Nagrzewnica wodna do wentylacji nawiewnej: rodzaje, budowa, przegląd modeli

W celu rozwiązania problemów wymiany powietrza w domach jednorodzinnych i budynkach przemysłowych, obok wentylatorów stosuje się urządzenia ogrzewające lub chłodzące powietrze napływające z zewnątrz. Pomaga to poprawić parametry mikroklimatu wewnątrz pomieszczenia oraz zwiększyć poziom komfortu.

Jednym z ekonomicznych i dostępnych urządzeń jest wodny kaloryfer do wentylacji nawiewnej, dobrze znany mieszkańcom regionów północnych. Z naszego materiału dowiedzą się Państwo o zasadach działania i cechach konstrukcyjnych tego typu urządzeń. Opiszemy również szczegółowo kilka popularnych modeli kaloryferów wentylacyjnych.

Rodzaje wodnych kaloryferów do wentylacji

Od razu zaznaczmy, że urządzenia stosowane do ogrzewania powietrza w systemach wentylacyjnych i powietrznych systemach grzewczych mogą pracować nie tylko na wodzie.

Wyróżnia się cztery rodzaje kaloryferów, różniące się sposobem ogrzewania czynnika grzewczego:

• ogniowe;
• wodne;
• parowe;
• elektryczne.

Wodne są najbardziej popularne ze względu na niski koszt i minimalne wydatki na konserwację. Jedyną trudnością jest montaż, który wymaga doprowadzenia rur wodociągowych.

Z tego powodu nie jest możliwe zainstalowanie urządzenia w miejskich mieszkaniach, ale w dużych budynkach (na przykład w magazynach, garażach, lokalach gastronomicznych) system z prawidłowym podłączeniem nagrzewnicy jest wystarczająco efektywny.

Urządzenie do ogrzewania powietrza w pomieszczeniach o dużej powierzchni, składające się z nagrzewnicy wodnej i wentylatora promieniowego. Służy do tworzenia kurtyn cieplnych i wentylacji powietrza w budynkach biurowych, sklepach, halach produkcyjnych.

Charakterystyczną cechą urządzeń parowych jest wysoka szybkość osiągania wymaganej temperatury. Są one stosowane w zakładach przemysłowych, gdzie łatwo zapewnić instalację i konserwację przewodów parowych, natomiast w budownictwie mieszkaniowym ich użycie jest niecelowe.

Jeśli potrzebny jest szybki montaż, bez skomplikowanego podłączenia mediów, stosuje się modele elektrycznych nagrzewnic do wentylacji nawiewnej. Do ich działania wystarczy zabezpieczone gniazdo zasilania. Nośnika ciepła jako takiego w ogóle nie ma, grzałki służą jako elementy grzewcze. Podobnie jak wszystkie urządzenia elektryczne, są one nieopłacalne z materialnego punktu widzenia.

Wodne urządzenia grzewcze stosowane w systemach wentylacyjnych – to najbardziej ekonomiczny i wydajny wariant, zdolny szybko ogrzać dużą przestrzeń przy minimalnych kosztach

Zasada działania i cechy konstrukcyjne

Uniwersalne urządzenia działające na wodę instaluje się w miejscach z dobrze zorganizowanym systemem zaopatrzenia w ciepło. Proste, ale dość efektywne rozwiązanie projektowe pozwala ogrzewać powietrze w zakresie od + 70 °C do + 100 °C i jest stosowane w hangarach, salach gimnastycznych, supermarketach, szklarniach, magazynach, dużych pawilonach – czyli w dużych pomieszczeniach wymagających dodatkowego ogrzewania.

Przykład użycia nagrzewnicy powietrza VOLCANO w szklarni. Ogrzewanie odbywa się poprzez dystrybucję ciepłego powietrza (temperatura wody – +90 °C) za pomocą wentylatora i regulowanych żaluzji.

