Может ли работать калорифер без вентилятора

Обновлено: 19.04.2024

2021-06-08 Промышленное 2 комментария

В предыдущей статье Автоматизация приточно-вытяжных систем вентиляции уже рассматривались основные моменты, связанные с работой приточно-вытяжной вентиляции. Но в прошлый раз за основу была взята система на базе водяного калорифера и описывался общий алгоритм управления работой именно такой вентустановки.

При этом не упоминались системы с электрическим калорифером, встречающиеся чуть реже, в первую очередь ввиду своей энергозатратности, но тем не менее также довольно часто используемые. Например там, где невозможно получить теплоснабжение от системы центрального отопления.

А ведь сама работа установки с электрокалорифером заметно отличается от работы водяного калорифера — меняется общий алгоритм работы, так же видоизменяется и функциональный состав установки. То есть не получится просто взять готовое решение для одной системы и применить его для другой.

Вот поэтому я предлагаю еще раз вернуться к этой теме и рассмотреть работу приточно-вытяжной вентиляции на основе электрокалориферов.

И для начала, наверное, рассмотрим основные плюсы и минусы данной системы. Про главный минус я уже сказал — это высокие затраты на электроэнергию, особенно при установке в больших помещениях. К преимуществам электрокалориферов можно отнести более простой процесс монтажа вентустановки, не надо устанавливать узел обвязки калорифера (насос, клапан и т.д.), как в случае с водяным, а также более простой процесс регулирования.

Ну а теперь перейдем к самой работе установки.

Функциональная схема приточной вентиляции с электрическим калорифером

И сразу же приведу пример типичной функциональной схемы приточки с электрокалорифером.

TE1 — Датчик температуры наружного воздуха
Y1 — Электропривод воздушной заслонки
PDS1 — Реле перепада давления на фильтре
TS1 — Термостат защиты калорифера от перегрева
HE1 — Электрический калорифер
PDS2 — Реле перепада давления на вентиляторе
UZ — Частотный преобразователь приточного вентилятора
TE2 — Датчик температуры приточного воздуха

Если сравнить данную схему со схемой из предыдущей статьи, то можно заметить много общего между ними, те же заслонка, фильтр, вентилятор, прессостаты. Основное отличие заключается в отсутствии системы циркуляции. Но есть и ряд других нюансов.

В частности, в отличии от установки с водяным калорифером, где датчик температуры наружного воздуха играет важную роль, здесь он даже не всегда применяется. Но все же желательно его использовать, так как благодаря ему производится корректирующее управление уставкой температуры при изменении наружной температуры воздуха, так называемая компенсация уставки. Такое управление позволяет компенсировать потери в воздуховодах, а при регулировании температуры в помещении – повысить уровень комфорта.

Также имеются различия в защите калориферов. В отличии от водяного калорифера, где основные проблемы связаны с опасностью разморозки, в электрических основная угроза выхода из строя заключается в перегреве, вызванного отсутствием потока воздуха.

Во избежании этого, должны устанавливаться датчик потока воздуха и датчик перегрева калорифера, который представляет собой встроенный термоконтакт. Помимо этого, устанавливаются термостаты. Один термостат защиты от перегрева с самовозвратом, другой термостат защиты от возгорания с ручным сбросом. Хотя, как мы видим на схеме, это не всегда так, бывает, что обходятся одним термостатом.

Термостат защиты от перегрева срабатывает, когда температура воздуха за электрокалорифером превышает определенную температуру (60-90°C), после снижения температуры до рабочей, калорифер снова включится. При срабатывании аварийного термостата защиты от возгорания (90-110°C), система отключается и повторно ее включить можно только вручную, после устранения неисправности.

Термостаты могут быть как нормально-замкнутые, так и нормально-разомкнутые, но чаще всего при защите электрокалорифера применяются именно с нормально-замкнутыми контактами.

