Установка водяных калориферов своими руками

Для улучшения микроклимата в жилых и производственных помещениях устанавливаются особые приборы, нагревающие или охлаждающие воздушные массы, поступающие с улицы. К этой группе относится и калорифер водяной, встраиваемый в каналы приточной вентиляции обслуживаемых объектов. Многим пользователям полезно узнать принцип работы и нюансы конструкции приборов этого класса, вопросы монтажа и подключения калорифера своими руками.

Виды и характеристики

Рассматриваемые устройства работают на обычной воде и на других видах энергоносителей. В соответствии с типом используемого источника энергии различают следующие виды калориферных агрегатов:

Воздухонагреватель водяной относится к распространенной разновидности приборов, отличающейся безопасностью, эффективностью действия и простотой обслуживания. Функцию теплоносителя в нем выполняет горячая вода, поступающая из местной сети ГВС или от котла. Калориферы водяные для приточной вентиляции – очень выгодный вариант, отличающийся минимальными затратами на содержание и эксплуатацию. Единственное проблемное место водяного калорифера – сложность монтажа, связанная с подводкой труб централизованного или местного отопления. Такая привязка не позволяет оперативно переносить прибор на новое место.

Калорифер воздушный паровой – полный аналог водяных моделей, отличающийся от них лишь видом используемого теплоносителя. Конструктивное отличие проявляется в большей толщине стенок у трубок из меди (2 мм против 1,5 мм у водяных образцов). Это объясняется значительным давлением в системе, вынуждающим усиливать структуру отводящих каналов.

Характерная особенность паровых агрегатов – быстрый нагрев воды до нужной температуры. Они востребованы на промышленных объектах; использовать их для частных нужд нецелесообразно.

Электрическая калориферная установка не нуждается в теплоносителе, поскольку источником энергии в ней служит сетевое напряжение 220 Вольт частотой 50 Герц. Простота подключения электрических агрегатов обеспечивает мобильность и удобство пользования. Их недостаток – значительное потребление электроэнергии, ограничивающее применение устройств. Они востребованы в ситуациях, когда необходим локальный обогрев при разовых работах (как аварийные или временные источники тепла).

К основным характеристикам калориферов для подогрева воздуха относят:

• температуру воды на входе и выходе устройства;
• скорость перемещения носителя по обогревающим каналам;
• температура воздуха на выходе агрегата;
• рабочее давление в системе.

При описании устройств также указываются максимальная рабочая температура жидкости, циркулирующей в патрубках, и срок службы изделия.

Принцип действия и особенности конструкции

Водяные калориферы устанавливаются на участках с хорошо отлаженной системой теплоснабжения. Высокая эффективность и простота проектного решения гарантируют быстрый нагрев воздуха до температур +70–100 °С. Такие приборы востребованы на следующих гражданских объектах:

• ангары и спортивные залы;
• торговые центры и супермаркеты;
• тепличные конструкции и складские помещения, а также крупные павильоны.

К этой же категории относится большинство помещений значительного объема, нуждающихся в дополнительном обогреве.

Понять принцип действия устройства проще всего, если представить обычный ТЭН. Калорифер точно так же нагревает окружающую среду, но вместо электрической спирали в нем используется набор металлических трубок с циркулирующим по ним горячим теплоносителем.

1. Нагретая вода от отопительной системы поступает в теплообменник, набранный из медных, стальных или биметаллических трубок.
2. Благодаря этому они нагревают воздушные потоки, проходящие через прибор.
3. Встроенный в систему вентилятор разгоняет нагретый воздух по окружающему пространству.

Особенности конструкции калориферов водяных канальных позволяют обходиться без разогрева носителя, который в готовом виде поступает из сети ГВС. За счет этого удается сэкономить значительные средства.

Типовая схема водяного калорифера – объединение теплообменника, встроенного вентилятора и простейшего конвектора. При правильно подобранной обвязке он подойдет для коттеджей с отлаженной системой вентилирования воздуха.

