Воздухонагреватели и водяные калориферы

Основные типы конструкций

Изначально устройства для рекуперации тепла в системах вентиляции представляли собой простейшую технику, выполненную в виде небольшого ящика с тонкой перегородкой. Сегодня появились многочисленные разновидности, которые отличаются своим принципом работы, наличием или отсутствием дополнительных нагревающих элементов, способом формирования воздушных потоков и рядом других характеристик.

Основные типы рекуператоров:

• Роторные.
• Пластинчатые.
• Канальные.
• Трубчатые.
• С отдельным теплоносителем.

Устройства с пластинчатым теплообменником используют перекрестный ток потоков, которые, не смешиваясь, эффективно передают тепло, нагревая тем самым помещение. КПД у таких установок в зависимости от их размера может составлять 60−80%. Они отличаются минимальными потерями давления, удобны в подключении и использовании, имеют компактную конструкцию, что позволяет располагать его внутри стен дома.

Комбинированные рекуператоры могут иметь два пластинчатых теплообменника, где формируется перекрестный поток воздуха. К преимуществам оборудования этого типа относится высокий коэффициент полезного действия, удобство подключения и простота обслуживания. Единственный недостаток таких установок — это существенная потеря давления, что вынуждает использовать дополнительные вентиляторы и нагнетатели для воздушного потока.

Пластинчатые промышленные теплообменники рекуператоров противоточного типа отличаются простотой конструкции, они обеспечивают КПД на уровне 90%, позволяя предупредить охлаждение помещения и эффективно нагревая поступающий в дом воздух с улицы. К недостаткам оборудования противоточного пластинчатого типа относят сложную конструкцию, высокую стоимость, а также увеличенные габариты.

Противоточные трубчатые бытовые теплообменники обеспечивают максимально возможную эффективность, имеют КПД на уровне 95%. Используя такой рекуператор в системе вентиляции, необходимо дополнительно подключать нагнетатели воздуха, так как потери давления могут составить 40−50%. Также недостатком установок этого типа являются их увеличенные габариты и высокая стоимость оборудования.

Рекуперативные теплообменники роторного типа обладают показателем КПД на уровне 75−85%, они рассчитаны на одну квартиру и имеют небольшое сопротивление потоку. Предлагаются такие установки по доступным ценам, отличаются компактными габаритами, их монтаж и последующее обслуживание не представляет какой-либо особой сложности.

Выбираем рекуператор воздуха

В нашем каталоге представлены модели рекуператоров воздуха с датчиками влажности, температуры, пыли, уровня CO2 и CO, с рекуператором возврата влаги, автоматическим управлением и управлением по Wi-Fi.

Датчик уровня CO (угарного газа) позволит избежать отравления угарным газом в загородных домах с камином или печью. Рекуператор Эко-Свежесть 01 Комфорт оснащен встроенным датчиком CO, а также датчиком влажности, многоуровневой системой фильтрации от пыли, пуха, бактерий и промышленных выбросов, а также может работать как в режиме рекуперации, так в режиме притока.

Датчик уровня CO2 (углекислого газа) позволяет вовремя зафиксировать превышение уровня концентрации углекислого газа. Быстрая утомляемость, рассеянность, бессонница первые симптомы кислородного голодания. Панель Noizzless PUREWIND — компактная приточно-вытяжная установка и многофункциональный очиститель воздуха с мембранным рекуператором тепла и влаги, многоуровневой системой антибактериальной и противоклещевой фильтрации, встроенным датчиком углекислого газа, пыли, влажности и температуры. Поддерживает идеальный микроклимат в автоматическом режиме согласно установленным вами параметрам.

Возможность переключения установки из режима рекуперации в режим вытяжки или приточки, существенно расширяет ее функциональность. Рекуператор Vakio Base работает в четырех режимах: режим рекуператора, режим притока, режим вытяжки и режим пассивного клапана. Уникальная система компенсации общедомовой тяги позволяет устанавливать Vakio Base как в помещениях без вытяжки, так и в помещениях с работающей вытяжкой. Сибирские разработчики позаботились о стабильной работе Vakio в условиях сурового климата, допустимая температура уличного воздуха от -50 до +50 С. А модификация Vakio Lumi специально разработана для монтажа на тонкие стены.

