Виды систем
Приточная вентиляционная установка с подогревом воздуха выпускается в нескольких типах. Это может быть центральная вентиляция, которая обогреет большое производственное помещение, или офисный центр, а может быть индивидуальная, например, в квартиру или в частный дом.
Помимо этого, все системы вентилирования с подогревом подразделяются на следующие типы:
- С рекуперацией. По сути, это система теплообмена, когда входящие массы соприкасаются с выходящими и обмениваются теплом. Подходит такой вариант только для регионов с не очень холодной зимой. Эти системы относятся к пассивным вентиляционным схемам. Лучше всего их располагать возле батарей отопления.
- Водяные. Такая приточка с подогревом работает или от бойлера, или от батареи центрального отопления. Ее основное преимущество — экономия электроэнергии. Приточная вентиляция с водяным подогревом воздуха пользуется особой популярностью у потребителей.
- Электрические. Требуют расход электричества достаточно существенный. По принципу работы это простой электрический тэн, который нагревает воздух при его постоянном движении.
Могут различаться приточные вентиляции и по способу нагнетания воздуха в помещение. Есть естественные варианты, а есть принудительные, когда забор воздуха производится при помощи вентиляторов. Различаются также типы вентиляции по типу управления. Это могут быть ручные модели или автоматические, которые управляются при помощи пульта или со специального приложения на телефоне.
Рекомендуем ознакомиться: Оборудование для чистки вентиляции в многоквартирных домах
Монтаж и эксплуатация
Установка калориферов в домашние приточно-вентиляционные системы может быть выполнена самостоятельно. Бытовые калориферы имеют небольшие габариты и достаточно легки. Однако, перед выполнением работ всё же следует проверить стену или потолок на прочность. Самыми крепкими основаниями являются бетонные и кирпичные поверхности, средними – деревянные, и совсем непригодными опорами для подвешивания приборов являются гипсокартонные перегородки.
Монтаж нагревателя начинают с установки кронштейна или рамы, имеющих ряд совместимых отверстий для крепления прибора. Затем на них устанавливается сам прибор и проводится подсоединение труб, оборудованных комплектом запорной арматуры либо смесительным узлом.
Подключение теплообменника к контуру системы отопления производится при помощи фитингов или сварки. Сварной способ более предпочтителен, однако, при наличии гибкого соединения его применение невозможно. После подключения все соединения рекомендуется обработать термоустойчивым герметиком, а перед проведением первого тестирования – удалить скопления воздуха из каналов, проверить вентили и отрегулировать положение направляющих жалюзи.
После удачного тестирования и запуска вентиляции в эксплуатацию важно соблюдать ряд правил, которые продлят срок службы установки и сделают управление системой простым и безопасным
- Необходимо регулярно следить за состоянием воздуха в помещении.
- Нельзя допускать повышения температуры жидкости в водяных приборах выше 190 градусов.
- Следует контролировать рабочее давление системы и не позволять ему подниматься выше 1,2 МПа.
- Первый запуск системы, а также включение калорифера после продолжительного перерыва нужно выполнять очень аккуратно. Нагрев следует увеличивать плавно, не больше чем на 30 градусов за час.
- При эксплуатации водяных приборов нельзя допускать понижения температуры воздуха внутри помещения ниже 0 градусов. В противном случае вода в патрубках замёрзнет и разорвёт систему.
- При установке электронагревателей в помещениях с повышенной влажностью, уровень влагозащиты прибора должен соответствовать классу IP 66.
Правильный выбор калорифера для приточной вентиляционной системы обеспечит равномерный и эффективный подогрев входящих воздушных масс и сделает нахождение в помещении приятным и комфортным.
Интеграция нагревателя в вентиляционную систему
Качественно установить необходимый подогрев в приточку можно на этапе монтажа всей вентиляционной системы, так как разбор уже готового комплекса для интеграции отдельного узла является достаточно трудоемким процессом. А для установки водяного калорифера эта процедура практически невозможна, так как этот блок необходимо связать с отопительной системой квартиры.
Для монтажа электрокалорифера в уже готовую наборную и функционирующую вентиляционную систему необходимо выполнить разборку последней вплоть до блока с вентилятором включительно.
На рисунке представлено схематическое устройство приемлемой для квартиры приточной вентиляционной системы с подогревом уличного воздуха с помощью электрического нагревателя
Нагреватель устанавливается перед вентилятором сразу после фильтров.
