Подбор и особенности теплообменников систем ОВК

Комфортный микроклимат в помещении, чистота и влажность воздуха зависят от эффективности вентиляционной системы. Чтобы температура поступающего воздуха соответствовала санитарным нормам, систему воздухообмена снабжают смесительными узлами вентиляции.

Вентиляционное оборудование, включающее один из основных узлов – теплообменник, до установки и внедрения должно быть разработано и просчитано с целью максимально эффективной работы по очистке воздуха и его температурной обработки.

Теплообменник представляет собой пластины, соединенные с рабочими патрубками, по которым транспортируется теплоноситель. Использование пластин позволяет регулировать процесс теплообмена.

С увеличением температуры рабочей среды возрастает коэффициент теплоотдачи, следовательно, для поддержания заданной температуры в помещении понадобиться меньшее количество теплоотдающих пластин. Теплообменник, рассчитанный на температуру горячей воды 60 С, будет значительно больше, чем теплообменник, использующий рабочую среду 90 С.

Площадь теплообменника прямопропорционально тепловой энергии, передаваемой через калорифер и обратно пропорциональна средней температуре и коэффициенту теплопередачи. С повышением коэффициента и температуры уменьшается площадь теплообменника.
В действующих системах, коэффициент теплопередачи редко превышает показатель 3 000. Учитывая, что при одинаковых температурах теплоносителя и одинаковых показателях теплового потока воздуха можно подобрать теплообменники, относящиеся к различным линейкам типоразмеров, с различными расчетными коэффициентами теплопередачи и разным количеством пластин, чаще выбирают нагреватели с более высоким коэффициентом теплоотдачи в виду их меньшей стоимости. В данном случае падает тепловая эффективность работы теплообменника.

Подбирая агрегат, следует обязательно учитывать:

• температуру его эксплуатации,
• производительность циркуляционного насоса,
• мощность калорифера,
• потери давления.

При подборе оборудования должен соблюдаться тепловой баланс, несоблюдение которого грозит:

• повышением температуры обратного потока воды,
• нехваткой теплоносителя в теплообменнике,
• резким падением давления в теплообменнике.

Одним из устройств климатического оборудования, от которого зависит функциональность приточной установки, служит регулирующий узел.

Нормализовать работу рекуператора можно, использовав узел обвязки, он же узел регулирования с датчиками температуры и давления на входе и выходе из агрегата, который рассмотрим далее.

Узел регулирования обвязки теплообменников являются неотъемлемой частью системы приточной вентиляции и во многом определяют качество работы системы в целом.

Правильно собранный смесительный узел позволит избежать массы проблем связанных с наладкой и эксплуатацией приточной системы.

Ведь для корректной работы теплообменника в своем расчетном режиме, необходимо подобрать правильно трехходовой клапан, насос и прочие элементы, чтобы добиться максимально эффективного регулирования.

Для удобства работы и экономии времени при монтаже вентиляции на объекте рекомендуют готовые обвязки для водяных калориферов, водяных охладителей, гликолевых рекуператоров и тепловых завес.

Выбираем систему вентиляции воздуха для частного дома

Разновидности теплообменников

Фреоновый испаритель(охладитель) или теплообменник непосредственного расширения хладагента

Фреоновые испарители стандартного тип размерного ряда имеют прямоугольное сечение. Данные воздухоохладители используются в наборных канальных приточных установках и применяются на объектах, где основным хладагентом является фреон. Данные охладители удобны в применении в сочетании с компрессорно-конденсаторными блоками(ККБ). Ряд оборудования представлен девятью размерами сечений. ККБ или компрессорно-конденсаторный блок – это комплектующая часть системы охлаждения воздуха. Он отвечает за подготовку жидкого хладагента для последующего испарения в теплообменниках непосредственного расширения. ККБ чаще всего используются в сочетании с внутренними блоками сплит систем настенного, канального, шкафного и другого типа. Элемент системы охлаждения воздуха в вентустановках доступный по цене, высокопроизводительный, имеет высокие технические параметры и исключает заморозку теплообменника.

Узел обвязки фреонового охладителя

Компрессорно-конденсаторные блоки могут иметь самостоятельное применение в качестве источников жидкого хладагента для центральных кондиционеров.

Мощность теплообменника центрального кондиционера должна соответствовать холодопроизводительности компрессорно-конденсаторного блока, иначе невозможно будет обеспечивать необходимые параметры кондиционируемого воздуха и устойчивую работу всей системы в целом.

Особенности:

• При работе компрессорно-конденсаторного блока с теплообменником центрального кондиционера необходимо на жидкостной линии установить дополнительные элементы.
• Фреоновые испарители(охладители), кроме того, оснащаются термостатом защиты от обмерзания, капилляр которого крепится на газовой трубе( она больше сечением, чем жидкостная). Капилляр наматывается на трубу на расстоянии 100÷150 мм от корпуса изолируется от влияния внешней температуры. Уставка срабатывания термостата +2°С. 
• Все испарители должны быть оснащены терморегулирующими вентилями(ТРВ), необходимыми для создания условий кипения хладагента.

Принципиальная схема узла обвязки:

1, 2 – моноблочный компрессорно-конденсаторный блок;
3 – теплообменник непосредственного кипения фреона – испаритель;
4 – маслоподъёмная петля;
5 – запорный вентиль хладагента на жидкостной линии;
6 – запорный вентиль хладагента на газовой линии;
7 – соленоидный клапан с электроприводом;
8 – фильтр-осушитель;
9 – смотровое стекло;
10 – терморегулирующий вентиль ТВР.

Пример:

1. CF. Охладитель фреоновый.
2. CF2. Охладитель фреоновый сдвоенный.
3. AQUA Охладитель фреоновый с защитным эпоксидным покрытием.

• пластинчатый медно-алюминиевый теплообменник;
• выпускается с различным количеством независимых контуров (ступеней мощности);
• подбирается на разные марки фреонов – R410a (рекомендуемый), R407c, R134a, R22 (запрещен к применению);
• штатно укомплектован каплеуловителем и поддоном с дренажным патрубком;
• широкий ассортимент мощности батарей (3 и 4 ряда в одинарном исполнении, 6 и 8 рядов в сдвоенном исполнении);
• исполнение AQUA с защитным эпоксидным покрытием теплообменника – бассейны, морская вода, и иные химически агрессивные среды;
• исполнение со сдвоенными теплообменниками – два стандартных теплообменника, установленных последовательно.

Одноконтурный испаритель может быть подключен только к одному контуру ККБ.
Многоконтурный испаритель может быть подключен к ККБ с аналогичным числом контуров, либо к одному контуру ККБ, причем подключение контуров испарителя производится параллельно, а количество комплектов обвязки равно количеству контуров испарителя.

Водяные теплообменники

Водяные(водно-гликолевые) охладители прямоугольно сечения используются в наборных системах вентиляции. Данное оборудование является стандартным и поэтому легко вписывается во многие проекты с использованием наборных приточных систем. Воздухоохладители представлены 9-ю типоразмерами. В составе каждого воздухоохладителя предусмотрен каплеуловитель и поддон для слива конденсата.

Особенности:

Воздухонагреватели водяные

1. При монтаже водяных обогревателей следует помнить следующие правила:

• Устанавливать калорифер можно в положении, обеспечивающем отвод из него воздух.
• Термостат дополнительной защиты от замерзания нужно располагать на выходе воздуха из теплообменника по всему сечению. Обязательно капилляр термостата должен находится в потоке воздуха идущего через нижнюю и верхнюю части калорифера.
• Уставка срабатывания термостата, при использовании в качестве теплоносителя воды, должна быть равна +5…+7°С.
• Монтаж датчика температуры обратной воды основная защиты от замерзания осуществляется в нижней части коллектора на выходе теплоносителя из калорифера.

2.  Возможны два варианта подключения воздухонагревателей:

• Прямоточное подключение(движение воды и воздуха через обогреватель совпадают по направлению) используется для снижения угрозы размораживания калорифера.
• Но в системах вентиляции чаще используется противоточное подключение, при котором КПД теплообменника выше.