Управление электрокалорифером

Управление нагревателем обычно осуществляется ступенчато, сначала включается первая ступень нагревателя, затем последовательно включаются/выключаются следующие ступени, так называемые опорные. Соотношение между временем включения и отключения зависит от необходимости в нагреве. Выходная мощность электрического нагревателя вычисляется по ПИ-закону, регулируемая величина — по датчику температуры приточного воздуха.

Сигнал управления устройством, непосредственно регулирующим мощность, в качестве которого могут применяться тиристорные регуляторы, твердотельные реле, обычные контакторы, может быть либо аналоговый с напряжением 0-10V, либо дискретный.

При включении нагрева, сначала включается первая ступень и за счет плавного изменения мощности, которое происходит благодаря управляющему сигналу 0-10V, обеспечивается точное поддержание требуемой температуры. Если мощности первой ступени не хватает, то включается вторая ступень, а производительность первой ступени сбрасывается и начинает регулирование заново. Если не хватает мощности двух ступеней, то включается третья ступень и т.д. При необходимости снижать температуру, основное регулирование осуществляется с помощью первой ступени, остальные ступени выключаются по мере надобности.

Для защиты от частого включения ступеней мощности, используется гистерезис, равный примерно 10 % мощности. То есть вторая ступень включится при значении выходной мощности 105 %, выключится при снижении до 95 % (205 % и 195 % для третьей ступени, соответственно).

Общий алгоритм работы системы

Запуск системы осуществляется следующим образом. В режиме ожидания зимой система выключена и перед запуском никаких предварительных действий не требуется. В этом, кстати, заключается еще одно отличие от систем водяного обогрева, где перед запуском необходимо прогревать калорифер до заданной температуры.

При переходе в режим Работа, включается ТЭН калорифера и начинается плавное увеличение мощности нагрева. Одновременно с включением калорифера, открывается воздушная заслонка. Затем, с некоторой задержкой, запускается вентилятор приточного воздуха. При этом уставка температуры начинает плавно снижаться до номинального значения.

Переход установки в дежурный режим должен сопровождаться продувкой электронагревателя. Во время продувки, питание с электронагревателя снимается, но вентилятор должен продолжать работать в течении некоторого времени, для охлаждения калорифера и только после этого выключаться. Иначе, если не соблюдать это правило, ТЭН нагревателя может просто выйти из строя.

Такой же алгоритм действий и при срабатывании защиты от перегрева — сначала должен выключаться нагрев, затем идет продувка калорифера вентилятором и только после этого отключение вентилятора.

Также должна быть предусмотрена блокировка работы электронагревателя при выключенном приточном вентиляторе. В случае резервирования вентиляторов, которое позволяет продолжать работу вентустановки, используя резервный вентилятор, в случае отказа основного, переключение происходит при поступлении сигнала аварии с работающего вентилятора (термоконтакт, авария ПЧ) либо по сигналу с прессостата. Если же и в случае резервного приходит сигнал об аварии, установка выключается.

Для вентиляторов должны быть предусмотрены следующие виды защит:

Сигнал о перегрузки электродвигателя, по срабатыванию встроенного термоконтакта.
Отказ преобразователя частоты, при этом контроль электрических параметров двигателя осуществляется встроенными функциями самого ПЧ.
Обрыв ремня. Фиксируется по срабатыванию датчика перепада давления на вентиляторе.

При поступлении сигнала с пожарного датчика, установка переходит в дежурный режим. При этом останов происходит сразу, без продувки электрокалорифера.

Работа остальных элементов вентустановки, в принципе, ничем не отличается от работы в установках с водяным калорифером, поэтому в данной статье их можно не рассматривать.

Вентилятор выступает одним из основных элементов в устройстве твердотопливного отопительного оборудования. В этой статье мастер сантехник расскажет устройство, принцип действия вентилятора для твердотопливного котла и как его правильно подобрать .

Вентилятор выполняет функцию поддувала в процессе розжига агрегата. Если включить вентилятор на максимальную мощность, под воздействием воздушного потока будет обеспечен повышенный приток воздуха в камеру горения, что поспособствует увеличению эффективности всего процесса.

