Виды калориферов и расчёт их мощности для вентиляции

Подбор промышленных калориферов

Определившись с первичным источником нагрева, подбираем вид воздухонагревателя. Первый вопрос – в каких условиях и в пределах каких температурныхрежимов он будет работать. Второй – степень загрязненности теплоносителя и воздуха.Если эксплуатация теплообменников происходит при плохихусловиях с температурой воздуха от — 20°С и ниже, имеет смысл остановить свой выбор на воздухонагревателях ТВВ, КП и КФБ. Это биметаллическиекалориферы, в качестве теплообменного элемента у которых (по аналогу КСк и КПСк) применяется металлическая труба с алюминиевым оребрением.Принципиальное же их различие заключается в следующем:

1. Увеличенная площадь для прохода теплоносителя. Особенно важный фактор для эксплуатации в условиях низких температур наружного воздуха.Уменьшается возможность зарастания грязью, а в случае с паровыми воздухонагревателями – накипью. Что, во-первых, продлевает общий сроких службы; во-вторых, при загрязненном теплоносителе предотвращает полное перекрытие внутреннего сечения и соответственно замораживаниетеплообменника; в-третьих — теплотехнические характеристики стабильны на протяжении более длительного времени.2. Толщина алюминиевого ребра у этих воздухонагревателей больше, чем у КСк и КПСк, что способствует меньшей механической деформациинагревательного элемента в процессе транспортировки и эксплуатации. А увеличенный шаг алюминиевого оребрения способствует меньшемузабиванию межреберного пространства грязью и пылью, и соответственно, снижению аэродинамического сопротивления

Это положительно сказываетсяпри эксплуатации калориферов в сооружениях с повышенной запыленностью и загрязненностью воздуха, и, что опять же немаловажно, при эксплуатациив условиях пониженных температур, где рекомендуемая массовая скорость во фронтальном сечении при подборе калориферов – до 3,5 кг/м2*с.3. Меньшее гидравлическое сопротивление

Все вышеперечисленные факторы способствуют тому, что на протяжении многих лет, предприятия горнодобывающей промышленности выбирают для созданиятехнологического тепла — калориферы водяные ТВВ и паровые КП, а для компоновки воздухонагревательных установок калориферы КФБ 10 А4, имеющие существенныепреимущества при плохих условиях эксплуатации в регионах с низкими температурными режимами.

Доставка до покупателей приобретенных промышленных калориферов осуществляется, как на условиях самовывоза, так и автотранспортом нашего предприятия. Широкопрактикуется отправка оборудования транспортно-экспедиционными компаниями, при этом до местных терминалов транспортных компаний воздухонагреватели довозятся бесплатно.

Выбор вентиляционного электронагревателя

Многие производители в своих каталогах калориферов часто указывают не только установленную мощность, но и расход воздуха, что существенно упрощает выбор необходимого агрегата. Главное, следить за тем, чтобы параметры не отличались от указанных в паспорте. В противном случае агрегат может выйти из строя. В конструкцию качественного калорифера обязательно входят специализированные электрические нагревательные элементы, итоговая площадь которых увеличена за счёт специфической напрессовки оребрения.

Многие пользователи предпочитают использовать для расчёта калорифера онлайн-калькулятор, где предусмотрены все нюансы. Но даже в такой ситуации нужно быть внимательными, так как мощность комплектующих узлов может быть слишком большой. Когда агрегат имеет показатели работоспособности 4 кВт, то питаться он может от обычной розетки. Если же мощность калорифера больше, то ему потребуется отдельный кабель, который будет вести прямо к щитку электроэнергии. Если потребитель решит приобрести агрегат с показателем 8 кВт, то для его работы понадобится питание 380 В.

Современные калориферы отличаются небольшим весом и довольно компактными габаритами, к тому же они полностью автономны. Для стабильной работы таких агрегатов вовсе не обязательно иметь централизованное горячее водоснабжение либо пар. Единственный минус — из-за небольшой мощности их просто нецелесообразно использовать на больших площадях. К вторичному недостатку можно отнести то, что они потребляют много электроэнергии.

