотрена ступенчатая коммутация: одна ступень плавно плюс три ступени дискретно

Виды и характеристики

В водяном калорифере функции теплоносителя выполняет вода

Рассматриваемые устройства работают на обычной воде и на других видах энергоносителей. В соответствии с типом используемого источника энергии различают следующие виды калориферных агрегатов:

• водяные;
• паровые;
• электрические.

Воздухонагреватель водяной относится к распространенной разновидности приборов, отличающейся безопасностью, эффективностью действия и простотой обслуживания. Функцию теплоносителя в нем выполняет горячая вода, поступающая из местной сети ГВС или от котла. Калориферы водяные для приточной вентиляции – очень выгодный вариант, отличающийся минимальными затратами на содержание и эксплуатацию. Единственное проблемное место водяного калорифера – сложность монтажа, связанная с подводкой труб централизованного или местного отопления. Такая привязка не позволяет оперативно переносить прибор на новое место.

Калорифер воздушный паровой – полный аналог водяных моделей, отличающийся от них лишь видом используемого теплоносителя. Конструктивное отличие проявляется в большей толщине стенок у трубок из меди (2 мм против 1,5 мм у водяных образцов). Это объясняется значительным давлением в системе, вынуждающим усиливать структуру отводящих каналов.

Технические характеристики водяных калориферов

Электрическая калориферная установка не нуждается в теплоносителе, поскольку источником энергии в ней служит сетевое напряжение 220 Вольт частотой 50 Герц. Простота подключения электрических агрегатов обеспечивает мобильность и удобство пользования. Их недостаток – значительное потребление электроэнергии, ограничивающее применение устройств. Они востребованы в ситуациях, когда необходим локальный обогрев при разовых работах (как аварийные или временные источники тепла).

К основным характеристикам калориферов для подогрева воздуха относят:

• температуру воды на входе и выходе устройства;
• скорость перемещения носителя по обогревающим каналам;
• температура воздуха на выходе агрегата;
• рабочее давление в системе.

При описании устройств также указываются максимальная рабочая температура жидкости, циркулирующей в патрубках, и срок службы изделия.

Основное оборудование узлов теплоснабжения. Подбор и расчет

В составе узлов теплоснабжения приточных установок, выполненных по различным схемам, как правило, входит идентичное оборудование. Отличаются такие узлы лишь местом установки, насыщенностью арматуры и способом подбора.

При подборе оборудования для узлов теплоснабжения существует несколько общих правил и рекомендаций:

• При выборе того или иного типа арматуры следует предельно внимательно проверять технические характеристики как максимальное рабочее давление, так и предельную температуру.
• Крайне не рекомендуется приобретать готовые смесительные узлы, которые подобраны исходя из усредненных условий без учета важных параметров как свободный перепад давления в системе, вид теплоносителя, расход, тип источника тепла, необходимость частотного регулирования и так далее.
• Диаметр запорной арматуры, а также обратных клапанов и грязевиков должен быть не меньше диаметра трубопроводов.
• Диаметр трубопроводов системы теплоснабжения определяется в результате гидравлического расчета исходя из расчетного (требуемого) расхода теплоносителя, типа теплоносителя (вода или низкозамерзающие жидкости) и материала трубопроводов. Диаметр узлов теплоснабжения ни в коем случае не должен подбираться исходя из присоединительных портов калорифера. Он подбирается ТОЛЬКО РАСЧЕТОМ!

Запорная арматура

Необходима для перекрывания протока воды в случаях аварийных остановок системы теплоснабжения, например, для устранения течи, для проведения сервисных или ревизионных работ и т.д. В качестве запорной арматуры применяют как стальные или латунные шаровые краны (желательно полнопроходного сечения) либо фланцевая арматура.

Для узлов теплоснабжения с диаметром трубопроводов до 40мм включительно принято устанавливать резьбовую запорную арматуру, а свыше 50 мм фланцевую.

Для облегчения монтажа или демонтажа узлов резьбовую арматуру следует предусматривать с накидными гайками, иначе называемыми «американками или сгонами».