После того как будет достигнута необходимая температура, автоматический контроллер , к которому в обязательном порядке подключается вентилятор, переведет поддувало в режим минимальной активности либо же полностью выключит агрегат и горение постепенно утихнет.

По достижению температурой некоторой минимальной отметки (обычно на 5 градусов ниже желаемой температуры, установленной пользователем на панели управления автоматического регулятора) контроллер снова включит вентилятор, и так процесс будет повторяться в течение всего цикла обогрева.

Установка вентилятора на котел выполняется для создания принудительной тяги. Благодаря такой модернизации оборудования в камеру сжигания топлива будет непрерывно подаваться необходимый объем воздуха.

На практике неоднократно доказывалось, что для максимально эффективной работы котла в камеру сжигания должно подаваться больше воздуха, чем указывается производителем в сопутствующей технической документации. Без вентилятора топливо не успеет полностью смешаться со всем кислородом. В результате определенная часть воздуха не сгорит, а попросту выдуется из отопительного агрегата вместе с дымом.

Таким образом, при расчете необходимой мощности вентилятора нужно ориентироваться на максимальный коэффициент полезного действия, указанный производителем котла. Если мощность дополнительного оборудования будет ниже требуемого значения, модернизация попросту не даст никакого полезного эффекта.

В условиях недостаточного количества воздуха режим работы котла нарушится. Топливо не будет сгорать полностью, дымоход начнет интенсивно засоряться золой и сажей, что приведет к частым остановкам работы оборудования на чистку и сопутствующее обслуживание.

В условиях неполного сгорания топлива начнут прогорать изоляционные материалы, а их частая замена приведет к существенному повышению стоимости эксплуатации отопительного агрегата.

Из-за снижения тяги котельное помещение будет задымляться. Ввиду этого владельцу потребуется потратить дополнительные средства на монтаж искусственной вентиляции.

Поэтому лучше изначально выделить сравнительно небольшую денежную сумму на покупку вентилятора, а установить этот агрегат вы сможете своими руками. Подобное дополнение позволит существенно уменьшить недожог топлива, увеличить мощность отопительного оборудования и заметно продлить срок его эксплуатации без необходимости остановки на ремонт и обслуживание.

По параметрам и функциональным характеристикам, вентиляторы для твердотопливных котлов подразделяются на следующие виды:

Приборы с электро-коммутируемыми двигателями (ЕС);
Вентиляторы, оснащенные синхронными двигателями;
Нагнетатели с асинхронным двигателем.

Электро-коммутируемый двигатель. Данное устройство способно самостоятельно изменять число оборотов, предварительно получая соответствующий сигнал с блока управления, также обладает широким диапазоном регулировки работы вентилятора. Однако прибор имеет и ряд недостатков — он не совместим с большинством регуляторов температуры, выпускаемых отечественными производителями, и к тому же данная техника имеет высокую цену.
Вентилятор с синхронным двигателем. Устройство просто в изготовлении и имеет невысокую цену. Но и у этого вида вентиляторов также есть ряд недостатков. Например, небольшой диапазон регулировки и минимальный крутящий момент во время старта.
Асинхронный электродвигатель обладает многими преимуществами. В первую очередь, он прост и удобен в использовании. Во-вторых, имеет надежную конструкцию. Однако есть и недостаток — высокие пусковые токи.

Любой дутьевой вентилятор, независимо от того, в какой стране он производится, состоит из металлического корпуса, а внутри него находится электродвигатель. Также важной составной частью нагнетательного вентилятора являются лопасти, которые защищены предохранительной решеткой. Строение устройства не сложное, но в тоже время надежное.

Это обеспечивают его прочный корпус, высокая рабочая температура и надежный производитель электродвигателя. Подверженные уязвимости элементы и детали защищены решеткой. Дутьевой вентилятор имеет небольшой вес, поэтому проблем с монтажом не возникает.

