Системы теплоснабжения приточных установок

Приточные вентиляционные установки обеспечивают подачу определенного объема свежего воздуха в помещения. В зимнее время этот воздух существенно понижает температуру внутри здания, вынуждая увеличивать подачу тепла. Это означает повышение расходов на обогрев, увеличение нагрузки на отопительный контур здания и прочие затратные и трудоемкие мероприятия.

Кроме того, на холодной поверхности воздуховодов начинает оседать водяной пар, с них капает конденсат, что нарушает санитарные нормы, а в некоторых условиях и вовсе недопустимо.

Избежать этих проблем и снизить расходы позволяет нагрев приточного воздуха, который производится в самом начале его транспортировки по системе воздуховодов.

Процесс прост — приточный поток пропускается сквозь калорифер, представляющий собой теплообменник. Он состоит из системы трубок, по которым циркулирует горячий теплоноситель. Для увеличения площади контакта потока и трубок на их поверхности установлены специальные ребра.

В качестве теплоносителя могут быть использованы:

  • вода
  • пар
  • антифриз (этиленгликоль)
  • электроэнергия (для установок с электронагревателями)

Расходы на подогрев приточного воздуха значительно меньше, чем затраты на усиленный обогрев помещений, поэтому использование калориферов является эффективным и экономичным решением. Нередко подогрев приточки становится основным способом отопления помещений, что часто используется в производственных цехах или залах большого размера.

Разновидности узлов обвязки калориферов

Узел обвязки калорифера представляет собой систему трубопроводов и вентилей, с помощью которых обеспечивается подача и настройка температуры теплоносителя.

Обычно имеется подающая и отводящая линии (прямая и обратная), а также соединяющий их трубопровод с двух- или трехходовым краном для регулировки температуры.

Существует два основных варианта узлов обвязки:

  • стандартный. Используется жесткая подводка с паяными или запрессованными соединениями трубок. Встречается чаще всего из-за надежности и долговечности
  • гибкий. Используются гофрированные гибкие трубопроводы. Вариант удобен для размещения в сложных условиях скученного оборудования или нестандартной конфигурации помещения. Специалисты считают такой вариант более функциональным, но стоимость подобной подводки значительно выше, чем у стандартной металлической системы

Обязательным элементом любого типа узла обвязки является наличие байпаса, позволяющего защитить калорифер от перемерзания в случае возникновения нештатной ситуации или отказа трехходового крана.

Схемы теплоснабжения ПУ

Теплоснабжение приточных установок напрямую зависит от схемы подключения узла обвязки. Используются следующие варианты:

  • узел с двухходовым клапаном. Производится чисто количественное регулирование количества теплоносителя, поступающего в калорифер. Регулировки как таковой в данном случае нет, поскольку подача зависит только от степени открытия вентиля. Для защиты от разморозки при недостаточной подаче на внутреннем контуре устанавливают циркуляционный насос.
  • узел с трехходовым краном, производящим регулировку прямой линии потока без перемычки со стороны калорифера. Схема также производит только количественное регулирование потока теплоносителя, причем, возрастает нагрузка на насос
  • узел с трехходовым краном, обеспечивающим перепуск прямого горячего потока в обратную линию. При необходимости повышения температуры воздуха по сигналу автоматики происходит увеличенная подача теплоносителя, а когда температура потока достигнет заданного значения, теплоноситель начинает перепускаться в обратную линию, подача на калорифер уменьшается

Выбор схемы теплоснабжения производится еще на стадии проектирования вентиляционной системы, но, при изменении состава или условий эксплуатации, всегда возможна реконструкция узла обвязки.

Подбор основного оборудования

Подбор необходимого для стабильной и качественной работы оборудования производится по условиям эксплуатации системы, а также по ее количественным и качественным характеристикам.

Подбор калорифера производится исходя из потребностей и производительности приточной линии. Мощность рассчитывается по заданной температуре на выходе и существующей на входе (используются данные из таблиц СНиП, причем, наружная температура учитывается по наиболее низкому значению, отмеченному в данном регионе).

После определения мощности выполняется подбор готовой модели калорифера с двумя или тремя регистрами (количество рядов гофрированных трубок с циркулирующим теплоносителем).

Чем выше число регистров, тем длительнее контакт воздушного потока с нагретыми поверхностями. И эффективнее теплопередача.

В то же время, с увеличением количества регистров повышаются потери тепловой энергии теплоносителя при циркуляции. Это требует установки более эффективных узлов и дополнительных элементов обвязки, снижающих потери и позволяющих калориферу работать в номинальном режиме.

Регулирующие клапаны и приводы

Регулирующие клапаны могут иметь двух- или трехходовую конструкцию.