Обратные клапаны

Обратные клапаны используются в узлах регулирования для предотвращения перетока воды обратно в систему теплоснабжения в случае открытия или закрытия регулирующих клапанов. Или это возможно когда система теплоснабжения не отбалансирована, в системе смонтировано большое количество установок и при изменении расходов теплоносителя может произойти передавливание друг друга. Поэтому обратные клапана устанавливаются на обратном трубопроводе и на перемычке узла теплоснабжения.

Регулирующие клапаны и приводы

Двухходовой клапан.

Двухходовой или трехходовой регулирующий клапан является основным исполнительным механизмом, который путем изменения расхода или путем смешения теплоносителей позволяет регулировать мощность калорифера приточной установки в зависимости от потребности установки в нагреве. Еще одной важной функцией работы клапана является предотвращение «замерзания» теплоносителя при работе установок в зимнее время. Когда автоматика получает сигнал о критических температурах теплоносителя и воздуха после калорифера привод максимально открывает регулирующий клапан на проток.

Трехходовой клапан.

Подбор клапана производится на основании определения коэффициента пропускной способности Kv, который означает какой расход теплоносителя пройдет через клапан в открытом состоянии при потерях на нем в 10 метров водяного столба.

,

где G — расчетный расход воды, м3/ч; ∆p — фактический перепад давления на клапане, бар Ƥ — плотность теплоносителя.

Типоразмер регулирующего клапана нельзя подбирать по диаметру трубопровода или портов калорифера. Чем меньше Kv или диаметр клапана, тем скорость реагирования на изменение параметров воздуха или теплосети будет выше, то есть система будет не инерционная.

В системах теплоснабжения приточных установок используются, как правило, двух и трехходовые клапана. Двухходовые клапана работают только в системах с изменением расхода теплоносителя, а трехходовые либо как смесительные, либо работающие на разделение тепловых потоков.

Измерительная арматура: манометры и термометры

Измерительная арматура

Манометры и термометры являются необходимыми инструментами для визуального контроля работоспособности системы теплоснабжения. Термометры обычно устанавливаются на подающем и обратном трубопроводе непосредственно у калорифера. Манометры монтируются на насосной группе для контроля работы насоса и визуального определения создаваемого перепада. Манометры также ставят до и после грязевика – для определения степени его засоренности, и на подающем и обратном трубопроводе тепловой сети перед узлом обвязки – для контроля свободного перепада, необходимого для полноценной работы регулирующего клапана.

Воздухоспускные клапана и краны для слива системы

Автоматический воздухоспускной клапан

Для спуска воздуха после заполнения системы и в процессе эксплуатации в узлах обвязки рекомендуется устанавливать автоматические воздухоспускные краны. Их удобно монтировать на специальных портах, врезанных в калачи калорифера в верхней части корпуса либо в наивысшей точке трубопроводов узла регулирования.

Краны для опорожнения калориферов и слива участка системы теплоснабжения следует монтировать в самой низкой точке узла регулирования, либо в нижней части калорифера.

Балансировочные клапана

Балансировочный клапан

Если в системе теплоснабжения предусмотрено несколько приточных установок, работающих в своем независимом режиме, то тепловые потоки в трубопроводах будут не постоянны и могут значительно отличатся друг от друга. Чтобы не произошло передавливания друг друга со стороны теплоносителя, предусматривают балансировочные клапана. Их главной и основной функцией является дросселирование избыточного давления и уравнивание распределения расходов воды между калориферами в соответствии с потребностями. Установленные на обратных трубопроводах балансировочные клапана производят гидравлическую увязку калориферов между собой.

Подбор клапанов производится по аналогии с подбором регулирующих клапанов с учетом коэффициента Kv. Исходными данными для определения типоразмера клапана является избыточный перепад давления, который должен погасить балансировочный клапан, и расчетный расход на участке сети.

Циркуляционный насос

Циркуляционный насос

Циркуляционный насос внутреннего контура узла обвязки предназначен для обеспечения постоянной циркуляции воды в калорифере. Это позволит минимизировать риск возникновения угрозы «размораживания» калорифера при низких уличных температурах воздуха. Но главным предназначением насосов является преодоление гидравлических сопротивлений на регулируемом участке, то есть на всех функциональных элементах смесительного узла, разгруженных от давления теплосети.

