Столкнулся с одним объектом, расположенным в Ямало-ненецком автономном округе. Расчетная температура -42. Параметры теплоносителя 70/50. Встал вопрос с выбором калорифера: либо применять медный теплообменник с алюминиевыми ребрами, либо уже подбирать теплообменник, работающий в условиях низких температур. В технических характеристиках медного теплообменника отсутствуют данные о минимальной температуре наружного воздуха. Вся проблема еще в том, что расход наружного воздуха невелик (300-600 м3/ч), а заменить на электрический калорифер не представляется возможным: лимиты электроэнергии. Кто уже сталкивался с такими объектами, какие калориферы применяли? Никто мне однозначного ответа не дал, мнения разделяются.

А почему бы и нет?
Вот, например, для климата Красноярска (-46°С, 20%)

... можно подобрать медно-алюминиевый 3-х рядный теплообменник: 500 м3/ч - воздух; 14,4 кВт; [-46°C...+22,6°С]; 0,63 м3/ч - вода с Т= 70/50°С; 2,6 кПа.
И будет он работать нормально при грамотной автоматике и "несколькими стапенями" защиты.

технология подбора т/о: задаете поставщику параметры = расход воздуха, темп.вход/выход. в ответ он должен предоставить расчет, где будет указан тип т/о и расчетные параметры = расход по воде, перепад по воде и воздуху, темп.подачи/обратки и т.д. и т.п.

Здесь вопрос не в расчете, а вообще в возможности применения медных теплообменников в условиях низких температур, в данном случае -42. Одни говорят, что медные теплообменники работают до -30. Другие - и при -42 нормально работают. Хотелось бы услышать мнение специалистов, проектировавших и успешно сдавших объекты в таких условиях. Мне предлагают стальной поставить, но у тех, что я нашел, типоразмеры большие.

Вроде бы обсуждалась похожая тема..
И кто-то (не помню кто) предлагал сделать рециркуляцию приточного воздуха, т.е. после приточного вентилятора часть воздуха забрать и смешать с наружныи, тем самым повысив его температуру. Правда увеличится типоразмер установки...

применяют. и вообще, причем здесь материал медь или сталь? вы ж не думаете что медь на морозе ведёт себя иначе чем сталь ...

Лед одинаково успешно рвет и медь и сталь.
Однако климатическим исполнением ТО надо поинтересоваться у производителя. Кроме того Костромской калориферный завод делает под заказ, если нет типового. Стальные нормально работали в период 60-80гг, других то и не было. Да и температура в Вашем случае не запредельная.

PS При подборе ни в коем случае не принимайте большо запас по поверхности, не более10%.

вероятность , что порвет при таких параметрах велика. Вариантов несколько:электрический предв.нагрев (например до -20, не всегда ведь -40оС);
при низких темп наружных ставить на рециркуляцию;
гликолевый раствор - неинтересно на малых расходах;
ставить НТО - незамерзающий т/о (не знаю, есть ли для малых расзходов)

вариант один-единственный: грамотные расчет, подбор, обвязка по воде и автоматика. других вариантов нет(если исключить глюколь).

соглашусь с Вашим мнением, но все-таки -42 .. рванет..

томск, расчетная -40, прошлой зимой было -49*. на объектах, где есть грамотная эксплуатация, там все нормально, даже с хреновой автоматикой.
на остальных - как повезет, если вода в системе есть - все нормально. если нет - иногда выживают

Если расчет верен автоматика грамотная, то какая разница какой калорифер? Если температура калорифера снизилась до +7...8 градусов, то вентилятор отключается, заслонки закрываются и калорифер прогревается. А какой калорифер не выдержит +7?

Наверно не совсем в тему.
Думаю, что калорифер для -40С и ниже должен иметь специальную конструкцию, отличающуюся от калориферов, заточенных для -20С и выше. Типа шаг рёбер первого по движению воздуха ряда калорифера должен быть другим, нежели шаг рёбер последнего ряда (большим?). Сделать такой калорифер стоит совсем других денег, нежели обычный для европппы, который мы, совершенно бездумно, привыкли применять.
Вообще же для нашего климата, в котором -40С, не надо проектировать калориферов, заточенных на режим -40С на входе +30С на выходе, да ещё на воде типа 80/60 - это безумие. Это просто неправильно. Надо дробить калорифер на несколько теплообменников, типа -40С на входе -20С на выходе, следующий -20С на входе 0С на выходе и т.д.
Однажды я видел подобное решение: калорифер 1-го предподогрева (однорядный, одноходный, т.е. трубка от коллектора на подаче и до коллектора на выходе в один ход, никаких калачей), калорифер 2-го предподогрева (такой же самый, что и калорифер 1-го предподогрева, но с более коротким межрёберным шагом), и далее калорифер 1-го подогрева (двухрядный, с калачами). На первых двух т/о расход теплоносителя регулировался по температуре обратки, на третьем - по температуре воздуха в канале.