Источник



Калориферы – принцип работы и виды

Калорифер — это устройство, создающее воздушный тепловой поток для обогрева помещений.

Его назначение просматривается в образующих слово латинских корнях: “calor” и “fero” — «тепло-несу». В основе принципа действия этого устройства — закон термодинамики: тепловая энергия всегда передаётся из области высоких температур в область более низких.

Поэтому для функционирования калорифера необходимы:

  • нагревающий элемент
  • приток воздуха по воздуховодам
  • достаточная площадь соприкосновения двух сред
  • распределители нагретого воздуха

В настоящее время калориферы разных видов используют для создания микроклимата или технологических условий:

  • в цехах по производству полимеров, радиоэлектроники
  • в складских и гаражных помещениях
  • в сушильных установках
  • в торговых залах
  • в офисах
  • в строительных вагончиках
  • в мастерских
  • как бытовые воздухонагреватели в жилых помещениях

Основными показателями здорового микроклимата являются: температура, влажность воздуха, скорость перемещения воздушных потоков. Калориферные устройства предназначены, в соответствии с санитарными требованиями, оптимизировать воздушную среду жилых и производственных помещений.

К сведению: Калорифер также может и охлаждать воздушные потоки на 20⁰С, если трубчато-пластинчатый радиатор наполнен фреоном. Теплообмен в этом случае осуществляется снаружи. Фреоновый калорифер обычно входит в состав сплит-системы.

Подбор и расчет мощности калорифера зависит от условий эксплуатации и задач

Схема работы парового калорифера.

Если нагреватель планируется использовать в производственных помещениях, где уже установлены парогенерирующие системы, то подбор одной из моделей парового калорифера практически безальтернативен. На таких предприятиях уже есть сеть паропроводов, непрерывно подающих горячий пар на различные нужды, соответственно, есть возможность и для подключения калорифера к данной сети

Однако стоит обратить внимание на то, что все обогреваемые помещения должны быть оборудованы не только приточной вентиляцией, но и вытяжной, чтобы не допустить дисбаланса температур, который может привести к негативным последствиям как для техники и самого помещения, так и для работающих тут людей

Если в помещениях нет постоянной сети паропроводов и нет возможности для установки парогенератора, то оптимальным выбором будет использование электронагревателя. Кроме того, какой-либо вид электронагревателя лучше выбирать и для тех помещений, где установлена достаточно слабая вентиляция (офисные здания или частные дома). Электрические нагреватели не нуждаются в дополнительных сложных инженерных коммуникациях. Для электронагревателя достаточно наличия электрического тока, что применимо практически к любому помещению, где живут или работают люди. Все электрические калориферы оборудованы трубчатыми электронагревателями, что увеличивает теплообмен с окружающим воздухом в вентиляции. Главное, чтобы характеристики подводящих электрических кабелей соответствовали мощности ТЭНов.

Схема устройства водяного калорифера.

Использование водяных калориферов оправдано в том случае, если у вас есть некоторое количество источников нагрева воды. Одним из оптимальных вариантов использования водяного оборудования является применение их в качестве теплоутилизаторов, то есть устройств, которые отбирают тепловую мощность у теплоносителей. При эксплуатации таких систем следует соблюдать технику безопасности и следить за их исправностью и герметичностью, так как температура воды в них может достигать 180°С, что чревато термическими травмами. Несомненным преимуществом водяных воздухонагревателей является то, что они могут быть подключены к системе отопления.

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.

Выпускаемые модельные линейки

Далее мы рассмотрим самые популярные в России модели тепловентиляторов Volcano. Их не очень много, поэтому с выбором можно определиться довольно быстро. Начнём с самых простых и маломощных моделей.