Под регулируемым участком, как правило, подразумевают калорифер, трубопроводы, запорную и балансировочную арматуру, обратные клапана и грязевик. Регулирующий клапан может входить в состав регулируемого участка в зависимости от принятой схемы обвязки калорифера. Если регулирующий клапан установлен в узле обвязки таким образом, что циркуляция теплоносителя во внутреннем контуре происходит через перемычку самого клапана при закрытом прямом порту, то клапан входит в состав циркуляционного контура. В таких случаях напор насоса определяется как сумма гидравлических сопротивлений всех элементов регулируемого участка. Следует помнить, что в случае, когда теплоноситель в системе теплоснабжения является не вода, гидравлическое сопротивление всех элементов регулируемого участка и расчетный расход следует корректировать в зависимости от вязкости и плотности теплоносителя. Гидравлические потери на грязевиках следует учитывать с запасом на 50% засорение.

Если регулирующий клапан работает на перепаде тепловой сети (схема №3), то в расчет напора насоса потери давления на клапане не учитываются.

При расчете сопротивления трубопроводов на трение обязательно следует учитывать все потери давления на ответвлениях, углах и поворотах. Также обязательно учитывать шероховатость стенок трубопроводов в соответствии с выбранным материалом.

Все потери давления на элементах узла обвязки следует определять только при рабочем расходе теплоносителя, а не в соответствии с максимальным расходом калорифера, который он способен пропустить.

Подбор циркуляционных насосов производится по техническим каталогам производителей в соответствии с рабочими точками (расчетный расход воды и требуемый напор). Наиболее распространенным типом насосов в узлах являются трехскоростные насосы с мокрым ротором. В случае, когда требуется плавное изменение расхода в контуре приточной вентиляции, применяются насосы с встроенным частотным преобразователем.

Грязевик

Грязевик

Грязевики являются фильтрами механической очистки теплоносителя, как правило, с размером сетки порядка 500 микрон. В старых системах теплоснабжения отопительная вода содержит много взвешенных частиц, песок или окалину. Все эти загрязнения могут вывести из строя регулирующие клапана и циркуляционные насосы. Поэтому установка грязевиков непосредственно перед оборудованием является обязательным условием сохранения работоспособности и гарантии.

Качество работы: узел обвязки калорифера приточной установки

Выделяют 2 способа монтажа устройства, определяет которые схема теплообмена. Если говорить о естественной вентиляции, при ней калорифер должен располагаться в подвале возле точки водозабора. При принудительной вентиляционной системе устройство грамотно начнет функционировать только с правильным монтажом узла обвязки калориферного модуля.

Данные приборы позволяют регулировать уровень температуры теплообменника:

• Байпас;
• Подводка;
• Фильтр очистки;
• Насос;
• Шаровые краны;
• Термометры и манометры;
• Клапан с электроприводом.

Если речь идет о монтаже узла обвязки с жесткой подводкой, проведение коммуникаций пройдет с использованием стальных труб. Иногда для установок используется и гибкая подводка с гофрированными шлангами в системе. Место узла определяется заранее. Каких-то серьезных расходов обвязка узла не предполагает.

Схемы подключения

Схема с двумя вентиляционными контурами
Для эффективного обогрева поступающего воздуха с помощью калорифера необходимо выполнить правильное подключение. Есть несколько схем установки, к которым относятся:

• Один вентиляционный контур и один калорифер. Это простейшая схема, в которой на входе или любом другом участке канала располагается одно нагревающее устройство. Подобное подключение используется для сезонного обогрева и не имеет резервного источника тепла.
• Два вентиляционных контура и несколько нагревателей. Это более сложная схема, подходящая для установки в сложных по форме помещениях. Подходит для круглогодичного использования. Есть несколько узлов обвязки. Первый контур используется для обогрева в осенне-зимнее время, а второй для лета. За счет большого количества устройств система может работать беспрерывно даже в случае аварии на одном из узлов обвязки.

