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

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.

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.

Основные схемы узлов управления

Схема №2

Существует как минимум несколько основных схем обвязки калориферов, которые имеют принципиальные отличия с точки зрения выбранной схемы регулирования и источника подачи тепла. Не существует однозначного ответа, какая из ниже описанных схем является правильной, все зависит от большого количества факторов (источник теплоснабжения и его возможности и требования по теплоносителю, уже установленное сетевое оборудование, величина свободного перепада давления на вводе в здание и т.д.).

Если система теплоснабжения приточной вентиляции работает на перепаде тепловой сети и подключена напрямую без промежуточных теплообменников, то в качестве управляющего органа устанавливают двухходовой линейный регулирующий клапан (схема №3), который гасит на себе избыточный перепад в точке подключения и выполняет главную функцию ограничения протока воды через калорифер. Но для того, чтобы защита от замерзания калорифера была обеспечена, на внутреннем контуре воздухонагревателя устанавливается циркуляционный насос, который обеспечивает постоянный расход на установке через дополнительную перемычку. Это классический способ количественного регулирования зонально на каждой приточной установке.

Схема №3

Не менее распространенными являются схемы теплоснабжения калориферов с установленными трехходовыми клапанами. Эти схемы могут работать в различных режимах регулирования в зависимости от положения клапана и места врезки перемычки.

Схема №4

Трехходовые клапана могут работать в режиме разделения потоков воды или в качестве смесительного органа (схема № 4). Если клапан установлен таким образом, что в зависимости от потребности установки в нагреве порт А (со стороны теплосети) открывается или закрывается, а циркуляция теплоносителя происходит через байпас клана (порты В и АВ), то имеет место самая распространенная схема количественного регулирования. Ее применение, как правило, ограничено предельным перепадом давления в центральной системе теплоснабжения, поэтому наиболее часто применяется в автономных системах теплоснабжения. Но при проектировании такой схемы необходимо учесть, что расход в системе теплоснабжения или на источнике тепла является не постоянным, поэтому сетевое насосное оборудование должно быть оснащено частотными преобразователями.

Схема № 5

Если необходимо обеспечить постоянный расход со стороны источника тепла, то в предыдущую схему следует добавить перед клапаном перемычку с установленными обратным клапаном и балансировочным вентилем (схема №5).

Если в схеме поменять перемычку и клапан местами, а циркуляцию воды во внутреннем контуре осуществлять через перемычку, то напор циркуляционного насоса в этом случае будет меньше на величину гидравлического сопротивления клапана. Расход теплоносителя со стороны теплосети останется постоянным, а клапан будет работать на свободном перепаде давления (схема №6).

Схема № 6

Способы регулирования процесса нагрева

Схема устройства водяного калорифера.

Регулировка нагрева, которая входит в узел обвязки, может быть количественной или высококачественной. В первом варианте управление предполагает неминуемый, меняющийся расход носителя тепла. Данный вариант не очень разумный, благодаря этому сейчас стали использовать хороший принцип регулирования. Он разрешает управлять нагревом калорифера при неизменном расходе носителя тепла.

Регулировка с применением хорошего принципа гарантирует линейность процесса управления при любом положении клапана для регулировки. Еще одно преимущество — прекрасная устойчивость к допустимому замораживанию калорифера, т.К. Приток воды постоянен. Это можно достигнуть путем включения насоса для воды прямо в контур нагревателя, где организуется проток воды, не зависящий от внешних условий. Использование хорошего принципа регулирования вызвано применением особого насоса и трехходового штокового клапана. Данные компоненты, встраиваемого типа в обвязочный узел, имеют положительного качества, разрешающие увеличить результативность рабочего процесса обвязки и калорифера:

1. Центробежный насос циркуляционный имеет «влажный ротор», который вращается, пребывая в жидкости. Это означает, что ею промазываются подшипники аппарата и необходимость использования сальников отпадает. На случай установки подобного насоса в узел обвязки протечки немыслимы, даже в том случае, если он поломается или выработает собственный ресурс.
2. Расположение клапана для регулировки там, где теплового носителя входит в калорифер. В отличии от двухходового устройства, трехходовое целиком контролирует процесс смешивания. В закрытом состоянии идет внутренняя циркуляция в закрытом контуре; при открытом положении не выполняется рециркуляции носителя тепла. На случай установки конструкции со штоком продлевается эксплуатационный срок седла клапана, которое изнашивается очень быстро в моделях, которые не имеют штока.

Принцип работы водяного калорифера

Для начала разберемся в особенностях работы вентиляционной системы с водяными нагревателями, потому что схема приточной вентиляции с электрокалорифером немного отличается. Водяное нагревательное приспособление состоит из теплообменника и вентилятора.

Принцип его работы заключается в следующем:

1. Через специальные воздухозаборные решетки, установленные на внешнем конце воздуховода, воздушные массы попадают в вентиляционные каналы. Решетки нужны для защиты от проникновения мелких грызунов, животных, птиц и насекомых.
2. После этого воздух проходит через фильтры, где очищается от пыли, пыльцы растений, вредных примесей и других загрязняющих веществ.
3. В калорифер поступает тепло из водяной магистрали. Благодаря этому теплу воздушные массы подогреваются до нужной температуры.
4. При прохождении рекуператора поступающие воздушные потоки дополнительно греются за счет тепла удаляемого из помещения воздуха.
5. Очищенные и подогретые массы при помощи вентилятора поступают в помещение. Благодаря установленному диффузору они равномерно распределяются по всей площади.
6. Во время работы установки возникает много шума. Чтобы его снизить, установлены специальные шумопоглотители.
7. Если система перестает работать, срабатывают обратные клапаны, которые перекрывают доступ холодным воздушным массам в помещение.

Конструкция калорифера отличается отсутствием собственного нагревателя. Его главные составляющие элементы выполняют следующие функции:

• встроенный вентилятор направляет подогретые воздушные массы в помещение;
• в теплообменник, состоящий из металлических трубок, поступает вода из отопительной системы.

По сути, система из трубок выполняет функции нагревательной спирали, как в электрокалорифере. По трубкам циркулирует горячий теплоноситель из системы отопления, имеющий температуру в пределах +80…+180°С. При прохождении воздуха через прибор он нагревается до нужной температуры. Вентилятор не только распределяет подогретый воздух по помещению, но и способствует его обратному удалению.

Преимущества и недостатки

Использование калориферов в приточной вентиляции рентабельно для предприятий и учреждений, имеющих собственную систему теплоснабжения. Однако при хорошо налаженной работе системы вентиляции, правильном выполнении обвязки водяные калориферы можно использовать для обогрева коттеджей.

К преимуществам подобных приспособлений причисляют следующее:

1. Монтаж достаточно простой. По сложности он не отличается от установки труб отопления.
2. Благодаря подогреву воздушных масс и их равномерному распределению при помощи вентилятора система подходит для обогрева помещений значительной площади и высоты.
3. Отсутствие сложных механизмов обеспечивает безопасную работу каждого составляющего узла. В конструкции нет быстроизнашивающихся деталей, поэтому поломки случаются редко.
4. При помощи вентилятора можно регулировать направление потоков теплых воздушных масс.
5. Главное достоинство заключается в том, что на отопление большого помещения не потребуются регулярные финансовые вложения. Расходы будут только на первых порах – на покупку оборудования и монтаж системы.

Основной минус использования водяных калориферов заключается в невозможности их применения в бытовых целях, а именно для отопления городских квартир. В качестве альтернативного варианта подходят только электронагреватели. Электрический индукционный котел для отопления и его схема

Какие бывают калориферы

Прибор может устанавливаться одним из двух методов, в данном случае все зависит от особенностей воздухообмена системы.

• Рециркуляционный воздух может перемешиваться с приточным.
• Воздух в системе может рециркулировать, будучи полностью изолированным.

Если вентиляция в помещении имеет естественный характер, то калорифер должен размещаться в подвале, в том месте, где происходит забор воздуха. А если схема вентиляции является принудительной, то не имеет значение, в каком месте будет установлен прибор.

Читайте так же о том, как своими руками сделать газовую пушку

На сегодняшний день калориферы делятся на три большие группы.

