• Повітряне опалення

    Все про повітряному опаленні, Журнал С. О. К. Сантехніка Опалення

    07.08.2015

    Автор Д. П. Лосєв, група компаній ЕМС,ТОВ «ЕМС-Клімат» (р. Санкт-Петербург)

    В загальному випадку немає ідеального рішення для всіх завдань як з точки зору ефективності, так і з точки зору норм безпеки. В даний час в Росії немає чіткої усталеної термінології та класифікації систем опалення. Спробуємо заповнити інформаційний безлад хоча б для повітряного опалення, по можливості не перетинаючись із суміжними системами.

    На початку максимально простою мовою трохи теорії для розуміння предмета статті. В загальному випадку немає ідеального рішення для всіх завдань як з точки зору ефективності, так з точки зору норм безпеки. В даний час у вітчизняній практиці немає чіткої усталеної термінології та класифікації систем опалення. Спробуємо заповнити інформаційний безлад хоча б для повітряного опалення, по можливості не перетинаючись із суміжними системами.

    Велика радянська енциклопедія визначає повітряне опалення як систему опалення приміщень гарячим повітрям.

    В першу чергу хотілося б розділити області застосування повітряного опалення:

    а) житловий сектор;

    б) комерційні, промислові об’єкти.

    При цьому суміжними областями, які мають вирішальний вплив на вибір системи опалення, є вентиляція і кондиціонування. Якщо вентиляція, як і опалення, — це регульована будівельними нормами і правилами область, кондиціювання у житловому секторі — виключно питання бажання і матеріальної можливості підтримки комфортного середовища круглий рік (хоча б по одному параметру — температурі повітря). У промисловості ж кондиціонер може обумовлюватись особливостями технології виробництва.

    Вентиляція буває природною і механічною.

    Природна вентиляція — це облаштування тільки витяжки. Вважається, що тепле повітря через витяжку вилетить сам, а припливне повітря забезпечується за рахунок інфільтрації від воріт, дверей, вікон (кватирок) і т. д.

    Механічна ж вентиляція — це, як правило, контрольована припливна і витяжна вентиляція, яка передбачає переміщення повітря за допомогою вентиляторів з електроприводом. Для початку також пояснимо, що повітряне опалення по роботі з припливним (вуличних) та/або рециркулюючого

    повітрям (теплим повітрям з приміщення) може бути:

    Варіант 1: використовується тільки рециркулююче повітря. Тобто вирішується тільки завдання опалення. Такий варіант реалізується, коли обсяг вентиляції малий і/або використовується природна вентиляція.Як правило, це якісь великі промислові чи комерційні об’єкти.

    Варіант 2: використовується тільки припливне повітря. У цьому випадку повітронагрівач (припливна установка) або вирішує тільки завдання вентиляції, або при подачі перегрітого повітря в приміщення — це варіант вентиляції поєднаної з повітряним опаленням. Таке повітряне опалення використовується досить рідко, як правило, в промислових об’єктах, коли заборонено використання рециркулюючого повітря. Т. к. зрозуміло скільки ми подали (викинули) повітря, стільки ж повітря ми повинні викинути (подати) до приміщення.

    Варіант 3: використовується рециркулююче та припливне повітря. В цьому випадку доцільно поєднати систему повітряного опалення з вентиляцією та кондиціонуванням. Власне тільки повітряне опалення можна поєднати з вентиляцією та кондиціонуванням, оскільки вони мають спільний предмет — повітря. При можливості реалізувати таку систему, повітряне опалення — це найбільш економічний варіант системи опалення як по капітальних, так і за експлуатаційним витратам. У цьому випадку немає необхідності окремо робити дві (три) різні системи, і металоємність всієї системи опалення, вентиляції та кондиціонування є найменшою.

    Цей варіант застосовується як у житловому секторі, так і для промислових/комерційних об’єктів.

    Принципово розділити повітряне опалення можна на повітряне опалення з використанням проміжного теплоносія для нагріву повітря і без використання проміжного теплоносія.

    Система повітряного опалення з використанням проміжного теплоносія

    В якості теплоносія, як правило, використовується вода, іноді вода з гліколем. У цьому випадку можливі два варіанти: децентралізована система і централізована система повітряного опалення, яка при цьому часто поєднується з вентиляцій і іноді з кондиціонуванням.