Jeśli kiedykolwiek korzystał Pan/Pani z domowej nagrzewnicy cieplnej, łatwo zrozumie Pan/Pani zasadę działania urządzenia wodnego. Ogrzewa ono powietrze w podobny sposób, ale rolę spirali elektrycznej zamkniętej w małej obudowie pełni zestaw metalowych rurek, przez które krąży podgrzany nośnik ciepła.

Proces ogrzewania wygląda następująco:

• gorąca woda, podgrzana do odpowiedniej temperatury (średnio od +80 °C do +180 °C), z rur grzewczych trafia do wymiennika ciepła, składającego się z małych aluminiowych, stalowych, bimetalicznych lub miedzianych rurek;
• rurki ogrzewają przepływające przez urządzenie powietrze;
• wbudowany wentylator rozprowadza ogrzane powietrze po pomieszczeniu i stymuluje jego ruch w przeciwnym kierunku – do urządzenia.

Nie ma potrzeby specjalnego podgrzewania wody, ponieważ jest ona częścią systemu grzewczego, dlatego następuje znaczna oszczędność środków.

Konstrukcja wodnej nagrzewnicy kanałowej typu 60-35-2 ze stali ocynkowanej, przeznaczonej do systemów wentylacji i klimatyzacji. Typowy wymiar kanału – 60 cm x 35 cm, rzędowość – 2, maksymalne ciśnienie robocze – 1,5 MPa, maksymalna temperatura czynnika grzewczego – +170 °C.

Schemat standardowego wodnego kaloryfera – to hybryda wymiennika ciepła, wentylatora i konwektora. Jest skuteczna do ogrzewania dużych hal produkcyjnych, a przy wyborze odpowiedniego oprzyrządowania – również dla domków z dobrze zorganizowanym systemem wentylacji.

Zalety i wady stosowania

Jeśli przedsiębiorstwo posiada własny system ciepłowniczy, zastosowanie kaloryferów do nawiewnej wentylacji pomieszczeń produkcyjnych jest maksymalnie opłacalne.

Zestaw wodnych nagrzewnic wentylatorowych do obsługi pomieszczenia magazynowego. Kaloryfery z przepływem powietrza 5200 m³/h i temperaturą czynnika grzewczego +130 °C ogrzewają powietrze i utrzymują zadaną temperaturę.

Zalety urządzeń podłączonych do systemu centralnego:

• prosty montaż, nie różniący się stopniem trudności od instalacji rur grzewczych;
• szybkie ogrzewanie dużego pomieszczenia;
• bezpieczeństwo pracy wszystkich podzespołów;
• możliwość regulacji strumienia ogrzanego powietrza;
• surowe industrialne wzornictwo.

Ale główną zaletą jest brak regularnych nakładów finansowych – płatność następuje tylko przy zakupie nowego sprzętu.

Aktualne ceny wodnych bimetalicznych kaloryferów KSK produkcji nowosybirskiej firmy „T.S.T”, produkującej sprzęt grzewczy. Ostateczna cena zależy od podstawowej konfiguracji i parametrów technicznych.

Główną wadą jest niemożliwość stosowania modeli wodnych w gospodarstwach domowych, szczególnie w warunkach mieszkaniowych w miastach. Alternatywą jest zastosowanie urządzeń elektrycznych.

Jeszcze jeden niuans dotyczy ujemnych temperatur: urządzenie należy instalować w pomieszczeniach, gdzie minimalny próg nie spada poniżej 0 °C.

W konstrukcji wodnego kaloryfera praktycznie nie ma szybko zużywających się części. Rzadko ulegają awarii i wymagają poważnych napraw, co również należy dodać do “skarbonki” zalet urządzenia.

Zastosowanie urządzeń wodnych

Kaloryfer jest aktywnym elementem wentylacji nawiewnej i ma swoje specyficzne cechy montażu, eksploatacji i konserwacji. Zrozumienie podłączenia i działania urządzenia ułatwią schematy obwiązywania i instrukcja montażu.

Schematy węzłów podłączeniowych

Lokalizacja węzłów zależy od miejsca instalacji, schematu wymiany powietrza oraz parametrów technicznych urządzenia. Istnieje kilka wariantów montażu, z których najpopularniejszym jest mieszanie powietrza recyrkulacyjnego z nawiewnym.

