Caractéristiques des appareils de chauffage pour la ventilation
Les appareils de chauffage constituent une partie importante des systèmes de ventilation d’alimentation et d’extraction et sont largement utilisés dans leur installation. Les appareils chauffent les courants d'air entrants et assurent la création d'un microclimat favorable.
Qu'est ce que c'est
L'appareil de chauffage pour la ventilation en entrée se présente sous la forme d'un échangeur de chaleur dans lequel les masses d'air provenant de la rue sont chauffées à la température souhaitée. L'appareil est un appareil séparé qui est installé dans le système indépendamment ou déjà installé dans l'unité de ventilation. Cela dépend des caractéristiques de conception de l'unité de ventilation et est déterminé par les possibilités techniques d'installation et les préférences personnelles du consommateur.
Dans les systèmes modulaires modulaires, tous les articles sont achetés séparément., après quoi ils sont connectés à un seul réseau de ventilation, tandis que dans les installations monoblocs, les éléments sont déjà installés et ajustés. Outre les appareils de chauffage, le système de ventilation comprend un système de filtration et d'humidification, qui permet d'obtenir à l'entrée du local une air conforme aux normes sanitaires et hygiéniques strictes. Certains systèmes modernes sont en outre équipés de dispositifs de désinfection et d’ionisation du flux d’air.
Dispositif et principe de fonctionnement
Structurellement, le réchauffeur est un réchauffeur dans lequel des éléments chauffants peuvent être utilisés comme source de chaleur ou comme système de tubes avec un caloporteur liquide. Les éléments chauffants sont placés dans un boîtier en métal et peuvent être allumés de manière forcée ou automatique.
Le démarrage automatique de l'appareil de chauffage est possible dans les installations modernes coûteuses équipées d'un système de climatisation, qui allume l'élément chauffant lorsque la température extérieure tombe en dessous du point de consigne.
Après avoir allumé l'appareil de chauffage, le flux d'air à travers l'appareil se réchauffeet le ventilateur intégré commence à diffuser de l’air chaud dans la pièce. Les appareils de chauffage électriques sont considérés comme les plus efficaces. Toutefois, en raison de la grande quantité d’électricité consommée, ils ne sont pas utilisés pour desservir de grands locaux. Dans de tels cas, utilisez une méthode plus économique pour chauffer les flux entrants - l’eau.
Espèces
Les réchauffeurs d'air frais sont classés par type de source de chaleur et sont l'eau, la vapeur et l'électricité.
Modèles d'eau
Ils sont utilisés dans tous les types de systèmes de ventilation et peuvent être exécutés sur deux ou trois rangées. Les appareils sont installés dans le système de ventilation des locaux, dont la superficie dépasse 150 mètres carrés. Ce type de chauffage est absolument ignifuge et consomme moins d’énergie, en raison de la possibilité d’utiliser l’eau du système de chauffage comme liquide de refroidissement.
Les modèles sont équipés d'un système de contrôle et de surveillance automatique. Cela vous permet de régler la température désirée de l'air sortant et, en raison de la présence d'un thermostat, de l'ajuster si nécessaire.
Le principe de fonctionnement des chauffe-eau est le suivant: l'air extérieur est aspiré par les grilles d'admission d'air et est acheminé par le conduit jusqu'aux filtres grossiers. Là, les masses d'air sont débarrassées de la poussière, des insectes et des petits débris mécaniques et pénètrent dans le radiateur. Un échangeur de chaleur en cuivre constitué d’unités disposées de manière échelonnée et munies de plaques en aluminium est installé dans le corps de l’appareil de chauffage. Les plaques augmentent considérablement le transfert de chaleur de la bobine de cuivre, ce qui augmente considérablement l'efficacité du dispositif. L'eau, l'antigel ou une solution eau-glycol peuvent jouer le rôle de caloporteur dans un serpentin.
Les flux d’air froid traversant l’échangeur thermique absorbent la chaleur des surfaces métalliques et la transfèrent dans la pièce. L'utilisation de chauffe-eau permet de chauffer le flux d'air jusqu'à 100 degrés, ce qui offre de nombreuses possibilités d'utilisation dans les installations sportives, les centres commerciaux, les parkings souterrains, les entrepôts et les serres.
Outre les avantages évidents, les modèles à eau présentent plusieurs inconvénients. Les inconvénients des appareils incluent le risque de gel de l’eau dans les canalisations avec une forte baisse de température et l’incapacité à utiliser le chauffage en été, lorsque le système de chauffage ne fonctionne pas.
Modèles à vapeur
Installé dans les entreprises du secteur industriel, où il est possible de produire de grandes quantités de vapeur pour des besoins techniques. Dans les systèmes d'alimentation en air domestique, ces appareils de chauffage ne sont pas utilisés. Le rôle du vecteur thermique de ces installations est la vapeur, ce qui explique le réchauffement instantané des flux qui passent et le rendement élevé des chauffages à la vapeur.
Une condition préalable au fonctionnement de tels modèles est de garantir l’étanchéité complète des tuyaux de l’échangeur thermique. Sinon, la vapeur commencera à saigner, à sortir dans la pièce avec de l'air et éventuellement à briser l'échangeur de chaleur.
Pour éviter cela, tous les échangeurs de chaleur en cours de production sont soumis à un test d'étanchéité. Les tests sont effectués à l'aide de jets d'air froid alimentés sous une pression de 30 bars. Dans ce cas, l'échangeur de chaleur est placé dans un réservoir avec de l'eau chaude.
Modèles électriques
Ils constituent la variante la plus simple des appareils de chauffage et sont installés dans des systèmes de ventilation desservant de petits espaces. Contrairement aux réchauffeurs d'eau et de vapeur, le réchauffeur d'air électrique n'implique pas la fourniture de communications supplémentaires.Pour les connecter, il suffit de disposer d'une prise 220 V. Le principe de fonctionnement des aérothermes électriques ne diffère pas de celui des autres aérothermes et consiste à chauffer des masses d'air traversant les éléments chauffants.
L'une des conditions de fonctionnement obligatoires pour les appareils de chauffage électriques consiste à respecter le débit minimal d'air traversant l'appareil.
Même avec une légère diminution de cet indicateur, il se produit une surchauffe de l'élément chauffant électrique et sa rupture. Les modèles les plus chers sont équipés d'interrupteurs thermiques bimétalliques, permettant d'éteindre l'élément en cas de surchauffe apparente.
Les avantages des radiateurs électriques sont une installation simple, pas besoin de conduire le pipeline et une indépendance par rapport à la saison de chauffage. Les inconvénients incluent une consommation d'énergie élevée et une installation inappropriée dans des systèmes de ventilation puissants desservant de grands espaces.
Calcul de puissance
Avant de procéder au choix de l'appareil de chauffage, il est nécessaire de calculer les indicateurs principaux, tels que la puissance et la température du flux d'air à la sortie de l'installation.De plus, il est nécessaire de prendre en compte un certain nombre de caractéristiques dépendant de l'utilisation de différents types de puissance et du nombre de phases. Ainsi, lors du raccordement d'un chauffage électrique de 5 kW, il est nécessaire d'équiper une connexion triphasée.
La consommation de courant maximale autorisée est calculée selon la formule I = P / U, où P représente la puissance et U la tension du réseau d'alimentation. Avec des connexions monophasées, U est égal à 220 et avec des connexions triphasées - à 660 V.
Outre les calculs électriques, il est nécessaire de connaître la température des flux d'entrée lorsque vous utilisez un appareil de chauffage d'une certaine puissance. Pour le calcul, la formule T = 2,98xP / L est utilisée, L étant la capacité du système et P la puissance de l'élément électrique. Les indicateurs standard pour la puissance des appareils de chauffage des appartements et des maisons individuelles sont compris entre 1 et 5 kW, tandis que la puissance des appareils installés dans les systèmes de ventilation des grandes entreprises industrielles est comprise entre 5 et 50 kW.
Schéma de connexion et contrôle
Le raccordement des appareils de chauffage électriques doit être conforme à toutes les exigences de sécurité. Le schéma de câblage du chauffage électrique est le suivant: lorsque vous appuyez sur le bouton «Démarrer», le moteur démarre et le chauffage est allumé.Dans ce cas, le moteur est équipé d'un relais thermique qui, en cas de problème avec le ventilateur, ouvre instantanément le circuit et éteint le chauffage électrique. Il est possible d’allumer les éléments chauffants séparément du ventilateur en fermant les contacts de blocage. Pour assurer un chauffage le plus rapide possible, tous les éléments chauffants sont allumés simultanément.
Pour améliorer la sécurité du chauffage électrique, le schéma de câblage inclut un indicateur d'urgence et un dispositif empêchant la commutation des éléments chauffants lorsque le ventilateur est arrêté. En outre, les experts recommandent l'inclusion dans le schéma des fusibles automatiques, qui devraient être placés dans le circuit avec les éléments chauffants. Mais sur les ventilateurs, l'installation de machines, au contraire, n'est pas recommandée. Le chauffage est commandé à partir d'une armoire spéciale située près de l'appareil. En outre, plus il est proche, plus la section du fil qui les relie peut être petite.
Lors du choix d'un schéma de connexion de chauffe-eau, il est nécessaire de se concentrer sur l'emplacement des unités de mélange et des unités avec équipement automatique. Donc, si ces unités sont situées à gauche de la vanne d’air, la désignation à gauche est implicite, et inversement.Pour chaque version, l'emplacement des tubes de raccordement correspond au côté de la prise d'air avec la vanne installée.
Il existe un certain nombre de différences entre les placements gauche et droit. Ainsi, avec les bonnes performances, le tuyau d’alimentation en eau est situé en bas et le «tuyau de retour» en haut. Dans les schémas de gauche, la buse d’alimentation s’inscrit en haut et le tube de sortie en bas.
Lors de l'installation d'un appareil de chauffage, il est nécessaire d'équiper la tuyauterie nécessaire pour surveiller les performances de l'appareil et le protéger du gel. Le nouage de la tuyauterie appelée cage de renforcement régule le débit d'eau chaude dans l'échangeur thermique. Les chauffe-eau sont reliés par des vannes à deux ou trois voies, dont le choix dépend du type de système de chauffage. Ainsi, dans les circuits chauffés par une chaudière à gaz, il est recommandé d'installer un modèle à trois voies, alors que pour les systèmes avec chauffage central, une version à deux voies suffit.
Le contrôle du chauffe-eau consiste à réguler la production de chaleur des appareils de chauffage. Ceci est rendu possible par le processus de mélange d’eau chaude et d’eau froide, effectué à l’aide d’une vanne à trois voies.Lorsque la température dépasse une valeur prédéterminée, la soupape lance une petite partie du liquide refroidi dans l'échangeur de chaleur, qui est soutiré à la sortie.
Pour améliorer l'efficacité du système, il est recommandé d'inclure une pompe de circulation dans le schéma de câblage. L'appareil est installé à la sortie de l'échangeur thermique, ce qui lui permet de fonctionner avec la solution glycolée ou l'eau déjà refroidie.
De plus, l'installation de chauffe-eau ne permet pas un agencement vertical des entrées et des sorties des tuyaux, ainsi que l'emplacement de l'entrée d'air sur le dessus. Ces exigences sont dues au risque de chute de neige dans le conduit d’air et à la fonte des eaux dans l’automatisation. Un élément important du schéma de câblage est un capteur thermique. Pour obtenir des lectures correctes, le capteur doit être placé à l'intérieur du conduit sur la section de soufflage et la longueur de la section plate doit être d'au moins 50 cm.
Installation et fonctionnement
L'installation de radiateurs dans les systèmes d'alimentation et de ventilation domestiques peut être effectuée indépendamment. Les appareils de chauffage domestiques ont de petites dimensions et sont assez légers. Cependant, avant d'effectuer des travaux, vous devez toujours vérifier la solidité du mur ou du plafond.Les bases en béton et en brique sont les bases les plus solides, celles du milieu en bois et les cloisons en plaque de plâtre sont des supports tout à fait inappropriés pour suspendre les appareils.
L'installation de l'appareil de chauffage commence par l'installation du support ou du cadre, doté de plusieurs trous compatibles pour la fixation de l'appareil. Ensuite, l'appareil lui-même est installé et les tuyaux, équipés d'un ensemble de vannes ou d'une unité de mélange, sont connectés.
Si les capacités techniques le permettent, il est recommandé de connecter une partie de l'ensemble avant de placer l'appareil de chauffage sur le mur.
L'échangeur de chaleur est raccordé au circuit de l'installation de chauffage à l'aide de raccords ou par soudage. La méthode soudée est plus préférable, cependant, en présence d'une connexion flexible, son application est impossible. Après le raccordement, il est recommandé de traiter tous les raccords avec un mastic résistant à la chaleur. Avant de procéder au premier test, éliminer les accumulations d'air des canaux, vérifier les vannes et régler la position des déflecteurs.
Après des tests réussis et le démarrage de la ventilation, il est important de suivre un certain nombre de règles qui prolonger la durée de vie de l'installation et rendre la gestion du système facile et sûre.
- Il est nécessaire de surveiller régulièrement l'état de l'air dans la pièce.
- Ne laissez pas la température du liquide dans les appareils à eau monter au-dessus de 190 degrés.
- La pression de travail du système doit être surveillée et ne doit pas dépasser 1,2 MPa.
- Le premier démarrage du système, ainsi que l'inclusion de l'appareil de chauffage après une longue pause, doivent être effectués avec beaucoup de soin. Le chauffage doit être augmenté en douceur, pas plus de 30 degrés par heure.
- Pendant le fonctionnement des appareils à eau, il est interdit de baisser la température de l'air à l'intérieur de la pièce en dessous de 0 degré. Sinon, l'eau dans les tuyaux gèlera et cassera le système.
- Lors de l'installation de radiateurs électriques dans des locaux très humides, le niveau de protection contre l'humidité de l'appareil doit être conforme à la classe IP 66.
Le choix correct de l’appareil de chauffage pour le système de ventilation en entrée assurera un chauffage uniforme et efficace des masses d’air entrant et rendra le séjour à l’intérieur agréable et confortable.
Comment calculer la puissance du chauffage pour la ventilation, voir ci-dessous.