Ну и бред здесь написан

Конечно сталь порвать сложней, но КПД теплообменника в несколько раз меньше ...

Вообщето чтоб не рвало калориферы клапаны наружного воздуха нужны утепленные - читай с ТЭНами...

Согласен с предыдущим участником.
За исключением озвученной мысли относительно утеплённого КВУ, если я правильно её понял (утепляют ради нормальной работы его самого, чтобы пластины не смерзались, и не более того; а калорифер может прекрасно замёрзнуть и с ТЭНами на КВУ: не та мощность, чтобы нагреть подсасываемый воздух выше нуля). Не могу согласиться с предложением насчёт другого шага оребрения калорифера для очень холодного климата (при всём уважении к А.С.).
Соглашусь с LordN: калорифер должен быть рассчитан на исходные параметры и оснащён правильно подобранной автоматикой с защитой от замерзания, имеющей резервирование.
Тема эта многократно поднималась на настоящем форуме и на aircon.ru: воспользуйтесь поиском. Отдельные дискуссии из них заслуживают быть рекомендациями по подбору (особенно на aircon.ru).

Да я и сам не понял, зачем так было сделано, в смысле с большим межреберным шагом на самом первом по ходу воздуха теплообменнике. Просто я видел такую конструкцию, которая успешно отпахала 30 лет на одном пафосном объекте. Это был кондиционер 70-х годов весьма известного бренда.
Что касается калориферов, заточенных на перепад температуры воздуха на входе/выходе свыше сорока кельвинов, то лучше делить такие теплообменники на два независимых. Причём первый действительно пусть управляется по температуре обратки, второй - по температуре в канале. Надёжней будет.
Вместо схемы, при которой часть воздуха с нагнетания перепускается обратно на калорифер, имхо лучше использовать преобразователь частоты вращения вентилятора.

Согласен, А.С. полностью.
Единственное замечу, что пока не встречал калориферов с расчётным перепадом по воде более 37°С. Не одна программа подбора Вам такого не предложит. Дальнейшее увеличение перепада температур неразумно, практически не приводит к увеличению мощности, зато повышается опасность аварийной ситуации. Да, и расход воды в этом случае будет нереально мал.
Я так понимаю, что такая ситуация возникает при уменьшении мороза, т.е. при приближении наружной температуры к нулю. Она совершенно не страшна для узлов обвязки с качественным регулированием, и представляет угрозу замерзания для схем с количественным регулированием.
Извините, нет желания развивать дальше тему, поскольку ранее уделил этому много времени...

Сталь порвать не сложней, если трубки калорифера не цельнотянутые а сварные(раньше были и такие), а кроме того если калорифер вовремя не отогрели (а это как правило), лед легко рвет любые трубки.
КПД теплообменника, а что это такое? Эффективность теплообмена характеризуется коэффициентом теплопередачи. Если об этом речь, то они почти не отличаются. Что сталь-алюминий, что медь алюминий.
ТЭНы нужны для предотвращения обмерзания наружных клапанов. Может быть имелось ввиду что плотно закрывающиеся клапана в стояночном режиме оберегают калорифер от разморозки.
Составные теплообменники и раньше применяли(но в составе батареи), а сама идея переменного оребрения мне кажется интересной. Я так понимаю это нечто вроде предподогрева реализованного на теплообменнике с малой поверхностью теплопередачи и соответственно с завышенной обраткой.

Позволю скромно предположить, что увеличенный шаг оребрения вначале теплообменника может быть связан со стремлением избежать риск обрастания инеем пластин

да нет же, с чего вдруг они обмёрзнут на обогревателе?
увеличением шага просто меняют отношение объем/мощность в сторону увеличения, а именно от этого параметра (и еще от температуры воды) зависит время замерзания воды в нём.

Первый ряд трубок находится в более щадящем режиме, поскольку меньшая поверхность и тепла отдаст меньше.

Коллеги! Если при -42 обратка 50 град., то что будет на этом калорифере с обраткой при 0 град. Проверьте! Наверняка меньше 25, тогда выход - ставить 2 калорифера.

При 0гр. обратка будет те же 50гр. (сработает сетевой график ТС).
В сущности составной калорифер и предлагается обсудить.
Что делать с завышенной обраткой на первом по ходу в-ха калорифере? Как обвязать калориферы? Автоматика? и т.д.

