Преимущества перед радиаторами и критерии выбора калориферов отопления

Калориферы отопления – это агрегаты, служащие для быстрого нагревания воздуха в сооружениях с большими пространствами: производственных цехах, торговых центрах, спортивных и выставочных залах, а также для создания тепловых завес у ворот и оазисов с местным обогревом в нужных местах внутри таких зданий.

Конструкция калорифера объединяет в себе три принципа обогрева:

• теплообменник с ускоренным съемом тепла с нагретой поверхности и обдувом свежим воздухом от вентилятора;
• конвектор, организующий движение потока нагретого воздуха вверх и забор охлажденного воздуха снизу;
• излучатель, который, имея повышенную температуру, греет более холодные поверхности излучением тепла.

Устройство представляет собой сеть трубок в которых циркулирует теплоноситель. Через эту сеть вентилятор прогоняет воздух, нагревающийся от соприкосновения с поверхностью тепловых элементов. Во всех подобных системах важна площадь поверхности съема тепла: чем она больше, тем теплоотдача калорифера эффективнее. С этой целью на трубки устанавливаются пластины более сложной формы или навивается проволока. Проходящий по трубкам теплоноситель греет пластины и воздух между ними до заданной температуры, а вентилятор выносит его в помещение.

Читайте в статье

Эффективность использования калориферов вместо радиаторов отопления

Циркулирующий по радиаторам водяного отопления теплоноситель, передает тепловую энергию окружающему воздуху путем теплового излучения, а также посредством движения конвекционных потоков нагретого воздуха вверх, поступления остывшего воздуха снизу.

Калорифер, кроме этих двух пассивных способов передачи тепловой энергии, прогоняет воздух через систему нагретых элементов с гораздо большей площадью и интенсивно передает им тепло. Оценить эффективность калориферов и вентиляторов позволить простой расчет стоимости установленного оборудования для одних и тех же задач.

Пример отопления калориферами помещения сервиса технического обслуживания автомобилей.

Например, необходимо сравнить стоимость радиаторов и калориферов для отопления выставочного зала автосалона с учетом выполнения норм СНИП.

Теплотрасса одна и та же, теплоноситель одной температуры, обвязку и монтаж при упрощенном расчете затрат на основное оборудование можно не учитывать. Для несложного расчета берем известную норму 1 кВт на 10 м 2 отапливаемой площади. Зал площадью 50х20 = 1000 м 2 минимально требует 1000/10 = 100 кВт. С учетом запаса в 15% расчетная минимально необходимая теплопроизводительность отопительного оборудования – 115 кВт.

При использовании радиаторов. Берем одни из наиболее распространенных биметаллических радиаторов Rifar Base 500 x10 (10 секций), одна такая панель выдает 2,04 кВт. Минимально необходимое количество радиаторов составит 115/2,04 = 57 шт. Сразу стоит учитывать, что разместить в таком помещении 57 радиаторов неразумно и практически невозможно. При цене прибора на 10 секций в 7 000 рублей, затраты на покупку радиаторов составят 57*7000 = 399 000 рублей.

При отопления калориферами. Для отопления прямоугольной площади с целью равномерного распределения тепла делаем подбор из 5 водяных калориферов Ballu BHP-W3-20-S производительностью 3200 м 3 /час каждый с близкой суммарной мощностью: 25*5 = 125 кВт. Затраты на оборудование составят 22900*5 = 114 500 рублей.

Изначальная стоимость калориферов практически в 4 раза меньше, чем покупка эффективных биметаллических радиаторов.

Сравнивая по цене установленные мощности радиаторов и калориферов, в расчете нужно учесть, что одним из главных показателей стандартных калориферов является производительность теплого воздуха. При высоте потолка 6 метров в нашем примере, объем выставочного зала составит 1000*6 = 6 000 м 3 . Пять калориферов производительностью в 3200 м 3 /час почти три раза за час обновят воздух в зале, что обеспечат его нормальное качество для работников и посетителей не только по температуре, но и по составу.

Основная область применения калориферов – организация отопления помещений с большими пространствами для движения воздуха:

• производственные цеха, ангары, склады;
• спортивные залы, выставочные павильоны, ТРЦ;
• сельскохозяйственные фермы, теплицы.

Компактное устройства, позволяющие быстро нагревать воздух от 70°C до 100°C, легко встраиваемые в общую систему автоматического управления отоплением целесообразно использовать в сооружениях с надежным доступом к теплоносителю (воде, пару, электроэнергии).

