Схема обвязки водяного калорифера приточной установки
«Приточку обвязывают по одной из 2 схем: смесительный узел с трёхходовым клапаном или двухходовая схема.»
Схема обвязки калорифера — способ соединения водяного калорифера с теплосетью: узел регулирования (трёхходовой или двухходовой клапан), направление воды и порядок соединения теплообменников. От схемы зависят точность регулирования и защита от замерзания. Для приточной вентиляции по СП 60.13330.2020 базовой считают смесительную схему с трёхходовым клапаном и насосом.
- Смесительный узел: трёхходовой клапан + циркуляционный насос — качественное регулирование, постоянный расход воды, защита от замерзания. Основная схема приточки.
- Двухходовая схема: без насоса, количественное регулирование — проще и дешевле, но хуже защищает калорифер от размораживания.
- По воздуху: параллельное соединение — низкое сопротивление; последовательное — больше нагрев, но выше сопротивление.
- По воде: многоходовые калориферы соединяют последовательно; допускается параллельно по рядам. Пар — только параллельно.
- Подключение — противоток: вода входит со стороны выхода нагретого воздуха, теплосъём выше на 10–15 %.
- Скорость воды: держат в диапазоне 0,2–1,2 м/с — это условие и защиты, и КПД.
Смесительный узел и двухходовая схема
Схема обвязки решает одну задачу — как регулировать теплоотдачу калорифера и при этом не дать ему замёрзнуть. Есть два принципиальных подхода: смесительный узел с трёхходовым клапаном и насосом (качественное регулирование) и схема с двухходовым клапаном без насоса (количественное регулирование). Здесь важно именно то, как элементы соединены и как течёт вода; сам перечень деталей узла (клапан, привод, насос, фильтр, краны) разобран в статье узел обвязки калорифера.
В смесительной схеме трёхходовой клапан стоит на перемычке между подачей и обраткой. Циркуляционный насос гоняет воду по малому контуру «калорифер — клапан» с постоянным расходом, а клапан подмешивает в него горячую воду из теплосети ровно столько, сколько нужно для заданной температуры воздуха. Расход через калорифер не меняется — меняется температура смеси. Это и есть качественное регулирование: мягкое для теплообменника и безопасное зимой, потому что трубки всегда заполнены движущейся водой.
В двухходовой схеме клапан стоит на подаче и просто дросселирует поток: чтобы снизить теплоотдачу, он уменьшает расход воды через калорифер. Это количественное регулирование — проще и дешевле, насос не нужен. Но при закрытии клапана расход падает почти до нуля, вода в трубках застаивается, и на морозе калорифер может разморозиться. Поэтому двухходовую схему применяют там, где риск замерзания невелик.
| Признак | Смесительный узел (трёхходовой + насос) | Двухходовая схема (без насоса) |
|---|---|---|
| Регулирование | качественное (по температуре смеси) | количественное (по расходу воды) |
| Расход через калорифер | постоянный | переменный, падает при закрытии |
| Защита от замерзания | высокая (подмешивание горячей воды) | слабая (застой при малом расходе) |
| Циркуляционный насос | нужен | не нужен |
| Стоимость и сложность | выше | ниже |
| Где применять | приточка с наружным воздухом, зимняя эксплуатация | внутренний контур, тёплое помещение, малый риск мороза |
Саму методику расчёта и подбора типоразмера теплообменника смотрите в статье водяной калорифер: устройство, теплоотдача и подбор.
Соединение калориферов: параллельное и последовательное
Когда одного калорифера не хватает по мощности, ставят несколько — и здесь появляется вторая часть схемы: как соединить теплообменники. Соединение рассматривают отдельно по воздуху и по теплоносителю, и правила у них разные; вопросы ориентации и монтажа при этом разобраны в статье монтаж калориферов.
По воздуху. При параллельном соединении калориферы стоят рядом во фронте, воздух делится между ними — сопротивление низкое, вентилятору легче. При последовательном воздух проходит калориферы один за другим и нагревается сильнее, но каждый ряд добавляет сопротивление. Последовательную схему берут, когда нужен большой перепад температур, а вентилятор имеет запас по напору.
По воде. Промышленные водяные калориферы КСк — многоходовые, их соединяют последовательно по теплоносителю; допускается параллельное соединение по рядам, если так удобнее развести обвязку. Паровые калориферы (КП-Ск) обвязывают только параллельно: последовательная схема по пару даёт неравномерное распределение конденсата и «завоздушивание» части трубок.
| Соединение | Параллельное | Последовательное |
|---|---|---|
| По воздуху — сопротивление | низкое | выше (складывается по рядам) |
| По воздуху — нагрев | умеренный | больше |
| Вода (многоходовые КСк) | допускается по рядам | основной вариант |
| Пар | только так | недопустимо |
| Когда выбирают | слабый вентилятор, важно низкое сопротивление | большой Δt, есть запас по напору вентилятора |
Промышленные калориферы КСк выполнены по 4-ходовой схеме движения воды — теплоноситель четыре раза меняет направление в коллекторных крышках независимо от того, трёхрядное это исполнение (КСк 3) или четырёхрядное (КСк 4). Многоходовость поднимает скорость воды в трубках и гидросопротивление обвязки — это учитывают при подборе насоса, чтобы удержать скорость воды в диапазоне 0,2–1,2 м/с.