• Электрические приборы. Они отличаются, в первую очередь, тем, что их монтаж осуществляется достаточно быстро, так как не требуется сложных коммуникационных магистралей. Прибор нужно лишь подключить к электрической сети. Нагревательными элементами, как и в любом другом элекрооборудовании для нагрева, являются ТЭНы. Если посмотреть на применение таких калориферов с точки зрения экономической, то они целесообразны лишь в том случае, если площадь помещение – менее 100 метров квадратных.
• И, наконец, водяные. Они встречаются намного чаще других. Если монтируется обвязка калорифера водного типа, то требуется подвести лишь линию центрального водоснабжения, а для этого особых затрат не нужно, чего нельзя сказать о том же паровом приборе. Но эффективность такой системы будет удовлетворительной, лишь если правильно сделана обвязка. (Подробнее о том как сделать водяное отопление в своем доме читайтет тут)

Правила эксплуатации калорифера

Для длительной и бесперебойной работы важно придерживаться следующих правил эксплуатации:

Нельзя превышать давление в трубопроводах выше нормируемых показателей, которые указаны для каждого прибора в технической документации.
Состав воздушных масс в помещении должен отвечать требованиям ГОСТ 12.1.005-88.
В процессе монтажа важно придерживаться инструкций и рекомендаций производителя.
Запрещено использовать тепловой носитель с температурой, превышающей +190 градусов.
Охлажденный воздух в помещении подогревают плавно. Температура должна повышаться каждый час на 30 градусов.
Чтобы защитить трубки теплообменника от разрыва, температурные показатели не могут падать до минусовых значений.
В производственном помещении с очень влажным или грязным воздухом устанавливают калориферы с уровнем защиты не ниже ІР 66.. Запрещено самостоятельно ремонтировать нагревательное оборудование

Это должны выполнять квалифицированные специалисты сервисных центров. Соблюдение всех перечисленных правил поможет продлить срок службы и защититься от аварийных ситуаций.калорифер водяной для приточной вентиляции

Запрещено самостоятельно ремонтировать нагревательное оборудование. Это должны выполнять квалифицированные специалисты сервисных центров. Соблюдение всех перечисленных правил поможет продлить срок службы и защититься от аварийных ситуаций.калорифер водяной для приточной вентиляции

5 Выбор основного оборудования

Независимо от выбранной схемы узла в обвязку калорифера устанавливаются одинаковые элементы оборудования. Отличаются они только местом установки и количеством запорной арматуры. Выбор элементов обвязки выбирается на основании некоторых правил и рекомендаций:

1. 1. Арматура должна подходить по основным техническим параметрам. Она рассчитывается по максимальному значению давления и температуры.
2. 2. Нежелательно использовать собранные узлы, которые готовились под усредненные параметры изменения давления, температуры и т. д.
3. 3. Диаметр устанавливаемого оборудования должен соответствовать размеру трубопроводов в системе отопления, а не патрубкам калорифера.

В качестве запорной арматуры применяются стальные или латунные шаровые краны. Когда в системе отопления используются трубы диаметром более 50 мм, то устанавливаются фланцевые вентили. Применение арматуры необходимо при аварийных ситуациях и для проведения планового обслуживания или ремонта.

Для простоты установки желательно выбирать краны с накидными гайками. От возникновения перетока теплоносителя предохраняют обратные клапаны. Обычно они устанавливаются на обратной линии трубопроводов или на байпасе узла. К основным элементам обвязки относятся двухходовые или трехходовые клапаны.

Манометры и термометры обеспечивают слежение за параметрами работы обвязки калорифера. Термометры монтируются на подающих и обратных линиях трубопроводов непосредственно перед канальным нагревателем. Манометры устанавливаются в насосную группу и способствуют визуальному наблюдению за давлением в системе.

Циркуляционный насос обеспечивает движение теплоносителя на регулируемом участке, помогая преодолевать гидравлическое сопротивление от давления теплосети. В качестве дополнительных элементов в обвязку устанавливаются фильтры, вентиля и клапаны для сброса теплоносителя.

Необходимость установки узлов регулирования

Установки приточной системы вентиляции согласно основным требованиям нормативных документов должны подавать свежий наружный воздух, предварительно нагретый до определенной температуры. Температура приточного воздуха должна соответствовать типу вентилируемого помещения в случае общеобменной вентиляции или технологическому процессу в случае какого-либо производственного цикла.

Принцип работы приточно-вытяжной системы вентиляции.

Кроме того, температура воздуха должна быть постоянной вне зависимости от температуры наружного воздуха и корректировки температурного графика теплоносителя. То есть, при похолодании и снижении температуры на улице тепловые сети, как правило, повышают температуру теплоносителя, а температура воздуха на выходе из приточной установки должна оставаться на заданном уровне.

Следовательно, тепловая нагрузка в течение отопительного периода не является постоянной величиной, а теплоноситель следует регулировать. В противном случае будет перерасход тепловой энергии, повышение температуры и избыточный перегрев помещений, что неблагоприятным образом может сказаться на самочувствии людей или технологическом процессе.