System zamknięty, zakładający jedynie recyrkulację mas powietrza wewnątrz pomieszczenia, jest używany rzadziej.

Więcej możliwości instalacji urządzenia pojawia się, gdy wentylacja naturalna jest dobrze zorganizowana. Kaloryfer można podłączyć do systemu grzewczego bezpośrednio w punkcie poboru powietrza, który zazwyczaj znajduje się w piwnicy.

W przypadku wentylacji wymuszonej montaż urządzenia grzewczego można przeprowadzić w dowolnym dogodnym miejscu.

Schemat obwiązywania węzłów kaloryfera dla wentylacji nawiewnej. Zawory kulowe zainstalowane na wlocie i wylocie umożliwiają odcięcie wody, a termomanometr – kontrolę temperatury i ciśnienia.

Zapotrzebowanie na systemy wymiany powietrza doprowadziło do tego, że niektóre przedsiębiorstwa zaczęły produkować gotowe modele węzłów obwiązywania w różnych wariantach.

Są to zestawy przeznaczone do montażu i obejmujące następujące elementy:

• zawory równoważące i zwrotne;
• pompy;
• by-passy, zawory kulowe;
• zawory dwu- i trójdrogowe;
• manometry;
• filtry oczyszczające.

Przykładem kompleksowej produkcji węzłów są wyroby firmy «Integracja» (Petersburg).

Schemat ideowy obwiązywania instalacji wentylacyjnej typu «SOLID», umożliwiający sterowanie pracą urządzenia grzewczego i utrzymywanie w pomieszczeniu określonej temperatury

Wychodząc z warunków technicznych montażu i potrzeb użytkownika, istnieje kilka powszechnych kombinacji rozmieszczenia elementów w węzłach.

Na poniższych schematach zaprezentowano cztery popularne wykonania:

Oznaczenia dla czterech przedstawionych schematów podłączenia są ogólne: 1 – zawór kulowy; 2 – filtr; 3 – zawór trójdrożny; 4 – pompa cyrkulacyjna; 5 – zawór zwrotny; 6 – termomanometr

W wykonaniach 1 i 3, węzły są połączone sztywno, w 2 i 4 – za pomocą elastycznych węży metalowych.

Regulacja procesu ogrzewania

Do regulacji mocy cieplnej urządzeń do ogrzewania powietrza stosuje się węzły mieszające z zaworem trójdrożnym. Dzięki zasadzie mieszania można znacznie obniżyć koszty ogrzewania pomieszczenia.

Zawór trójdrożny pozwala obniżyć temperaturę czynnika grzewczego poprzez domieszanie do gorącej wody wpływającej do nagrzewnicy pewnej ilości schłodzonej cieczy wypuszczanej z wymiennika ciepła.

Instalacja pompy cyrkulacyjnej zwiększa wydajność systemu. Zaleca się montaż na wyjściu, ponieważ schłodzona woda (lub alternatywnie – roztwór glikolu) przedłuża żywotność urządzenia.

Istnieje kilka ważnych warunków eksploatacji urządzeń mieszających:

• maksymalna bliskość nagrzewnicy;
• dostępność do obsługi technicznej;
• przefiltrowany, bez domieszek chemicznych czynnik grzewczy;
• temperatura powietrza w pomieszczeniu powyżej 0 °C.

Parametry techniczne urządzeń mogą się różnić, ale średnio zalecana temperatura czynnika grzewczego wynosi od +2 °C do +150 °C. Do regularnej kontroli parametrów zaleca się zamontowanie dwóch termomanometrów w pobliżu wymiennika ciepła.

Przykład węzła mieszającego dla wodnej nagrzewnicy. W istocie jest to jedna z wersji podłączenia z możliwością regulacji temperatury i kontroli jej zmian.

Regulacja zaworu trójdrożnego odbywa się za pomocą napędu i sterownika. Przyrządy pomiarowe pozwalają ustawić wymaganą temperaturę z maksymalną dokładnością i zmieniać ciśnienie.

Cechy montażu i podłączenia

Do instalacji nagrzewnic w halach produkcyjnych lub na innych obiektach przemysłowych zaprasza się ekipę specjalistów. Urządzenia domowe można podłączyć samodzielnie, jeśli ściśle stosuje się do instrukcji i posiada umiejętności pracy z urządzeniami elektrycznymi i grzewczymi.

Dla tych, którzy własnoręcznie urządzili w domu system ogrzewania, montaż nawiewnej nagrzewnicy będzie wydawał się dziecinnie prosty.

Modele domowe charakteryzują się niewielkimi rozmiarami i stosunkowo lekką wagą, ale przed zawieszeniem ich na ścianie (lub suficie) należy sprawdzić wytrzymałość podłoża. Najbardziej wytrzymałe są ściany betonowe i ceglane, umiarkowanie odpowiednie – drewniane, najsłabsze – gipsowo-kartonowe.

W pierwszej kolejności montuje się metalową ramę – wspornik z otworami do mocowania obudowy. U niektórych producentów rama nazywana jest konsolą montażową.

Miejsce montażu kanałowej nagrzewnicy wentylacji nawiewnej w systemie wymiany powietrza. Jeśli istnieje możliwość obniżenia temperatury poniżej normy, obowiązkowa jest instalacja termostatu zabezpieczającego przed zamarzaniem.

Zawiesza się obudowę nagrzewnicy i kolejno podłącza rury z zestawem armatury odcinającej lub węzeł mieszający, który można częściowo zainstalować przed montażem urządzenia.

Wcięcie w system grzewczy wykonuje się na dwa sposoby: za pomocą łączników (złączy z uszczelkami) lub spawania rur metalowych. Drugi sposób jest uważany za najbardziej niezawodny, ale jest niemożliwy przy elastycznym połączeniu.

Jedną z najsłabszych stref są króćce wymiennika ciepła, którym należy zapewnić stabilność. Jeśli istnieje ryzyko zmiany położenia urządzenia, lepiej zastąpić sztywne rurki elastycznymi elementami. W każdym przypadku należy wyeliminować obciążenie króćców. Aby zapewnić izolację systemu i uniknąć wycieków, złącza są zabezpieczane uszczelniaczem.

Jeśli wodna nagrzewnica jest instalowana na stałe, podłącza się ją sztywnymi rurami. Jeśli planowany jest przeniesienie lub przesunięcie, lepiej użyć elastycznego przyłącza.

Przed procesem testowania należy usunąć powietrze z kanałów, sprawdzić działanie zaworów i prowadnic żaluzji.

Zasady eksploatacji i możliwość naprawy

Aby urządzenie działało bez zarzutu i w pełni spełniało swoje funkcje, należy przestrzegać następujących zasad:

• kontrolować skład powietrza w pomieszczeniu (wymagania zgodności można znaleźć w GOST 12.1.005-88);
• wykonywać montaż ściśle według instrukcji i zgodnie z zaleceniami producenta;
• nie podnosić temperatury czynnika grzewczego powyżej +190 °C;
• przestrzegać norm ciśnienia – około 1,2 MPa;
• po ochłodzeniu pomieszczenia ogrzewać stopniowo, około 30 °C na godzinę;
• kontrolować, aby temperatura powietrza nie spadła poniżej 0 °C, w przeciwnym razie rurki wymiennika ciepła pękną.

Jeśli nagrzewnica jest instalowana w pomieszczeniu o podwyższonej wilgotności, stopień ochrony przed pyłem i wilgocią powinien wynosić IP66 lub wyższy.

Nie zalecamy samodzielnego wykonywania napraw, ponieważ jedna awaria najczęściej prowadzi do kolejnej, a w efekcie trzeba będzie po prostu wymienić niektóre części. Lepiej skontaktować się z centrum serwisowym i powierzyć pracę profesjonalistom. Ponadto przed zakupem nie należy ignorować obliczenia mocy nagrzewnicy, w przeciwnym razie istnieje ryzyko niepotrzebnego wydania pieniędzy.

