Для нагревания воздуха применяют преимущественно стальные пластинчатые и биметаллические со спирально-накатным оребрением калориферы. Оребрение увеличивает площадь поверхности нагрева.
Теплообменная поверхность пластинчатого калорифера выполнена из стальных трубок диаметром dnхS=16х1,2мм и стальных гофрированных пластин толщиной 0,55 мм, насаженных на трубки на расстоянии 4,8 мм одна от другой.
Теплообменный элемент биметаллического калорифера состоит из двух труб, насаженных одна на другую. Внутренняя трубка стальная диаметром dnхS=16х1,2мм, а наружная алюминиевая с накатным на ней оребрением с шагом ребер 2,8 мм. Толщина ребра у основания – 0,8 мм, у вершины – 0,3 мм. Профиль ребра трапециевидный. Ребристая поверхность имеет диаметр по вершине ребер 39 мм, по основаниям ребер – 18 мм. В процессе накатки между стальной и алюминиевой трубками образуется надежный термический контакт, что обеспечивает хороший нагрев ребер (рис. 8.1).
Калорифер имеет три или четыре хода по движению воды и один ход по движению воздуха (газов). Многоходовое движение воды организуется при помощи перегородок, установленных в распределительно-сборных коллекторах. Число рядов рабочих трубок по ходу движения воздуха равно трем или четырем. Трубки расположены в шахматном порядке. Поперечный шаг между трубками S1= 41,5 мм, а продольный S2= 36 мм.
В настоящее время промышленность выпускает следующие виды калориферов средней С и большой Б моделей, имеющих по направлению движения воздуха соответственно три и четыре ряда теплоперерабатывающих трубок.
1. Калориферы моделей КВСБ-П и КВББ-П семи семи типоразмеров с № 6 № 12: КВС6В….КВС12Б-П; КВБ6Б-П…КВБ12Б-П – стальные пластинчатые.
2. Калориферы моделей КСк-3, КСк-4 семи типоразмеров с №6 по № 12 КСк-3-6, КСк-3-12,
КСк-4-6, КСк-4-12 биметаллические со спирально-накатным оребрением.
3. Калориферы моделей КПС6-П, КПС12-П, КПБ6-П, КПБ12-П семи типоразмеров с №6 по № 12 – стальные пластинчатые.
4. Калориферы моделей КП3-СК, КП4-СК - биметаллические со спирально-накатным оребрением.
В калориферах, указанных в п.1 и 2 в качестве теплоносителя используется вода с температурой до 180оС и давлением 1,2 Мпа, совершающая многоходовое движение по трубкам, что увеличивает ее скорость и, как следствие, интенсивность теплопередачи. Калориферы с №6 по № 10 имеют 6 ходов, с № 11 и № 12 - 4 хода по движению воды. Входной и выходной патрубки находятся сбоку с одной стороны калорифера. Для удаления воздуха из воды калориферы устанавливают с горизонтальным расположением теплопередающих трубок и патрубков.
В калориферах, указанных в п.3 и п.4 теплоносителем является пар с рабочим давлением 1,2 Мпа, температурой 190оС. В отличие от калориферов, в которых теплоносителем является вода, калориферы с теплоносителем – водяным паром имеют одноходовое его движение по теплопередающим трубкам, причем эти калориферы устанавливают с вертикальным расположением трубок и патрубков для лучшего отвода конденсатора из калориферов.
Калориферы всех моделей могут быть установлены параллельно и последовательно (рис. 8.2). Для нагревания больших объемов воздуха при небольшом перепаде температур применяется параллельная установка (рис. 8.2 а, схема 1). При необходимости нагрева воздуха до высокой температуры калориферы устанавливают последовательно (рис. 8.2 а схема 2). При последовательной установке общее сопротивление проходу воздуха больше, чем при параллельной.
Для регулирования теплоотдачи калориферов и изменения температуры подаваемого в помещение воздуха применяют соответствующую арматуру и устанавливают обводные воздуховоды, снабженные клапанами. Присоединение трубопроводов к калориферам, также осуществляют п параллельной или последовательной схеме (рис. 8.2 б)
При теплоносителе паре применяют только параллельную схему.
Технико-экономическими показателями калорифера является коэффициент теплопередачи, аэродинамическое сопротивление проходу воздуха и масса металла, приходящаяся на 1 м2 площади поверхности нагрева.
Где L – количество воздуха, проходящего через калорифер м3/ч
f(x) - площадь живого сечения калорифера для прохода воздуха (площадь просветов)
Массовая доля движения воздаха в калориферах обычно принимается в пределах 5-7 кг/(м^2с).
Скорость движения воды в трубках калорифера w, м/с определяется по формуле: