Узел обвязки калорифера: типы современных калориферов, варианты узлов обвязки и способы регулирования процесса нагрева

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.

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.

Список источников

• vodakanazer.ru
• build-experts.ru
• sovet-ingenera.com
• oventilyacii.ru
• ventisam.ru
• 9692.ru
• m-e-g-a.ru
• zao-tst.ru
• AeroClima.ru

Технические характеристики и стоимость смесительных узлов обвязки UTK

Смесительный узел	Максимальный расход теплоносителя м.куб/час	Тип насоса	KVS клапана	Присоединительный размер клапана	Розничная стоимость, EUR (исполнение 1)
UTK 40-1.6HW	0,7	25-40	1,6	3/4″	535
UTK 40-2.5HW	1,1	25-40	2,5	3/4″	535
UTK 40-4.0HW	1,5	25-40	4,0	3/4″	535
UTK 60-4.0HW	1,8	25-60	4,0	3/4″	540
UTK 60-6.3HW	2,5	25-60	6,3	1″	545
UTK 60-10.0HW	2,8	25-60	10,0	1″	560
UTK 80-6.3HW	4,2	25-80	6,3	1″	705
UTK 80-10.0HW	5,5	25-80	10	1″	710
UTK 80-16.0HW	7,5	32-80	16	1 1/4″	870
UTK 120-16.0HW	9,5	32-120	16	1 1/4″	1060
UTK 120-25.0HW	12	40-120	25	1 1/2″	1430
UTK 120-40.0HW	16	50-120	40	2″	1810
UTK 160-25.0HW	12.5	32-120	25	1 1/2″	1450
UTK 160-40.0HW	17	50-160	40	2″	1835
UTK 150-60.0HW	29	150/280.50 Т	60	DN 50	2830
UTK 150-90.0HW	42	150/340.65 Т	90	DN 65	3850
UTK 150-150.0HW	65	150/340.80 Т	150	DN 80	5920

Рабочее давление

0-10 Bar

Рабочая температура

0-150 С

Теплоноситель:

вода, антифриз

Схема подключения и управление

Подключение электрических калориферов должно производиться с соблюдением всех требований техники безопасности. Схема подключения электрокалорифера выглядит следующим образом: при нажатии кнопки «Пуск» происходит запуск двигателя и включается вентиляция нагревателя. При этом двигатель оснащён тепловым реле, которое при проблемах с вентилятором мгновенно размыкает цепь и отключает электронагреватель. Включить ТЭНы отдельно от вентилятора возможно, замкнув блокировочные контакты. Для обеспечения скорейшего нагрева все ТЭНы включаются одновременно.

Для повышения безопасности электрокалорифера в схему подключения включен аварийный индикатор и устройство, не допускающее включения ТЭНов при выключенном вентиляторе. Кроме того, специалисты рекомендуют включение в схему автоматических предохранителей, которые следует располагать в цепь вместе с ТЭНами. А вот на вентиляторы установка автоматов, напротив, не рекомендуется. Управление калорифером производится из специального шкафа, расположенного недалеко от прибора. Причём чем ближе он расположен, тем меньше может быть сечение соединяющего их провода.

При выборе схемы подключения водяного калорифера необходимо ориентироваться на размещение смесительных узлов и блоков с автоматикой. Так, если эти агрегаты располагаются слева от воздушного клапана, то подразумевается левое исполнение, и наоборот. При каждом исполнении расположение соединительных трубок соответствует стороне воздухозабора с установленным клапаном.

Между левым и правым размещением существует ряд отличий. Так, при правом исполнении подающая воду трубка расположена снизу, а трубка «обратки» – сверху. В левосторонних схемах подающий патрубок заходит сверху, а трубка оттока находится внизу.

При установке нагревателя требуется выполнить обустройство узла обвязки, необходимого для осуществления мониторинга за производительностью прибора и защиты его от перемерзания. Узлами обвязки называют арматурные каркасы, регулирующие поступление горячей воды в теплообменник. Обвязка водяных нагревателей производится с помощью двух- или трехходовых вентилей, выбор которых зависит от типа системы отопления. Так, в контурах, отапливаемых при помощи газового котла, рекомендуется устанавливать трёхходовую модель, тогда как для систем с центральным отоплением достаточно двухходовой.

Управление водяным калорифером заключается в регулировании тепловых мощностей нагревательных устройств. Это становится возможным благодаря процессу смешивания горячей и холодной воды, которое выполняется при помощи трёхходового клапана. При повышении температуры выше заданного значения клапан запускает в теплообменник небольшую порцию охлаждённой жидкости, забираемой на выходе из него.

Кроме того, схема установки водяных калориферов не предусматривает вертикального расположения труб входа и выхода, а также расположения воздухозабора сверху. Такие требования обусловлены риском попадания снега в воздуховод и стекания талых вод в автоматику. Важным элементом схемы подключения является термодатчик. Для получения корректных показаний датчик должен быть помещён внутрь воздуховода на участке выдува, причём длина ровного участка должна составлять не менее 50 см.

Типы калориферов

Калорифер устанавливается непосредственно внутри вентиляционного канала, поэтому он должен соответствовать размеру и форме шахты. В зависимости от того, какой в нагревателе используется теплоноситель, различают три вида калориферов:

1. Водяные.
2. Паровые.
3. Электрические.

Водяные

Чаще всего встречаются нагреватели прямоугольного сечения, но можно подобрать и круглую модель.

Прибор состоит из рядов трубок, съёмных боковых панелей и крышек.

По системе трубок циркулирует вода, но это может быть и этиленгликоль.

Через боковые отверстия, размер которых обязательно нужно уточнять при покупке, агрегат подсоединяется к системе отопления здания.

Определённые требования есть для воздуха, который проходит сквозь нагреватель:

• Он не должен включать твёрдых частиц, волокна или липкие вещества.
• Запылённость — менее 0,5 мг/м3.
• Минимальная температура на входе −20°С.

Подбирать прибор нужно также по производительности (в м3/ч). Если этот показатель будет недостаточным, калорифер не будет прогревать воздух и в комнатах будет холодно.

Если по каким-то причинам нельзя установить обогреватель требуемой мощности, можно последовательно смонтировать ряд нескольких приборов меньшей мощности.

Паровые

Применяются главным образом в промышленных учреждениях, где пар является побочным продуктом производственного процесса. На паровых калориферах указывается, какое предельно допустимое давление они выдерживают. Обычно это от 0,5 до 1,2 Па.

Конструкция водяных и паровых калориферов

Один и тот же нагреватель может использоваться и для пара и для воды.

Существует три разновидности приборов:

1. Гладкотрубные.
2. Пластинчатые.
3. Биметаллические.

Особенности:

• Гладкотрубные состоят из множества тонких полых трубок, близко расположенных друг к другу. Минус: теплоотдача модели не велика.
• Пластинчатые. Здесь трубки имеют оребрение, что повышает площадь теплоотдачи. Более эффективны, чем первые.
• Биметаллические имеют медные патрубки и коллекторы, а оребрение выполнено из алюминия. Наиболее эффективны.

В плохо проветриваемых помещениях система приточной вентиляции — единственное решение для создания здорового микроклимата. Периодически требуется обслуживание приточной вентиляции, его выполняют, как правило, профессионалы. Что входит в проверку, читайте далее.

Инструкцию по сборке и монтажу ветрогенератора вы найдете тут.

Для того чтобы увлажнить воздух, можно поставить в помещении емкость с водой, но это неэффективное решение, особенно если у вас есть ребенок. Здесь http://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/otopitelnye-pribory/uvlazhnitel-vozduxa-dlya-detej-kakoj-luchshe.html вы узнаете, как правильно выбрать увлажнитель воздуха для детей.

Электрические

Подойдёт для небольшой вентиляционной системы — интегрировать такой агрегат в вентиляционную систему гораздо проще, чем водяной. Если же затраты на электроэнергию будут слишком большие, есть вариант установить электрический нагреватель в паре с рекуператором.

Представляет собой спиральный тэн в корпусе. Для защиты от перегрева есть встроенный термостат.

Обвязка тепловой завесы

Схема узла обвязки калорифера с трехходовым клапаном.

Калорифер – это не только обогреватель. К числу аналогичных моделей можно отнести воздушные тепловые завесы, которые могут использоваться для оконных, дверных проемов. Для установки и обвязки такого оборудования подходит вариант с узлами регулирования, который отличается от узлов приточной обычной вентиляции. Связано это с тем, что режим работы совершенно другой. Тепловая воздушная завеса работает не постоянно, по большей части она находится в экономном режиме ожидания, а включается, когда открываются окна или двери. В итоге создается барьер для проникновения холодных воздушных потоков.

Схема обвязки тепловой завесы:

1. Для подключения системы к теплотрассе, когда основное оборудование располагается вдали от калорифера, применяются специальные шаровые краны и воздуховоды.
2. Для защиты калорифера применяется фильтр грубой очистки, от проникновения различных частиц мусора предусмотрен регулирующий клапан. Его необходимо предусмотреть, так как посторонние частицы могут сильно замедлить работу оборудования, снизить его эффективность, привести к поломкам.
3. Для подачи теплоносителя в системы применяются два клапана – регулирующий с приводом и специальный запорно-регулирующий. Они позволяют поддерживать работоспособность оборудования в необходимом режиме.
4. Клапаны требуются для того, чтобы функционировал режим ожидания оборудования, когда воздушная тепловая завеса не включается (при закрытой двери или окне).

Чтобы подключить воздухонагреватель, необходимо сначала определиться с его моделью. После этого можно выбрать вариант подключения, узлы обвязки. Все это позволит правильно отрегулировать температуру подаваемого воздуха, защитить оборудование от температурных скачков, перепадов давления в системе. Именно правильный выбор схемы обвязки позволяет обеспечить режим работ калорифера, его эффективность, отсутствие поломок или снижение работоспособности. Это дает возможность снизить энергопотребление, воздушная система будет более экономной и надежной.

Разновидности систем потребления тепла

Существует несколько основных видов установок, в которых могут быть использованы калориферы:

• тепловые завесы;
• системы вентиляции;
• радиаторы отопления;
• обогрев пола.

Тепловые завесы. Система регулирования, используемая в тепловых завесах, несколько отличается от стандартной. Причина заключается в специфике работы воздухонагревателей, которые большую часть времени находятся в режиме «спячки».

Время активной фазы работы составляет не более трех минут. К тому же, обычно завеса находится на значительном расстоянии от коммуникаций теплового пункта. Монтаж конструкции в большинстве случаев производится над часто используемыми проходами в магазинах и торговых центрах.

Основными составляющими такого узла обвязки являются следующие элементы:

1. Краны шаровые. Предназначены для отключения системы от тепловой завесы.
2. Фильтр грубой очистки — для обеспечения защиты калорифера.
3. Клапан регулирующий — блокирует попадание инородных частиц в систему.
4. Два клапана для подачи необходимого количества теплоносителя — регулирующий с приводом и запорнорегулирующий.

Питание приводов клапанов обвязки для калорифера тепловой завесы должно быть однофазным, с напряжением 220 вольт.

Системы вентилирования. Именно в таких системах существует угроза замерзания приточной установки узла обвязки калорифера.

Кроме того, от параметров оборудования напрямую зависит максимальный уровень температуры. В зимнее время обслуживание воздушных систем требует повышенного внимания, снижение подачи энергии чревато сбоями в работе системы.

Радиаторы отопления. Существуют строгие ограничения допустимых температур для теплоносителя, в двухтрубных конструкциях этот показатель равен 95 градусам, в однотрубных — 105 градусам. В паровых калориферах дополнительно устанавливаются системы вентиляции.

Благодаря прямому контакту частей калорифера и воздуха в помещении, нагрев происходит достаточно быстро, а охлаждение занимает длительное время.

Обогрев пола. Потребление энергии здесь сопоставимо с предыдущим вариантом, однако максимально допустимая температура теплоносителя составляет 50 градусов.

Смотрите видео, в котором специалист разъясняет особенности обвязки котла отопления:

Основные элементы схемы узла регулирования приточной установки

В схему узла обвязки входит несколько стандартных приборов, которые обеспечивают регулировку температуры теплоносителя. А так как схем обвязки две (количественная и качественная), то соответственно в каждой из них будет присутствовать свой клапан. В первом случае двухходовый, во второй трехходовой. К тому же все приборы подбираются под калорифер и трубную разводку, то есть, все будет зависеть от диаметров труб и патрубков.

В стандартную обвязку приточной установки входят:

• насос подачи горячей воды;
• термометры и манометры, отслеживающие параметры теплоносителя;
• шаровые краны, с помощью которых перекрывается подача и отвод теплоносителя, что дает возможность дополнительно проводить ремонт приборов, если такая необходимость возникла;
• байпас – это труба, соединяющая подающий трубный контур с отводящим, на нем монтируется обратный клапан, который не позволяет горячей воде проходить мимо калорифера;
• фильтр сетчатый, установленный на подающем контуре сразу после шарового крана;
• клапан с электроприводом, соответственно он может быть двух- или трехходовым:
• трубная разводка по магистралям.

Схема с таким набором приборов и оборудования достаточно проста. Чаще всего ее сооружают на жесткой разводке, то есть, для соединения всех частей используются трубы (стальные или пластиковые). Но для такой трубной подводки учитывается одно обстоятельство – месторасположение узла регулирования приточной установки известно заранее. Все элементы установки должна располагаться близко друг к другу, чтобы создать компактную систему. Это удобно и в плане обслуживания, и в плане ремонта. Как отмечают специалисты, данный вид обвязки нагревательного узла приточной установки является самым простым и менее затратным.

Можно всю эту систему соединить в единый узел гибкими гофрированными шлангами, соединительный элемент которых – резьбовая гайка. То есть, монтажный процесс такими шлангами сводится лишь к соединению их между собой для наращивания магистрали и подключению к установленным приборам

Единственный момент, на который надо обратить внимание, это диаметр шлангов, соответствующий диаметру патрубков калорифера, электроклапана и циркуляционного насоса. Чаще всего гибкая подводка используется лишь в тех случаях, когда сборку жесткими элементами провести затруднительно. Хотя она считается более функциональной

Хотя она считается более функциональной.

В системах нагрева вентиляционной установки используются насосы с мокрым ротором. То есть, крыльчатка прибора и его подшипники находятся все время в проточной жидкости, которая выполняет две функции: охлаждения и смазки. То есть, резиновые сальники в конструкцию циркуляционного насоса не входят. А это говорит о том, что мест протечек нет, ведь именно сальники при их выходе из строя создают протечки теплоносителя.

Что касается трехходового клапана или двухходового, то это электрозависимый прибор, устанавливаемый перед калорифером. Отличие между ними – возможность первого смешивать горячую подающую и теплую отводящую воду, что и регулирует теплоноситель и подгоняет его температуру под заданные параметры.

Весь узел нагревательной установки, а точнее его обвязочного узла, это не только контроль над температурой в доме, но и защита всех встроенных в него приборов от скачков давления внутри теплосети.

Узлы обвязки

Осуществляют подводку теплоносителя к калориферу и обеспечивают контроль над температурой и давлением в системе.

Состав схемы узла

Схема работы на примере водяного калорифера В состав классической схемы обвязочного узла входят:

1. Циркуляционный насос.
2. Компрессорно-конденсаторный блок (ККБ). Применяется в обвязке охладительных систем как внешний блок. Подключается к охладителям приточных вентиляционных установок или канальных кондиционеров.
3. Приборы контроля основных параметров: температуры и давления.
4. Запорная арматура.
5. Байпас.
6. Фильтр для очистки входящих воздушных масс.
7. Автоматически клапан. Бывает двухходовой и трехходовой.
8. Трубки и фитинги.

Узел обвязки может подключаться к системе с помощью жесткой или гибкой подводки:

• Жесткая подводка. Простой вариант подключения посредством металлических труб. Практикуется, когда место установки калорифера заранее известно и подготовлено.
• Гибкая подводка. Более сложный вариант подключения. Используются гибкие гофрированные шланги. Практикуется, когда калорифер устанавливается в неподготовленное место.

Регулировка нагрева

Проектировщики выделяют два способа регулировки температуры канального нагревателя: количественный и качественный.

• Количественный. Устаревающий способ регулировки. Температура находится в прямой зависимости от объема теплоносителя, для этого в систему обвязки устанавливается двухходовой кран. Способ признан не рациональным, так как объем затрачиваемого теплоносителя постоянно «скачет».
• Качественный. Более эффективный способ. При любом положение клапана регулировки теплоноситель расходуется по линейному принципу. За линейность отвечает трехходовой штоковый клапан и насос. Насос врезается непосредственно в контур нагревателя, его ротор вращается в жидкой среде. Отпадает необходимость в сальниках, и полностью исключаются протечки.

Трехходовой клапан со штоком устанавливается на точке входа. Если он закрыт, то вода циркулирует по замкнутому контуру. В открытом состоянии возможность рециркуляции исключена, так как противотоку мешает обратный клапан.

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.

Подбор и расчет элементов обвязки

Элементы обвязки калорифера

Состав системы унифицирован и одинаков для всех типов подключения:

• Запорная арматура. Краны для перекрытия водного потока. Изготавливаются из стали и латуни. Для труб диаметром до 40 мм – арматура с резьбой, свыше 40 мм – фланцевая. Подбирается исходя из мощности калорифера.
• Обратные клапаны. Барьер на пути оттока воды. Монтируется на обратном трубопроводе или основной перемычке. Зависят от диаметра трубопровода.
• Привод и клапан регулировки. Основная часть обвязочного узла. В зависимости от типа обвязки используется трехходовой или двухходовой. С помощью клапанов регулируется мощность калорифера. Привод снижает вероятность замерзания системы. Если автоматика сигнализирует о критически низкой температуре, то привод максимально открывает заслонку, увеличивая интенсивность потока.
• Манометры, термометры. Позволяют оператору отслеживать основные параметры. Подбираются по расчету.
• Кран для слива и удаления воздуха. После заполнения системы тепловым носителем удаляются излишки воздуха. Кран слива необходим для опорожнения системы. Подбирается по расчету.
• Клапан балансировки. Уравнивает давление воды между калориферами. Подбирается по проекту.
• Насос. Обеспечивает беспрерывную циркуляцию теплоносителя по внутреннему контуру. Подбирается исходя из объёма системы.
• Грязевик. Устройство для фильтрации воды. Преимущественно применяется сетка с ячейкой 500 микрон.

Правильно рассчитать элементы обвязки на основании исходных данных, проекта и пожеланий заказчика можно только, имея высокую квалификацию.

Пример проекта обвязки

Компания «Мега.ру» располагает всеми средствами и квалифицированным персоналом для выполнения проектов любой сложности. Более подробную информацию вы можете получить при личном обращении за консультацией. Все способы связи с нами указаны на странице «Контакты».