Теплоотдача радиаторов отопления: сравнение показателей и способы расчета

Преимуществами водяных калориферов являются:

1. Высокая рентабельность использования (низкая стоимость оборудования, высокая теплоотдача, легкость и дешевизна монтажа, минимальные эксплуатационные расходы).
2. Быстрый нагрев воздуха, легкость изменения и локализация потока тепла (тепловые завесы и оазисы).
3. Надежность конструкции, легкость автоматизации и современный дизайн.
4. Безопасность в применении даже в зданиях с повышенной опасностью.
5. Крайне компактные размеры при высокой теплопроизводительности.

Недостатки этих приборов связаны со свойствами теплоносителя:

1. При температуре ниже нуля, калорифер легко заморозить. Не слитая вовремя вода из трубок может их порвать в случае отключения от магистрали.
2. При применении воды с большим количеством примесей тоже можно вывести прибор из строя, поэтому использование в быту без фильтров и подключение к центральной системе – нецелесообразны.
3. Стоит отметить, что калориферы сильно сушат воздух. При использовании, например, в выставочном зале, необходима увлажняющая климатическая техника.

Устройство и принцип действия

Калорифер способен поднять температуру проходящего через него воздушного потока на 110 градусов используя входящий воздух отрицательной температуры (до -25°С). Подключение таких приборов к источнику теплоснабжения происходит до коллектора внутренних теплосетей, чтобы не снижать температуру теплоносителя системы. Электрические и паровые калориферы подключаются по параллельной схеме, а водяные – по последовательной.

Принцип работы водяного калорифера состоит в следующем:

1. Вода из магистрали отопления с температурой от +80°С до 180°С поступает в блок тепловых элементов, расположенных горизонтально. Каждый тепловой элемент представляет собой стальную, алюминиевую, биметаллическую или медную трубку.
2. Трубки нагревают воздух внутри прибора.
3. Вентилятор, встроенный в агрегат, забирает воздух из помещения или с улицы и продувает его через тепловые элементы, обеспечивая движение горячего воздуха внутрь помещения.

Стандартный водяной калорифер с вентилятором.

Конструктивно ряды горизонтальных тепловых элементов по торцам стянуты в секции прямоугольного или (реже) круглого сечения боковыми крышками в виде швеллеров. Собранная такими способом многоходовая конструкция является элементом наращивания мощности калорифера, который включает в себя несколько рядов таких секций.

Патрубки входа и выхода водяных многоходовых калориферов размещены с одной стороны для обеспечения слива воды самотеком при необходимости. Водяные приборы отопления могут оснащаться различными системами управления, защиты и сигнализации в зависимости от потребностей заказчика.

Критерии выбора калориферов

При выборе калорифера, помимо теплопроизводительности, производительности по объему воздуха и поверхности теплообмена, необходимо определиться с критериями, перечисленными ниже.

Водяной, электрический или паровой

Изначально вид калорифера определяет теплоноситель: горячая вода, пар или электроэнергия.

Водяной калорифер, подключенный к системе теплоснабжения, делает ее надежнее и экономичнее, чем электрический. Эти приборы наиболее широко используются в названых выше областях применения.

Паровые приборы КПСк во многом схожи с водяными калориферами. Главное отличие – в трубки нагревательных элементов подается водяной пар с температурой +190 °С. Их использование обосновано экономически там, где пар идет в технологии для производства и его избыток можно применить для обогрева помещений (ТЭЦ).

Там, где нет надежных источников горячей воды и пара вполне разумно применение электрических калориферов. Они просты в монтаже, легки в управлении и автоматизации, не боятся низких температур окружающего воздуха. Несмотря на большие эксплуатационные расходы на нагрев ТЭНов из-за дороговизны электроэнергии и стоимости самого оборудования, электрические калориферы востребованы как канальные нагреватели.

С вентилятором или без него

Основная задача калорифера с вентилятором – создание теплого воздушного потока для обогрева помещения. Прогонять воздух через пластины трубок – это функция вентилятора. В случае нештатной ситуации с отказом вентилятор, циркуляция воды через трубки должна быть прекращена.

При отсутствии вентилятора возможности калорифера ограничены, такие приборы сегодня неэффективны и лишь незначительно превосходят радиаторы. В сущности, они становится конвектором, создающим конвекционные потоки и тепловое излучение.

Форма и материал трубок

Основа нагревательного элемента калорифера – стальная трубка из которой собрана решетка секции. Существуют три варианта конструкции трубок:

• гладкотрубные – обычные трубки расположены рядом друг с другом, теплоотдача наиболее низкая из возможных;
• пластинчатые – на гладкие трубки напрессованы пластины для увеличения площади теплоотдачи.
• биметаллические – стальные или медные трубки с навитой, сложной по форме алюминиевой лентой. Теплоотдача в этом случае наиболее эффективна, медные трубки более теплопроводные.

Минимально необходимая мощность

Для определения минимальной мощности нагрева можно использовать довольно простой расчет, приведенный в сравнительном расчете между радиаторами и калориферами ранее. Но поскольку калориферы не только излучают тепловую энергию, но и прогоняют воздух вентилятором, есть более точный способ определения мощности с учетом табличных коэффициентов. Для автосалона с размерами 50х20х6 м:

1. Объем воздуха автосалона V = 50*20*6 = 6 000 м 3 (нужно нагреть за 1 час).
2. Наружная температура T_ул = -20⁰C.
3. Температура в салоне T_ком = +20⁰C.
4. Плотность воздуха, p = 1,293 кг/м 3 при средней температуре (-20⁰C +20⁰C)/2 = 0. Удельная теплоемкость воздуха, с =1009 Дж/(кг*K) при температуре снаружи -20⁰C — из таблицы.
5. Производительность по воздуху G = L*p = 6 000*1,293 =7 758 м 3 /час.
6. Минимальная мощность по формуле: Q (кВт) = G/3600*c*(T_ком – T_ул) = 7758/3600*1009*40 = 86,976 кВт.
7. С учетом запаса мощности в 15% минимально необходимая теплопроизводительность = 100,02 кВт.

Для относительно точных расчетов существует множество методов. Но для конкретных проектов лучше обращаться к теплотехникам или в специализированные компании.

Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены

Среди калориферов для промышленных цехов на рынке в основном отечественное оборудование: вполне качественное, адаптированное к воде и приемлемое по цене. На бытовом же уровне, для частного дома, проявляют себя европейские производители.

Классические КСк-3 и КСк-4

Водяные калориферы с тепловыми элементами из трубок с биметаллическим и алюминиевым оребрением спирально-накатным способом. Используется для подогрева воздуха водой с температурой до +190°С, подаваемой циркуляционными насосами под давлением до 1,2 Мпа (12 бар). Диапазон производительности по воздуху от 2000 до 2500 м 3 /час, по теплу для КСк-3 – от 37 до 556,4 кВт; для КСк-4 – от 43,4 до 648,1 кВт. Главным преимуществом является доступная в виду несложной конструкции, отечественного производства и простейшего внешнего вида цена.

Стоимость: от 9 000 руб.

Тепломаш серий TW и MW

Водяные калориферы Тепломаш КЭВ TW/MW с диапазоном мощностей по теплу от 3,1 до 31 кВт и производительностью по воздуху от 600 до 3000 м 3 /час для TW; для MW мощность по теплу от 11,7 до 120 кВт, по воздуху от 3000 до 7000 м 3 / час. Температура теплоносителя до +150°C, рабочая температура окружающего воздуха: от -10°C до +40°C. Серия TW выполнена в металлическом, а MW в пластиковом корпусе.

Стоимость: от 18 000 руб.

Ballu BHP-W3

Бытовые водяные тепловентиляторы с однорядным медно-алюминиевым теплообменником (W) для экономного обогрева с тремя режимами работы. Температура теплоносителя до +150°C, максимальная тепловая мощность – 24,55 кВт, нагрев воздуха до +23°C. Пластиковый корпус (навесной или настенный), привлекательный дизайн, низкий уровень шума. Разработка нидерландская, производство КНР. Это один из лучших вариантов как для бытовых нужд, так и для промышленного сектора, когда бюджет не ограничен.

Устройство водяного калорифера для отопления

Минус централизованных теплотрасс – медленный нагрев радиаторов. Процесс нагнетания комфортной температуры можно ускорить при помощи водяного тепловентилятора. Калорифер водяной для отопления подсоединяется к системе, собирает тепловые потоки и раздает их по комнате. Перед установкой оборудования необходимо разобраться в особенностях его работы, разновидностях и порядке монтажа.

Специфика применения и конструкция

Тепловентилятор подходит для помещений от 150 м2, но может применяться и в быту для усиления возможностей радиаторов. Устройство также монтируется в больших пространствах без батарей. Оптимальное местоположение водяного калорифера – вентиляция приточного типа, ведь нагреваться будет входной поток.