что-то я не пойму - речь идет о каких-то специальных т/о? А где Вы их найдете? И зачем вообще изобретать велосипед? Есть решения, проверенные временем : клапан с обогревом, фильтр, преднагрев от минимальной т -42 до -25 электрический, потом клапан отсечной теплый для стоянки, потом обычный калорифер -25 +20оС . И все! Автоматику настраивают на включение преднагрева только при т наружной ниже-25, регулирование по воде шикарное получается, и главное - Вы будете застрахованы от неожиданностей, когда при расчетных Тж70 при Тв-42 теплоноситель будет ниже!

Если при -40 входящая 70 град, то при 0 град входящая будет меньше 50 это и есть - сетевой график!

Сетевой график 150/70. И при -40гр вода в подающей перегретая.
А при 0гр. - подающая 70гр. обратка - 48гр.
Похоже сетевой график Вы не видели или основательно забыли.

Добавлено - 17:39

Проверенный вариант есть. Но дорогой. На тему удешевления и фантазирую.

какой иней? при самой низкой температуре на улице - будет самая высокая обратка ... тоесть поверхность теплообменника ...

шаг скорее расчитан на высокую т подающей - более 100 град С...

актуально 2 момента, и на них следует обратить внимание:
1) при экстремально низкой наружной т воздуха необходимо в составе установки ДВА КЛАПАНА! Один при стоянке будет контактировать с внуьренним воздухом и может быть беда. Плюс клапаны д.б. "плотными", т.е. держать до 2000 Па. Плюс с подогревом. По крайней мере это разумно
2) сетевой график это хорошо, но существует понятие "температурной срезки" - в курсе?Когда при экстремальной низкой температуре воздуха мощность потребляемая т/о ВЫШЕ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ ИСТОЧНИКА - просто источник не может дать необходимую температуру теплоносителя. Для этого и закладывают доп . обогрев - без него ведь при расчете получается завышенная поверхность т/о - а это залог разморозки..
а насчет сэкономить - ну Вы же знаете, что делает скупой...

Почему вы не рекомендуете применять калорифер с большим запасом? Заранее спасибо.

Большой запас - низкая температура воды после калорифера. Лучше пусть не справится с температурой наружного в-ха ниже расчетной, чем замерзнет.

Страшно даже не то что т-ра в-ха выйдет за график ТС. Я о таких случаях только читал. А то что сам график ТС уже не догма. Вплоть до 90х его нарушение было ЧП, а сейчас норма. Да и вентиляцию считают на 95/70.
Заказчик пошел какой то скупой. Вот и приходится изворачиваться. А чем Вам не нравится водяной предподогрев? И наружную температуру приподнимет и не замерзнет с гарантией. Воду в обратку сбросит горячую? На так за все надо платить. Впрочем можно еще поразмышлять, ну например пустить ее на подмес в калорифер 2 ступени? Вообще то схему обвязки надо прорисовать, может что и срастется.

PS Александр 21 = JJJ (я на домашнем комп.)

А почему собственно должна резко снижаться температура в обратке?
При снижении требуемой мощности для нагрева приточного воздуха уменьшается расход теплоносителя. Температура в обратке падает, но ненамного.
Проверил, как было предложено, параметры при 0°С наружного воздуха.
Программа подбора выдала следующие параметры (пусть, например, расход воздуха через калорифер 500 м3/ч; температура приточного воздуха за калорифером +24°С в обоих случаях):

I. температура наружного воздуха -42°С. Имеем:

13,7 кВт; 3-х рядный т/о; вода +70/50°С; реально температура обратки +50°С; 0,60 м3/ч; 2,3 кПа;

II. температура наружного воздуха 0°С. Имеем:

4,3 кВт; 3-х рядный т/о; вода +55/35°С; реально температура обратки +34°С; 0,18 м3/ч; 0,2 кПа.
Таким образом, всё нормально. Никаких комбинированных теплообменников не требуется, и никакого предварительного подогрева до -25°С также не требуется.
Вполне можно обойтись одним водяным 3-х рядным теплообменником сечения 400х200.
--------------
На всякий случай я проверил его для наружной температуры воздуха -46°С, всё нормально. В этом случае его мощность увеличивается до 14,4 кВт (при производительности приточки 500 м3/ч), температура приточного воздуха поддерживается +22,6°С, расход воды 0,63 м3/ч при перепаде 70/50°С и сопротивление 3-х рядного теплообменника 2,6 кПа (при эффективной поверхности теплообмена 4,7 м2).
Проблема явно преувеличена.

Увеличенный шаг оребрения на трубках первого ряда уменьшает теплос'ем - остывание теплоносителя - вероятность замерзания. С Новым Годом!

