Воздухонагреватели

Воздухонагреватель — элемент теплообменного блока практически любой вентиляционной установки или системы, служащий для подогрева приточного воздуха.

Воздухонагреватели можно разделить на следующие типы:

Водяной воздухонагреватель — элемент секции нагрева воздуха в вентиляционной установке, поверхность которого образована пучком медных труб, оребренных напрессованными на них штампованными пластинами из алюминиевой фольги. Трубки механически расширяются для улучшения контакта с пластинами. Корпус воздухонагревателя изготовлен из оцинкованной стали, а тепловой пакет — из алюминиевых пластин.

В стандартном исполнении шаг между пластинами составляет 2,1 мм. Шаг межреберного расстояния обеспечивается с помощью тянутой шейки на пластине. Коллектор воздухонагревателя сварен из стальной трубы и покрыт термоустойчивой эмалью, патрубки заканчиваются наружной резьбой.
Водяной воздухонагреватель выпускается в трех вариантах исполнения: 

• медный — медные трубки с оребрением медной фольгой (подходит для среднеагрессивной среды);
• медно-алюминиевый с покрытием эпоксидной смолой — вариант исполнения, подходящий для сильноагрессивной среды;
• медно-алюминиевый — медные трубки с оребрением алюминиевой фольгой (стандартное исполнение для установок, обрабатывающих слабоагрессивную среду).

При выборе водяного воздухонагревателя важно помнить, что тепловые агрегаты со стальными трубами не применяются из-за различных теплофизических свойств стали и меди. Для работы с одинаковой тепловой нагрузкой подбираются стальные агрегаты большего типоразмера. Однако, если в обрабатываемом воздухе присутствуют органические растворители, применение меди не допускается.

Регулируемая скорость теплоносителя в трубках теплообменного агрегата не должна быть ниже 1 м/с. Таким образом, предупреждается вероятность замерзания воды в воздухонагревателе, а также увеличивается коэффициент теплоотдачи.

Для подключения воздухонагревателя к водяной сети необходимо учитывать источник теплоснабжения, перепад давления, приходящийся на потребителя, тип регулирования и параметры теплоносителя.

Для решения нестандартных задач возможны различные варианты обеспечения требуемого перепада температур на заданный расход воздуха.

Паровой воздухонагреватель — элемент секции нагрева воздуха в вентиляционной установке, состоящий из стальных трубок с алюминиевым оребрением. Максимальная температура пара 185 °С, рабочее давление — 1,0 Мпа (10 бар). При использовании парового воздухонагревателя концентрация химически агрессивных веществ в воздухе не должна превышать максимально допустимые нормы по ГОСТ 12.1 005-76. Не допускается работа теплообменника на пролетном паре.

Для предотвращения пролетного прорыва пара и больших скоростей, вызывающих эрозию стенок теплоотдающих труб, на сливе конденсата необходимо устанавливать термостатические конденсатоотводчики. Отвод конденсата должен исключать возможность размораживания теплообменника и возникновения гидроударов при изменении нагрузки.

Для поддержания температуры подаваемого воздуха с большей точностью возможно применение обводного воздушного клапана с регулируемым приводом. Если давление рабочего тела воздухонагревателя позволяет, то возможно использовать отведенный конденсат как источник вторичного тепла.

Электрический воздухонагреватель — элемент секции нагрева воздуха в вентиляционной установке, состоящий из трубчатых электронагревателей с оребрением, выполненных из черной или нержавеющей трубки с керамическим сердечником с нихромовой нитью. Применяется для обработки слабоагрессивной и незапыленной среды. Такие воздухонагреватели легче всего автоматизировать и удобно регулировать.

Температура поверхности при обдуве потоком воздуха — 250 °С, рабочее напряжение 220/380 В. Во избежание возможности локального перегрева ТЭНа, скорость воздуха в сечении установки принимается не менее 1,5 м/с. Для исключения повреждения соседних элементов при внезапном пропадании электропитания, длина пустых секций установок до и после электрического воздухонагревателя должна составлять не менее 200 мм.

Газомазутный воздухонагреватель — элемент секции нагрева воздуха в вентиляционной установке, применяющийся в установках с толщиной панели не менее 40 мм. Топочная камера и дымовой коллектор изготавливаются из нержавеющей стали, а поверхности, контактирующие с дымом, выполняются из низкоуглеродистой нержавеющей стали.

Теплообменники подходят для различных рабочих условий, в которых будет использоваться система вентиляции. Базовые модели — для агрегатов подготовки воздуха с небольшим температурным дифференциалом при больших расходах воздуха (перепад температур порядка 20 – 30 °С). 

Специальные модели предназначены для работы в особых условиях эксплуатации, выдерживают высокое давление (до 2500 Па) и работают с высокими температурами воздуха (до 280 °С). Также выпускаются теплообменники, предназначенные для работы с образованием конденсата (только при работе горелки на газовом топливе). 

Для увеличения мощности воздухонагревателей предусмотрена установка нескольких модулей как последовательно, так и параллельно. Регулирование производительности определяется типом применяемой горелки, и бывает плавно-регулируемым, двухступенчатым (слабое/сильное пламя) и включено/выключено. 

При подаче на горение неподготовленного воздуха с температурой менее 15 °С снижается эффективность работы элемента из-за потери тепла на его нагрев. Для установок наружного использования стоит предусматривать подогрев воздуха. Также рекомендуется принимать коэффициент избытка воздуха равным 1.05 — 1.1 для обеспечения высокого КПД нагревателя.