Последнее обновление: 20.07.2023
Время прочтения: 9 минут

Что лучше калорифер или радиатор? Как выбрать калорифер

Устройство и принцип действия
Сравнение эффективности работы калорифера с обычным радиатором
Классификация калориферов
Виды калориферов по способу монтажа
Разновидности калориферов по форме трубок
Расчет минимально необходимой мощности калорифера
Базовые правила монтажа и эксплуатации калориферов
Популярные модели калориферов

Калорифер — отопительное устройство, предназначенное для быстрого обогрева воздушных масс в общественных и бытовых помещениях. Могут быть отдельным модулем или служить частью моноблочных климатических конструкций. Используются в качестве канальных нагревателей в вентиляционных системах, тепловентиляторов в воздушном отоплении, тепловых завес или оазисов.

Устройство и принцип действия

Большинство видов калориферов представляет собой комплект металлических трубок с элементами, повышающими площадь поверхности, которая участвует в процессе теплоотдачи. В качестве оребрения используются пластины сложной формы или проволока. Внутри труб проходит теплоноситель, а по их поверхности — воздушные потоки, нагреваемые при контакте с горячим металлом. В электрических моделях воздух нагревается при соприкосновении с ТЭНами.

Калорифер передает тепло во внутреннее пространство помещения сразу двумя способами: конвекцией и тепловым излучением. Конвекцией называют циркуляцию воздушных масс, которая возникает благодаря подъему более легкого теплого воздуха и опусканию охлажденных воздушных масс. Помимо этих двух пассивных способов теплопередачи, калорифер принудительно с помощью вентилятора прогоняет воздушные потоки через агрегат и распространяет их в помещении.

Сравнение эффективности работы калорифера с обычным радиатором

Насколько эффективен калорифер, по сравнению с радиатором, используемым в системе водяного отопления? Для примера рассмотрим задачу обогрева торгового зала площадью 1000 м². Расчеты ведутся упрощенно, поэтому за основу берется стандартный вариант, который подразумевает, что на отопление 10 м² площади требуется 1 кВт энергии. С учетом запаса в 15% необходимая производительность отопительного оборудования составляет 115 кВт.

Мощность биметаллической радиаторной панели, состоящей из 10 секций, составляет примерно 2 кВт. То есть для обогрева зала требуется 57–58 панелей. Устанавливать на этой площади такое количество радиаторов невозможно и экономически нецелесообразно.

При отоплении калориферами для обогрева зала понадобится 5 водяных агрегатов мощностью по 25 кВт. Затраты на их приобретение примерно в 4 раза ниже расходов на покупку радиаторов. Установка водяных калориферов экономит средства при покупке и обеспечивает хорошее качество воздуха в высоком помещении. При высоте торгового зала, равной 6 м, такие агрегаты могут примерно три раза в час полностью заменить воздух во внутреннем пространстве.

Работа калориферов эффективна и экономически выгодна в крупных помещениях. Это могут быть:

промышленные цеха, складские крытые площади, ангары;
спортивные залы, торговые центры;
выставочные павильоны;
животноводческие фермы;
тепличные хозяйства.

Калориферные агрегаты целесообразно встраивать в общие системы управления отоплением при условии, что обеспечивается постоянный и надежный доступ к теплоносителю — электроэнергии, горячей воде, пару.

Классификация калориферов по типу теплоносителя

Основная характеристика калориферов, которая учитывается при выборе подходящего варианта, — тип используемого теплоносителя. Именно теплоноситель определяет эксплуатационные свойства агрегата. Сегодня востребованы электрические, водяные и паровые модели. Ранее применялись калориферы газовые (природный газ), масляные и дизельные. Но сегодня эти типы отопительного оборудования практически забыты.

Электрические

Электрические модели эффективны для эксплуатации в помещениях, площадь которых не превышает 100 м². Для более крупных объектов экономически выгодны водяные модели. С точки зрения монтажа электрические агрегаты — наиболее простой вариант, поскольку не требует прокладки дополнительных инженерных коммуникаций. Электроприборы подключают в электрическую сеть напряжением 220 В или 380 В.

Принцип работы электрокалориферов заключается в нагреве воздушных потоков при соприкосновении с горячими ТЭНами. Обязательное условие нормальной работы — постоянное движение воздушных масс, поскольку при перегреве нагреватели быстро выходят из строя. В дорогих моделях предусмотрены биметаллические выключатели, которые при перегреве ТЭНов отключают электропитание.

Электрические калориферы могут встраиваться в вентиляционные каналы или представлять собой переносные приборы, называемые тепловентиляторами. Бытовые модели работают от сети 220 В. Для мощных обогревателей, используемых при нагреве воздуха в гаражах, мастерских и складских помещениях, требуется трехфазная сеть напряжением 380 В. Быстрый прогрев воздушных потоков обеспечивает встроенный осевой вентилятор. Электрокалориферы также используются для формирования локальных тепловых завес у ворот или входных дверей.

Преимущества выбора электрических калориферов:

простота монтажа;
отсутствие расходов на прокладку дополнительных коммуникаций;
независимость от теплоносителей, поставляемых централизованными системами;
возможность эксплуатации при отрицательных температурах.

Минусы решения — большой расход электроэнергии и нецелесообразность установки в мощных вентиляционных системах, предназначенных для обслуживания крупногабаритных площадей.

Водяные

Водяные калориферы могут иметь двух- или трехрядное исполнение. В их конструкцию входят секции, состоящие из медных трубок. Секции расположены в шахматном порядке. Каждая из них оснащается алюминиевой пластиной, которая повышает теплоотдачу медных элементов и улучшает энергоэффективность прибора.