Привожу ещё один экстремальный вариант.
Пояснение:
исхожу из следующих условий:
- исполнительный узел регулирования мощности калорифера (узел обвязки) работает по принципу качественного регулирования, т.е. расход воды непосредственно через калорифер ~ constant;
- задействованы защиты калорифера:
1) по воздуху - капиллярный термостат при Т приточного воздуха +5...+8°С выключает двигатель вентилятора и обесточивает сервопривод входного воздушного клапана с возвратной пружиной;
2) контроллер обеспечивает защиты (дословно из описания):
"Концепция защиты двухступенчатая – по воде и по воздуху.
Защита активируется, если температура
a) выходной воды из теплообменника ниже +8°C
(пользователь может при производстве заказать на-
стройку в диапазоне от +1°C до –19 °C).
б) приточного воздуха за водяным теплообменником
ниже +5°C (нельзя менять).
В режиме STOP температура водяного теплообменника поддерживается примерно на +30°C. Эту температуру настраивает изготовитель, пользователь не может ее менять (при производстве может заказать специальную настройку в диапазоне от +18°C до +45°C).
Если температура воды или воздуха опустятся ниже лимита, будет сигнализироваться неисправность и блок управления отключит вентилятор, закроет воздушную заслонку и откроет вентиль смесительного узла на 100%.
Составной частью защиты от замерзания является установка предварительного подогрева, которая обеспечивает нагрев воды в водяном теплообменнике на полную мощность на протяжении двух минут, только после этого включаются вентилятор".
3) имеется "активная" защита калорифера, для реализации которой (и замыкания малого контура узла обвязки) узел обвязки имеет байпасную магистраль, которая одновременно служит для подмеса воды из обратки на вход калорифера (регулирующий клапан 2-х ходовой, с аналоговым сервоприводом).

Исходя из этих предпосылок по программе подбора рассчитан ещё один экстремальный вариант (обращаю внимание, что температура воды на входе в калорифер может быть ниже температуры в подающей магистрали в связи с подмесом из обратки, т.е. при температуре в подающей +45°С температура смеси на входе в калорифер может быть равна или менее +40°С, которую и принимаем условно для расчёта).

Примечание: программа подбора не позволяет задать температуру воды в подающей магистрали ниже +40°С.


Дано:
температура наружного воздуха 0°С; расход воздуха через калорифер 500 м3/ч; температура приточного воздуха за калорифером +24°С; 3-х рядный т/о 400х200 (эффективная поверхность теплообмена 4,7 м2); вода в подводящих магистралях +43/33°С; пусть расчётная температура воды на входе калорифера +40°С (с учётом подмеса из обратки); и пусть перепад температур на входе/выходе калорифера минимально возможный для поддержания требуемой температуры приточного воздуха (т.е. - максимальный подмес прохладной воды из обратки).

Имеем в результате:
реальная температура приточного воздуха +24°С; 4,3 кВт; реальная температура на выходе калорифера +32°С; 0,49 м3/ч; 1,7 кПа.

Вывод: калорифер и вся система автоматики по-прежнему работоспособны во всем рабочем диапазоне температур наружного воздуха [-46°C...+10°C]; даже если предположить, что температура водной смеси на входе калорифера опустится до температуры +30°С, то при этом температура воды на выходе калорифера не опустится ниже +25°С, т.к. разница температур на входе/выходе калорифера стремится к нулю при понижении температуры воды на входе.

Мне кажется, что настороженность, с которой мы подходим к проблеме использования калориферов в районах с низкими температурами в-ха, связана не только с вероятностью замерзания, но и с имеющими место температурными расширениями материалов конструкции калорифера. Калорифер может потечь не только потому, что замерз а, например потому что разошелся сварочный шов.

Fl_mob, по этому поводу рекомендую просмотреть эту дискуссию

Кроудион пишет.
"Однажды я видел подобное решение: калорифер 1-го предподогрева (однорядный, одноходный, т.е. трубка от коллектора на подаче и до коллектора на выходе в один ход, никаких калачей), калорифер 2-го предподогрева (такой же самый, что и калорифер 1-го предподогрева, но с более коротким межрёберным шагом), и далее калорифер 1-го подогрева (двухрядный, с калачами)."
Эксклюзив. Отрадно, что в нашем деле бывают такие вещи (или были).

По теме:
Я бы сделал вход воды в первый ряд, на всякий случай.

У меня тоже много идей, и может даже какие-то из них могли бы быть и гениальными, но вопрос тут конкретный, к проектировщику. Проектировщик не разрабатывает конструкторскую документацию, не изобретает гениальные конструкции теплообменников, а только лишь закладывает в проект готовые изделия. Поэтому единственное что можно порекомендовать, обратиться в любую фирму-производить приточных установок для подбора, и обязательно приложить в проект бланк-заказ. В принципе в Везе есть специальное северное исполнение приточных установок (кстати для температур ниже -45С). Ну и конечно, сделать грамотную обвязку теплообменника, ну и автоматчикам задание дать.