Виды калориферов и расчёт их мощности для вентиляции

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.

Конструкция и элементы

Приточная установка с водяным калорифером по своей конструкции может быть, как моноблочного (т. н. компактные приточные установки с водяным калорифером, когда все элементы находятся в едином корпусе), так и наборного или секционного типа (каждый компонент имеет свой корпус и эти корпуса последовательно соединены между собой с помощью креплений).

Корпус приточной установки с водяным нагревателем может быть как простой, т. е. не иметь тепло и шумоизоляции, так и теплоизолированный и шумоизолированный.

Рабочее колесо вентилятора может иметь клино-ременную передачу (последнее время применяется все реже и реже), либо прямую посадку на ось двигателя.

Приточная установка с водяным нагревом может иметь в своем составе некоторые их элементов, каждый из которых играет свою роль:

• вентилятор – устройство, которое перемещает воздушный поток, т. е. подает его с улицы в обслуживаемые помещения.
• Нагреватель – служит для подогрева наружного воздушного потока с помощью горячей воды (водяная приточная установка).
• Охладитель — используется для охлаждения свежего воздушного потока с помощью фреона или воды.
• Воздушный фильтр – служит для очистки свежего наружного воздуха от частиц пыли, запахов и даже микробов.
• Шумоглушитель – нужен для снижения шума, который неизбежно появляется при работе приточной установки.
• Воздушный клапан с сервоприводом – нужен для перекрытия подачи воздушного потока в вентиляционную машину.
• Увлажнитель – необходим для увеличения влажности воздуха в помещении.
• Бактерицидная секция — используется для обеззараживания приточного воздуха от микробов (см. каталог).
• Система автоматики – служит для автоматического поддержания заданных пользователем параметров (это блок или шкаф управления, пульт, датчики, реле, приводы, регуляторы оборотов, смесительный узел и т. д.)

Водяные калориферы с вентилятором: характеристики и производители

Калорифер водяной с вентилятором – это один из наиболее экономных и эффективных приборов, служащих для обогрева воздуха в ангарах, складах, спортзалах, в торговых, выставочных и концертных залах, автосервисах, мастерских. Также с его помощью отапливают теплицы, фермы и другие просторные объекты с большой площадью.

Такие агрегаты бывают также в разных исполнениях в зависимости от предполагаемого размещения. То есть могут быть настенные или потолочные калориферы, которые можно легко установить в любом помещении.

Основные плюсы водяных калориферов отопления заключаются в их энергоэффективности и производительности, что проявляется в возможности как повышать, так и охлаждать температуру в помещении. При этом тепловентиляторы в основном малозатратны, так как потребляют мало электроэнергии и позволяют сэкономить на отоплении.

Электрический тепловентилятор с панелью управления Flowair

На производстве таких калориферов специализируются как зарубежные, так и отечественные марки, среди которых Тепломаш, Греерс, Flowair и Volcano. Водяной калорифер отопления с вентилятором — отличное решение в большинстве случаев для обогрева больших объектов.

Популярными на отечественном рынке считаются калориферы КСК. Приборы этой марки отличаются компактностью и экономичностью. Агрегаты широко используют в промышленности, так как отлично справляются с задачей быстрого нагрева воздуха в помещениях с большой площадью, при этом используя минимум электроэнергии. Приборы также используют как теплоутилизатор. Они являются составляющей в разных агрегатах, системах отопления, кондиционирования и вентиляции. Теплоносителем в калорифере КСК является горячая вода с температурным показателем свыше 190°С.

Калориферы отопления с вентилятором: особенности конструкции и работы

Калориферы отопления с вентилятором представлены шестью типоразмерами. Это очень популярные средства отопления, поэтому имеют широкий модельный ряд у многих производителей. Бывают двухрядные и трехрядные модели. Мощность калорифера от 10 до 60 кВт позволяет подобрать оборудование для помещений с разной площадью.

Мощность калориферов варьируется в пределах 10-60 кВт

Такие калориферы еще называют тепловентиляторами или дуйчиками, они отличаются компактностью и легкостью. На потолок или стену их крепят с использованием специальных кронштейнов.

В целях износостойкости корпус агрегата изготавливают из полипропилена или из оцинкованной стали, а сверху покрывают эмалью. Полипропилен отличается высокой степенью сопротивляемости к механическим повреждениям и устойчивостью к различным газам и парам. Поэтому корпус выдерживает высокие температуры, устойчив к коррозии повреждениям разного характера.

Для производства теплообменника используют медные трубки, а для оребрения – алюминиевые пластины. Их монтируют на задней панели устройства, что позволяет значительно упростить установку прибора и улучшить его дизайн.

Прибор оснащают бесшумным осевым вентилятором с лопатками из спецпрофиля и подшипников наивысшего класса, не требующие смазывания. Такое устройство дает высокую производительность при низком потреблении электроэнергии. Кроме того, расход воздуха регулируется в рабочем диапазоне. В качестве теплоносителя служит вода из системы централизованного отопления.

Агрегаты производятся в потолочном и настенном исполнении. За счет лёгкости монтажной консоли возможен оборот агрегата на 180 градусов вовремя эксплуатации.

Потолочный тепловентилятор отопления

Расчёт водяного калорифера

Расчёт мощности калорифера, необходимой для обогрева конкретного помещения, проводят с учётом таких данных, как:

1. Объём (масса) приточного воздуха, который необходимо нагреть.
2. Начальная (внешняя) температура воздушных масс.
3. Целевая температура, до которой необходимо разогреть воздух перед подачей в комнату.
4. Температурный режим теплоносителя.

Расчёт калорифера производят исходя из площади поверхности подогрева и нужной мощности. Для каждой операции применяется своя формула. Рассчитать мощность калорифера можно только с учётом реальных данных в конкретных условиях, среди которых наиболее важные:

• способ подключения (к центральной теплосети или котельной);
• метод обвязки.

Расчёт мощности калорифера

Q_т – тепловая мощность калорифера, Вт;
L – расход воздуха, м³/час
ρ_возд – плотность воздуха. Плотность сухого воздуха при 15 °C на уровне моря составляет 1,225 кг/м³;
с_возд – удельная теплоёмкость воздуха, равная 1 кДж/(кг∙К)=0,24 ккал/(кг∙°С);
t_вн – температура воздуха на выходе из калорифера, °C;
t_нар – температура наружного воздуха, °C (температура воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 согласно СП 131.13330.2012)

Расход теплоносителя на калорифер

G — расход воды на теплоснабжение калорифера, кг/ч;
3,6 — коэффициент перевода Вт в кДж/ч (для получения расхода в кг/ч);
Q_т – тепловая мощность калорифера, Вт;
с_в – удельная теплоёмкость воды, равная 4,187 кДж/(кг∙К)=1 ккал/(кг∙°C);
t_пр – температура теплоносителя (прямая линия), °C;
t_обр – температура теплоносителя (обратная линия), °C.

Диаграмма процесса нагрева воздуха

Определить потребную мощность калорифера можно с помощью специальных диаграмм. Количество необходимой энергии (Джоулей) для нагрева 1 килограмма воздуха производится с помощью i–d диаграммы влажного воздуха. Расчёт производится при условии, что процесс нагрева воздуха протекает при d = const (при неизменном влагосодержании). Далее, с учётом расчётного расхода воздуха, перевода единиц (Дж/с в кВт), определяется мощность калорифера.

i–d диаграмма влажного воздуха

Для получения точных данных можно воспользоваться онлайн-калькуляторами, с помощью которых можно узнать показатель мощности, указав производительность и температуру. Так как производительность установки в результате постепенного износа может снижаться, рекомендуется заложить в расчёт запас мощности от 5 до 15%.

Конструкция калориферов разных видов

Отопительный водяной калорифер состоит из корпуса, выполненного из металла, размещенного в нем теплообменника в виде ряда трубок и вентилятора. На торце агрегата имеются входные патрубки, через которые его подключают к котлу или централизованной системе отопления.

Как правило, вентилятор находится в тыльной части прибора. Его задача — прогонять воздух через теплообменник.

После нагрева, через решетку, находящуюся на фасадной части калорифера, воздух обратно поступает в комнату.

Чаще всего корпус изготавливают в форме прямоугольника, но есть модели, предназначенные для вентиляционных каналов круглого сечения. На подводящей магистрали устанавливают двух- или 3-ходовые вентили для регулировки мощности агрегата.

Различаются калориферы и по способу монтажа — они бывают потолочными и настенными. Модели первого типа размещают за фальшпотолком, за его пределы выглядывает только решетка. Настенные приборы более популярны.

Вид #1 – калориферы гладкотрубные

Гладкотрубную конструкцию составляют нагревательные элементы в виде полых тонких трубок диаметром от 20 до 32 мм, расположенные на расстоянии 0,5 см по отношению друг к другу. По ним циркулирует теплоноситель. Воздух, омывая нагретые поверхности трубок, нагревается благодаря конвективному обмену теплом.

Трубки в воздухонагревателе располагают в шахматном или коридорном порядке. Их концы вварены в коллекторы — верхний и нижний. Теплоноситель поступает в распределительную коробку через входной патрубок, затем, пройдя по трубкам и нагрев их, выходит через выходной патрубок в виде конденсата или охлажденной воды.

Более стабильную передачу тепла обеспечивают приборы с шахматным расположением трубок, но сопротивляемость воздушным потокам здесь выше. Нужно обязательно выполнять расчет мощности агрегата, чтобы знать реальные возможности устройства.

К воздуху предъявляют определенные требования — не должно быть волокон, взвешенных частиц, липких субстанций. Допустимая запыленность — меньше чем 0,5 мг/мᶾ. Температура на входе —минимум 20⁰.

Теплотехнические характеристики гладкотрубных калориферов не очень высокие. Их применение целесообразно, когда не требуется значительного расхода воздуха и его нагрева до высокой температуры.

Вид #2 – ребристые воздухонагреватели

Трубы ребристых приборов обладают оребренной поверхностью, следовательно, теплоотдача от них больше. При меньшем количестве труб теплотехнические характеристики у них выше, чем у гладкотрубных воздухонагревателей.

Расчет мощности водяного калорифера приточной вентиляции онлайн

Расчет мощности калорифера вентиляции

Расход приточного воздуха:

Температура наружного воздуха (см. СНиП):

Температура воздуха после калорифера:

Мощность калорифера = кВт *

• * Расчет расхода тепла калорифером или его мощность в кВт осуществляется онлайн калькулятором по формуле:
• Q = L * p * c * (tн — tп)
• где:
• L — расход воздуха — производительность приточной, либо приточно-вытяжной вентиляционной установки, м3/ч
• p — плотность в-ха — для расчетов принимается плотность при температуре +15С на уровне моря = 1,23 кг/м3
• c — удельная теплоемкость в-ха, 1 кДж/(кг∙°С)
• tн — температура наружного в-ха — т-ра наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92. Берется из СП 131.13330.2018 Строительная климатология, Таблица 3.1, графа 5.
• tп — т-ра приточного в-ха после нагревателя системы вентиляции.

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.

Расчет мощности калорифера

Расчет калорифера производится в несколько этапов. Последовательно определяются:

• Тепловая мощность.
• Определение размера фронтального сечения, подбор готового прибора.
• Расчет расхода носителя.

Поскольку расход воздуха известен из характеристик вентиляционной системы, то вычислять его не потребуется. Формула определения тепловой мощности прибора:

Qт = L • Pв • Cв • (tвн — tнар)

где Qт — тепловая мощность калорифера.

L — расход воздуха (величина приточного потока).

Pв — плотность воздуха, табличное значение, находится в СНиП.

Cв — удельная теплоемкость воздуха, имеется в таблицах СНиП.

(tвн — tнар) — разница внутренней и наружной температур.

Определяем фронтальное сечение:

F = (L • P)/ V,

где F — фронтальное сечение.

L — расход воздуха.

P — плотность воздуха.

V — массовая скорость потока, принимается около 3-5 кг/м2•с.

Затем находим расход теплоносителя:

G = (3,6 • Qт)/Cв • (tвх — tвых),

где G — расход теплоносителя.

3,6 — поправочный коэффициент для получения нужных единиц измерения.

Qт — тепловая мощность прибора.

Cв — удельная теплоемкость среды.

(tвх — tвых) — разница температур теплоносителя на входе и выходе из устройства.

Зная расход носителя можно определить диаметр труб обвязки и подобрать нужное оборудование.

Пример расчета

Определяем тепловую мощность при разнице температур от -25° до +23°, при производительности вентилятора 17000 м3/час:

Qт = L • Pв • Cв • (tвн — tнар) = 17000 • 1,3 • 1009 • (23-(-25)) = 297319 Вт = 297,3 кВт

F = (L • P)/ V = (17000 • 1,3) / 4 = 5525 = 0,55 м2.

Определяем расход теплоносителя:

G = (3,6 • Qт)/Cв • (tвх — tвых) = (3,6 • 297,3)/1009 • (95-50) = 1,58 кг/сек.

По полученным данным по таблице калориферов подбираем наиболее подходящую модель.

Вычисление поверхности нагрева

Площадь поверхности нагрева определяет эффективность устройства. Чем она больше, тем выше коэффициент теплоотдачи, тем сильнее прибор нагревает воздушный поток. Определяется по формуле:

Fk = Q / k • (tср.т — tср.в)

где Q — тепловая мощность.

k — коэффициент.

tср.т — средняя температура теплоносителя (между значениями на входе и выходе из прибора).

tср.в — средняя температура воздуха (наружная и внутренняя).

Полученные данные сравниваются с паспортными характеристиками выбранного прибора. В идеале расхождение между реальными и расчетными значениями должны быть на 10-20% больше у реальных.

Особенности расчета паровых калориферов

Методика расчета паровых калориферов практически идентична рассмотренной. Единственным отличием является формула расчета теплоносителя:

G = Q / r

где r — удельная теплота, возникающая при конденсации пара.

Регулировка процесса нагрева

Используются два способа регулировки режима работы:

• Количественный. Настройка производится путем изменения объема теплоносителя, поступающего в прибор. При этом способе отмечаются резкие скачки температуры, нестабильность режима, поэтому в последнее время более распространен второй тип.
• Качественный. Этот способ позволяет обеспечивать постоянный расход теплоносителя, что делает работу прибора более стабильной и плавной. При неизменном расходе меняется лишь температура носителя. Это делается путем подмешивания в прямой поток некоторого количества более холодной обратки, что регулируется трехходовым клапаном. Такая система защищает конструкцию от перемерзания.

Обустройство вентиляции в частном доме своими руками: выбор схемы и составление проекта.

Особенности конструкции приточных вентиляций

Основным предназначением вентиляционной приточной системы заключается в подаче чистого воздуха в помещение. В зависимости от сложности конструкции она может состоять из самых различных элементов. Классическая система состоит из следующих конструктивных элементов:

1. Клапан приточной вентиляции устанавливается для того, чтобы исключить вероятность попадания воздуха с улицы в помещение при выключении устройства. Этот конструктивный элемент важен при эксплуатации системы в зимний период при существенном снижении температуры. Клапан устанавливается также для защиты помещения от холодного воздуха и снега.
2. На наружной части системы устанавливается решетка, которая не позволяет проникнуть в помещение различных механических загрязнений. Форма и размеры защитной сетки могут существенно отличаться. Тот момент, что сетка устанавливается снаружи, определяет привлекательный стиль ее оформления. Для защиты решетки от воздействия окружающей среды ее изготавливают из нержавеющей стали. Толщина сетки может существенно отличаться, от чего зависит прочность конструкции.
3. Очистительные фильтры позволяют поддерживать качество подаваемого воздуха на довольно высоком уровне. Фильтры могут существенно отличаться по достаточно большому количеству признаков. Примером назовем то, что некоторые могут устанавливаться только для отсеивания песка, другие даже бактерий. Фильтры могут изготавливаться из самых различных материалов, некоторые изготавливаются при применении активного угля, другие представлены сеткой с малой перфорацией.
4. Некоторые системы могут проводить нагрев воздуха, для чего устанавливается специальный нагреваемый элемент. В зимний период нагревательный элемент позволяет существенно повысить комфорт в помещении. Кроме этого нагрев может проводится в автоматическом режиме или в зависимости от настроек терморегулятора. Единственным недостатком калорифера можно назвать высокое электропотребление. Если фильтр не справляется с поставленной задачей, то срок эксплуатации нагревательного элемента может существенно снизиться: мусор и насекомые покроют нагреватель, образуя налет, после чего он перегревается.
5. Вентилятор устанавливается в качестве активного элемента, за счет которого происходит нагнетание воздуха. Как правило, вентилятор защищается с обеих сторон, так как попадание крупного объекта может привести к деформации вентилятора.
6. Вентилятор получает вращение от установленного электрического двигателя. Его основными параметрами является потребительская мощность и количество оборотов в минуту. Чем больше потребительская мощность, тем выше энергетические затраты.
7. Приточная система вентиляции имеют элементы, которые предназначены для поглощения вибрации и звука. Изоляционные материалы позволяют сделать систему тихой, за счет чего повышается комфорт в помещении.

Кроме этого не стоит забывать о трубопроводе, по которому проводится подача воздуха. Они могут имеют круглое или прямоугольное сечение, изготавливаться при использовании различного металла.

Расчёт мощности

Процесс нагрева воздуха в виде графика Методика вычисления заключается в подборе аппарата с такими параметрами, чтобы на выходе температура воздуха соответствовала нормативным значениям, а запас мощности позволял бесперебойно работать при пиковых нагрузках, но при этом не страдала кратность и скорость воздухообмена. Проектировщик начинает рассчитывать мощность только после получения всех исходных данных:

• Объёма воздуха, проходящего через аппарат за единицу времени. Измеряется соответственно кг/ч или м 3 /ч.
• Температуры приточки. Берётся минимальное значение для зимнего периода.
• Требуемой по нормам или индивидуальным пожеланиям заказчика температуре воздуха на выходе.
• Максимальной температуре, до которой может нагреться тепловой носитель.

Правила вычислений

Теплотехнический расчёт канального нагревателя начинается с определения двух параметров: первый — площадь поперечного сечения тепловой установки; второй – мощность, необходимая для нагрева поверхности заданного размера.

Площадь вычисляется по формуле:

Aф = Lp / 3600×(ϑρ), где

L – максимальное значение приточки для поддержки параметров вытяжки, м 3 /ч; Р – нормативная плотность воздуха, кг/м 3 ; Θρ – скорость движения воздуха на каждом участке, определяемая из аэродинамического расчета.

Полученное значение подставляется в таблицу, где указаны возможные варианты сечения калориферов, значения округляется в большую сторону.

Таблица подбора по площади сечения

Формула скорости воздушных масс, необходимая для подбора площади нагревательного элемента, следующая:

ϑρ = Lρ / 3600×Аф.факт

На следующем этапе определяется объем тепловой энергии, необходимый для прогрева приточки:

Q = 0.278×Gc× (tп – tн), где

Q – объём тепловой энергии, Вт; G – расчётный показатель расхода воздуха, кг/ч; с – удельная теплоёмкость, в данном случае берётся 1.005 кДж/кг °С; tп – температура приточки, °С; tн – температура воздуха на входе.

Расход воздуха G = Lρн. Это связанно с местом установки вентилятора. Он находится до калорифера, а, следовательно, используется нормативное значение плотности воздушных масс снаружи помещения.

Далее вычисляются затраты горячей воды на отдачу тепла холодному:

Gw = Q / cw×(tг – t0), где

cw – тепловая ёмкость воды, кДж/кг °С; tг – температура теплоносителя (воды), 0 С; t0 – расчётная температура воды в обратном трубопроводе, 0 С.

Теплоемкость жидкости можно узнать из справочной литературы. Параметры теплового носителя зависят от параметров среды.

Зная Gw, можно вычислить скорость движения воды по трубам:

w = Gw / 3600×ρw×Aф, где

Aф – размер сечения теплообменника, м²; ρw – плотность воды при средней температуре теплового носителя, 0 С.

Рассчитать скорость движения теплоносителя можно по формуле, указанной выше. Она справедлива для простой системы последовательного подключения нагревательных элементов. В случае использования параллельной схемы, толщина трубопровода увеличится в два или более раз, а средняя скорость движения уменьшится.

Кроме подбора калорифера выполняется расчёт тепловых потерь по укрупнённым показателям. Основная формула:

q – тепловая характеристика объекта, Вт/(м 3 ּ о С); V – объём объекта по внешней стороне ограждающих конструкций, м 3 ; (tп-tн) – разность температуры основных помещений, о С.

Расчёт поверхности нагрева

Основная формула площади нагревательной поверхности канального устройства:

Amp = 1.2Q / K× (tср.т – tср.в), где

К – коэффициент передачи тепла от калорифера холодному воздуху, Вт/(м°С); tср.т – средний показатель температуры теплового носителя, 0 С; tср.в – средний показатель температуры приточки, 0 С; число 1,2 – коэффициент запас. Вводится в связи с остыванием воздуховодов.

На последнем этапе определяется, сколько тепла может выдать канальный нагреватель:

Qфакт = К× (tср.т – tср.в)×Nфакт×Ak

Особенность методики для паровых нагревателей

Принцип вычислений не меняется. Отличие только в способе определения расхода теплового носителя для нагрева холодного воздуха:

r – тепловая энергия, получаемая в процессе конденсации пара.

Система рекуперации

Прямой нагрев воздуха за счёт только энергии нагревательных элементов – это не самый экономичный и практичный вариант устройства отопления вентсистемы. Система рекуперации за счёт замкнутого цикла работы значительно снижает теплопотери. Её работа основана на теплоизбытках, а точнее – энергии отработанных воздушных масс.

Общая схема устройства выглядит так: приточка и вытяжка проходят через один блок, и тепловыделения от исходящих воздушных потоков частично передаются входящим. За счёт использования теплопритоков снижается нагрузка на остальные системы отопления.

Монтаж системы отопления с рекуперацией стоит дороже, чем аналогичный, но без неё. Затраты быстро окупаются в регионах, где отопление подвергается значительной тепловой нагрузке ввиду продолжительной зимы.

Кратность смены воздуха

Кратность для помещений разного типа определяется так:

Таблица для расчета минимальной производительности вытяжки относительно объема кухни.

Наибольший показатель кратности выбирают для использования в помещениях со множеством людей, с высокой влажностью и температурой, с большим количеством пыли и сильными запахами. На кухне с электрической варочной поверхностью можно выбирать меньший показатель, с газовой плитой – больший. Связано это с тем, что газ при включенной плите выделяет продукты горения. Вентилятор, выбранный с учетом вышеперечисленных данных, можно смонтировать в стене, окне, потолке помещения.

Правила эксплуатации и возможность ремонта

Основные требования к эксплуатации и безопасности устройства изложены в паспорте. Они направлены на исключение аварийных ситуаций, вызванных превышением допустимой температуры или давления теплоносителя, избегать резкого повышения температуры комплекса при первом запуске в холодное время года

Особое внимание следует обращать на опасность перемерзания трубок устройства в зимнее время, грозящее выходом прибора из строя. Для ремонта устройств следует привлекать специализированные организации, самостоятельное вмешательство чаще всего только увеличивает степень проблемы

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.

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.