Подогревать приточную струю можно с целями отопления и сохранения тепла. Водяные модели также предотвращают образование конденсата на воздухоотводах. В настоящее время популярны калориферы отопления, которые состоят из таких элементов:

• Нагревательный узел. Основная часть конструкции – трубка из стали с алюминиевым оребрением. Наружный диаметр патрубка – 37 мм, без ребер – 16 мм, межреберное расстояние – 2,8 мм. Выступающие части отдают тепло, сохраняют его даже при интенсивном режиме обдува.
• Трубки. Расположены в виде 2, 3 или 4-х рядов в плоской прямоугольной рамке. Воздушные массы подаются осевым или радиальным вентилятором.

Воздухогреи рассчитаны на максимальную температуру теплоносителя 200 градусов и давление максимум 1,2 кПа.

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

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.

Гладкотрубные устройства подходят при незначительном расходе воздуха.

Пластинчатые

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

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.

Разновидности по способу монтажа

В зависимости от конструкции корпуса можно подобрать тепловентилятор:

• Напольного типа. Устанавливается без крепежных соединений, быстро подсоединяются к водопроводу. Мобильные модели легко переносить на новое место.
• Настенного типа. Настенный калорифер оснащен монтажной консолью для регулировки вертикальности положения. Элемент крепится анкерными болтами, после чего производится подключение водяного контура.

Бытовые приборы – одноконтурные, подключаются только к горячему или холодному водоснабжению.

Условия и особенности эксплуатации

Принцип действия водяного калорифера для отопления, оснащенного вентилятором, основывается на теплообмене двух рабочих сред. В качестве первичного теплоносителя используется горячая вода, в качестве вторичного – воздух. Обогрев воздушных масс выполняется посредством отдачи тепла горячей воды холодному воздухопотоку. Эффективность теплообмена зависит от температурной разницы – она должна быть большой.

При эксплуатации приборов нужно соблюдать несколько требований:

• Перед монтажом в большом помещении рассчитываются рабочие показатели.
• Бытовые модели отличаются компактностью, совместимы с паровым или водяным отоплением.

Максимально низкая температура, при которой воздухогрей будет работать, составляет -25 градусов.

Плюсы и минусы водяного калорифера отопления

К преимуществам воздухонагревателей водяного типа относятся:

• простая установка в сравнении с коммуникациями, где есть радиатор;
• эффективность и скорость нагревания;
• производительность – калорифер может обогреть дачный дом или производственную площадь;
• безопасность эксплуатации;
• автоматическое отключение и включение отопления у моделей с датчиками температуры;

У калориферного оборудования имеется несколько недостатков:

• зависимы от наличия воды в магистралях;
• теплоноситель нужно подводить к области монтажа устройств;
• сложность технического обслуживания;
• прекращение подачи тепла, если вентилятор останавливается.

Несмотря на несколько минусов, водяные калориферы отличаются эффективностью обогрева и экономичностью расхода воды.

Советы по монтажу

Воздухонагреватель водяной устанавливается в помещениях, подключенных к центральной теплотрассе. При самостоятельном монтаже стоит соблюдать рекомендации специалистов:

• Диагональ нагревателя зависит от особенностей изгибов каналов, типа заслонки и конструктивных элементов.
• Для защиты нагревателя от перемерзания установка производится в помещениях с температурой не ниже 0 градусов.
• Перед началом монтажа необходимо осмотреть пластины и трубки на предмет целостности.
• Приварные фланцы проще всего соединять встык.
• Прямоточные вентили воздухоотводов располагают вверху отводного и подающего коллекторов.
• Стыки прибора и системы вентиляции герметизируются.
• Настенные модели устанавливаются посредством крепления консоли двумя саморезами.

При отсутствии опыта подключения и обвязки системы работы лучше доверить специалистам.

Специфика применения водяных калориферов для отопления

Тепловентиляторы водяного типа применяются для отопления помещений с большой площадью – магазинов или офисов. Они позволяют быстро просушить ковры или автомобильные кресла, поэтому могут использоваться на автомойках и в химчистках.

Водяные источники тепла оправданы для цокольных этажей с повышенным уровнем влажности. Их допускается устанавливать в гаражах, строительных вагонах, мастерских, на территории складов или цехов по изготовлению полимеров.

Канальные водяные воздухонагреватели подойдут для поддержания комфортной температуры в доме и на производстве. Энергосберегающее оборудование практически не потребляет электричество и газ, что позволяет сэкономить на оплате коммунальных услуг.