Подобное месторасположение связано с тем, что в зимний период смазка подшипников в радиальных вентиляторах склонна с загустению, что может спровоцировать заклинивание деталей и перегрев обмотки
Нагревательный элемент нивелирует воздействие холода и предотвратит поломку столь важного узла
Элементы управления
В приточной вентиляции с подогревом воздуха могут использоваться различные элементы управления. Если речь идет в воздухообмене промышленного помещения, то тут используются простые датчики температуры, которые подают сигнал на клапан горячей воды или электрическую схему. После этого вода перестает или начинает поступать в ТЭН, в зависимости от того, должна ли система заняться подогревом или охлаждением приточного воздуха. Такой вариант чаще всего реализовывается в промышленных зданиях и нежилых помещениях. Если же речь идет о нагреве воздуха в частных домах, то тут используется водяная или электрическая система с более сложным управлением.
Управляемые клапаны такого оборудования максимально эффективно управляют притоком воды, позволяя вам существенно экономить.
Как делается приточная вентиляция воздуха с подогревом своими руками
Для тех, кто имеет желание сделать приточную вентиляцию в частном доме своими руками, можно сказать, что это не сложно. Главное – подойти к процессу очень тщательно и не торопиться. Если неправильно создать чертеж и произвести расчеты, устройство будет работать неверно, что скажется на воздухе внутри помещения и на температуре.
Схемы и чертежи
Прежде чем приступить к монтажу устройства, необходимо на бумаге полностью осуществить свой замысел. Чертеж должен быть со всеми размерами и направлениями, так будет удобней монтировать готовую систему и производить расчеты. На клапанах обязательно пометьте наличие решеток и заслонок. В схеме должны быть учтены следующие нюансы:
- Движение воздуха должно идти от чистых помещений к загрязнённым, то есть от спальни к кухне и санузлу.
- Клапан приточной вентиляции с подогревом должен располагаться во всех комнатах и помещениях, где нет вытяжки.
- Каналы вытяжки должны быть везде одинакового размера, без расширений или сужений.
Расчеты
Для того чтобы устройство полностью выполняло свои функции, необходимо как можно точнее рассчитать его мощность. Для этого понадобятся все параметры помещения. В том числе количество этажей, площадь комнат, планировка помещения, количество людей, которые одновременно могут там находиться, а также наличие техники в виде компьютеров или станков.
Монтаж
Для того чтобы смонтировать приточную вентиляцию, необходимо иметь следующие инструменты:
- Перфоратор.
- Гаечные ключи.
- Кувалда.
- Шуруповерт.
- Молоток.
- Трещоточный ключ.
- Струбцина.
В первую очередь, необходимо приготовить место и выбрать размер отверстия. При помощи алмазного бура или перфоратора нужно просверлить отверстие с уклоном в сторону улицы. Затем в эту дыру вставляется труба. По диаметру она должна быть больше, чем диаметр вентилятора.
После этого устанавливается вентилятор, а все щели между трубой и стеной запениваются. Затем прокладываются каналы для проводки. В некоторых помещениях проводку удобно соединить со включателем, это даст возможность автоматически включаться системе вентиляции после того, как в помещении зажигается свет.
В финале устанавливаются все оставшиеся детали, в том числе шумопоглотители, датчики температуры и все фильтры
Важно постоянно сверяться со схемой, чтобы не допустить ошибок при монтаже. На концы системы крепятся решетки. В итоге всю систему необходимо проверить
Это сделать просто: нужно к решеткам поднести лист бумаги. Если он колышется хотя бы незначительно, значит, вентиляция работает
В итоге всю систему необходимо проверить. Это сделать просто: нужно к решеткам поднести лист бумаги. Если он колышется хотя бы незначительно, значит, вентиляция работает.
Важно отметить, что в последнее время люди все больше загораживаются от постороннего шума. В итоге, вместе со звуками, мы прекращаем доступ свежего воздуха в помещение. Это провоцирует и аллергические реакции, и болезни верхних дыхательных путей
Это провоцирует и аллергические реакции, и болезни верхних дыхательных путей.
Поэтому в любом помещении, будь то офис или квартира, должна стоять вентиляция. А чтобы при этом не замерзать, вентиляцию следует устанавливать с подогревом. Тогда будет и здоровью полезно, и тепло.
Расчёт мощности
Процесс нагрева воздуха в виде графика Методика вычисления заключается в подборе аппарата с такими параметрами, чтобы на выходе температура воздуха соответствовала нормативным значениям, а запас мощности позволял бесперебойно работать при пиковых нагрузках, но при этом не страдала кратность и скорость воздухообмена. Проектировщик начинает рассчитывать мощность только после получения всех исходных данных:
- Объёма воздуха, проходящего через аппарат за единицу времени. Измеряется соответственно кг/ч или м 3 /ч.
- Температуры приточки. Берётся минимальное значение для зимнего периода.
- Требуемой по нормам или индивидуальным пожеланиям заказчика температуре воздуха на выходе.
- Максимальной температуре, до которой может нагреться тепловой носитель.
Правила вычислений
Теплотехнический расчёт канального нагревателя начинается с определения двух параметров: первый — площадь поперечного сечения тепловой установки; второй – мощность, необходимая для нагрева поверхности заданного размера.
Площадь вычисляется по формуле:
Aф = Lp / 3600×(ϑρ), где
L – максимальное значение приточки для поддержки параметров вытяжки, м 3 /ч; Р – нормативная плотность воздуха, кг/м 3 ; Θρ – скорость движения воздуха на каждом участке, определяемая из аэродинамического расчета.
Полученное значение подставляется в таблицу, где указаны возможные варианты сечения калориферов, значения округляется в большую сторону.
Таблица подбора по площади сечения
Формула скорости воздушных масс, необходимая для подбора площади нагревательного элемента, следующая:
ϑρ = Lρ / 3600×Аф.факт
На следующем этапе определяется объем тепловой энергии, необходимый для прогрева приточки:
Q = 0.278×Gc× (tп – tн), где
Q – объём тепловой энергии, Вт; G – расчётный показатель расхода воздуха, кг/ч; с – удельная теплоёмкость, в данном случае берётся 1.005 кДж/кг °С; tп – температура приточки, °С; tн – температура воздуха на входе.
Расход воздуха G = Lρн. Это связанно с местом установки вентилятора. Он находится до калорифера, а, следовательно, используется нормативное значение плотности воздушных масс снаружи помещения.
Далее вычисляются затраты горячей воды на отдачу тепла холодному:
Gw = Q / cw×(tг – t0), где
cw – тепловая ёмкость воды, кДж/кг °С; tг – температура теплоносителя (воды), 0 С; t0 – расчётная температура воды в обратном трубопроводе, 0 С.
Теплоемкость жидкости можно узнать из справочной литературы. Параметры теплового носителя зависят от параметров среды.
Зная Gw, можно вычислить скорость движения воды по трубам:
w = Gw / 3600×ρw×Aф, где
Aф – размер сечения теплообменника, м²; ρw – плотность воды при средней температуре теплового носителя, 0 С.
Рассчитать скорость движения теплоносителя можно по формуле, указанной выше. Она справедлива для простой системы последовательного подключения нагревательных элементов. В случае использования параллельной схемы, толщина трубопровода увеличится в два или более раз, а средняя скорость движения уменьшится.
Кроме подбора калорифера выполняется расчёт тепловых потерь по укрупнённым показателям. Основная формула:
q – тепловая характеристика объекта, Вт/(м 3 ּ о С); V – объём объекта по внешней стороне ограждающих конструкций, м 3 ; (tп-tн) – разность температуры основных помещений, о С.
Расчёт поверхности нагрева
Основная формула площади нагревательной поверхности канального устройства:
Amp = 1.2Q / K× (tср.т – tср.в), где
К – коэффициент передачи тепла от калорифера холодному воздуху, Вт/(м°С); tср.т – средний показатель температуры теплового носителя, 0 С; tср.в – средний показатель температуры приточки, 0 С; число 1,2 – коэффициент запас. Вводится в связи с остыванием воздуховодов.
На последнем этапе определяется, сколько тепла может выдать канальный нагреватель:
Qфакт = К× (tср.т – tср.в)×Nфакт×Ak
Особенность методики для паровых нагревателей
Принцип вычислений не меняется. Отличие только в способе определения расхода теплового носителя для нагрева холодного воздуха:
r – тепловая энергия, получаемая в процессе конденсации пара.
Что такое рекуператор и калорифер
Представим, что нужно не просто сделать вентиляцию в доме, вдобавок добиться соответствия двум критериям:
- Принудительное нагнетание воздуха.
- Обогрев помещений при необходимости.
Заявленным требованиям удовлетворяет рекуператор в комплексе с дополнительным оборудованием. Целью мероприятий по дооборудованию зданий является:
- Уменьшить затраты энергии на обогрев, снабдив помещения свежим воздухом с улицы.
- Контролировать влажность, беречь пары воды по мере возможности.
- Выполнять контроль за работой системы вентиляции.
Немало энергии тратится зимой. Причина: на улице холодно, плюс вентиляция уносит в трубу львиную долю. Если сделать так, чтобы вентиляция привносила тепло? Смотрите: если заберем холодный воздух на улице, объем необходимо нагреть, впереди траты на электричество и прочие энергоносители. Сократим потребление: за счет энергии выбрасываемого на улицу воздуха, отбираемой при выходе из строения.
Поток движется по траектории замкнутой восьмерки (знак бесконечности), отдает часть тепла входящему снаружи воздуху. Через специальную проницаемую мембрану значительная часть пара попадает в нагреваемый поток. Воздух становится влажным и не сушит помещения. Поговорим, как работает рекуператор, зачем нужны калорифер с вентилятором.
В указанном узле и стоит рекуператор, замыкающий восьмерку. Воздух с улицы встречается здесь в обменнике с комнатным, но струи по площади (протяженности) разделены проницаемой для воды мембраной. Под действием холода влага конденсируется по ткани, под действием силы тяготения начинает просачиваться вниз к сухому холодному потоку с улицы. В результате поток одновременно через мембрану получает тепло и обогащается влагой (улучшает состояние иммунитета жильцов, оставляя слизистые в нормальном состоянии). Это не всё.
Для функционирования системы необходимы вентиляторы. Как правило, вытяжной, расположенный в корпусе рекуператора. Допускается два:
- на входе комнатного воздуха;
- на выходе свежего воздуха.
На каждом повороте воздуховода теряется 10% мощности. Итоговая делится между комнатами и этажами. Температура бывает недостаточной для поддержания микроклимата. Единственный маленький рекуператор не осилит такую нагрузку. Здесь пригодится калорифер.
Схема подключения
Схем и способов размещения оборудования и организации воздухообмена много. Выбор конкретной схемы зависит от типа помещения (квартира, частный дом, офис), габаритов системы, её оснащённости (об обустройстве вентиляции в квартире читайте тут).
Например, при организации вентиляции в частном доме часто используется самая простая схема с приточным устройством в коридоре или прихожей. В домах и квартирах прихожая сообщается практически со всеми помещениями, поэтому в неё можно подавать нагретый очищенный воздух, который будет распространяться по всем комнатам.
Перед тем как начать разрабатывать или применять схему, нужно тщательно рассчитать расход воздуха.
Внимание
Если расчёт делается для частного домостроения, то к результату, получившемуся по стандартной формуле, добавляется расход воздуха для работы котельной. Если в доме есть местные вытяжные устройства (трубы, вытяжки), то в расчёт придётся включить значения их производительности.
Что такое приточная вентиляция с обогревом воздуха?
Притоковая вентиляция отличается от стандартных систем кондиционирования. Ее принцип работы заключается в притягивании воздуха извне. В результате помимо охлаждения и обогрева, такая вентиляция обогащает помещение кислородом, в то время как обычные кондиционные системы просто циркулируют воздух внутри помещения. Если подходит, в новом тексте можно упомянуть о «создании приточной вентиляции с подогревом своими руками».
Нагрев приточного воздуха осуществляется в вентиляционном блоке. Вентиляционный блок приточной вентиляции с подогревом обладает высокой теплоотдачей. Поэтому, даже во время сильных морозов, вентиляция беспрерывно подает массы свежего горячего воздуха.
Вентиляция с обогревом производиться за счет воздухообмена. Циркуляция и обогрев притока воздушных масс осуществляется в приточно – вытяжных установках с рекуператором. Черпаемый извне воздух нагревается в рекуператоре, за счет температуры выводящихся воздушных масс. Рекуператор препятствует смешиванию «отработанного» и приточного свежего воздуха.
Другой способ обогрева приточной вентиляции – с помощью рециркуляции. При данном методе обогрева происходит смешивание свежих воздушных масс с «отработанными». Приток воздуха из улицы нагревается до нужной температуры и подается в помещение.
Фильтр
Вентиляционный фильтр — крайне простое устройство: примерно во всех случаях это просто железная коробка, внутри которой находится фильтрующий материал. В простых случаях он, чтобы обеспечить максимальную площадь фильтрации, изгибается внутри гармошкой, в более сложных — имеет форму карманов.
С задачей фильтрации пыли, пыльцы, а тем более — мелкого мусора и насекомых легко справляется простейший фильтр типа FSL, внутри которого стоит изогнутая домиком проволочная рама с нацепленным на неё куском фильтрующего материала (рекомендую сразу купить рулон такого, вам предстоит менять его примерно раз в квартал).
Замечу, что фильтр создаёт довольно серьёзное сопротивление воздуху — особенно когда в него набьётся пыли. Поэтому, если место позволяет, можно поставить фильтр покрупнее, например, FSL 160 или FSL 200, с переходником на 100 или 125 мм вашего вентилятора.
Второй связанный с фильтром вопрос — где его ставить, до вентилятора или после?
до вентилятора — не придётся чистить от пыли и прилетевшего мусора сам вентилятор, всё это останется на фильтре;
после вентилятора — работа вентилятора будет эффективнее (лопасти дают чуть большую производительность в плотном воздухе перед фильтром, а не разреженном после).
Мне выбранного вентилятора хватает с запасом, так что у меня фильтр стоит до него. Если планируете поставить два фильтра — вторым, очевидно, можно ставить фильтр тонкой очистки HEPA, то имеет смысл предварительную фильтрацию делать перед вентилятором и с фильтротканью класса порядка G3, а HEPA ставить после него.
Ах да, про классы фильтров.
От класса фильтра зависит и его конструкция. G-фильтры часто делаются плоскими или «домиком», есть даже фильтры формата врезки в круглую трубу воздуховода, в то время как M-фильтры — карманного типа, с большой рабочей поверхностью фильтра, что позволяет эксплуатировать их без очистки дольше, несмотря на более высокий класс фильтрации (но и места они тоже занимают побольше).
Впрочем, вот, например, карманный фильтр класса G4.
Фильтроткань не очень официального класса G5, на которую я дал ссылку выше, обеспечивает схожий с M5 уровень фильтрации, то есть задерживает уже и пыльцу, и мелкую пыль, но ставится в простые корпуса моделей G-серии.
Плюсы и минусы
Если касаться темы плюсов и минусов подобных установок, то в большинстве случаев использование рассматриваемых устройств будет рентабельным для фирм и учреждений, где присутствует собственный механизм теплового снабжения.
Из преимуществ следует назвать следующие особенности калориферной системы.
- Простота установки. По сложности процесс монтажа водяного калорифера будет не сложнее установки труб отопления.
- Использование вентилятора позволяет осуществлять регулирование потоков теплого воздуха.
- Отсутствие особо сложных устройств и механизмов дает возможность обеспечить эффективную работу каждого компонента. Кроме того, вся конструкция не предусматривает наличие деталей, которые быстро изнашиваются. По этой причине что-либо в такой системе редко выходит из строя.
- Подогрев воздуха и его равномерное распределение при помощи вентилятора позволяют использовать такую систему для отопления помещений. И часто это получается даже выгоднее, чем применять традиционные батареи для обогрева.
- На отопление большого помещения не требуется тратиться постоянно. Расходы здесь заложены лишь на приобретение оборудования и монтаж всей системы.Минусы тоже присутствуют:
- невозможность работы без подключения к сети электричества или теплового носителя;
- без оборудования для подачи воздушных масс водяной калорифер будет бесполезен;
- установку нельзя использовать в городских многоэтажных домах.
Особенности монтажа и подключения
Для установки калориферов в производственных цехах или на других промышленных объектах приглашают бригаду специалистов. Бытовые устройства можно подключить самостоятельно, если четко следовать инструкции и иметь навыки работы с электрическими и отопительными приборами.
Для тех, кто своими руками обустроил в доме систему отопления, монтаж воздухонагревательной установки покажется детской забавой.
Бытовые модели отличаются небольшими объемами и сравнительно легким весом, но перед подвешиванием их на стену (или потолок) следует проверить прочность основы. Наиболее крепкими считаются бетонные и кирпичные стены, умеренно подходящими – деревянные, самыми слабыми – гипсокартонные.
В первую очередь крепят металлическую раму – кронштейн с отверстиями для фиксации корпуса. У некоторых производителей рама называется монтажной консолью.
Место монтажа канального калорифера для приточной вентиляции в системе воздухообмена. Если существует возможность понижения температуры ниже нормы, обязательна установка термостата защиты от замерзания
Подвешивают корпус калорифера и поочередно подключают трубы с комплектом запорной арматуры или смесительный узел, который можно частично установить и до монтажа прибора.
Врезка в систему отопления проводится двумя способами: посредством использования соединительных фитингов (муфт с прокладками) или сваркой металлических труб. Второй способ считается наиболее надежным, но он невозможен при гибком соединении.
Одна из наиболее слабых зон – патрубки теплообменника, которым нужно обеспечить стабильность. Если существует риск изменения положения прибора, лучше жесткие трубки заменить гибкими элементами. В любом случае, следует исключить нагрузку на патрубки. Чтобы обеспечить изоляцию системы и не допустить протечек, стыки обрабатывают герметиком.
Если водяной калорифер устанавливается на постоянной основе, его подключают жесткими трубами. Если планируется перенос или смещение, лучше использовать гибкую подводку
Перед процессом тестирования необходимо удалить воздух из каналов, проверить работу вентилей и направляющих жалюзи.
