Как правило, в водяных медно-алюминиевых воздухонагревателях применяется подача воды снизу. При этом подразумевается, что непосредственно в циркуляционных контурах происходит направленная циркуляция воды снизу вверх. По-видимому, выбор нижней подачи воды в медно-алюминиевые воздухонагреватели обусловлен тем, что при таком способе подвода воды практически во всех эксплуатационных режимах обеспечен отвод выделяющегося при деаэрации воздуха, так как в этом случае имеет место однонаправленное действие на пузырьки воздуха сил сопротивления и подъемной силы. Кроме того, при таком способе подачи самые нижние трубки теплообменника находятся в более благоприятном положении в таких нештатных ситуациях, когда имеют место протечки холодного воздуха через закрытый воздушный клапан при отключенном циркуляционном насосе.

Для оценки неблагоприятного влияния архимедовых сил, которое при некоторых обстоятельствах может привести к приостановлению циркуляции жидкости через гидравлический контур и ее замерзанию, проведем оценочные расчеты по определению порогового значения скорости воды в трубках, отметив при этом, что в калачево-коллекторной конструкции эти силы всегда стремятся уменьшить проток жидкости через гидравлический контур независимо от способа подачи теплоносителя к теплообменнику. Рассмотрим два коллектора - сборный и подающий.

В подающем коллекторе примем, что температура воды во всем коллекторе равна температуре на входе в теплообменник, а в сборном - средней температуре выходящей воды. При коллекторно-калачевой конструкции теплообменника наибольшая разница статических давлений будет иметь место в нижнем гидравлическом контуре, т.е. в нижнем гидравлическом блоке.

Приравнивая величину перепада давлений, обусловленного разницей плотности жидкости в первом и втором коллекторах, и считая, что пороговой скоростью жидкости является та, при которой сопротивление ее движению будет равно указанному выше перепаду давлений, получаем следующую простую формулу для определения порогового значения скорости теплоносителя в медных трубках при максимальной длине коллектора 2,0 м и температурном перепаде 100°С максимальное значение величины w не превышает 0,12 м/с. Таким образом, практически во всех эксплуатационных режимах величина скорости в трубках будет намного больше порогового значения даже при количественном способе регулирования.

Единственным режимом, при котором может возникнуть опасность торможения потока вследствие действия архимедовых сил, является дежурный режим, когда при количественном способе регулирования через теплообменник протекает минимальное количество теплоносителя, определяемое либо наличием небольшой байпасной линии, либо протечками через регулирующий клапан.

Поэтому для регулирования теплопроизводительности медно-алюминиевых теплообменников и обеспечения надежной работы систем защиты от замораживания во всех эксплуатационных режимах в тех случаях, когда температура воздуха перед теплообменником может опускаться ниже 0°С, необходимо применять системы автоматики с качественным регулированием с циркуляционным насосом, обеспечивающим циркуляцию теплоносителя через теплообменник с практически постоянным расходом при скоростях воды в трубках не ниже 0,8 - 1,0 м/с для всего времени их работы.