Рекомендации по монтажу

Освоить технику монтажа калориферов приточного типа совсем несложно. Потребуется внимательно изучить инструкцию по сборке, а затем строго следовать ее указаниям. Перед началом работ учитывается, что бытовые модели даже сравнительно малого веса навешиваются на основу, прочность которой проверяется заранее. Для этого подойдут крепкие бетонные или кирпичные стены; причем деревянные и гипсокартонные перегородки сразу же выбраковываются. Далее определяются с необходимостью использования термостата защиты от промерзания каналов приточной вентиляции. Если в этом месте возможно понижение температуры ниже нормы – установка термического стабилизатора считается обязательной.

Порядок проведения монтажных работ:

1. На выбранное место устанавливается металлическая рама в виде кронштейна с отверстиями для крепления корпуса (монтажная консоль).
2. Подвешивается корпус калорифера, к которому затем в указанной в инструкции последовательности подключаются трубы с комплектом запорной арматуры.
3. Сюда же монтируется смесительный узел, если его не успели установить до начала монтажных работ.

Монтируют калориферы на бетонные стены под декоративные панели

Врезаться в систему отопления допускается двумя способами. В первом случае применяются соединительные фитинги или муфты с прокладками, а при втором подходе используется сварка. Последний вариант более надежен, но его применение недопустимо при наличии гибких соединений.

Одно из слабых мест монтируемой конструкции – теплообменные патрубки, подвергающиеся постоянным деформациям. Повысить надежность системы в зоне их расположения поможет замена жестких стальных трубок гибкими шлангами. Такой прием приведет к снижению нагрузки на патрубки, которые в местах сочленения дополнительно уплотняются посредством герметичного состава.

Если корпус калорифера закреплен на неподвижной и прочной основе, допускается подключение посредством жестких труб. Если при эксплуатации предполагается перенос или смещение прибора с рабочего места, необходимо использовать гибкую подводку. На завершающей стадии монтажа прибор поверяется на работоспособность.

Непосредственно перед тестированием потребуется удалить отработанный воздух из отводных каналов, а также проверить состояние вентилей и направляющих жалюзи.

Основы эксплуатации водяных агрегатов

Чтобы калорифер для вентиляции служил долго и исправно выполнял свои функции, необходимо придерживаться следующих правил:

• следить за качественным составом воздуха в обслуживаемом помещении – с требованиями, предъявляемыми к этому показателю, можно ознакомиться в ГОСТ 12.1.005-88;
• монтаж системы проводить в строгом соответствии с прилагаемой инструкцией и с учетом рекомендаций производителя;
• не повышать температуру теплоносителя выше предельного значения (+ 190 °С);
• при эксплуатации не превышать допустимые нормы по давлению (порядка 1,2 МПа);
• после длительного охлаждения обслуживаемого помещения прогревать его постепенно (примерно на 30 °С в час);
• следить за тем, чтобы окружающая температура не опускалась ниже 0°С, что может привести к прорыву трубок теплообменника.

Если калорифер предполагается использовать в помещении с повышенным уровнем влажности, степень пыле- и влагозащищенности прибора не должен быть менее IP66.

Заниматься самостоятельным ремонтом прибора в случае его поломки не рекомендуется. Нужно обратиться в сервисный центр и доверить восстановление дорогостоящего аппарата профессионалам.

Перед покупкой желательно определиться с мощностью, потребляемой от сети.

Преимущества и недостатки использования калорифера водяного

Достоинства калориферов, подключаемых к централизованной системе ГВС:

• простота установки, сравнимая с теми же операциями для отопительных труб;
• высокая скорость нагрева помещений произвольного размера;
• эксплуатационная безопасность;
• возможность регулировки потока нагретого воздуха;
• выверенный и строгий дизайн.

Основное его преимущество в сравнении с другими моделями – отсутствие дополнительных финансовых вложений (помимо расходов при покупке нового агрегата).

Существенным недостатком водяных калориферов считается невозможность использования в бытовых условиях. В этом случае их заменяют электрическими устройствами, требующими строгого контроля потребления электроэнергии. Еще один минус приборов – недопустимость эксплуатации в неотапливаемых помещениях, где температура опускается ниже 0°С.

Отопление помещений водяным калорифером с вентилятором

В холодное время важно не только обогреть помещение, но и сделать это как можно быстрее. Обычные радиаторы при всей своей надёжности и эффективности действуют довольно медленно. Ускорить процесс нагрева воздуха помогает водяной калорифер с вентилятором, концентрирующий и разгоняющий тепло.

Так называется техническое устройство, предназначающееся для нагревания воздуха. Часто его применяют для отопления производственных зданий. В зависимости от используемого теплоносителя выделяют три вида калориферов.

Нагрев обеспечивается за счёт раскалённых спиралей или пластин из тугоплавких металлов, при этом происходит смена электрического сопротивления, требующая достаточно много электричества. Степень нагревания пластин прямо пропорциональна силе тока, протекающего через них. Электрокалориферы просты в установке, эффективны, не требуют обязательной теплоизоляции кабеля, для большего удобства использования оснащаются термодатчиками регулирования температуры.

Среди недостатков следует отметить высокую стоимость и большие энергетические затраты в процессе эксплуатации даже в небольших помещениях. В случае долгой работы есть риск перегрева и поломки устройства. Для решения этой проблемы некоторые модели комплектуются системой защиты.

В качестве теплоносителя используется сухой пар, который подаётся сверху и расходится по вертикальным трубкам, отдающим тепло в атмосферу. Процесс отопления даже больших помещений занимает минимум времени. Образовавшийся конденсат выводится через конденсатоотводчик. В сильные холода дополнительно применяется дренаж, предотвращающий замерзание воды.

Поступающий в калорифер пар должен иметь постоянное давление определённой величины, не зависящей от температуры приточных воздушных потоков.

Внутри таких калориферов циркулирует вода, которая отдаёт тепловую энергию воздуху. По своим характеристикам она не уступает другим видам теплоносителей, но обходится гораздо дешевле. Благодаря невысокой цене, совместимости с центральной системой отопления и большому ассортименту водяные воздухонагреватели с вентилятором успешно применяются в быту. Однако зимой вода в них может замерзать, что приведёт к нарушению корпуса. Для предотвращения проблем следует предусмотреть специальную защиту.

Разные модели обогревателей используются в жилых домах, магазинах, офисах, складах, аэропортах и т. д. Вентилятор позволяет эффективно разгонять не только горячий, но и холодный воздух, что очень удобно летом.

Основная функция водяных калориферов заключается в нагревании большого объёма воздуха. Дополнительно они осуществляют подогрев приточной струи, позволяющий сохранить уже имеющееся тепло. Происходит это благодаря особой конструкции прибора, включающей:

• Нагреватель. Выполнен в виде трубки из стали диаметром 16 мм. На ней располагаются алюминиевые рёбра, которые образуют теплоотдающую поверхность. Большие размеры этой поверхности позволяют избежать теплопотерь даже при интенсивном обдуве. Наружный диаметр нагревателя вместе с оребрением — меньше 4 см, поэтому риск его засорения пылью, грязью или другими предметами, снижающими отдачу тепла, минимален.
• Трубки. Располагаются в несколько рядов для обеспечения максимальной теплоотдачи. Через них нагретые воздушные потоки попадают в воздух.
• Вентилятор. Обеспечивает равномерное перемещение воздушных масс. Может быть осевым или радиальным.
• Жалюзи. Устанавливаются в передней части калорифера. Отклоняют воздух, способствуя прохождению нагретых потоков в определённую точку.
• Электрический двигатель. Нужен для работы вентилятора. При мощности обогрева, достигающей 115 кВт, мощность двигателя составляет всего 0,1−0,5 кВт.
• Корпус. Изготавливается из стали с антикоррозийным покрытием либо пластмассы. Имеет несколько крепёжных отверстий, позволяющих закрепить прибор на стене или потолке.

Для регулирования температуры нагрева воздуха в помещении на подводящей магистрали, к которой подключён водяной калорифер с вентилятором, устанавливаются двухходовые или трёхходовые краны. В процессе работы устройство нагревает воздух до 70−100 градусов. Происходит это по следующей схеме:

1. 1. Из центральной системы вода поступает в теплообменник.
2. 2. Потоки воздуха нагреваются, проходя через горячие трубки.
3. 3. С помощью вентилятора нагретый воздух выходит в атмосферу, а остывший — обратно в калорифер.

