Виды калориферов и расчёт их мощности для вентиляции

Калорифер, или канальный нагреватель — общее название трубных приборов, посредством которых осуществляется нагрев воздушных масс внутри помещения. В такой установке может циркулировать горячая вода, воздух или пар.

Что такое калорифер и для чего он нужен

Он представляет собой своеобразный теплообменник, в котором источником тепла являются воздушные потоки, соприкасающиеся с нагревательными элементами. Посредством прибора выполняется прогрев приточного воздуха в вентиляционных системах и сушильном оборудовании.

Схема демонстрирует место калорифера в канальной вентиляционной уставновке

Монтируемый прибор может быть представлен отдельным модулем или входить в состав моноблочной вентиляционной установки. Сфера применения представлена:

• первоначальным нагревом воздуха в приточных системах вентиляции с подачей воздушного потока с улицы;
• вторичным нагревом воздушных масс при рекуперации в системах приточно-вытяжного типа, регенерирующих тепло;
• вторичным нагревом воздушных масс внутри отдельных помещений для обеспечения индивидуального температурного режима;
• прогревом воздуха для его подачи в кондиционер зимой;
• резервным или дополнительным отоплением.

Энергетическая эффективность канального воздухонагревателя любой конструкции определяется коэффициентом тепловой отдачи в условиях определённых энергетических затрат, поэтому при значительных показателях тепловой отдачи прибор принято считать высокоэффективным.

Обвязка в приточной вентиляционной системе регулирующего арматурного каркаса выполняется посредством двухходовых вентилей в городской сети, а также трёхходовыми вентилями при использовании котельной или бойлера. При помощи установленного обвязочного узла легко контролируется производительность используемого оборудования, и минимизируется риск промерзания зимой.

Виды

Отопительно-вентиляционная техника представлена преимущественно водяными и паровыми приборами.

Потоки воздуха проходят через несколько узлов системы

Предпочтение чаще всего отдаётся водяным воздухонагревателям, которые отличаются:

• формой поверхности. Они могут быть гладкотрубными и ребристыми, пластинчатыми и спирально-навивными;
• характером перемещения теплового носителя. Воздухонагреватели одноходового и многоходового типа.

В зависимости от размеров нагревательной поверхности, все приборы водяного и парового типа представлены четырьмя моделями: самые малые (СМ), малые (М), средние (С) и большие (Б).

Водяной

Калориферами водяного типа обеспечивается прогрев воздуха внутри вентиляционного канала до комфортных температурных показателей посредством энергии теплового носителя, постоянно циркулирующего в радиаторной части оборудования. Жидкостные теплоносители не уступают по своим основным характеристикам аналогам электрического типа, но отличаются повышенными показателями энергопотребления и некоторой сложностью монтажа, поэтому их установка должна осуществляться специалистами.

Принцип действия основан на наличии в конструкции звеньев пустого медного или на основе медных сплавов змеевика, расположенных в шахматном порядке. Также устройство обладает алюминиевыми пластинами, предназначенными для тепловой отдачи. Внутри медного змеевика перемещается нагретая жидкость, представленная водой или гликолевым раствором, в результате чего тепло передаётся воздушным потокам из приточной системы.

На схеме представлены узлы вентиляции с водяным фильтром

К основным преимуществам водяных нагревателей воздуха в системах вентилирования можно отнести высокую эффективность прогрева больших по площади помещений, что обусловлено его конструкционными особенностями.

Корпус и внутренние детали водяного калорифера

1. боковая часть корпуса;
2. верхняя и нижняя панели корпуса;
3. вентиляционный патрубок на задней панели;
4. теплообменник;
5. решётка моторной опоры;
6. лопатки ориентируемого типа;
7. дополнительная ёмкость для конденсата;
8. основная ёмкость для конденсата;
9. верхняя часть корпуса теплообменника;
10. воздуховод;
11. фиксирующие прибор кронштейны;
12. пластиковые угольники.

Основной минус заключается в высоком риске промерзания прибора в условиях резко отрицательных температур, что объясняется наличием в системе воды и требует обязательной защиты от обледенения.

Они представлены металлическими трубками с ребристой наружной частью, увеличивающей эффективность тепловой отдачи. Канальные нагреватели, по трубам которых передвигается нагретый тепловой носитель, а снаружи перемещаются и нагреваются воздушные массы, целесообразно монтировать в прямоугольных вентиляционных системах.

Паровой

Они востребованы промышленными предприятиями с избытком пара, который позволяет обеспечивать технологические потребности устройства. Тепловой носитель в таком приборе представлен паром, подаваемым сверху, а в процессе его прохождения сквозь рабочие элементы теплообменника образуется конденсат.

Тепловым носителем в этом типе калорифере является пар

Все выпускаемые в настоящее время паровые теплообменники в обязательном порядке проходят проверку герметичности посредством сухого воздуха, подаваемого с давлением в пределах 30 бар при погружении устройства в резервуар, наполненный тёплой водой.

