Нагревание воздуха в системах приточной вентиляции, кондиционирования, воздушного отопления, а также в технологических установках производится в воздухонагревателях (калориферах).
По виду теплоносителя различают воздухонагреватели водяные, паровые, электрические, газовые.
В настоящее время наиболее распространены водяные и паровые воздухонагреватели.
В зависимости от состояния поверхности воздухонагреватели могут быть гладкотрубными и оребренными (пластинчатыми, спирально-навивными, накатными) (рис. 1).
Гладкотрубные воздухонагреватели применяют при небольшом количестве нагреваемого воздуха. Воздухонагреватель состоит из распределительной и сборной коробок и соединяющих их трубок диаметром 20-32 мм. Теплоноситель - вода или пар поступает в распределительную коробку, проходит по трубкам в сборную коробку, отдавая теплоту, нагреваемому воздуху, а затем через штуцер удаляется (рис. 1.3,а).
Оребренные воздухонагреватели изготавливаются двух видов - пластинчатые и спирально-навивные.
Пластинчатые воздухонагреватели (рис. 1.3,б) имеют наибольшее распространение. Теплоноситель через штуцер поступает в распределительную коробку, движется по стальным трубкам малого диаметра, собирается в сборной коробке и удаляется через штуцер. теплоноситель-вода, отдавая теплоту нагреваемому воздуху, охлаждается. Теплоноситель-пар при прохождении воздухонагревателя конденсируется и поступает в конденсатопровод.
Нагреваемый воздух омывает наружную поверхность трубок, которая имеет оребрение в виде стальных пластин, плотно насаженных на трубки. Поверхность трубок оцинковывается (рис. 1.2,а).
Применяются пластинчатые воздухонагреватели большой и средней моделей: воздух при своем движении омывает соответственно четыре или три ряда трубок (рис. 1.3).
В зависимости от схемы движения теплоносителя различают одно- и многоходовые воздухонагреватели (рис. 1.4). В многоходовых с помощью специальных перегородок изменяют направление движения теплоносителя в трубках.
При этом увеличивается скорость движения воды в трубках и интенсифицируется процесс теплообмена. Паровые воздухонагреватели бывают только одноходовые.
Спирально-навивные воздухонагреватели. На трубки, по которым движется теплоноситель, навита стальная гофрированная лента шириной 10 мм, толщиной 0,4 мм. (рис. 1.2). Спирально-навивные воздухонагреватели изготовляются одноходовыми.
Накатные воздухонагреватели: при изготовлении трубок на них накатываются ребра (рис. 1.2,в).
Электрические воздухонагреватели (рис. 1.5). Внутри кожуха расположены трубчатые нагревательные элементы, установленные в несколько рядов и разделенные на секции. Включая определенное число секций, можно регулировать степень нагрева воздуха. Стоимость нагрева воздуха электроэнергией выше, чем водой или паром.
Однако в ряде случаев дополнительные затраты оправданы, например, в системах вентиляции и кондиционирования отдельно стоящих сооружений, для которых неэкономично строить специальные котельные или прокладывать к ним тепловые сети.
Газовые воздухонагреватели. На рисунке 1.6 представлен газовый воздухонагреватель типа К-100. В нем происходит поверхностный нагрев воздуха с удалением продуктов сгорания в атмосферу. Он предназначен для обогрева теплиц. Применение этого воздухонагревателя целесообразно, если не допускается поступление продуктов сгорания в помещение теплицы. Разработаны воздухонагреватели К-50, К-100, К-350 и К-500 тепловой мощностью 58-580 кВт.
Установка и присоединение воздухонагревателей.
По отношению к нагреваемому воздуху воздухонагреватели могут быть присоединены параллельно и последовательно (рис. 1.7). Параллельное присоединение обеспечивает нагрев большого количества воздуха, а последовательное - более глубокий прогрев, т. е. нагрев до более высокой температуры. Может также применяться последовательно-параллельная установка воздухонагревателей, если необходимо нагревать значительное количество воздуха при большой разности температур.
Для регулирования степени нагрева воздуха у водонагревателей устанавливают обводные клапаны (рис. 1.7). С помощью обводного клапана можно направить часть воздуха, не подвергая его нагреву, в обход воздухонагревателя. Так можно регулировать температуру воздуха. При теплоносителе-паре установка обводного клапана обязательна, так как при этом теплоносителе других возможностей регулирования нет. При теплоносителе-воде установка обводного клапана желательна.
Присоединение к воздухонагревателям трубопроводов, по которым поступает теплоноситель, производится по схемам - параллельной и последовательной (рис. 1.8).
При теплоносителе воде возможно как параллельное присоединение, так и последовательное. Предпочтительнее параллельное присоединение, так как благодаря этому увеличивается теплоотдача калорифера. При паре применяется параллельное присоединение.