Тепловую мощность нагревательного прибора водяного типа можно менять с помощью смесителя с двух- или трёхходовым клапаном. Уменьшение температуры воды происходит за счёт смешения горячей жидкости, поступающей в калорифер, и холодной, выходящей из теплообменника. Благодаря такой системе удаётся существенно снизить расходы на отопление больших помещений.

При монтаже калорифера учитываются его технические характеристики и схема воздухообмена в помещении. Среди нескольких вариантов установки самым популярным считается тот, который обеспечивает смешивание рециркуляционного воздуха с приточными потоками.

Если в помещении хорошо работает естественный воздухообмен, прибор можно монтировать в отопительную систему непосредственно в месте воздухозабора, располагающегося в подвалах зданий. При наличии приточной вентиляции оборудование разрешается устанавливать в любом удобном месте. Для создания обвязки узлов в таком случае потребуется:

• калорифер;
• насос;
• шаровой кран;
• термоманометр;
• заглушка;
• кран Маевского;
• разъёмное соединение (в виде накидной гайки);
• клапан (трёхходовый или двухходовый).

Сегодня в продаже имеются готовые модели узлов обвязки в различных исполнениях. В некоторых из них, помимо основного набора деталей, присутствуют балансировочные и обратные клапаны, а также очистительные фильтры, предотвращающие засорение и быструю поломку оборудования.

Промышленные калориферы водяного отопления с вентилятором имеют очень большие размеры, поэтому их установкой и подключением занимаются квалифицированные специалисты, применяющие соответствующее оборудование. Приборы, предназначенные для бытовой эксплуатации, значительно меньше и легче, поэтому с их установкой можно справиться самостоятельно. Нужно лишь заранее проверить прочность потолка или стены, на которой будет крепиться калорифер. Наибольшей прочностью характеризуются бетонные и кирпичные перекрытия, средней — деревянные, минимальной — конструкции из гипсокартона.

После выбора оптимального места можно переходить к установке. Сначала требуется закрепить кронштейн с отверстиями, за счёт которого будет держаться корпус прибора. Затем повесить обогреватель и подключить трубы и смесительный узел (его частичный монтаж можно провести перед установкой калорифера).

Врезка в отопительную систему осуществляется посредством сварки металлических труб либо с помощью соединительных фитингов. Во избежание изменения положения аппарата необходимо исключить нагрузку на патрубки, а жёсткие детали заменить на гибкие. В целях изоляции системы и недопущения протечек соединения рекомендуется обработать герметиком.

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.

На основании полученных значений выясняются предварительные габариты калорифера и сравниваются с ближайшим большим типовым размером. Если получаются слишком высокие значения, подбирается несколько параллельных теплообменников, суммарно обеспечивающих требующуюся мощность.

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 конечном этапе расчётов определяется расход тепла. Для этого используется выражение Q = G х c х (t кон. — t нач.). Буквой G в нём обозначается массовый расход воздуха, буквой c — удельная теплоёмкость воздуха.

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.

Применение калориферов водяного типа для отопления обусловлено рядом преимуществ. Основным из них считается энергоэффективность. Затрачивая минимум электричества (только на работу вентилятора), они показывают довольно высокий коэффициент отдачи тепла.

Обогреватели на воде создают сильные температурные перепады порядка 70−100 градусов. Благодаря этому необходимый температурный режим в помещении любого объёма обеспечивается очень быстро.

На покупку и установку приборов не нужно тратить больших средств. Эксплуатация и обслуживание также обходятся дёшево. Устройства универсальны, крепятся на потолке или стенах. Кроме централизованного отопления, для их работы не требуется других систем.

Главный недостаток таких обогревателей заключается в их больших размерах. Установить громоздкие конструкции в обычной квартире невозможно. Найти более компактные и лёгкие модели для эксплуатации в быту непросто.