К преимуществам приборов в системе кондиционирования и вентилирования относится быстрый прогрев помещения, что объясняется конструкцией такого устройства.

Схематическое изображение главных компонентов парового калорифера

1. доска с трубами;
2. боковая щитковая часть;
3. нагревательный элемент;
4. прокладка.

Ощутимым минусом парового канального нагревателя является обязательное наличие оборудования, которое непрерывно генерирует пар.

Электрический

Наименее мощные вентиляционные системы экономически целесообразно оснащать обычными электрическими калориферами. Принцип работы устройства основан на прохождении воздушных потоков, подающихся по приточной вентиляционной системе через нагревательные элементы, отдающие часть тепловой энергии. Нагретый воздух подаётся в помещение, а защита от любых перегревов реализуется биметаллическими термовыключателями.

Такие приборы совершенно не нуждаются в подводке слишком сложных или профессиональных коммуникационных систем, поэтому подключаются к уже имеющимся линиям электрического снабжения, что является несомненным плюсом.

Более мощные вентиляционные системы рекомендуется оснащать с электрокалориферами

Внутреннее устройство представлено электронагревателями трубного типа, что обеспечивает максимально эффективный тепловой обмен с окружающими воздушными потоками.

• IV — вентиляционный элемент на вытяжной воздух;
• PV — вентиляционный элемент на приточный воздух;
• PR — теплообменник пластинчатого типа;
• KE — электрический нагревательный элемент;
• PF — фильтрующая система на свежий воздух;
• IF — фильтрующая система на вытяжной воздух;
• TJ — температурный датчик на приточный воздух;
• TL — температурный датчик на свежий воздух;
• TA — температурный датчик на вытяжной воздух;
• M1 — мотор клапана воздухообводного типа;
• M2 — клапан для свежих воздушных потоков;
• M3 — клапан для вытяжных воздушных потоков;
• PS1 — дифференциальное реле давления на приточные воздушные потоки;
• PS2 — дифференциальное реле давления на воздушные потоки вытяжного типа.

Электрический калорифер включает в себя 14 элементов

Использование электрических приборов может быть оправданным только в вентилируемом помещении, площадь которого составляет менее 100–150 м². В противном случае уровень расхода электрической энергии будет слишком высоким.

Качественная вентиляция в доме избавит от сырости и застоявшегося воздуха. В следующей статье вы узнаете более подробно о монтаже системы приточно-вытяжного типа: https://aqua-rmnt.com/ventilyaciya/pritochno-vyityazhnaya-ventilyatsiya-v-chastnom-dome.html.

Расчёт мощности

Получение воздуха с необходимыми температурными показателями предполагает проведение правильных расчётов и грамотного выбора устройства для вентиляции приточного типа. Даже несмотря на то, что особой популярностью пользуются современные водяные приборы с тепловым носителем в виде горячей воды, при выборе устройства любого типа изначально требуется определиться с его мощностью на основе исходных данных, представленных:

• объёмом нагреваемых приточных воздушных масс в м³/ч или кг/ч;
• температурными показателями исходных воздушных масс, равными расчётной температуре уличного воздуха в конкретном регионе;
• предпочтительным температурным режимом воздушных потоков после нагрева;
• температурным графиком теплового носителя, который используется для прогрева.

Упрощённое определение мощности канального нагревателя выполняется в соответствии с простой формулой:

Р = 0,34 × Q × Т

Q — производительность вентиляционной системы в м³/час;

Т — разница температурных показателей на вход и выход в вентиляционном канале.

Таблица: расчёт мощности для основных параметров вентиляционной системы

Например, объём воздуха в комнате площадью в 20 м² при высоте потолка 300 см, равен 60 м³, поэтому однократный воздухообмен составляет 60 м²/час.

Таблица: показатели мощности электрического, парового и водяного канального нагревателя

Подаваемый в помещение с улицы приточный воздух требует обработки, чтобы получить нормативные параметры. Обрабатывать воздушные массы можно фильтрацией, нагревом, охлаждением и увлажнением. Прогрев приточных воздушных потоков осуществляется внутри специального теплообменного оборудования, представленного калориферами.

Жидкостные канальные воздухонагреватели являются сегодня самыми популярными, широко используемыми в большинстве вентиляционных систем. Теплоноситель жидкого типа постоянно перемещается в направлении, которое противоположно воздушным потокам, что обеспечивает эффективное и недорогое отопление, существенно экономящее энергоресурсы и поддерживающее оптимальные микроклиматические условия в помещениях любого типа.

Похожие записи:

Расчет циркуляционного насоса для отопления в примерах и формулах

Как установить приточно-вытяжную систему вентиляции в частном доме своими руками

Футорки: виды и применение