Немецкие рекуператоры Winzel Expert Wi-Fi эффективностью рекуперации до 97% и низким уровнем шума можно объединить в сеть. Объединенные в сеть рекуператоры управляются со смартфона через приложение для Android и iOs.

Высокопроизводительная приточно-вытяжная установка с рекуперацией тепла Blauberg KOMFORT EC D5B 230 S28 производительностью по объему притока 250 м2/ч работает в автоматическом режиме поддерживая идеальный микроклимат в помещении. Предусмотрены датчики влажности, температуры и уровня CO2, совместимость с щитом пожарной сигнализации. Установки серии устойчивы к обмерзанию. От обмерзания рекуператор предохраняет защита с использованием байпаса и электрического нагревателя.

В серии Blauberg Komfort представлены и более производительные модели. Приточно-вытяжная установка Komfort EC DE4000-21 S11 с производительностью по объему притока 4000 м2/ч и низким уровнем шума.

Перед покупкой рекуператора, важно правильно произвести расчет вентиляции, учесть не только площадь помещения и конструктивные особенности здания, но и исправность и расположение общедомовых вытяжек.

Консультация инженера по вентиляции в компании Хорос всегда бесплатна. Мы поможем вам подобрать оптимальный вариант вентиляции.

Схема работы

(1)— при t нар. 28°С 70% отн.влажн. или 23.7°С мокр.терм. и t внутр. 22°С

(2)— при t нар. 7°С сух.терм. или 6°С мокр.терм. и 20°С и 40% отн.влаж. внутреннего воздуха

* — 1ф под заказ

** — в зимний период, для установок с водяным калорифером совместная работа теплового насоса и калорифера возможна только при применении незамерзающего теплоносителя, при необходимости требуется указать при заказе.

*** — температура подаваемого теплоносителя должна находиться в диапазоне 90/70 ºС.

• Регулировка скорости;
• Возможность управления через приложение с Вашего смартфона (OS Android, опция).​

Конструкция установки CLIMATE

1. Фильтры EU-4

Страна-производитель ткани: Германия

Тип: кассетные, регенерируемые

2. Вентиляторы

Страна-производитель: Германия

Тип: радиальный, двустороннего всасывания

3. Компрессор фреонового контура

Производитель: Mitsubishi Electric

Тип: роторный.

Гарантированный ресурс: более 80 000 часов, или более 10 лет непрерывной работы

4.Электрический нагреватель

— (стандартная комплектация)

5. Водяной калорифер (комплектация под заказ)

Страна-производитель: Россия

6. Энегроэффективные теплообменники

Страна-производитель: Россия

Тип: оребренные, медно-алюминиевые, шестирядные

7. Автоматика

Страна-производитель: Россия

8. Теплоизолированный корпус системы крепления без потери высоты

Система автоматизированного управления

• Полная самодиагностика при включении;​
• Протоколирование работы установки с записью в энергонезависимую память;​
• Процедура модернизации программного обеспечения;​
• Автоматическое переключение режимов «нагрев/охлаждение» согласно показаниям температурных датчиков и настроек пользователя;
• Наличие сервисного режима-просмотра показаний каждого температурного датчика;
• Регулировка скорости;
• Возможность интеграции в систему диспетчеризации, удаленного управления через локальную сеть «Ethernet»;
• Возможность управления через приложение с Вашего смартфона (OS Android, опция).

Приточно-вытяжные установки с водяным калорифером являются наиболее энергоэффективным вентиляционным оборудованием. Для выполнения всех возложенных на них функций (включая подогрев приточного воздуха) затрачивается минимальное количество электроэнергии. Водяной калорифер (или нагреватель) использует для нагрева приточного воздуха тепловую энергию, поступающую из системы отопления. Подключение калорифера к системе отопления осуществляется через смесительный узел с двух- или трехходовым вентилем. Выбор вентиля определяется особенностями системы теплоснабжения. Водяной калорифер может подключаться как к центральной системе отопления, так и к автономной (в частности, к газовому котлу в собственном доме или коттедже).

Особенно актуальными подобные вентиляционные устройства являются для зданий с ограниченной нагрузкой на электросети. Монтаж установки с водяным нагревателем сложнее и дороже, чем с установки с электрическим калорифером, но затраченные средства быстро окупаются за счет экономии электроэнергии в процессе эксплуатации оборудования.

Дополнительными преимуществами эксплуатации именно этого вентиляционного оборудования являются:

• компактные габариты;
• минимальный уровень шума;
• возможность регулирования скорости вращения вентилятора;
• защита рекуператора от обмерзания.

Комплектация приточно-вытяжной установки с водяным калорифером включает в себя:

• приточный и вытяжной вентиляторы;
• рекуператор;
• калорифер;
• смесительный узел с насосом;
• решетки и фильтры очистки;
• воздуховод;
• системы автоматики.

Выбор приточно-вытяжной установки осуществляется по производительности (куб.м воздуха в час) и мощности нагрева.

Калориферы для приточной вентиляции применяют в тех случаях, когда нужно обеспечить поступление во внутреннее помещение свежего воздуха извне при низких температурах. Летом наладить воздухообмен в жилых домах и на производственных предприятиях достаточно просто: при установке приточного вентилятора нужно только рассчитать его мощность для конкретной площади. Если же воздух снаружи холодный, то его прямое поступление внутрь здания ведёт к потере тепла.

Сбалансировать разницу температур, при этом освежая воздух, можно при помощи калорифера, который устанавливается непосредственно в системе вентиляции. Приходящий с улицы воздушный поток достигает необходимых параметров, проходя через систему фильтрации, нагревающие и охлаждающие элементы. Кроме этого, регулируется и содержание влаги.

Целесообразность рекуператора в вентиляции

Говорить о целесообразности обустройства рекуперативной вентиляции можно, оценив эффективность системы и сопоставив ее достоинства с недостатками.

От отработанного вытягиваемого наружу воздуха забирается часть тепла и передается нагнетаемым свежим струям, направленным вовнутрь помещения. Это позволяет снизить теплопотери до 70% (+)

Необходимость использования рекуперации тепла наиболее актуальна в зданиях с принудительным выводом воздуха. Как правило, это малоинерционные строения, возведенные с использованием инновационных теплоизоляционных технологий (дома из сэндвич-панелей, газосиликатных плит, пеноблоков).

В таких постройках стены плохо аккумулируют тепло, а естественный воздухообмен малоэффективен.

Однако проблемы с циркуляцией воздуха характерны и для «традиционных» построек из кирпича и бетона. Наличие герметичных тепло-звукоизолирующих ПВХ-окон блокирует циркуляцию с естественным побуждением – приток свежего воздуха останавливается, а тяга в вентканале опрокидывается или стремится к нулю.

Решение проблемы «евроокон» – организация принудительной вентиляции. Система восстанавливает воздухообмен, но при этом теплопотери увеличиваются до 60%. И здесь уже не обойтись без тепловой рекуперации.

Эффективность обменного процесса выражается в процентах и показывает количество затраченного тепла от вытяжного воздуха на обогрев свежей «приточки»

Показатель КПД вентиляционной рекуперации тепла:

• 0% – открытое окно – теплый воздух удаляется в атмосферу, а холодный попадает вовнутрь, понижая температуру в помещение;
• 100% – приточный воздух разогревается до температуры «отработки» – технически реализовать невозможно;
• 30-90% – допустимый параметр, хорошей считается рекуперация с эффективностью 60% и более, КПД свыше 80% – отличный теплообмен.

Эффективность системы зависит от типа рекуператора, габаритов помещения и расхода воздуха. В любом случае, использование рекуперационной вентиляции даже с КПД в 30% выгоднее, чем ее отсутствие. Кроме существенной экономии на энергоресурсы, «регенерация» тепла улучшает общий микроклимат в помещении.

Недостатки использования теплообменника:

1. Энергозависимость. Покупка климатического оборудования оправдана, если потребление электроэнергии будет значительно меньше, чем ее экономия после установки рекуператора.
2. Выпадение конденсата. Из-за разности температур на стенках теплообменника может конденсироваться влага. Зимой есть вероятность обледенения, что чревато стремительным снижением КПД или выходом рекуператора из строя.
3. Шумная работа. Некоторые модели в процессе эксплуатации издают гул. Если днем этот недостаток не особо ощутим, то ночью шум доставляет дискомфорт. Рекуператоры с улучшенной изоляцией работают тихо.

Высокие первоначальные инвестиции часто становятся главным аргументом против энергоэффективной вентиляции.

Целесообразно вкладывать деньги в ту систему, которая окупиться в течение 5-8 лет. Надо учесть, что для обслуживания комплекса придется нести дополнительные расходы, например, периодическая замена вентиляторов

Классификация калориферов по форме трубок

Устройства оснащаются трубками, направленными поперек движения воздуха. Для устранения рисков завоздушивания вода направляется по патрубкам снизу вверх. Соединительные фланцы на торцах корпуса имеют отверстия, расположенными под соединения с вентканалами. В зависимости от формы трубок существует несколько модификаций воздухонагревателей.

Гладкотрубные

Гладкотрубный калорифер

Нагреватели выполнены из полых патрубков 20-32 мм в диаметре, расположенных на расстоянии 0,5 см друг от друга. Отопительный прибор можно подобрать по расположению трубок в водонагревателе:

• Коридорное. Концы элементов ввариваются в верхний и нижний коллектор. Вода через патрубок входа направляется в распределительный бокс. Она двигается по трубам и нагревает их, выводясь в виде конденсата или охлажденной жидкости.
• Шахматное. Отличается высокой сопротивляемостью воздушным потокам. Калорифер нормально работает при запыленности воздуха менее 0,5 мг/мᶾ и входной температуре воды +20 градусов.

Пластинчатые

Пластинчатый обогреватель

Модификации с оребрением, повышающим теплоотдачу. Пластины бывают прямоугольными и круглыми. Элементы оснащаются трубками, на которые навита гофролента из стали 1 см в ширину и 0,4 мм в толщину.

Средняя по величине модель – это трехрядный вариант, а большая выпускается с 4 рядами труб. Габариты пластин средней вариации при толщине 0,5 мм – 11,7х13,6 см. Большие отличаются от них только длиной – 17,5 мм. Большие пластины располагаются зигзагообразно, а средние – в виде коридора.

Тип калориферного отопления пластинчатых устройств можно определить по маркировке. Модели СДТ4009В совместимы с паром и устанавливаются вертикально. Воздухонагреватель СТД3010Г можно подключить горизонтально к системе с водой.

Биметаллические

Биметаллический калорифер служит дольше благодаря антикоррозийным свойствам

Прибор с оребрением спирально-катаного типа, подходящий для водного теплоносителя с максимальной температурой 180 градусов. Биметаллические воздухогреи серии КСК3 и КПЗ являются средними по габаритам и оснащаются 3 рядам трубок. Большие устройства типа КСК4 и КП4 имеют 4 ряда патрубков.

Сходство КСК обеих типов заключается в конструкции. Они состоят из теплообменников, боковых щитков, трубчатых решеток и крышек с перегородками. Теплообменники выполнены в виде 2 трубок. Внутренняя 1,6 см в диаметре изготавливается из стали с алюминиевым наружным оребрением. Поперечное расстояние между патрубками – 4,15 см, продольное – 3,6 см.

Технические характеристики, на которые следует обратить внимание при выборе

Металлические устройства эффективны в эксплуатации до -10ºС. При пониженных температурах работоспособность заметно снижается. Вследствие чего применяется электрические преднагревательные элементы;
При выборе следует изучить толщину корпуса, материал мостиков холода. Толщина 3 см подлежит дополнительной изоляции, когда температура на улице станет ниже -5ºС

Вдвойне придется использовать изоляционный материал, если каркас сделан из алюминия;
Следует обращать особое внимание на показатели свободного напора вентиляторов. Может случиться так, что на 500 м3 напор может полностью отсутствовать

Об этом потребители узнают, как правило, когда рекуператор выходит из строя;
Большой плюс, когда к автоматической системе можно подключить дополнительные функции. Благодаря усовершенствованной автоматике, снижаются издержки в эксплуатации и повышается работа всего прибора;
Основной показатель для принятия решения, на каком рекуператоре остановить свой выбор – это вентиляционный напор и мощность. Предварительно делается расчет, сколько воздуха должно поступать в дом за один час.