Схема вентиляции с нагревателем
В состав классического узла обвязки входят следующие элементы:

• Циркуляционный насос. Применяется в водяных системах и разгоняет жидкость по трубам.
• Компрессорно-конденсаторный блок. Он используется в качестве внешнего блока в обвязке охладительной системы.
• Устройства контроля температуры и давления.
• Запорные механизмы.
• Байпас.
• Фильтр.
• Двухходовой или трехходовой автоматический клапан.
• Трубки, соединители и другие детали, чтобы подключить смесительный узел для вентиляции.

Схема подключения узла обвязки может производиться с помощью жесткой и гибкой подводки. Жесткая подводка является простейшим вариантом соединения с помощью металлических труб. Подходит, когда уже известно точное местоположение калорифера. Гибкая подводка является самой сложной и производится при помощи гофрированных труб.

Регулирование температуры

Контроль температурного режима является важнейшей задачей системы. Есть два способа регулировки:

• Количественный. Это устаревший способ, при котором температура напрямую зависит от объема теплоносителя.
• Качественный. Более эффективный метод, при котором теплоноситель расходуется линейно. Это осуществляется при помощи трехходового клапана и насоса. Вероятность протечки исключена.

Специалисты используют второй метод. Он совместим с любой схемой подключения калорифера.

Система вентиляции

Обвязка с двухходовым клапаном
На выбор оптимальной схемы вентиляции оказывают влияние требуемая температура, интенсивность нагрева, источник теплоносителя, разница давлений. Существует несколько систем:

• Обвязка вентиляционной установки с использованием двухходового клапана. Его ставят на точку ввода без дополнительного теплообменника. В результате клапан выполняет функции промежуточного буфера и гасит давление потока воды. К недостаткам схемы можно отнести риск замерзания при отрицательных температурах. Требуется установка насоса.
• С использованием трехходового клапана. В результате получают две системы обвязки. В первом случае осуществляется разделение водных потоков, а во втором их смешивание. Схема используется в автономных тепловых сетях.

При любой схеме требуется монтаж вытяжки. Благодаря соблюдению баланса между поступающими и выходящими воздушными потоками поддерживается расчетная температура в комнате.

Приточная вентиляция с водяным подогревом воздуха

Подогрев воздуха до необходимой температуры обеспечивает водяной нагреватель. Он представлен в виде радиатора с трубками, в которых находится теплоноситель. На трубопроводе имеется оребрение, способствующее увеличению площади соприкосновения с циркулируемым воздухом.

Принцип работы системы такой: теплоноситель нагревает до нужной температуры трубки, они отдают тепло оребрению, которое в свою очередь нагревает воздух. Таким образом, осуществляется теплообмен.

Приточная вентиляция с водяным подогревом воздуха намного выгоднее, чем подогрев с использованием электричества. С другой стороны, внутри водяного нагревателя имеется вода, поэтому существует угроза ее замерзания при минимальной работе радиатора.

Регулировка мощности такого устройства осуществляется за счет электрического и сантехнического компонентов.

1. Зона с датчиками контроллера и температуры. Сервопривод, контролирующий клапан.
2. Смеситель, он отвечает за нагревание воды в нагревательном оборудовании до необходимой температуры.

Электрический компонент будет управлять сантехническим узлом. Достаточно задать необходимую температуру нагрева воздуха, и система выполнит данную программу.

Смесительный узел своими руками

При самостоятельной сборке нужно учитывать следующие особенности:

Привод на регулирующем клапане не должен быть повернут вниз; Ось циркуляционного насоса не должна быть направленной вниз, как и электрическая коробка; Отстойник фильтра грубой очистки как раз должен быть направлен вниз.

Соблюдая вышеизложенные правила, процесс сборки смесительного узла начинают с соединения компонентов. При подключении нужно ориентироваться на схему и, в зависимости от назначения, соблюдать последовательность подключения. Стыки герметизируют при помощи гидроизоляционных средств: фум-ленты, пакли, либо нити

Важно не перетягивать соединение, во избежание трещин и сколов. Полностью собранный узел требует тестового подключения

В случае просачивания воды, течь необходимо устранить, путем повторной сборки. Грамотно собранный узел прослужит длительное время.

Жесткие и гибкие распределительные узлы

Существует две разновидности термосмесительных обвязочных конструкций для соединения приборов и оборудования:

• жесткие – используются пластиковые или металлические (стальные) трубы;
• гибкие – при сборке монтаже узла обвязки применяют гофрированные шланги.

Жесткий вариант является наиболее распространенным. Это связано простотой монтажа конструкции и низкой стоимостью.

Смесительный узел с гибкими подводками применяется при ограниченном монтажном пространстве. Такой вариант обладает большей функциональностью, но стоит дороже.

Источник

Системы потребления теплоэнергии: узел регулирования приточной установки

Систем, которые совмещаются с калорифером, может быть несколько. Это и вентиляционная система, и радиаторное отопление, астоит вспомнить и напольное отопление, и еще тепловую завесу. Можно в общих чертах рассмотреть каждую.

Системы, совмещенные с калорифером:

• Вентиляционная система – на предельную температуру теплообменника влияют технические параметры оборудования, калорифер обязательно нужно защитить от замерзания. То есть зимой, когда «подается» минусовой воздух, нельзя снижать расход энергии или температуру теплоносителя ниже, чем определяет система.
• Радиаторное отопление – есть строгое ограничение температуры теплоносителя. Но вот снижаться она может сколько угодно, даже до прекращения работы, и это основное отличие этого пункта от вентустановки.
• Напольное отопление – отличие от радиаторного в том, что максимальная температура теплоносителя ограничивается. Обычно она не превышает 50 градусов.
• Тепловая завеса – рабочее время ее не превышает и пары минут. Место для установки всегда располагается подальше от источника обогрева. Обычно это подпотолочное место.

Что же касается эффективности, то здесь стоит вынести на первое место именно устройство тепловентилятора. Энергия при этом потребляется в меньшем количестве. Но итоговый выбор за вами.

Основы эксплуатации водяных агрегатов

Степень IP в помещениях повышенной влажности должна быть не менее 66

Чтобы калорифер для вентиляции служил долго и исправно выполнял свои функции, необходимо придерживаться следующих правил:

• следить за качественным составом воздуха в обслуживаемом помещении – с требованиями, предъявляемыми к этому показателю, можно ознакомиться в ГОСТ 12.1.005-88;
• монтаж системы проводить в строгом соответствии с прилагаемой инструкцией и с учетом рекомендаций производителя;
• не повышать температуру теплоносителя выше предельного значения (+ 190 °С);
• при эксплуатации не превышать допустимые нормы по давлению (порядка 1,2 МПа);
• после длительного охлаждения обслуживаемого помещения прогревать его постепенно (примерно на 30 °С в час);
• следить за тем, чтобы окружающая температура не опускалась ниже 0°С, что может привести к прорыву трубок теплообменника.

Если калорифер предполагается использовать в помещении с повышенным уровнем влажности, степень пыле- и влагозащищенности прибора не должен быть менее IP66.

Заниматься самостоятельным ремонтом прибора в случае его поломки не рекомендуется. Нужно обратиться в сервисный центр и доверить восстановление дорогостоящего аппарата профессионалам.

Перед покупкой желательно определиться с мощностью, потребляемой от сети.

Расчет мощности

Прежде чем приступить к выбору калорифера, следует произвести расчёты основных показателей, таких как мощность и температура воздушных потоков на выходе из установки. Кроме того, необходимо учесть ряд характеристик, зависящих от использования питания разных видов и количества фаз. Так, при подключении электронагревателя мощностью 5 кВт необходимо обустройство трёхфазного подключения.

Помимо электрических расчётов, необходимо выяснить температуру приточных потоков при использовании калорифера той или иной мощности. Для расчёта используется формула T=2.98xP/L, где L означает производительность системы, а P – мощность электрического элемента. Стандартными показателями мощности калориферов для квартир и частных домов считаются значения от 1 до 5 кВт, притом, что мощность приборов, устанавливаемых в вентиляционные системы крупных промышленных предприятий, составляет 5-50 кВт.