В качестве теплоносителя чаще всего используется вода из централизованной системы, реже — водно-гликолевый раствор или антифриз. Пример эффективного использования водяных агрегатов — установка в вентиляционный модуль в крупногабаритных помещениях площадью более 150 м².

Принцип работы:

Воздух с улицы поступает в воздуховод отопительной системы через заборную решетку.
Воздушные потоки проходят через фильтр, очищаясь от мелкого мусора, насекомых и пыли.
Очищенный воздух поступает в калорифер. Проходя по теплообменнику, воздушный поток при соприкосновении с горячими трубками и пластинами повышает температуру до +100 ̊C.

В конструкции обычно присутствует вентилятор, забирающий воздух снаружи и продувающий его через теплообменник. Его наличие существенно повышает эффективность водяного калорифера.

Преимущества выбора водяного калорифера:

высокая рентабельность — низкая стоимость оборудования, эффективная теплоотдача, возможность регулирования теплового потока и его локализации в тепловых завесах и оазисах;
быстрый нагрев воздуха;
взрыво- и пожаробезопасность;
возможность автоматизации процесса;
сочетание компактных габаритов с высокой производительностью;
эффективность при использовании на больших площадях.

Основные минусы решения — зависимость от централизованной системы отопления и возможность замерзания труб при резком понижении уличной температуры окружающего пространства. Использование воды с посторонними примесями приводит к выходу прибора из строя.

Для регулирования тепловой мощности используются смесительные узлы на базе трехходового клапана. При необходимости с их помощью можно снизить температуру теплоносителя за счет подмешивания охлажденной жидкости, выходящей из теплообменника. Установка и использование трехходового клапана оптимизируют расходы на отопление объекта.

Наиболее популярна водяная система обогрева на крытых складских площадях, паркингах, тепличных сооружениях, спортивных, торговых и выставочных центрах.

Паровые

По принципу работы паровые калориферы похожи на водяные агрегаты. Разницей является то, что теплоносителем выступает не горячая вода, а пар температурой до +190 ̊C. Выбор паровых калориферных систем экономически оправдан на производственных объектах, на которых в результате технологических процессов выделяется значительное количество пара, например, на ТЭЦ. Обязательное условие безопасной эксплуатации паровых калориферов — высокая герметичность теплообменника и его патрубков.

Виды калориферов по способу монтажа

В зависимости от размещения калориферное оборудование бытового и промышленного классов разделяют на настенное, потолочное и напольное. Эффективный вариант при наличии естественной вентиляции — подключение калориферного агрегата в точке воздухозабора. Если на объекте обустроена система принудительной вентиляции, калорифер можно размещать в любом удобном месте.

Разновидности калориферов по форме трубок

По типу трубок теплообменники разделяют на следующие классы:

С гладкими трубками. В конструкции такого агрегата присутствует множество тонких трубок с гладкой поверхностью.
Ребристые. Могут быть пластинчатыми и спирально-навивными. Наличие оребрения многократно повышает площадь, а, следовательно, эффективность теплоотдачи.
Биметаллические. В конструкции присутствуют медные трубки, отвечающие за передачу тепловой энергии, и алюминиевые трубки, из которых создаются коллекторы.

Расчет минимально необходимой мощности калорифера

Для выбора отопителя по минимально необходимой мощности можно использовать простой расчет, применяемый к радиаторам. Но он будет неточным из-за того, что калорифер не только излучает тепловую энергию, но и прогоняет разогретый воздух по помещению с помощью вентилятора. Поэтому при использовании калориферов требуется меньшая мощность для нагрева помещения, чем при установке обычных радиаторов.

Осуществим уточненный расчет минимально необходимой мощности калорифера для отопления помещения площадью 1000 м² и высотой 6 м. Исходные данные:

L — объем воздуха, который необходимо нагреть в течение часа. Он равен — 1000 м² х 6 м/час = 6000 м³/час.
Tул, ̊C — уличная температура = +20 ̊C.
Tком, ̊C — комнатная температура = +20 ̊C.
ρ, кг/м³ — плотность при средней температуре = 1,293 кг/м³.
С, Дж/кг*К — удельная теплоемкость воздуха при -20 ̊C = 1009 Дж/кг*К, табличное значение.

Производительность по воздуху вычисляется по формуле:

G = L * ρ = 6000*1,293 = 7758 кг/час.

Мощность Q, кВт, рассчитывается по формуле:

Q = G/3600*c*(Tком – Tул) = 7758/3600*1009*40 = 86,98 кВт.

С учетом повышающего коэффициента 1,15 минимальная требуемая мощность равна 86,98*1,15 = 100 кВт.

При осуществлении крупномасштабного проекта понадобятся точные расчеты, в которых учитываются дополнительные факторы. Для их проведения необходимо обратиться в специализированную организацию.

Базовые правила монтажа и эксплуатации калориферов

Для организации эффективной системы отопления необходимо правильно выбрать тип и мощность агрегата, соблюсти основные правила его монтажа и эксплуатации.

Длительный эксплуатационный период отопительных приборов обеспечивают:

Монтаж агрегата в месте, удобном для проведения технического обслуживания.
Использование теплоносителя без химических примесей.
Очистка воздуха, поступающего в калорифер от посторонних включений.
Изначальная температура воздуха — выше нулевой отметки. Если водяной калорифер используется при минусовой температуре, его необходимо оборудовать теплоизоляционной защитой.
Защита теплообменника от механических повреждений.