Нагнетательный центробежный вентилятор (турбина) WPA различных модификаций. Производитель — польская компания MplusM. Данное предприятие специализируется на производстве турбин для твердотопливных котлов. Модель пользуется стабильным спросом на российском рынке, так как характеризуется высоким качеством и хорошей надежностью.
Вентилятор NWS различных модификаций. Производство — Nowosolar (Польша). Предназначение — нагнетание воздуха в камеру сгорания. Это повышает эффективность прогорания топлива в камере сгорания.

Производительность котла на твёрдом топливе во многом определяется правильно подобранным вентилятором. Что это означает?

Если установлен вентилятор, который подаёт меньший объём требуемого воздуха, то топливо не будет сгорать полностью. Как итог — мощность котла снижается и паспортная температура не достигается.
Если же установлен вентилятор, который подаёт больший объём требуемого воздуха, то тогда твердотопливный котел будет быстро набирать температуру, а вентилятор будет постоянно включаться и выключаться. Как итог — поломка вентилятора неизбежна, дымоход будет постоянно горячим, а тепло будет уходить через него.

В таблице представлены варианты устанавливаемых вентиляторов на твердотопливные котлы различной мощности.

Мы еще никогда не ждали окончания зимы с таким нетерпением, как в этом году. Холод сковал нашу жизнь, и укрыться от него решительно невозможно. Но естествоиспытатели UralWeb просто так не сдаются. В прошлый раз мы уже выяснили, как лучше всего согреть машину (чтобы она зевелась), а теперь настало время узнать, как лучше всего разогреть родной дом, и каким обогревателем при этом лучше всего пользоваться.

Для проверки мы выбрали четыре типа обогревателей, которые чаще всего используют в домашних условиях: масляный обогреватель, тепловентилятор, электроконвектор и инфракрасный обогреватель. Мощность у всех приборов была примерно равная, о чем мы напишем подробней.

Каждому обогревателю выделялся один час, чтобы он мог показать на что он способен.

Начать мы решили с масляного обогревателя. Это был обычный масляный радиатор фирмы Rowenta, модель OR 260. Его стоимость колеблется от 1000 до 4000 рублей. Заявленная гарантия — 1 год, но у нас он работает уже около 8 лет. со временем его согревающие свойства критично не изменились.

Мощность прибора можно выбрать отдельно при помощи двух переключателей: 600, 900 или 1500 Вт. Мы сразу выставили максимальный показатель. Плюс к этому есть термостат, который автоматически поддерживает температуру больше 0 С. Есть увлажнитель. Совсем простой вариант решения — резервуар для воды, которая интенсивнее испаряется при включенном обогревателе.

Итак, спустя час работы масляного радиатора температура в комнате повысилась всего на 0,8 градуса. С 18,7°С до 19,5°С.
Один час работы такого обогревателя обойдется вам в 1,65 руб. Таким образом, если вы будете оставлять масляный радиатор включенным на ночь на максимальной мощности, то через месяц к вашему счету за электроэнергию добавится примерно 400 рублей.

Тепловые вентиляторы — самый дешевый вариант обогревателя.
В нашем распоряжении оказался вентилятор Elenberg FH11-20, купленный всего за 299 рублей.

За час работы на максимальной мощности тепловентилятор изменил температуру в комнате всего на 0,6°С: с 19,3 С до 19,9 С. При этом он затратил энергии на 2.2 руб. То есть, оставляя его включенным на ночь в течение месяца, вы получите нехилую прибавку к счету за электроэнергию в размере 530 рублей.

Немного придя в себя после таких подсчетов, мы перешли к следующему испытуемому
— электрический конвектор, он же — тепловая панель

Стоимость таких приборов колеблется от 2000 руб до 7 000 руб. Для проверки мы приобрели Electrolux ECH/L-4. стоимостью 4300 рублей.

Рабочая мощность составляет 1500 Ватт, и она не изменяется. Зато у прибора есть термостат и блок управления, так что вы можете установить требуемую температуру с точностью до 1 °C (от +5 до +30), а термостат будет следить за ней. Кроме того, здесь есть таймер, который может выключить конвектор, когда будет необходимо.

И последним мы испытали инфракрасный обогреватель фирмы Daewoo. Сколько он стоит — сказать затруднительно, поскольку покупался он 8 лет назад, и сейчас такие, скорей всего, уже не продаются.

Теоретически он должен ещё и поворачиваться, но механизм поворота за годы эксплуатация пришел в негодность. Кроме того, этот прибор оказался еще и наименее прожорливым: мощность всего 870 Вт.

Попробовав отапливаться электричеством и только тепловентилятором с водяным теплоносителем, я понял что способ этот малоэффективный и экономически сильно затратный. Хоть и позволяющий автоматизировать(GSM управление) систему отопления с минимальными затратами на оборудование.
Как минимум тепловентилятору не хватало теплоносителя(слишком быстро происходило падение температуры в системе)…
Решено было добавить в систему отопления радиаторов, тем самым увеличив объем теплоносителя в системе, а так же добавить в помещении помимо конвективного отопления(тепловентилятором) еще и излучаемо-конвективное(классические радиаторы), а также добавить второй источник нагрева теплоносителя — еще один котел.

Котел рассматривал для твердого топлива, но с установкой в него газовой или дизельной горелки.
Но взвесив все плюсы и минусы, я понял, что у такого котла КПД меньше чем у котла предназначенного исключительно для газовой или дизельной горелки. Да и топить дровами я категорически не хочу. Во первых нужно место под хранение дров, во вторых нужно постоянно занимать розжигом а потом и подкидыванием дров… ну и в третьих, при отоплении дровами теряется возможность автоматизации — а это одно из первых и важнейших условий для меня.
В общем стал искать котлы для дизельной или газовой горелки. Искал не долго, на сайте объявлений было несколько вариантов подходящих по мощности и по цене.
В итоге выбрал Итальянский б/у котел BIASI B30 36R, как видно из названия на 36кВт.
Котел проработал у предидущего владельца несколько сезонов, и куплен мною был за 12тр.(при цене нового в >50тр)

Далее выбор был за горелкой…
Газ или дизель?!
Газ даже покупной дешевле дизеля с заправок…
Но в отличии от газа, дизель можно купить из под какого нибудь грузовика по цене гораздо меньшей чем на заправке, плюс помимо дизеля можно использовать керосин, который тоже можно покупать с рук по цене газа на заправке. А дизельная горелка по КПД выше чем газовая!
Да и дизель можно в летний сезон не спеша искать по дешевым ценам и собирать в емкость, которой хватит на весь отопительный сезон!
В крайнем случае можно приобретать пиролизное топливо.
В случае с газом так не получится — придется ездить менять баллоны постоянно.
В общем лень двигатель прогресса! )))
Ищем дизельную горелку…
Как и в случае с котлом долго искать не пришлось.
Была куплена также Итальянская горелка F.B.R. G 2 F, с мощностью до 116кВт.
Горелка у предидущего владельца проработала меньше месяца и была им заменена на газовую.
Эти слова подтверждаются ее состоянием.
Куплена она была за смешные 7тр.(Новая около 30тр)
Такая мощность мне ни к чему, поэтому произведена замена форсунки на менее мощную и с гораздо меньшим аппетитом.

Далее очередь стояла за радиаторами отопления.
Решил ставить чугунные, во первых они долговечнее алюминиевых, да и дешевле… предложений по 100р за секцию предостаточно.
Единственное пришлось попотеть с подготовкой их к установке(перекручивания пробок под мою схему и мойка).
В общем несколько дней по сбору необходимого количества радиаторов по всему городу и можно приступать к работе. Всего куплено было около 120 радиаторных секций(12тр), со средней связкой по 7-10 секций.

И так все основные компоненты системы отопления уже находятся в мастерской, осталось закупиться трубами да необходимыми фитингами в строительном магазине. На общую сумму около 12тр, включая циркуляционный насос.