Krótki przegląd nowoczesnych modeli

Aby wyrobić sobie opinię o markach i modelach wodnych nagrzewnic, przyjrzyjmy się kilku urządzeniom różnych producentów.

Nr 1 – kaloryfery KSK

Nagrzewnice KSK-3, produkowane w przedsiębiorstwie ZAO T.S.T.

Modelowa seria wodnych nagrzewnic KSK produkcji krajowej obejmuje urządzenia 2/3/4-rzędowe, różniące się wydajnością i rozmiarami

Dane techniczne:

• temperatura czynnika grzewczego na wlocie (wylocie) – +150 °C (+70 °C);
• temperatura powietrza na wlocie – od -20 °C;
• ciśnienie robocze – 1,2 MPa;
• maksymalna temperatura – +190 °C;
• okres eksploatacji – 11 lat;
• żywotność robocza – 13 200 h;

Części zewnętrzne wykonane są ze stali węglowej, elementy grzewcze – z aluminium.

Nr 2 – termowentylatory Volcano

Wodna nagrzewnica wentylatorowa Volcano mini – kompaktowe urządzenie polskiej marki Volcano, charakteryzujące się praktycznością i ergonomicznym designem. Regulacja kierunku przepływu powietrza odbywa się za pomocą sterowanych żaluzji.

Jedna nagrzewnica wentylatorowa Volcano mini jest w stanie wytworzyć tyle ciepła, ile daje dziesięć zwykłych grzejników bimetalicznych złożonych z dziesięciu sekcji

Dane techniczne:

• moc w zakresie – 3-20 kW;
• maksymalna wydajność – 2000 m³/h;
• typ wymiennika ciepła – dwurzędowy;
• klas ochronności – IP 44;
• maksymalna temperatura czynnika grzewczego – 120 °C;
• maksymalne ciśnienie robocze – 1,6 MPa;
• objętość wewnętrzna wymiennika ciepła – 1,12 l;
• żaluzje kierunkowe.

Wodne nagrzewnice wentylatorowe Volcano przeznaczone są do ogrzewania powietrza w pomieszczeniach mieszkalnych i przemysłowych za pomocą wodnego czynnika grzewczego.

Nr 3 – kaloryfery Galletti AREO

Nagrzewnica Galletti AREO produkcji włoskiej.

Wodne nagrzewnice marki Galletti AREO mogą pracować zarówno w trybie ogrzewania pomieszczeń, jak i chłodzenia w upalną pogodę

Modele są wyposażone w wentylator, miedziano-aluminiowy wymiennik ciepła i tacę ociekową.

Dane techniczne:

• moc w trybie ogrzewania – od 8 kW do 130 kW;
• moc w trybie chłodzenia – od 3 kW do 40 kW;
• temperatura wody – +7 °C do +95 °C;
• temperatura powietrza – od 10 °C do +40 °C;
• ciśnienie robocze – 10 bar;
• liczba prędkości wentylatora – 2/3;
• klas bezpieczeństwa elektrycznego – IP 55;
• ochrona silnika elektrycznego.

Oprócz urządzeń wymienionych marek na rynku nagrzewnic i wodnych nagrzewnic powietrza można spotkać modele następujących brandów: Tiepłomasz, 2VV, Fraccaro, Yahtec, Tecnoclima, Kroll, Pakole, Innowent, Remko, Zilon.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Przegląd wodnej nagrzewnicy marki Volcano:

Szczegółowo o parametrach technicznych modelu Ballu BHP-W-60:

Prosta konstrukcja i montaż dostępny do samodzielnego wykonania – to powody, dla których wybiera się nagrzewnice wodne. Właściwy wybór urządzenia i fachowy montaż instalacji zwiększą efektywność pracy wentylacji oraz poprawią system ogrzewania pomieszczeń przemysłowych i mieszkalnych.

Pojawiły się pytania dotyczące tematu artykułu? A może znaleźli Państwo błędy w naszym materiale lub chcą go uzupełnić ciekawymi informacjami? Prosimy o pisanie swoich komentarzy w bloku poniżej.