ПРИВОДЫ ESBE (ШВЕЦИЯ)

Уникальная точность и функциональность. Возможность перевода в ручной режим. Питание 24В пост./перем. тока, 50/60 Гц. Управляющий сигнал 0-10В, 2-10В, 0-20мА, 4-20 мА.

Варианты регулировки температуры в процессе нагрева

Схема узла обвязки калорифера с трехходовым клапаном

Процесс регулировки нагрева бывает двух типов: качественный и количественный.

Применение количественной регулировки нагрева не всегда целесообразно, так как количество теплоносителя в процессе работы постоянно меняется.

Качественная регулировка нагрева подразумевает работу калорифера с использованием одинакового объема теплоносителя.

Преимуществ качественного принципа нагрева несколько:

• устойчивая линейность процесса обеспечивается в любом положении регулирующего клапана;
• замораживание агрегата можно предотвратить или снизить, если обеспечить постоянный приток воды;
• если есть специальный насос и трехходовой клапан, то в этом случае применяют качественный принцип регулировки нагрева.

Распределительные узлы с двух- и трехходовыми клапанами

К самой распространенной относится схема узла обвязки калорифера приточной установки с электрозависимым трехходовым смесительным клапаном. Такая конструкция позволяет смешивать горячий теплоноситель с отводящей водой, изменяя его температуру в соответствии с заданными параметрами.

Узел обвязки приточной установки, схема которого включает двухходовой клапан, стоит дешевле трехходового. Однако он имеет существенный минус – ограничение объема рабочей среды, проходящей через нагревательную установку.

Водяной калорифер и обвязка приточной вентиляции

Многие слова вроде «смесительный прибор», «устройство охладителя» и «подключение воздухонагревателей» приводят в смятение неопытного пользователя. Он только краем уха слышал об устройстве фреонового контура, и что такое узлы обвязки, понимает довольно приблизительно. Чтобы побольше узнать о системах теплоприборов, можно «поучиться» на разборе такого агрегата как водяной калорифер.

Если говорить о количественном варианте, то здесь неминуем меняющийся расход тепла. Это не лучший вариант, безусловно, потому сегодня используется так называемый хороший принцип регуляции. Он обеспечивает линейность процесса, какое бы положение не занимал клапан регулировки. Также данный принцип предполагает отличную устойчивость к возможному замораживанию теплового прибора.

При хорошем принципе регулирования применяются такие элементы, как центробежный насос и трехходовой штоковый клапан. Именно они позволяют увеличить результативность работы калорифера и обвязки. Они же гарантируют, что протечки по полу из парового прибора быть не может.

Как регулируется нагревание калорифера

Для того чтобы контролировать процедуру прогрева, происходящую в узле обвязки прибора, можно воспользоваться одним из двух возможных способов:

• количественным;
• качественным.

Если вы выберите количественный контроль работы системы, то вас ждет неизбежный и постоянно «прыгающий» расход носителя тепла. Едва ли можно назвать подобный способ рациональным, и это является одной из причин того, что в последние годы люди чаще прибегают к другому принципу контроля – качественному. Благодаря ему стало возможным регулировать работу калорифера, но количество теплоносителя при этом нисколько не меняется.

Помимо этого, если вы будете регулировать систему посредством качественного принципа, то управление гарантированно будет оставаться линейным, вне зависимости от того, в каком положении будет регулирующий кран.

Важно! У качественного контроля имеется еще одно достоинство – так калорифер будет максимально защищен от возможного замораживания, поскольку в него постоянно будет поступать вода. Все это стало возможным только благодаря тому, что в контур обогревателя устанавливается водяной насос. В контуре осуществляется проток воды, который не будет зависеть от каких-либо внешних воздействий

Кроме того, качественный контроль подразумевает применение штокового клапана на три хода и специализированного насоса. Все эти детали, встроенные в обвязку прибора, имеют существенные преимущества, которые повышают эффективность работы калорифера и всей системы в целом:

В контуре осуществляется проток воды, который не будет зависеть от каких-либо внешних воздействий. Кроме того, качественный контроль подразумевает применение штокового клапана на три хода и специализированного насоса. Все эти детали, встроенные в обвязку прибора, имеют существенные преимущества, которые повышают эффективность работы калорифера и всей системы в целом:

Все это стало возможным только благодаря тому, что в контур обогревателя устанавливается водяной насос. В контуре осуществляется проток воды, который не будет зависеть от каких-либо внешних воздействий. Кроме того, качественный контроль подразумевает применение штокового клапана на три хода и специализированного насоса. Все эти детали, встроенные в обвязку прибора, имеют существенные преимущества, которые повышают эффективность работы калорифера и всей системы в целом:

• Клапан регуляции располагается в том месте, где в калорифер поступает носитель тепла. Если сравнивать это с устройством на два хода, то оно контролирует всю процедуру смешивания. Если контур находится в закрытом состоянии, то происходит внутренняя циркуляция; если же он открыт, то теплоноситель при этом не рециркулирует. Если же подобную конструкцию устанавливать со штоком, то это не только увеличит срок использования самого клапана (который, как известно, крайне быстро приходит в негодность в изделиях, не имеющих штоков), но и повысит теплоотдачу.
• Мотор у центробежного насоса циркуляции является «мокрым», он, иными словами, функционирует, будучи полностью погруженным в воду. Следовательно, подшипники прибора, равно как и другие элементы, постоянно смазываются водой, поэтому нет необходимости в использовании любого рода сальников. Если обвязка калорифера будет оборудована таким вот насосом, то протечка при этом полностью исключается даже в тех случаях, когда насос сломан или же целиком отработал свой ресурс.

Что это такое?

Калорифер для приточной вентиляции выполнен в форме теплообменника, в котором происходит нагрев пришедших с улицы воздушных масс до нужной температуры. Прибор представляет собой отдельное устройство, которое либо устанавливается в систему самостоятельно, либо уже вмонтировано в вентиляционный блок. Это зависит от конструктивных особенностей вентиляционной установки, и определяется техническими возможностями монтажа и личными предпочтениями потребителя.

В наборных модульных системах все элементы приобретаются по отдельности, после чего соединяются в единую вентиляционную сеть, в то время как в моноблочных установках элементы уже установлены и отрегулированы. Помимо нагревателей, в вентиляционную установку входит система фильтрации и увлажнения, что позволяет получить на входе в помещение воздух, соответствующий строгим санитарно-гигиеническим нормативам. Некоторые современные системы дополнительно оборудуются приборами для обеззараживания и ионизации воздушных потоков.

Виды калориферов, используемых в вентиляционных системах приточного типа

Выбор подобных устройств для организации приточной вентиляции основывается, как правило, на нескольких основных факторах, в число которых входят производительность, общая площадь помещения, мощность оборудования, а также климатические особенности конкретной местности. С учетом всех перечисленных характеристик применяют следующие виды:

• электрокалориферы для приточной вентиляции – применение данного вида нагревателей считается наиболее экономически оправданным, исходя из того, что электрокалорифер не требует выполнения подводки сложных коммуникаций (достаточно подключить устройство к электроснабжению) и оборудован специальными ТЭНами для максимально эффективного теплообмена, которые преобразовывают энергию электрического типа в тепловую.
• водяные калориферы для приточной вентиляции – их основное назначение заключается в нагреве воздуха в вентиляционных системах с круглым и прямоугольным видом сечения, поэтому они успешно применяются для отопления коттеджей, магазинов, крупных комплексов, складов и помещений, в том числе животноводческих ферм.

Использование электрических калориферов эффективно при площади вентилируемого помещения в пределах 100-150м2. Главными достоинствами подобных калориферов является простота монтажных работ и их общедоступность, а недостатком – высокий уровень энергопотребления.
Водяные калориферы являются довольно практичными, выгодными и надежными устройствами для эффективного обогрева воздуха больших объемов (более 150 м2) и не нуждаются в постоянном или частом обслуживании. Качество их работы полностью зависит от наличия автоматического управления.

При установке в верхней точке с направлением вниз калорифер водяного типа способен быстро и легко выравнивать температуру воздушной массы помещения, благодаря оснащению данного вида теплообменников специальным термостатом. Для более качественного обогрева такие устройства могут объединяться в единую конструкцию.