Двухходовой клапан

Двухходовые представляют собой обычные вентили, обеспечивающие изменение пропускной способности трубопровода в данной точке.

Полностью открытый двухходовой клапан позволяет получить максимальную производительность, соответствующую диаметру трубы. Полностью закрытый клапан прекращает пропуск теплоносителя. Для изменения производительности необходимо открыть или закрыть клапан на определенную величину. Устанавливается в разрыв трубопровода.

Трехходовой клапан

Трехходовой клапан представляет собой тройник, в котором противоположные торцы являются входным и выходным отверстиями, а перпендикулярный отвод служит дополнительным патрубком. При изменении положения запорного элемента меняется соотношение пропускной способности одного выхода в пользу другого.

Используя трехходовой клапан можно регулировать температуру теплоносителя путем подмешивания к горячему прямому потоку более холодной обратки, направляя в калорифер поток с заданными параметрами. Если присоединить датчик температуры, можно организовать автоматическое регулирование температурного режима системы.

Привод

Для изменения положения клапана необходим привод. Существуют механические и электрические разновидности приводов, но в современных вентиляционных системах используются только электроприводы.

Это небольшие электродвигатели, обеспечивающие движение штока клапана в ту или иную сторону доя открытия или закрытия прохода жидкости. Команды на изменение положения поступают с блока управления системой. Электропривод позволяет получить наиболее точный и быстрый отклик на все возникающие ситуации, а точность его работы на порядок выше, чем у механических аналогов.

Циркуляционные насосы

Циркуляционный насос — устройство, обеспечивающее циркуляцию теплоносителя в системе обвязки калорифера. Без него нагрев приточного воздуха будет невозможен, так как отсутствие циркуляции вызовет быстрое остывание теплоносителя, а в зимнее время — разморозку системы.

Одной из важных функций циркуляционного насоса является защита обвязки от замерзания жидкости при возникновении нештатных ситуаций — например, при прекращении подачи горячей воды или пара из магистрали.

В таких случаях включается аварийная циркуляция, во время которой циркуляционный насос с повышенной скоростью начинает гонять по системе теплоноситель, препятствуя его замерзанию. Таким способом удается сохранить систему в рабочем состоянии до устранения аварии и возобновления подачи горячего теплоносителя.

Выбор циркуляционного насоса производится исходя из мощности калорифера и пропускной способности системы. Кроме того, учитывается давление, которое способен развить насос в рабочем режиме. Это важно, так как при уменьшении просвета клапанов требуется более высокое давление для нормальной деятельности обвязки.

Обычно узлы поставляются укомплектованными всеми необходимыми устройствами, но иногда приходится создавать обвязку из отдельных элементов. В таких случаях циркуляционный насос выбирают по расчетным показателям производительности, рабочего давления и мощности.

Существует две разновидности насосов:

  • с сухим ротором
  • с мокрым ротором

Сухие насосы отличаются тем, что их ротор не контактирует с теплоносителем. Они более шумные и громоздкие по сравнению с мокрыми конструкциями. В то же время, они более производительные и эффективные, хоть и менее долговечные вследствие быстрого износа вращающихся частей.

Измерительное оборудование

Измерительное оборудование, использующееся для регулировки температуры в современных приточных вентиляционных системах, представлено электронными устройствами — контроллерами.

Они представляют собой блоки управления, обрабатывающие сигналы с датчиков температуры и подающие соответствующие команды на электроприводы клапанов.

Вся работа контроллера направлена на обеспечение заданного теплового режима:

  • прогрев калорифера во время запуска
  • предотвращение перегрева обратной линии
  • защита системы от разморозки
  • дежурный режим
  • перевод системы в зимний или летний режим

Косвенно контроллер управляет приточным вентилятором и системой заслонок, установленных на всасывающем патрубке. Имеет цифровой дисплей с кнопками, позволяющими настроить и зафиксировать рабочий режим.

Монтаж и обслуживание

Монтаж системы подогрева приточного воздуха производится либо одновременно со сборкой вентиляции, либо путем врезки в уже существующую приточную линию.

Все работы необходимо поручать опытным специалистам, поскольку настройка и установка элементов системы требует высокой квалификации и знания тонкостей работы всех элементов. Кроме того, периодическое (ежегодное) обслуживание также следует поручать подготовленным людям.

Важно! Выполнение этих работ своими силами нередко оканчивается выводом из строя значительной части системы и остановкой работы вентиляции на период устранения возникших неполадок. Поэтому следует заключить договор с профильной организацией (сервисным центром).

На крупных предприятиях предпочитают иметь собственную службу, занятую обслуживанием и монтажом системы подогрева приточной вентиляции.

Рекомендуемое оборудование

Видео об альтернативных вариантах

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:  Воздушное отопление нежилых зданий и сооружений