Как читать схему обвязки приточки
Готовую схему обвязки приточной установки читают в три взгляда. Первый — найти узел регулирования: если на чертеже есть перемычка с трёхходовым клапаном и насос на малом контуре, это смесительная схема; если клапан один и стоит на подаче без перемычки — двухходовая. Второй — проследить направление воды через калорифер относительно движения воздуха: правильная схема всегда рисуется противотоком. Третий — проверить соединение теплообменников, если их несколько: по воздуху и по воде оно может отличаться.
Ключевой момент, который выдаёт грамотную схему, — противоток. Вода должна входить в калорифер со стороны, где выходит уже нагретый воздух, и выходить там, где входит холодный наружный воздух. Тогда по всей глубине теплообменника сохраняется большой температурный напор между водой и воздухом, и калорифер отдаёт максимум тепла с той же поверхности.
На схеме также присутствуют защитные элементы, привязанные к узлу регулирования: датчик температуры обратной воды, датчик воздуха за калорифером и воздушный клапан с возвратной пружиной. В смесительной схеме они работают в связке с трёхходовым клапаном — при угрозе замерзания автоматика открывает подмешивание горячей воды и закрывает наружный клапан. Полный состав автоматики и её настройка — в статье защита калорифера от замерзания.
Нужна схема обвязки калорифера под вашу приточку?
Пришлите параметры установки и теплоносителя — инженер подберёт схему обвязки, узел регулирования и калорифер КСк. В каталоге — калориферы КСк и тепловое оборудование.
Типичные ошибки в схеме обвязки
Двухходовая схема в приточке с наружным воздухом: ради экономии ставят двухходовой клапан без насоса на установку, которая зимой берёт мороз с улицы. При закрытии клапана расход падает, вода застаивается — калорифер размораживается в первые же сильные холода.
Правильно: для приточки с наружным воздухом — смесительный узел с трёхходовым клапаном и насосом, постоянный расход воды и скорость не ниже 0,2 м/с.
Прямоток вместо противотока: при монтаже воду заводят в калорифер с той же стороны, куда входит холодный воздух. Температурный напор падает, теплосъём снижается на 10–15 % — приточка «недогревает», хотя по расчёту мощности всё сходится.
Правильно: подключать противотоком — вода входит со стороны выхода нагретого воздуха. Проверять направление патрубков по схеме до пуска.
Последовательное соединение по воздуху там, где вентилятор не тянет: два-три калорифера ставят друг за другом ради большого нагрева, но сопротивление складывается по рядам, и вентилятору не хватает напора — падает расход воздуха, а с ним и реальная теплоотдача.
Правильно: при слабом вентиляторе — параллельное соединение по воздуху; последовательное — только с проверенным запасом напора вентилятора.
Часто задаваемые вопросы
Для приточной вентиляции основная схема — смесительный узел с трёхходовым клапаном и циркуляционным насосом. Она держит постоянный расход воды через калорифер и защищает его от замерзания: при похолодании автоматика подмешивает горячую воду из подачи, а не перекрывает поток. Двухходовая схема без насоса проще и дешевле, но хуже защищает от размораживания — её ставят там, где риск замерзания мал (внутренний контур, тёплое помещение).
Трёхходовой клапан в смесительном узле смешивает горячую воду из подачи с остывшей обраткой — регулирование качественное, расход воды через калорифер постоянный, температура плавно меняется. Двухходовой клапан регулирует количественно: он дросселирует поток, меняя расход через калорифер. Качественное регулирование мягче для теплообменника и безопаснее зимой, поэтому для приточки выбирают трёхходовую смесительную схему с насосом.
Насос создаёт постоянную циркуляцию воды через калорифер независимо от положения трёхходового клапана. Это удерживает скорость воды в трубках не ниже 0,2 м/с даже когда клапан почти закрыт, а значит вода не застаивается и не замерзает. Без насоса при малом расходе теплоносителя часть трубок остывает — растёт риск размораживания. Насос — обязательный элемент смесительной схемы приточной установки.
По воздуху параллельное соединение даёт низкое аэродинамическое сопротивление, последовательное — больший нагрев, но выше сопротивление, и вентилятор должен его тянуть. По воде многоходовые калориферы соединяют последовательно (допускается параллельно по рядам). Паровые калориферы обвязывают только параллельно — последовательная схема по пару недопустима из-за неравномерного распределения конденсата.
При противотоке вода входит в калорифер со стороны выхода нагретого воздуха, а выходит там, где входит холодный воздух. Так средний температурный напор между водой и воздухом максимален по всей глубине теплообменника, и теплосъём выше на 10–15 % по сравнению с прямотоком. Прямоточное подключение снижает мощность — калорифер «недогревает» при тех же габаритах и расходе воды.
Нет. Смесительный узел с трёхходовым клапаном и насосом — это водяная схема: она смешивает потоки воды. Паровые калориферы (КП-Ск) обвязывают по паровой схеме с конденсатоотводчиком, а сами теплообменники соединяют только параллельно. Регулируют паровой калорифер по подаче пара, а не подмешиванием. Смешивать пар и конденсат в трёхходовом узле нельзя.
Рабочий диапазон скорости воды в трубках калорифера — 0,2–1,2 м/с. Ниже 0,2 м/с вода застаивается и появляется риск замерзания зимой, теплосъём падает. Выше 1,2 м/с резко растёт гидравлическое сопротивление и нагрузка на насос без выигрыша по мощности. Скорость задают выбором схемы обвязки и производительности циркуляционного насоса под расчётный расход теплоносителя.
Похожие статьи
Подберём схему обвязки калорифера под ваш объект
Укажите параметры приточной установки и теплоносителя — инженер подберёт схему обвязки, узел регулирования с защитой от размораживания и калорифер КСк нужного типоразмера.