3.  Проверка герметичности обогревателя осуществляется подачей в систему статического давления(гидростатический метод испытания), величина которого должна составлять: рабочего давления в системе умноженное на коэффициент 1,5. Испытание считается пройденным, если давление в системе упадёт не более чем на 0,2 бар(атмосферы).

Воздухоохладители водяные

Воздухоохладители оснащены так называемыми каплеуловителями, поэтому их установка должна производиться в строгом в соответствии с приведённым на корпусе направлением движения воздуха.

Если охладитель установлен не верно, капли сконденсированной воды будут уноситься потоком воздуха в воздуховод.

Перед заполнением гликолевой смесью следует тщательно промыть систему труб. После этого воду и гликоль перед добавлением в теплообменник смешивают в заданной пропорции.

В системе труб не следует пользоваться оцинкованными трубами, поскольку это может привести к нежелательной реакции между гликолем и цинком.

Внимание! Пользуйтесь гликолем без добавок, поскольку они могут вызвать понижение эффективности работы агрегата. Ни в коем случае не пользуйтесь автомобильным гликолем!

Воздухоохладители необходимо комплектовать сифонами, а дренажные трубки должны иметь равномерный уклон в сторону слива конденсата.

Для того, чтобы обеспечить беспрепятственный слив конденсата(воды), следует должным образом установить конструкцию и уровень замыкания водоотделителей.

Водяные калориферы прямоугольного сечения являются неотъемлемой частью систем вентиляции и используются в наборных приточных установках. Достоинства данных систем заключается в удобстве их монтажа, небольших сроках поставки и невысокой стоимости.

Данные оборудование имеет стандартный типоразмерный ряд и поэтому легко вписывается в многие проектные решения по вентиляции. Водяные нагреватели могут быть как двухрядными, так и трехрядными.

Особенности подбора смесительного узла

Обвязки для водяного калорифера наиболее часто требуемая позиция узлов регулирования. На объектах различного назначения и разного уровня требуются разные по техническим возможностям узлы обвязки. В одних случаях это простейшие решения, требующие от узлов исключительно поддержание заданной температуры жидкости в теплообменнике, в других случаях обвязка калорифера должна содержать приборы для измерения температуры и давления на отдельных участках обвязки, а также обводные байпасы. В списке обвязок DNP представлены стандартные исполнения технических решений смесительных узлов. Если требуется изготовить узел по конкретному проекту, его можно подобрать в соответствии с Вашим запросом.

При проектировании и монтаже системы вентиляции после того, как установки кондиционирования воздуха уже подобраны или установлены, возникает необходимость организовать тепло и холодоснабжение теплообменников приточных установок.  Смесительные узлы играют одну из основных ролей в качественной работе климатического оборудования, в частности систем вентиляции, центральных кондиционеров и тепловых завес. Они предназначены для регулирования мощности водяных нагревателей или охладителей, и являются частью системы теплоснабжения вентиляционной установки.

Существует два режима работы узла обвязки – подмеса обратной воды и режим полной мощности. Если требуется в обслуживаемом помещении поддерживать высокую температуру окружающего воздуха, то используется прямоток теплоносителя от котла, нагревающего его, к теплообменнику.

В случае поддержания в помещении комфортной для персонала температуры используют трехходовой клапан, регулирующий подачу теплоносителя, и способного использовать уже отработанный теплоноситель, прошедший через теплообменник, а излишек горячей воды возвращается обратно в нагревательный котел, таким образом осуществляется экономное расходование энергоресурсов, снижаются потери тепла и эксплуатационные затраты.

Предназначение регулирующих узлов заключается в поддержании качественной работы теплообменников, обеспечивающих требуемые температурные режимы в помещении. Их устанавливают в обвязке водяных калориферах, для регулирования их мощности и поддержания бесперебойной работы водяных нагревателей и охладителей. В смесительных узлах мощность калорифера регулируется изменением температуры воды или рабочей жидкости на входе в теплообменник или охладитель при неизменном ее расходе. В отношении дозирующих узлов регулирование мощности калорифера производится изменением расхода воды или рабочей жидкости, протекающей через нагреватель или охладитель, излишки же рабочей среды возвращаются в магистраль.