Volcano Mini

Данный модельный ряд включает в себя тепловентиляторы Вулкано Мини мощностью от 3 до 20 кВт. В их конструкции предусмотрены два теплообменника, в которые может поступать теплоноситель с температурой до +130 градусов. Мощность применяемых электродвигателей составляет 0,115 кВт при частоте вращения 1450 об/мин. Поток воздуха из недр данных вентиляторов вырывается вперёд на расстояние до 14 метров, обеспечивая прогрев довольно больших помещений. При работе в вертикальном положение высота тёплой струи составляет до 8 метров. Расход воздуха для тепловентиляторов Volcano Mini составляет 2100 куб. м/час. Благодаря этому они подходят для работы в составе систем отопления помещений малого и среднего объёма. Двигатели нельзя назвать самыми тихими – они шумят на уровне 52 дБ. Вес оборудования составляет 17,5 кг. Ориентировочная стоимость – от 21 тыс. рублей.

Volcano VR1

Перед нами довольно популярная линейка тепловентиляторов. Стоимость оборудования стартует с отметки 28,6 тыс. рублей без учёта возможных скидок. Мощность моделей варьируется в диапазоне от 5 до 30 кВт. Количество рядов теплообменников в агрегатах – 1 шт., их объём составляет 1,25 куб. дм. В качестве теплоносителя используется обыкновенная вода с максимальной температурой до +130 градусов. её давление не должно превышать 1,6 Мпа. Для прогона воздуха через теплообменники в данных тепловентиляторах используются электродвигатели мощностью 0,28 кВт с уровнем шума 56 дБ. Они питаются от однофазной сети с напряжением 220-230 В. Частота вращения электродвигателей составляет 1380 об/мин.

Volcano VR2

Представленные тепловентиляторы обладают внушительными техническими характеристиками. Их мощность составляет от 8 до 50 кВт, что позволяет отапливать помещения большой площади – они хорошо подходят для спортзалов, автомастерских и супермаркетов. Максимальный расход воздуха для данных агрегатов составляет до 4850 куб. м/час. Теплоноситель – горячая вода с температурой до +130 градусов и давлением до 1,6 Мпа. Внутри тепловентиляторов Volcano установлены 2 ряда теплообменников, их суммарный объём составляет 2,16 куб. дм. За прогон воздушных масс отвечает небольшой электродвигатель мощностью 280 Вт. Для питания вентиляторов необходимо электропитание с напряжением 220-230 В. Длина горизонтальной струи тёплого воздуха составляет до 22 м, вертикальной – до 11 метров. Стоимость оборудования составляет от 32 тыс. рублей.

Volcano VR3 EC

Этот модельный ряд включает в себя довольно мощные тепловентиляторы – их мощность варьируется от 13 до 75 кВт. Оборудование пропускает через себя до 5700 куб. м воздуха в час, показывая высокую производительность. Длина горизонтальной струи воздуха достигает 25 м, вертикальной – 15 м. За всё это отвечает электродвигатель мощностью всего 370 Вт – это энергосберегающая модель, потребляющая минимум электроэнергии. Водяные тепловентиляторы Volcano оснащаются сразу тремя рядами теплообменников. Их совокупный объём составляет 3,1 куб. дм, используемый теплоноситель – подогретая вода с температурой до +130 градусов, давление в отопительном контуре не должно превышать показатель в 1,6 Мпа. В конструкции вентиляторов используются особо прочные сорта пластика с защитой от ультрафиолетового излучения. Он выдерживает любые эксплуатационные нагрузки, успешно перенося жару, холод и воздействие влаги. Также серия отличается привлекательным дизайном и компактностью.

Volcano Mini EC

Нельзя пройти и мимо этой серии, оснащённой всё теми же энергосберегающими электродвигателями. Данные тепловентиляторы оснащаются двумя рядами производительных теплообменников – за час через них проходят 2100 куб. м воздушных масс. Допустимые параметры теплоносителя стандартные – не выше 1,6 Мпа и не выше + 130 градусов, объём теплообменников составляет 1,12 куб. дм. За нагнетание в помещения теплого воздуха отвечает миниатюрный электродвигатель. Он потребляет всего 95 Вт электроэнергии, вращаясь с частотой 1450 об/мин. Несмотря на минимальную мощность, вентилятор создаёт горизонтальный поток воздуха длиной до 14 метров или вертикальный длиной до 8 метров. Оборудование отличается предельной компактностью – оно предназначено для обогрева малогабаритных помещений. Кстати, тепловая мощность тепловентиляторов Volcano Mini EC составляет от 3 до 20 кВт.

Водяной калорифер: принцип действия и предназначение

Водяные калориферы используют для подогрева воздуха в различных помещениях, где отсутствует централизованное отопление. Также они предназначены для систем вентиляции или кондиционирования. Этот вид калориферов является климатическим оборудованием, служащим как теплоутилизатор, наполненный промежуточным теплоносителем. Теплоноситель в данном оборудовании – это подогретая или горячая вода.

Калорифер паровой от водяного отличается тем, что в качестве теплоносителя в приборе служит сухой насыщенный пар. Это более усовершенствованные модели обогревателей, поэтому цена калорифера такого класса на порядок выше.

Принцип действия калорифера отопления: синие стрелки — холодный воздух, красные стрелки — тёплый воздух

Воздухонагреватель водяной: особенности конструкции и функционирования устройства

Водяной обогреватель имеет очень высокий уровень производительности. Это возможно, благодаря широкому температурному диапазону, колеблющемуся от 70 до 110°С. Перепад температур создает сам калорифер. Конструкция прибора представляет собой трубчатый корпус из металла, покрытый реберными пластинами.

Наиболее распространенным видом воздухонагревателей считается водяной калорифер с перпендикулярным потоком. Его используют в разных вентиляционных устройствах. При этом вода движется противоположно потоку воздуха, в прямоугольном направлении. В результате вода поднимается по каналам снизу-вверх, пузырьки воздуха поступают вверх устройства, а оттуда выводятся через специальные воздухоотводы.

В любом водном калорифере в обязательном порядке должен быть установлен узел обвязки, представляющий собой специальный компонент устройства, отвечающий за подведение к теплообменнику горячей воды.

Конструкция водяного калорифера включает такие обязательные детали:

  • насос для циркуляции теплоносителя;
  • трехходовой клапан;
  • арматура конструкции;
  • блок управления;
  • узел для обвязки, контролирующий производительность калорифера и препятствующий его заморозке.

Схема строения электрического калорифера

Калорифер водяной для приточной вентиляции: принцип работы и сфера использования

Калорифер электрический для приточной вентиляции используют для подогрева или, наоборот, для охлаждения воздуха, который поступает с улицы. Устанавливают такие приборы в середине канала вентиляции. Агрегат создает благотворный микроклимат, независимо от времени года. Канальные калориферы используют в помещениях с разной площадью. Работа калорифера для приточной вентиляции будет особенно эффективна в просторных цехах, теплицах, складских помещениях, которые оборудованы соответствующей вентиляционной системой.

Приточная установка с водяным калорифером считается самым эффективным способом отопления или охлаждения в помещениях с большой площадью. Наиболее актуальна их эксплуатация зимой, когда воздух, который поступает сквозь вентиляционную приточную систему, требует подогрева.

Агрегаты устанавливают в середине канала вентиляции, имеющий круглое или прямоугольное сечение. Воздух, поступающий с улицы, пропускается сквозь систему фильтрации и попадает в калорифер для приточной вентиляции, где происходит его нагрев за счет тепла, который отдает водяная отопительная система, поступающая к теплообменнику через канал воздухонагревателя.

Схема установки калориферов в приточную вентиляцию

Приточные установки с электрическим калорифером также обеспечивают поступление в помещение свежего, чистого, прохладного воздуха. При этом через вентиляционную систему выходят отработанные массы. Как в промышленности, так и в быту более востребованы приточные установки с электрокалорифером, работающие от сети.

