Что такое калорифер и как его установить?

Комфортный температурный режим является важнейшим условием жизни взрослых и детей. Если в коттеджах и частных домах его поддерживают в соответствии с субъективными предпочтениями собственников жилья, то в офисных и производственных комплексах действуют стандарты СанПиНа. Чтобы в любое время года и в любом климате поддерживать норматив тепла, и используют калориферы.

Создать доступ для потока свежего воздуха в жилые дома и квартиры — работа несложная. Для этого нужно лишь оборудовать приточную вентиляцию с высокой мощностью. Но в морозные месяцы монтаж вентиляторов экономически нецелесообразен. В данном случае опытные мастера советуют отдавать предпочтение калориферам. Эти устройства берут на себя все хлопоты по поддержанию здорового микроклимата в помещениях.

Калорифер — это установка, основным предназначением которой является обеспечение помещений энергией эффективного теплового обмена. Эта цель достигается благодаря прогреванию воздушных масс путем их контакта с нагревательными элементами.

Нагревающие блоки в большинстве калориферов представляют собой комплект металлических труб с ребрами жесткости. Это позволяет существенно увеличить поверхность и, как следствие, результативность теплоотдачи. Внутри них предусмотрен охлаждающий либо нагревающий носитель, а с внешней стороны двигаются воздушные потоки, которые при взаимодействии с трубками нагреваются либо, наоборот, охлаждаются.

Реберная структура представлена насаженными на трубы пластинками из металла, также здесь могут использоваться ленты либо проволока. Механизм действия калориферов базируется на том, что тепловой носитель имеет большие параметры тепловой отдачи относительно воздушных потоков. Коэффициент полезного действия обогревателя всецело зависит от уровня теплоотдачи при заданном размере энергозатрат.

Чем больший объем тепла система будет отдавать при одинаковых энергозатратах, тем более высоким окажется уровень производительности. В среднем это приспособление способно прогревать воздушные потоки на 80-120 градусов, потому калориферы применяют даже при минусовых температурах (до -20).

Монтаж может производиться по двум типовым механизмам воздухообмена:

• в качестве замкнутой системы циркуляции воздушных масс;
• на основе смешивания приточного и рециркуляционного воздуха.

Как показывают расчеты, калориферы оказываются более практичным приобретением, нежели радиаторы. Приведем простой пример, сравнив себестоимость обеих решений для отопления помещения с учетом действующих требований СанПиНа. В данном случае теплоноситель имеет единую температуру, теплотрасса тоже одна. При проведении простых расчетов используют простой норматив (1 кВт на 10 кв. м отапливаемой площади). Из этого следует, что помещение общей площадью 50х20 (1000 кв. м) потребует не менее 100 кВт (1000/10). При рекомендуемом запасе в 10-15% минимальная производительность теплового оборудования должна составлять 115 кВт.

В случае использования радиаторов возьмем за основу самый распространённый вариант биметаллических установок из 10 секций марки Rifar Base 500x10. Каждый блок даёт 2 кВт тепла. Таким образом, для обогрева комнаты понадобится 58 блоков (115/2). Нужно заметить, что установить в одном зале 58 блоков на практике обычно невозможно. К тому же при средней цене комплекта из 10 секций в 7 тыс. рублей общие расходы на обогрев помещения составят 57х7 тысяч (399 тыс. рублей).

Теперь рассмотрим использование калориферов. Для обустройства эффективного отопления той же площади используют комплект из 5 калориферов Ballu BHP-W3-20, эффективность каждого из них составляет 3200 м3/час. Суммарная мощность соответствует 125 кВт (25х5). При цене калорифера в 23 тыс. рублей стоимость монтажа составит 115 тысяч (23х5). Проводя сравнительный анализ радиаторов и калориферов, также необходимо упомянуть о производительности тёплого воздуха. Если высота потолков в помещении будет 6 м, то общий объём всего зала будет составлять 6 тысяч м3 (1000х6).

Таким образом, набор из 5 калориферов, производительность которых держится на уровне 3200 м3/час, в течение 1 часа трижды произведут обновление воздуха. Это позволит обеспечить его высокое качество для людей не только по температурному критерию, но также и по составу.

В зависимости от источника современные калориферы можно разделить на три большие группы: электрические, водяные, а также паровые. В прошлом применялись масляные, дизельные и газовые обогреватели на природном газе. В наши дни они не особенно востребованы.

Наиболее простым выбором станут электрические модели. Они могут монтироваться в вентиляционные ходы, обслуживающие даже малогабаритные помещения. В отличие от паровых и водяных установок, электрические системы не предполагают подведения дополнительных коммуникаций. Всё, что требуется для их подключения, – розетка в 220 Вт в зоне доступа. Принцип действия общий для всех устройств. Он состоит в нагреве потока воздуха, проходящего сквозь ТЭНы. Однако при монтаже электрических калориферов важно предусмотреть возможность постоянного движения воздушных масс. Даже при незначительном понижении этого показателя возникает риск перегрева ТЭНа и, как следствие, выхода из строя всей системы.

Именно поэтому самые дорогие модели электрокалориферов предусматривают биметаллические термовыключатели, которые автоматически устанавливают блокировку системы в случаях перегревания. К достоинствам таких моделей относят простоту монтажа, независимость от отопительного сезона, а также отсутствие необходимости проведения труб. Из недостатков выделяют существенный расход электроэнергии. К тому же такие устройства нецелесообразны в вентиляционных установках, обслуживающих помещения внушительной площади.

Калориферы востребованы при организации вентиляции всех видов. В зависимости от конструкции они могут производиться в двух- либо трехрядном исполнении. Подобные приборы фиксируют в вентиляционный модуль помещений площадью больше 150 кв. м. Достоинством водяных калориферов считается их пониженная энергозатратность, к тому же это взрывозащищенные и пожаробезопасные установки.

Принцип работы состоит в следующем: воздух с улицы сквозь воздухозаборную решетку забирается внутрь системы и потом по воздуховоду передается к фильтру. В этом блоке воздушная масса очищается от мелких насекомых, пылевых частиц и небольшого мусора. Оттуда очищенный воздух передаётся в калорифер.

В корпус устройства вмонтирован теплообменник из меди. Он включает несколько звеньев, расположенных в шахматном порядке, каждое оснащено алюминиевой пластиной. Эти пластинки многократно повышают теплоотдачу медного элемента и тем самым улучшают параметры энергоэффективности системы. Теплоносителем, текущим через змеевик, чаще всего является вода, реже — водно-гликолевый раствор и антифриз.

Холодные воздушные потоки, проходя по теплообменнику, впитывают тепло нагретых металлических поверхностей и передают его в обслуживаемое помещение. Применение водяных обогревателей позволяет прогреть воздушные потоки до 100 градусов. Эта система получила широкое распространение в торговых центрах, на складах, в теплицах, спортивных сооружениях, а также на паркингах. Впрочем, и минусы здесь имеются. При резком снижении температуры всегда есть риск замерзания воды в трубах.

Паровые модели получили повсеместное распространение на заводах, где возникает технологическая необходимость в продуцировании большого объема пара. Эти калориферы не применяются в приточных бытовых вентиляционных системах. Теплоносителем здесь является пар. Он обеспечивает моментальный подогрев воздушных потоков и повышенную энергоэффективность установки.

Непременным требованием работы подобных моделей становится обеспечение 100% герметичности теплообменника и его патрубков. Если это правило не будет соблюдено, то пар начнет выходить в помещение. В конечном счете это приведет к разрыву теплообменника. Важно: любые теплообменники в ходе производства должны подвергаться обязательному тесту на герметизацию. Технические испытания производятся посредством направленной струи охлажденного воздуха, подаваемой в систему под давлением в 35-40 Па. Во время испытания теплообменник размещается в контейнере с тёплой водой.

Калориферы, используемые для отопления, различаются между собой по типу трубок, которые применяются для подачи тепла. В соответствии с этим выделяют три основных типа устройств.

• Гладкие. В этом случае конструкция предусматривает большое число полых тонких трубок.
• Пластинчатые. Такие приборы предусматривают оребрение, что многократно повышает параметры их тепловой отдачи.
• Биметаллические. Эти модели основаны на применении трубок из алюминия и меди. Медные отвечают за передачу тепла, а алюминиевые используют для производства коллекторов.

Среди представленных на рынке промышленных калориферов лидирующие позиции занимает отечественное оборудование. Оно адаптировано к воде, отличается высоким качеством и при этом имеет демократичную стоимость. Для организации же бытовых отопительных систем в частном домостроении предпочтение отдается европейским брендам.

Водяные калориферы с терморегулятором. Мощность этих калориферов варьируется в пределах от 2 до 2,5 тыс. м3/час. Результативность по теплу составляет:

• для «КСк-3» – от 35 до 557 кВт;
• для «КСк-4» – от 45 до 649 кВт.

Основными достоинствами этих моделей считаются простота конструкции и демократичная стоимость.

Это востребованные модели калориферов водного типа. Мощностной диапазон находится в границах от 30 до 300 кВт. Производительность по воздуху составляет:

• для TW — 600-3000 м3/час;
• для MW — 3000-7000 м3/час.

Теплоноситель в процессе работы нагревается до 160 градусов. Температурный диапазон окружающей среды находится в пределах от -10 до +30 градусов. Калориферы TW произведены в металлическом корпусе, а MW — в пластмассовом.

Одна из лучших моделей бытовых калориферов с медно- алюминиевым ТЭНом. Изготавливается в КНР по голландской разработке. Теплоноситель нагревается до 150 градусов, предельная мощность составляет 25 кВт, максимальный нагрев воздушных потоков – до +25 градусов. К преимуществам относят невысокий уровень выделения шума. По отзывам пользователей, для бытовых потребностей модель прекрасно подходит, хотя нередко ее используют и на производстве.

Ключевыми факторами, влияющими на выбор оптимальной модели калорифера, являются:

• функциональное предназначение помещения, в котором прибор будет работать;
• количество и виды оборудования, а также количество людей, постоянно находящихся на обслуживаемой площади;
• параметры нагрева на входе и выходе;
• мощностные характеристики приточно-вытяжной вентиляционной системы;
• возможность подведения к отоплению, энергоснабжению и газификации;
• доступность процесса монтажа;
• поверхность нагрева и его размеры;
• энергоэффективность;
• плавность регулировки температуры;
• экономичность обслуживания.

Большими плюсами при подборе устройства станут возможность защиты от замерзания и встроенный термостат.

При выборе теплоносителя учитывают, что водяные калориферы экономичнее и надежнее, нежели электрические, поэтому их активно используют в теплоснабжении. Паровые модели по принципу работы напоминают водяные калориферы. Различие заключается в том, что к нагревательным элементам поступает не вода, а водяной пар, нагретый до температуры в 190 градусов. Применение таких моделей экономически обосновано на производствах, где технология предусматривает выделение большого количества пара. Его избыток можно использовать для прогрева производственных помещений, к примеру, ТЭЦ. Там, где подача воды и пара отсутствует или испытывает перебои, наиболее разумным будет использование электрических моделей. Они просты в установке, ими несложно управлять.

Электрические калориферы не боятся отрицательных температур, они получили широкое распространение в качестве канальных нагревателей. Современные изготовители предлагают модели с вентилятором и без него. Базовое назначение моделей с вентилятором — создание прогретого воздушного потока. В данном случае функция вентилятора сводится к прогону воздуха сквозь пластинки трубок. Если произойдёт внештатная ситуация или вентилятор откажет, то циркуляция воды приостановится. Работа калорифера в отсутствие вентилятора имеет ряд ограничений. На сегодняшний день такие приборы малоэффективны, их превосходство перед радиаторами незначительно. В целом такие модели выступают в качестве конвекторов и создают тепловое излучение.

Расчет необходимой мощности калорифера относится к категории узкоспециализированных знаний, поэтому лучше всего доверить его профессионалам. Но если вы твердо намерены выполнить вычисления самостоятельно, то вам понадобится большая группа вводных данных, от точности которых во многом зависит полученный результат. Согласно самой примитивной формуле, нужно перемножить объем расхода воздуха (м3/час) и показатель теплопередачи. Полученное произведение умножают на разницу температур на входе устройства и выходе из него.

При расчете мощности можно воспользоваться следующей формулой: Q = 0,278 х C х G х (T1-T2), в которой:

• Q – показатель мощности;
• T1-T2 — разница температур;
• G — массовое расходование тепла;
• С — теплоёмкость окружающего воздуха.

Чтобы избавить пользователя от сложных расчетов, большая часть производителей сопровождает свои калориферы инструкцией потребителя. В ней содержится вся основная техническая информация. Это сведения о:

• мощностных характеристиках и запасе мощности в различных условиях работы;
• общем КПД устройства;
• площади теплоперерабатывающего покрытия.

В зависимости от размещения калориферы производственного и бытового типа могут быть настенными, потолочными и напольными. Калорифер становится одним из рабочих узлов приточной вентиляции. Именно поэтому он имеет свои особенности установки и последующей эксплуатации. Расположение узлов обвязки во многом зависит от участка монтажа, общей схемы воздухообмена помещения и технических параметров используемого оборудования.

Возможно несколько типов монтажа. Наиболее востребованным считается смешивание приточного и рециркуляционного воздушного потока. Замкнутые системы, в которых используются только рециркуляционные массы воздуха, на сегодняшний день практически не реализуются.

Максимум возможностей для монтажа возникает в том случае, если помещение оборудовано естественной вентиляцией. В этой ситуации калорифер можно смело подключать к отопительному блоку непосредственно в точке воздухозабора. Чаще всего она размещается в подвале. Если в помещении работает принудительная вентиляция, то монтаж калорифера можно произвести в любом удобном месте.

Для регулировки тепловой мощности нагревательных устройств используются специальные смесительные узлы. К примеру, при монтаже водяных калориферов используют узлы на основе трёхходового клапана. Они снижают нагрев теплоносителя за счёт подмешивания охлаждённой жидкости, выпускаемой из теплообменника, в поступающую в калорифер горячую воду. Это позволяет существенно оптимизировать общие расходы на прогрев помещения.

Есть несколько базовых правил монтажа и эксплуатации калориферов:

• открытость для техобслуживания;
• теплоноситель без каких-либо химических включений;
• изначальная температура воздуха выше 0 градусов.

Технические характеристики калориферов разного типа могут варьироваться. Но в среднем для теплоносителя рекомендована температура от +2 до +150 градусов. Чтобы держать этот параметр под контролем, опытные мастера советуют устанавливать возле теплообменника пару термоманометров.