Примеры:

Дозирующие узлы(при установке двухходового регулирующего клапана) используют в тех агрегатах, где отсутствует опасность размораживания теплообменника, и нет жестких требований по температуре воды в обратном контуре. Предлагаемый нами модельный ряд регулирующих узлов дает возможность укомплектовать практически все типы выпускаемых вентиляционных установок.

Для того, чтобы система вентиляции работала корректно в расчетные периоды года, необходимо чтобы обвязка каждого теплообменника была подобран, таким образом, чтобы диапазон работы максимально соответствовал теплообменнику установки.

Основные проблемы при эксплуатации приточных установок, могу возникнуть из-за того, что узел подобран с большим запасом или, наоборот, с заниженными параметрами по проходимости. Если мы имеем проблему с заниженными размерами, тогда, система может не выдать нужные параметры температуры воздуха в период максимальных нагрузок.

Если же, в результате ошибки подбора мы имеем завышенные сечения узла, в этом случае регулирование температуры будет происходить с большой инертностью. В случае такого недочета получаем большое сечение трубы при маленьком расходе жидкости. Работа клапана в этом случае будет происходить в нижнем диапазоне его движения, и регулирование прохода теплоносителя будет осуществляться не равномерно. Из-за этого и температура воздуха будет колебаться в диапазонах некомфортных температур.

Благодаря своим конструктивным особенностям узел обвязки позволяет минимизировать возможные несовпадения расчетных и действительных параметров теплоносителя и их последствия.

При неверно произведенных расчетах выбор узла может быть ошибочным, но узел способен в своей работе исправить допущенные ошибки, произведя уточнение и учтя данный факт при расходе теплоносителя. В случае выхода из строя отдельного узла блока обвязки разрешается производить его замену без отключения вентиляционной установки. Оборудование допускает регулирование как в автоматическом, так и в ручном режимах. Узлы оснащены защитой от размораживания в процессе работы при отрицательных температурах атмосферного воздуха.

Ошибки, допущенные при проектировании и производстве оборудования, могут привести к серьезным последствиям. Так при неверно рассчитанном гидросопротивлении, узел будет неверно дозировать расходуемую воду, что может привести к некорректной работе теплообменника. К тому же ошибки в конструкции приводят к завоздушиванию системы, образованию водяных пробок, перерасходу горячей воды, отказу контролирующих датчиков.

Узел обвязки водяного нагревателя(калорифера)

Узел обвязки водяного калорифера предназначен для регулирования температуры теплоносителя в теплообменнике, и как следствие поддержания заданной температуры воздуха, выходящего из приточной системы.

Очень важно правильно подобрать все элементы смесительного узла в соответствии с расчетными параметрами теплообменника, такими как расход теплоносителя и диаметров патрубков.

Очень важно подобрать правильно трехходовой клапан, который должен работать в своем оптимальном режиме. Зачастую, клапан по-умолчанию подобран ориентировочно и в результате этого в процессе эксплуатации, мы получаем нечеткое регулирование, которое несет за собой неточности в поддержании заданной температуры воздуха в помещении.

Выбор насоса также очень важен, ведь именно этот элемент узла определяет необходимое количество воды, проходящей через теплообменник.

В стандартный узел обвязки калорифера должны входить следующие элементы:

• трехходовой или двухходовой клапан с электроприводом,
• насос,
• термометры,
• манометры,
• байпас,
• шаровые краны,
• фильтр грубой очистки,
• гибкая подводка(или без неё)

Примеры:

 

Воздухонагреватели электрические

Электрические нагреватели стандартных типоразмеров используются в приточных установках вентиляционных систем. Данный вид нагрева используется, когда нет возможности нагревать воздух за счет водяного теплоносителя, или применение электрокалорифер обусловлено удобством монтажа. Данное оборудование используется в канальных приточных установках. Стандартный ряд оборудования представлен девятью размерами сечений, которые при этом могут отличаться электрической мощностью.

Особенности:

Установка электрических обогревателей должна производится строго в соответствии с приведённым на корпусе направлением движения воздуха. В противном случае работа термостата защиты от перегрева будет не корректной, что в свою очередь может привести к выходу калорифера из строя, а также к пожару.

Воздухонагреватель оснащён двумя термостатами от перегрева. Один, нерегулируемый, измеряет температуру корпуса, второй с регулировкой, измеряет температуру нагревательных элементов(ТЭНов). Установка регулируемого термостата должна быть равна 80°С.

Перед включением необходимо проверить надёжность подключения питающих проводов и наличие надёжного заземления. Сечение силового кабеля выбирается исходя из мощности калорифера и длины питающей линии. Для подключения термостатов достаточно использовать кабель сечением 0,75 мм².

В вентиляционных системахоборудованных электрическими нагревателями, перед ним, на расстоянии 1÷1,5 метра обязательно должен быть установлен воздушный фильт, который очищает поступающий к нагревательным элементам воздух. Если не соблюдать данное требование, на нагревательных элементах оседает грязь, что может привести к перегреву ТЭНов и возгоранию.

Необходимо учитывать, что эксплуатация электрических нагревателей при скорости воздушного потока ниже 1÷2 м/с запрещена!

Блок управления системы вентиляции должен обеспечивать задержку отключения вентилятора и закрытие воздушных заслонок не менее 40÷60 секунд после отключения электрического воздухонагревателя.

Узел обвязки гликолевого рекуператора

Предназначен для работы водяных теплообменников приточной и вытяжной системы в качестве гликолевых рекуператоров. Задачей узла является не только перенос тепла от одного теплообменника к другому, но и отработка защиты от замерзания теплообменника приточной установки, а также поддержание давления в контуре за счет расширительного бака.

 Если проектом вентиляции предусмотрена  система рекуперации с промежуточным теплоносителем (гликолевая рекуперация), очень важно организовать грамотную схему узла обвязки теплообменников, работающих в этой системе.

С первого взгляда рекуперация с промежуточным теплоносителем выглядит просто. Это два теплообменника, связанные между собой гликолевым контуром, поэтому во многих случаях, решением этой задачи является простейшая схема – два теплообменника связанные трубами, где стоит рециркуляционный насос. Подобный подход имеет место быть, но к сожалению, не обеспечивает все возможности и эффективный КПД рекуперации. Полноценная гликолевая рекуперация будет работать только при правильной схеме обвязки.

Правильная схема гликолевого контура помогает не только повысить максимально КПД системы рекуперации, но и защищает гликолевый теплообменник в приточной системе от замерзания.

Рекомендуемая нами схема, хотя и несколько затратней, но без сомнения, обеспечивает поставленную задачу.

В обвязку гликолевых рекуператоров должны входить следующие элементы:

• трехходовой клапан (который регулирует необходимую для системы температуры воды),
• насос,
• запорная арматура,
• расширительный бачок (который компенсирует избытки давления воды в системе),
• термометр и при необходимости гибкие подводки для удобства монтажа.

Типовая схема исполнения смесительного узла

Данный смесительный узел является универсальным для большинства гликолевых теплообменников, но в случае конкретной задачи возможен вариант изготовления узла с учетом Ваших требований.

1-Шаровой кран
2-Фильтр
3-Клапан регулирующий с    приводом
4-Насос циркуляционный
5-Клапан предохранительный
6-Термоманометр
7-Воздухоотводчик
8-Кран сливной
9-Бак расширительный

Примеры:

Узел обвязки воздушной завесы

Используется для удобного и быстрого подключения воздушной тепловой завесы к системе трубопроводов и позволяет максимально быстро вывести завесу на заданный тепловой режим.

Узел обвязки воздушной завесы является элементом, который, прежде всего, упрощает монтажные работы по подключению тепловой завесы к теплосети. Особенность узла состоит в простоте его конструкции, невысокой стоимости и удобстве монтажа на объекте.

В состав узла входит трехходовой клапан с приводом для регулирования температуры жидкости в контуре теплообменника воздушной тепловой завесы, запорная арматура, гибкие подводки для удобного подключения узла, фильтр грубой очистки воды и байпас с запорным краном.

1. Шаровой кран
2. Фильтр
3. Регулирующий клапан с электроприводом
4. Кран запорно-регулирующий
   

Примеры:

По теме:

• Программа подбора вентиляции…
• Программа подбора узлов…
• Каталог продукции…