Классификация калориферов

Калофиреры отличаются по способу нагрева теплоносителя

Устройства работают от разных источников энергии и классифицируются по виду теплоносителя. Широко используются три типа:

  • водяные;
  • паровые;
  • электрические.

Первые сами не нагревают воздух, а только осуществляют передачу тепла воздушному потоку, поскольку к калориферу подводят теплоноситель. Электрические приборы не используют теплоноситель, нагревают воздух благодаря электроэнергии. Главные элементы в таких устройствах – ТЭНы.

Водяные

Водяной калорифер с обвязкой из металлических труб и насосом

Водяные калориферы – бюджетный вариант. Их цена и расходы на обслуживание невелики. Нужно подвести к прибору систему водоснабжения, поэтому монтаж требует определенных навыков. Быстро перенести его на другое место не получится. Теплоноситель (вода или этиленгликоль) может поступать от системы отопления, ГВС или котла. Чтобы отрегулировать температуру воздуха, необходимо учесть мощность, уровень нагрева теплоносителя и воздушной массы. Управление осуществляется с помощью термостата.

Помимо экономичности, водяной прибор отличается:

  • удобством эксплуатации;
  • высокой эффективностью;
  • безопасностью;
  • простым принципом действия.

Недостаток – ограничения по минимальной температуре и запыленности входного потока.

Паровые

Паровой калорифер

Кроме теплоносителя, паровые калориферы практически ничем не отличаются от водяных. Несущественная разница – 2-миллиметровая толщина стенок трубок против 1,5-миллиметровой. Необходимость дополнительного усиления связана с большим давлением в системе, работающей на пару. Оно варьируется от 0,5 до 1,2 Па. Используют углеродистую и нержавеющую сталь.

Паровые калориферы также устанавливают на предприятиях, причем таких, где пар образуется в процессе производства. Максимальная температура пара – 180°C.

Электрические

Для мощных электрических калориферов необходима трехфазная сеть

К электрическому калориферу не нужно подводить магистраль с теплоносителем, он имеет небольшие габариты и вес, поэтому более простой в монтаже.

Преимущества электрических устройств:

  • удобство использования;
  • мобильность;
  • компактность.

Недостатки:

  • работают на электричестве;
  • сушат воздух.

Высокие расходы на электроэнергию делают постоянное использование приборов такого типа невыгодным. Они менее мощные, чем паровые и водяные приборы, поэтому для отопления помещений площадью более 100 м2 не подходят, но оптимальны для обогрева квартир. Электрические приборы используют в три раза больше энергии по сравнению с водяными калориферами, но производительность у них ниже. Зачастую они применяются в качестве временных обогревателей.

Чтобы сэкономить электроэнергию, следует выполнить монтаж рекуператора.

Принцип работы и конструкция водяного калорифера

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.

Виды обогревательных устройств для приточной вентиляции

Все калориферы для приточной вентиляции можно разделить на две основные группы:

  • Использующие теплоноситель.
  • Не использующие теплоноситель.

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.

Организация приточной вентиляции с подогревом воздуха: все, что нужно знать.

Устанавливаем пластиковые воздуховоды для вентиляции: преимущества и недостатки.

Вентиляция в ванной комнате и туалете: выбор и установка вытяжного вентилятора.

Плюсы и минусы использования

К достоинствам можно отнести:

  • Высокая эффективность.
  • Простота устройства, надежность.
  • Компактность, возможность размещения в небольших объемах.
  • Неприхотливость в обслуживании (водяные и паровые приборы практически в нем не нуждаются).

К недостаткам относятся:

  • Необходимость наличия теплоносителя или подключения к сети электропитания.
  • Несамостоятельность работы — необходимо оборудование для подачи воздуха.
  • Прекращение подачи электроэнергии или теплоносителя означает остановку работы системы.

Как достоинства, так и недостатки приборов обусловлены из конструкцией и не зависят от внешних факторов.

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.

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

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.

Поделитесь в социальных сетях:ВКонтактеFacebookTwitter
Напишите комментарий