Нагрев воздуха происходит в калориферах приточной установки, количество которых может отличаться в зависимости от принятой схемы теплоснабжения. Наиболее распространен вариант установок с одним калорифером, но их может быть и два и больше.

Калориферы предназначены для нагрева воздуха в приточной и приточно-вытяжной системе вентиляции.

Для некоторых учреждений, где нагрев воздуха необходим и в переходное время года, предусматривают два раздельных контура системы теплоснабжения. Один калорифер работает весной и осенью, второй контур в зимнее время. В случае экстремальных морозов, когда главный калорифер не будет справляться с нагрузкой, второй может догревать воздух до заданно температуры.

Приточная установка системы вентиляции.

Также одним из главных достоинств такой схемы является практически 100% резервирование поверхности теплоотдачи. В случае возникновения аварийных ситуаций, когда один калорифер вышел из строя или разморозился, второй нагреватель будет подключен в работу и справится полностью с основной функцией. Поэтому при расчете установки желательно предусматривать два одинаковых калорифера, с поверхностью соответствующей максимальной мощности из двух режимов работы.

При расчете приточной установки можно столкнуться с ситуацией, когда подобранный калорифер в максимальном режиме выдаст тепловую мощность во много раз превышающую требуемую. Это связано с ограниченным числом типоразмеров калориферов у производителя. Поэтому для того чтобы иметь постоянную температуру приточного воздуха необходима установка регулирующих узлов системы теплоснабжения на каждом контуре теплоснабжения и на каждой установке. Управление этими узлами будет происходить от системы автоматики всех вентиляционных систем комплекса.

Конструктивные особенности

Обычно для приточных установок узел обвязки состоит из следующих элементов:

Рисунок 1. Схема обвязки приточной установки.

1. Инерционные решетки, которые устанавливаются на наружных стенах (служат для забора воздуха снаружи). Конструкция решеток может быть различной. Изготавливаются они, как правило, из высокопрочного пластика, окрашенного металла. Размер решеток зависит от диаметра воздуховода, мощности системы.
2. Воздуховод, в который монтируется специальный фильтр. Такой элемент необходим, для того чтобы в помещения подавался уже очищенный воздух. Используются специальные сложные фильтры, которые очищают воздух не только от пыли, но и от вредных и токсических примесей, увлажняют его, насыщают ионами серебра.
3. Воздуховод идет к узлу в виде разводки канального вентилятора. Вентилятор крепится к трубе хомутом. Корпус вентилятора прямоугольной формы имеет специальные входы и выходы, что делает монтаж приточных установок предельно простым. Мощность канального вентилятора необходимо рассчитывать заранее. Она зависит от многочисленных параметров, включая мощность и скорость потока, воздухообмен в помещении.
4. От вентилятора отходит воздуховодная труба, к которой крепится специальный шумопоглотитель. Он используется для вентиляционных приточных установок, чтобы снизить уровень шума во время работы вентиляции. Чем мощнее система, тем выше уровень шума. Именно поэтому при проектировании необходимо вентиляторы и воздуховодные трубы располагать над нежилыми помещениями, коридорами. Рекомендуется устанавливать шумопоглотители, чтобы вентиляция работала тише.
5. Шумопоглотитель соединяется трубой с водяным нагревателем. От нагревателя отходит труба, для нее устанавливаются датчик тепла, специальный комнатный температурный датчик. Это дает возможность контролировать микроклимат.
6. За водонагревателем устанавливаются электрический нагреватель, канальный датчик температуры.

Теплый воздух, прогретый до необходимой температуры, выводится во внутренние помещения через специальные решетки.

Весь узел обвязки для приточной установки собирается быстро, он немного напоминает конструктор. Необходимо каждый элемент подбирать в точности с мощностью и назначением системы вентиляции, не отклоняться от составленного специалистом проекта.

Узел обвязки приточной вентиляционной установки представляет собой совокупность всех элементов, используемых для оборудования в целом

Внимание надо уделять узлу охлаждения или нагрева воздуха и воды (он используется в качестве охладителя)

Следует правильно подбирать мощность вентилятора, который и будет обеспечивать воздушный поток с необходимыми характеристиками. Для каждого элемента системы есть свое определенное место. Они соединяются специальными воздуховодными трубами.