+7 (812) 380-94-00

Режим работы: Пн-Пт - 9:00-18:00

Главная / Статьи / Характеристики энергоносителей промышленных калориферов

Характеристики энергоносителей промышленных калориферов

Содержание

  1. Способы теплообмена в промышленных калориферах
  2. Техническая реализация процесса теплообмена в промышленных воздухонагревателях
  3. Рабочие параметры энергоносителей промышленных калориферов
  4. Заключение

Промышленные калориферы (от лат. calor – теплота и fero – несу) представляют собой устройства, в которых воздух нагревается посредством теплообмена с внешней поверхностью нагревающих элементов и мощными потоками направляется вовнутрь обогреваемого помещения.

Калориферное отопление на предприятии

Способы теплообмена в промышленных калориферах

В работе промышленных калориферов используется основной принцип термодинамики, согласно которому передача тепловой энергии от горячего тела к холодному может осуществляться через разделяющую перегородку из какого-нибудь материала. Подачу тепла к греющим секциям калориферов осуществляют специальные энергоносители, посредством которых тепловая энергия от энергоисточника переносится к пользователю. Тип энергоносителя и его агрегатное состояние зависят от вида энергоисточника, который может быть внешним и внутренним.

Для промышленных воздухонагревателей внешними источниками тепловой энергии служат:

  • котлы отопления, сжигающие жидкое или твердое топливо, или электрические котлы отопления;
  • магистрали централизованного водяного отопления;
  • теплотрассы парового отопления от местных котельных или заводских парогенераторов, вырабатывающих пар для технологических целей.

При использовании внешних энергоисточников теплообмен в промышленных калориферах осуществляется следующим способом:

  • транспортирование тепловой энергии осуществляется в процессе циркуляции по замкнутым трубопроводам горячего теплоносителя в жидком (горячая вода) или газообразном (пар) агрегатном состоянии, то есть, в качестве энергоносителя выступает непосредственно теплоноситель – горячая вода или пар;
  • водяной или паровой энергоноситель  отдает свою тепловую энергию через стенки трубок теплообменника воздуху, контактирующему с их внешней поверхностью (гладкой или с оребрением), нагревая его до определенной температуры. Эффективность теплопередачи зависит от температуры теплоносителя и его расхода через греющий контур, а также от показателя теплопроводности материала трубок теплообменника.

На рис. ниже показана условная схема подвода тепловой энергии от внешнего источника тепла к калориферу.

Схема подвода тепловой энергии к калориферу от внешнего источника

Внутренним энергоисточником для промышленных воздухонагревателей являются электрические сети, подведенные для питания производственного оборудования. Тепловая энергия передается воздуху от горячих стенок ТЭНов, которые нагреваются при подаче сетевого напряжения. В этом случае энергоносителем выступает сетевое электричество.

Изображение работы тепловентилятора

Техническая реализация процесса теплообмена в промышленных воздухонагревателях

Схема теплообмена, которая технически реализована в калориферах, условно разделена на два тепловых контура:

  • первичный контур, представленный горячим теплоносителем или нагретым ТЭНом (первичный энергоноситель);
  • вторичный контур – воздушные потоки, забирающие тепло первичного контура с поверхности трубок, в которых заключен первичный энергоноситель.

Основными отличиями промышленных воздухонагревателей от бытовых конвекторов являются следующие факторы:

  1. Необходимость выбора того первичного энергоносителя, магистрали которого достаточно развиты на предприятии. Это позволит на порядок удешевить всю систему обогрева производственных помещений.
  2. Для выполнения своей обогревающей функции калориферы устанавливаются в прямоугольных коробах воздуховодов системы приточной вентиляции. Нагнетание воздуха через теплообменник осуществляют канальные вентиляторы вентиляционной системы. Соответственно, в конструкции промышленных нагревателей воздуха встроенные вентиляторы отсутствуют.

На рис. ниже показана схема движения воздуха при его нагреве в паровом калорифере.

Схема движения воздуха в паровом калорифере

В соответствии с видом тепло- или энергоносителя промышленные воздухонагревающие приборы подразделяются на три группы:

  • водяные – с первичным водяным теплоносителем. Типовые модели водяных калориферов – КСк и ТВВ;
  • паровые, использующие пар. Типовые модели паровых агрегатов – КПСк и КП;
  • электрические, в которых первичным энергоносителем является сетевое электричество. Наиболее популярные – калориферы СФО.

Рабочие параметры энергоносителей промышленных калориферов

Технические характеристики энергоносителей подбираются с целью обеспечения максимальной эффективности их применения в системах воздушного обогрева производственных помещений. Модель воздухонагревателя подбирается в зависимости от вида первичного энергоносителя.

  1. Водяные калориферы

    Рабочие параметры водяных нагревателей воздуха нормируются ГОСТ 27330-97 «Воздухонагреватели. Типы и основные параметры». В качестве теплоносителя выступает горячая или перегретая вода, соответствующая требованиям ГОСТ 20995-75 «Котлы паровые стационарные давлением до 3,9 МПа. Показатели качества питательной воды и пара». Согласно нормативам параметры теплоносителя должны быть в следующих пределах:

    • рабочее давление воды не должно превышать 1,2 МПа (=12 атм.);
    • температура воды – не выше 190 град.Ц.

    На рис. ниже показана схема теплообмена в водяных нагревателях воздуха типа КСк.

    Схема теплообмена в водяном калорифере

    Калориферы серии КСк обладают широким диапазоном рабочих характеристик:

    • по объему нагреваемого воздуха – от 2000 до 25000 куб.м/час;
    • по тепловой мощности – от 24 до 660 кВт;
    • температура воздуха на входе допускается до минус 20 град.Ц.

    Для их обеспечения используется водяной теплоноситель со следующими параметрами:

    • температура на входе составляет +150 град. Ц;
    • температура на выходе из теплообменника не превышает +70 град.Ц.
  2. Паровые калориферы

    Рабочие параметры паровых калориферов нормируются ГОСТ 27330-97 «Воздухонагреватели. Типы и основные параметры». В качестве теплоносителя выступает сухой насыщенный пар, соответствующий требованиям СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети» в части проектирования паропроводов для транспортирования парового энергоносителя и ГОСТ 20995-75 в части обеспечения параметров качества пара. Параметры пара должны быть в следующих пределах:

    • рабочее давление не должно превышать 1,2 МПа (=12 атм.);
    • температура пара– не выше 190 град.Ц.

    Калориферы серии КПСк обладают широким диапазоном рабочих характеристик:

    • по объему нагреваемого воздуха – от 2000 до 25000 куб.м/час;
    • по тепловой мощности – от 28 до 670 кВт;
    • температура воздуха на входе допускается до минус 20 град.Ц.
  3. Электрические калориферы

    Калориферы СФО

    Воздухонагреватели с электрическим энергоносителем собираются из автономных электрических секций, количество которых может составлять несколько десятков. В каждой секции ТЭНы соединены по схеме звезды, что обеспечивает при запитывании от трехфазной сети напряжением 380 В подачу на каждый ТЭН напряжения 220 В.

    Калориферы серии СФО обладают следующим диапазоном рабочих характеристик:

    • по объему нагреваемого воздуха – от 1500 до 12000 куб.м/час;
    • по тепловой мощности – от 16 до 250 кВт.

    Заключение

    Эффективность применения калорифера для обогрева производственных помещений зависит не только от технических характеристик используемого энергоносителя, но и от вида энергоисточника, его мощности и универсальности функционирования. Например, паровые воздухонагреватели способны нагреть цеховое или складское помещение быстрее, чем модели на водяном или электрическом энергоносителях. Однако применение пара эффективно лишь в том случае, если на производстве имеется парогенерирующая установка, используемая в технологических целях.

    Наиболее экономичным решением для обогрева производственных площадей, превышающих 150 кв. метров, являются водяные калориферы, запитываемые от магистралей центрального отопления, поскольку монтаж трубопроводного ответвления от теплотрассы к калориферам – не такая уж затратная задача.

    Для небольших помещений площадью не более 100-120 кв. метров оправдано применение электрических калориферов из-за простоты монтажа и скорости нагрева. При дальнейшем повышении объемов для обогрева стоимость энергозатрат может свести на нет всю экономию на монтажных работах.