Позже была куплена еще труба для дымохода, так же с сайта объявлений, какая то нефтяная Ф156 труба из легированной стали длиной почти 5 метров за 4тр.
А также фирменная емкость под дизельное топливо на 750 литров за 2,5тр(новая >10тр)

В итоге немного переделал существующую систему, оставив электрический котел.

Начал с пайки труб и установки радиаторов вдоль самой холодной стены.
Туда ушло ~60 секций, что является половиной всех закупленных радиаторов.
Остальные радиаторы я позже пущу на противоположную стену — разводка вся подготовлена.

По фотографиям видно что у каждого радиатора стоит кран для регулировки подачи теплоносителя.

Теплоноситель я использовал концентрат до -60 градусов, на 50/50 с водой(ну может чуть больше воды)
Ушло 60 литров теплоносителя, на общую сумму около 6тр.
Заливал его через самую верхнюю точку, которую использую для стравливания воздуха, с помощью погружного насоса. Подачу чистой воды и поднятия в давления в системе, я осуществляю через систему кранов от водопровода через съемный шланг.

Так как батареи б/у и полностью всю грязь внутри них убрать не получилось, то я поставил помимо существующего фильтра перед электрокотлом, еще один фильтр на обратке от радиаторов.

в этом углу происходит запитка системы отопления от водопровода, правда заставлено все))) ну и фильтр стоит на обратке радиаторов…

Место для котла выбрал такое, чтобы дымоход можно было вывести не посередине крыши а ближе к коньку, с использованием небольшого колена. Так как конек у моей крыши есть только на небольшом участке(основная часть моей крыши это продолжение крыши другого строения), то и выбора особого не было. Тем не менее, считаю что место выбрал хорошее.
Во первых котел не на проходе стоит, а во вторых, горячий дымоход излучает тепло и разогревает воздух вокруг себя, который засасывается тепловентилятором и тем самым меньше выстужает теплоноситель, тем самым повышая КПД.

На тепловентилятор идет своя подача теплоносителя, которая при необходимости перекрывается краном, чтобы в холостую не гонять через него тепло…

Тут видна отдельная труба с краном, идущая на тепловентилятор, и второй циркуляционный насос(первый стоит в электрокотле) с байпасом. Котел пока что временно запитан через фильтр от канистры — чуть позже установлю бак на 750 литров, который ждет своей очереди.

Оно же с другого ракурса. Плюс тут виден перенесенный расширительный бачок, с возможностью добавления еще одного, при увеличении объема системы.

На этой фотографии видны оба котла а также дымоход и некое подобие байпаса для исключения электрического котла из системы.

Дымоход я специально сделал без опоры на пол, а как бы в висячем положении с опорой на стену.
Для упрощения уборки пола.

И что касается байпаса с фотки выше.
К слову, этот байпас уже сыграл злую шутку.
Подключая новый циркуляционный насос, я как оказалось, не обеспечил хороший контакт.
И он, естественно, в самый неподходящий момент отключился, а я это не заметил(надо поставить датчик протока в систему, или использовать от электрокотла — там есть).
Но для подстраховки при первом запуске я включил насос в электрокотле, при этом забыв закрыть этот байпас.
В итоге основной насос встал, а насос с электрокотла не смог обеспечить циркуляцию, гоняя теплоноситель по малому кругу…
В общем так я впервые и проверил работу системы безопасности!)))

Далее фото с дымоходом, выход через крышу и на самой крыше.

Как видно, труба выходит в самом начале короткого участка крыши, для простоты гидроизоляции…
Проход сделан через специальную проходку, заказанную у жестянщиков.
Проходка к крыше состыкована с герметиком кровельным, для лучшей гидроизоляции.
Прошедшие обильные осадки показали герметичность.
По началу думал нарастить еще трубу, но тяга там очень хорошая и так, да и у горелки принудительная подача воздуха — поэтому из трубы чуть ли не со свистом вылетает теплый воздух(никакого дыма нет).

В общем я доволен.
Осталось поставить бак под топливо, и установить автоматику…

Читайте также: