Подбор оптимального калорифера для дома или офиса

Калорифер (другое название – канальный нагреватель) – это часть вентиляции, которая предназначена для нагрева или охлаждения воздуха, который проходит по вентиляционным каналам. Есть несколько видов калориферов, которые отличаются по принципу работы.

Схема обвязки водяного калорифера.

И от подбора оптимального калорифера для вентиляции вашего офиса, дома или производства будет зависеть эффективность вентиляции и рациональное использование энергии, которая требуется для нагрева воздуха.

Для правильного подбора калорифера необходимо знать их классификацию и основные технические характеристики. Главное правило, чтобы подобрать нагреватель, – это верные расчеты калорифера для определения его эффективности при выполнении ваших задач.

Все калориферы делятся на нагреватели и охладители. Подбор калорифера и расчет его мощности зависит от поставленных задач. И если охладители в подавляющем большинстве представляют собой электроустановки с охладителем в виде фреона или воды, то воздухонагреватели могут быть электрическими, паровыми и водяными.

Воздухоохладители делятся на фреонные и водные, по используемому в них энергоносителю. Если система вентиляции будет эксплуатироваться в жарком климате, то стоит подобрать систему с фреоном, так как такая система может обеспечить охлаждение воздуха на более чем на 20 градусов. Если же эксплуатация электрического устройства будет проходит в умеренных широтах, то более оптимальным будет подобрать модель водного охладителя.

Виды воздухонагревателей

Как уже говорилось ранее, воздухонагреватели делятся по принципу работы и у каждого типа есть свои достоинства и недостатки:

Схема подключения электрического калорифера.

1. Электрические калориферы легко устанавливаются и достаточно просты в эксплуатации при использовании их в системе вентиляции для нагрева проходящего воздуха. Однако большинство электрических нагревателей имеет ограниченную мощность, поэтому использование электрического нагревателя допустимо в тех типах вентиляции, которые не предназначены для потока воздуха более 4500 куб.м/ч. Кроме того, электрические калориферы обладают еще одним существенным недостатком – высокими эксплуатационными расходами, особенно при использовании электронагревателя во время зимних холодов. В зависимости от мощности электронагревателя, могут потребоваться изменения в электрической проводке: если калориферы с мощностью до 5 кВт можно подключать как к однофазной (220 В), так и к трехфазной (380 В) сети, то подключение электрического нагревателя с мощностью более 5 кВт возможно только к трехфазной электрической сети;
2. Водные калориферы используют горячее водоснабжение для нагрева проходящего через них воздуха, потому должны быть подключены к автономной (газовый или электрический котел в частном доме) или центральной (для офисных зданий или предприятий) системе отопления. Водные нагреватели гораздо более мощные, чем их электрические аналоги, и могут быть использованы в системах вентиляции с пропускной способностью от 1000 до 16000 куб.м воздуха в час. К недостаткам такого типа калориферов можно отнести то, что их сложнее установить и эксплуатировать. К тому же, водяные воздухонагреватели подвержены риску размораживания, соответственно, их нельзя оставлять без постоянного теплого водоснабжения в зимний период.
3. Паровые калориферы являются наиболее часто встречаемыми видами воздухонагревателей. Их популярность напрямую зависит от их полезных качеств и технических характеристик. Паровый воздухонагреватель достаточно быстро прогревает воздух в помещении, и если сравнить его с другими видами калориферов, то он является лидером по этому показателю. Однако для паровых воздухонагревателей характерны недостатки аналогичных водяных систем. Они всегда должны снабжаться горячим паром, так как от этого зависит их работа. Кроме того, паровые нагреватели не имеют постоянного значения мощности нагрева, они зависят от температуры и давления водяного пара. Однако подобные недостатки с лихвой перекрываются достоинствами такого типа калориферов: так как они работают от парогенераторов, то они достаточно экономичны для различного рода предприятий; для их работы не требуется больших энергетических затрат, паровые нагреватели достаточно надежны и долговечны.

Выбор типа калорифера

Подбор и расчет мощности калорифера зависит от условий эксплуатации и задач

Схема работы парового калорифера.

Если нагреватель планируется использовать в производственных помещениях, где уже установлены парогенерирующие системы, то подбор одной из моделей парового калорифера практически безальтернативен. На таких предприятиях уже есть сеть паропроводов, непрерывно подающих горячий пар на различные нужды, соответственно, есть возможность и для подключения калорифера к данной сети. Однако стоит обратить внимание на то, что все обогреваемые помещения должны быть оборудованы не только приточной вентиляцией, но и вытяжной, чтобы не допустить дисбаланса температур, который может привести к негативным последствиям как для техники и самого помещения, так и для работающих тут людей.

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

Схема устройства водяного калорифера.

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

Расчет мощности калорифера

Расчет мощности нагревателя зависит от необходимой производительности и планируемых температур на входе и выходе из вентиляционной системы. К примеру, для Москвы средний перепад температур в зимний период составляет 44°С (от -26°С до 18°С). В приведенной ниже таблице представлена градация мощности калорифера по его производительности для нагрева проходящего воздуха на 44°С.

Как видно из таблицы, расчет мощности калориферов зависит от объема проходящего через него воздуха.

Расчет производительности калорифера

Подбор необходимой производительности калорифера осуществляется по характеристикам помещений, которое нужно обогревать: высоте потолка (для определения объема помещения), а также типу помещения (производственное, офисное или жилое помещение).

Схема печи-калорифера.

Первым параметром, который нужен, чтобы произвести расчет производительности нагревателя, является кратность воздухообмена комнаты. Эта характеристика показывает, какое количество раз в течение часа воздух в помещении полностью поменяется. К примеру, комната с площадью в 20 кв. м и высотой потолков в 3 м имеет объем, равный 60 куб. м. Соответственно, однократный воздухообмен для нее равен ее же объему за промежуток времени, то есть 60 кв.м/ч. Двукратный воздухообмен составляет уже 120 куб.м/ч и так далее. Кратность воздухообмена зависит от назначения помещения, количества находящихся в нем людей и других параметров. К примеру, для жилых помещений выбирается одно- или двукратный воздухообмен, тогда как для офисных помещений больше подходит двух- или трехкратный, так как, кроме людей, в офисах обычно имеется работающая техника (компьютеры, принтеры или другая офисная техника). При этом на каждого человека, который находится в обогреваемом помещении, должно приходиться не менее 60 куб.м/ч свежего воздуха. Исходя из этого, воздухообмен в офисных помещениях может быть еще увеличен из-за большого скопления работающих в нем людей.

Когда известна кратность воздухообмена, то производится расчет производительности калорифера для нагрева всего проходящего через него воздуха и подбор конкретной модели на рынке. Для этого достаточно перемножить объем помещения на кратность воздухообмена. Например, для комнаты с объемом в 200 куб.м и двукратным воздухообменом производительность калорифера должна быть не менее 400 куб.м/ч.

Стоит иметь в виду, что в технических характеристиках любых калориферов изготовитель указывает его максимальную производительность, то есть при свободном входе и выходе воздуха. Однако если нагреватель установлен в системе с распределительными решетками, то его производительность уменьшится, так как воздуховодная сеть будет создавать сопротивление потоку воздуха. Причем падение мощности будет зависеть от сложности воздуховодной сети. К примеру, простая сеть с двумя или тремя решетками дает падение производительности воздухонагревателя на 20-30%.