Теплообменник для вентиляции водяной

Теплообменник для вентиляции используется для регулировки температуры воздуха, который втягивается в помещение из улицы. Воздух может нагреваться или охлаждаться, проходя через специальный прибор. Большим спросом пользуется теплообменник для вентиляции водяной, который прост в эксплуатации, экономичен и обеспечивает нормальные условия проживания в доме.

Виды теплообменников

В зависимости от способа стабилизации температуры различают четыре вида устройств:

• Водяной. Для выработки тепла используется вода из системы отопления или специального прибора – калорифера;
• Электрический. Для выработки тепла используется сеть электроэнергии в доме;
• Грунтовый. Для выработки тепла или холода используется природная температура земли;
• Рекуператор. Для выработки тепла используются выходящие из дома газы.

Грунтовые устройства могут быть канальными или бесканальными. Канальные устройства являют собой комплекс подземных труб, которые втягивают воздух. Бесканальные устройства подразумевают прохождение воздуха через специальную нишу под землей. Традиционно используют гравий, который способен долго сохранять стабильную температуру. Теплообменник для вентиляции водяной и подземный канальный являются наиболее распространенными на территории России и стран СНГ.

Особенности водяного теплообменника

В водяных устройствах может быть от двух до четырех рядов для приточной вентиляции. Чем больше рядов в системе, тем лучше стабилизируется температура, из-за большей площади стенок, к которым соприкасается втягиваемый воздух. Но в четырехрядных теплообменниках меньше места для отопительной воды. Поэтому можно увеличить размер смесителя.

Недостатком водяных устройств является невозможность регулировки температуры втягиваемого воздуха. Подогрев воздушного потока напрямую зависит от нагрева системы отопления или калорифера. Для того, чтобы была возможность регулировать температуру воздуха, используют трехходовой кран.

Регулировка температуры трехходовым краном

Трехходовый смеситель направляет жидкость по малому или большому кругу. Кран может работать в трех режимах:

• Рециркуляция (большой круг);
• Циркуляция без смешивания (малый круг);
• Смешивание пополам.

Если большой круг достаточно прогрелся, систему можно остановить. Это указанно на инструкциях приборов. При нагретом помещении циркуляция происходит по малому кругу. Площадь теплоотдачи значительно уменьшается, что уменьшает интенсивность прогрева.

Трехходовые краны можно купить двух видов:

• Механический (ручной). Регулировка круга проводимости жидкости производится переключением рычага;
• Автоматический (с сервоприводом). Поток жидкости проходит через сервопривод, который меняет направление теплоносителя пультом, работающим от стандартной сети электропитания 220В.

В кране с сервоприводом задается температура, и устройство автоматически регулирует нагрев жидкости и воздуха в системе. Все большую популярность набирают теплообменники для вентиляции водяные, отечественного производства. На них также можно установить отечественные краны.

Проблемы в работе водяных теплообменников

Водяные теплообменники являются довольно уязвимыми элементом системы вентиляции. Большой проблемой является поломка калорифера. Он может выйти из строя, если:

• Температура воздуха на улице значительно ниже нуля. В таком случае калорифер замерзает и не может полноценно нагревать жидкость;
• Неправильная эксплуатация. Нельзя часто менять путь жидкости в системе;
• Система была подключена неправильно. Утечка воздуха или жидкости непременно приведет к поломке.

Установку теплообменника лучше доверить профессионалам. Монтаж элементов системы – дело не для новичка. Чтобы система работала бесперебойно, автоматика и защита должны быть настроены правильно.

Плюсы и минусы отопления с калорифером

Система обогрева дома, основывающаяся на подаче прогретого до установленной температуры воздуха непосредственно в дом, представляет особый интерес для владельцев собственного жилья.

Такая конструкция отопительной системы состоит из следующих важных узлов:

• калорифера, выступающего в роли теплогенератора, подогревающего воздух;
• каналов (воздуховодов), по которым поступают нагретые воздушные массы в дом;
• вентилятор, направляющий хорошо прогретый воздух по всему объему помещения.

Преимуществ у системы такого типа много. К ним относится и высокий КПД, и отсутствие вспомогательных элементов для теплообмена в виде радиаторов, труб, и возможность объединить ее с климатической системой, и малая инерционность, в результате чего прогрев больших объемов происходит очень быстро.

Галерея изображенийФото из Калорифер — нагревательный прибор, предназначенный только для обработки воздушного потока без изменения влажности обрабатываемой массыКалориферами оснащаются системы воздушного отопления и кондиционирования, осуществляющие подмес свежей порции воздуха с улицы к циркулирующему внутри потокуВ системах воздушного отопления нагреваемый калорифером воздух нагнетается в помещение при помощи вентилятораВеским плюсом использования калориферов считается их возможность в максимально быстром темпе обогреть большие по площади и объему помещения, в том числе цеха, торговые комплексы, складыОборудование для нагревания воздухаСистема кондиционирования с калориферомВоздушное отопление с калориферомБыстрый обогрев больших площадей

Для многих домовладельцев недостатком является то, что монтаж системы возможен только одновременно со строительством самого дома и затем дальнейшая модернизация ее невозможна.

Минусом является и такой нюанс, как обязательное наличие резервного питания и потребность в регулярном техническом обслуживании.

У нас на сайте есть более подробные материалы по устройству воздушного отопления в доме и коттедже. Рекомендуем вам ознакомиться с ними:

• Воздушное отопление своими руками: все про воздушные системы отопления
• Как устроить воздушное отопление загородного дома: правила и схемы сооружения
• Расчет воздушного отопления: основные принципы + пример расчета

3 Расчёт мощности

Отопление больших помещений может быть организовано с помощью одного или нескольких водяных калориферов. Чтобы их работа была эффективной и безопасной, предварительно проводится расчёт мощности приборов. Для этого используются следующие показатели:

• Количество приточного воздуха, подлежащего нагреванию за один час. Может измеряться в м³ или в кг.
• Температура наружного воздуха для конкретного региона.
• Конечная температура.
• Температурный график воды.

Вычисления делаются в несколько этапов. В первую очередь — по формуле Аф = Lρ / 3600 (ϑρ) определяется фронтальная площадь нагрева. В этой формуле:

• l — объём приточного воздуха;
• ρ — плотность наружного воздуха;
• ϑρ — массовая скорость воздушных потоков в расчётном сечении.

Чтобы узнать, какая мощность требуется для обогрева определённого объёма воздушных масс, нужно вычислить общий расход подогреваемого воздуха в течение часа, умножив плотность на объём приточных потоков. Плотность рассчитывается путём сложения температуры на входе и выходе из аппарата и деления полученной суммы на два. Для удобства использования этот показатель заносится в специальные таблицы.

На примере расчёты будут следующими. Оборудование, производительность которого равна 10 000 мᶾ/час, должно нагревать воздух от -30 до +20 градусов. Температура воды на входе и выходе из калорифера равняется 95 и 50 градусов соответственно. С помощью математических действий определяется, что массовый расход воздушных потоков составляет 13180 кг/ч.

Все имеющиеся параметры подставляются в формулу, плотность и удельная теплоёмкость берутся из таблицы. Получается, что для отопления требуется мощность 185 435 Вт. При выборе подходящего калорифера это значение нужно увеличить на 10−15% (не более) с целью обеспечения запаса мощности.

Выводы и полезное видео по теме

Как выглядят ШУВ в собранном виде, что входит в состав «начинки», как производится крепление приборов и присоединение проводов, можно увидеть в представленных ниже видеороликах.

Поэтапная сборка и варианты монтажа:

Видеообзор – образец сборки ШУВ с калорифером:

Автоматизация вентиляционной или любой другой системы – процесс ответственный и дорогой. Если неправильно подобрать оборудование или произвести сборку, может возникнуть авария в результате которой пострадают люди, например, на химическом предприятии.

Как минимум, выйдет из строя техника, также дорогостоящая. По этим причинам установкой ЩУВ с начального этапа проектирования и до конца должны заниматься исключительно специалисты.

Источники

• https://ventilsystem.ru/ventilyaciya/kalorifery-dlya-pritochnoj-ventilyacii.html
• https://stroy-podskazka.ru/ventilyaciya/pritochnaja-kalorifer/
• http://remoo.ru/otoplenie/elektricheskij-kalorifer
• https://zao-tst.ru/kalorifery.html
• https://www.tproekt.com/kalorifery-otopleniya/
• https://ventkam.ru/ventilyatsiya/kalorifer
• https://sovet-ingenera.com/vent/oborud/shhit-upravleniya-ventilyaciej.html