    Децентралізована система — вода, нагріта від якогось джерела, подається до оздухонагревателям (повітряним опалювальних агрегатів, тепловентиляторам, калориферів), розташованим локально всередині будівлі.Джерело опалення — це в переважній більшості випадків котельня, енергоносієм якої є природний/скраплений газ, мазут, вугілля, електрика і т. д. і т. п. В якості поки що екзотичного джерела опалення може бути тепловий насос (чиллер з тепловим насосом, когенераторная установка; останню, як правило, на літо використовують з абсорбційним чілерів, є абсорбційні чиллери з газовим нагріванням).

    Водяний повітронагрівач представляє з себе теплообмінник «водавоздух», з осьовим вентилятором. Повітря подається в приміщення вертикальними та/або горизонтальними струменями з допомогою напрямних жалюзі.

    Децентралізоване повітряне опалення, як правило, застосовується для опалення високих монообъемных приміщень (виробничих цехів, торгових комплексів, складів, спортивних

    залів тощо), коли обсяг вентиляції малий, тобто поєднання системи повітряного опалення з вентиляцією недоцільно, або коли використовується природна вентиляція.

    Чому доцільно таке опалення? Тому, що стоїть завдання роботи з великими об’ємами повітря, з високими приміщеннями, тепле повітря прагне розташуватися вгорі будівлі. Повітронагрівачі з осьовими вентиляторами не тільки нагрівають повітря, але і перемішують його всередині приміщення як по площі, так і по висоті приміщень.

    Централізована система повітряного опалення з проміжним теплоносієм. Використовується коли неможливо, згідно з нормами, розташувати повітронагрівачі всередині опалювального приміщення, та/або є значний обсяг припливного повітря для вентиляції приміщення, або крім вентиляції потрібно забезпечити кондиціонування. Повітря в приміщення подається з допомогою повітроводів. При цьому можливе додаткове енергозбереження за рахунок встановлення утилізаторів (рекуператорів) між припливним повітрям і повітрям витяжки. До рекуператорів в Росії поки суперечливе ставлення. При нашій дешевизні на природний газ термін окупності рекуператора в залежності від типу, режиму використання складе від двох до 10 років.

    Наприклад, у Швейцарії законодавством заборонена вентиляція без рекуперації тепла.

    Даний тип повітряного опалення, як правило, (але в будь-якому правилі є винятки) застосовується для комерційних, промислових об’єктів, у висококласних бізнес-центрах та готелях, лікарнях.

    Системи повітряного опалення з використанням проміжного теплоносія, системи повітряного опалення, коли використовується децентралізований і централізований нагрівання повітря електрикою, — це добре відомі системи не тільки за кордоном, але й у нас, тому не хотілося б особливо докладно про них розповідати в цій статті.

    В СРСР повітряне опалення з проміжним теплоносієм мало застосування в промисловості, т. к. в житловому секторі панувала централізована система опалення з природною вентиляцією. Більшість радянських людей, що таке кондиціонер, і зовсім не знало. Сучасних склопакетів з хорошою тепло-, звукоізоляцію не було. Про енергозбереження при використанні утилізації теплоти повітря не думали. З децентралізацією системи опалення в Україну прийшли рішення автономного опалення, котрі давно і успішно застосовуються за кордоном.

    Повітряне опалення без використання проміжного теплоносія

    Отже, про повітряному опаленні без використання проміжного теплоносія як приватному разі автономного опалення.

    Відомо, що дешевше організувати доставку енергоносія, ніж робити розводку теплоносія. Хоча в цьому питанні теж є різні підходи. Але безумовно, системи автономного опалення, мають конкретного господаря, більш економічно експлуатуються. Повітряне опалення без використання проміжного теплоносія — це системи опалення, коли повітря нагрівається за рахунок природного (зрідженого) газу, дизельного палива, електрики, а іноді відпрацьованого машинного масла або навіть дерева (біопалива).

    Нагрівачі повітря, що працюють на дизелі і газу (так звані теплові гармати), майже не мають конкурентів при опаленні будівельний майданчиків, різних тентових споруд. Але хотілося детальніше сказати про стаціонарних будівлях. Електрика дорого, відпрацьований відпрацьоване машинне масло крім дешевизни палива має свої негативний моменти. Дерево (біопаливо) може поки що застосовуватись лише в малих обсягах. Дизельне паливо — теж не дешевий енергоносій, але може використовуватися як тимчасовий варіант, а також у випадках, коли немає інших джерел енергії.

    Отже, природний газ. На даний момент і в найближчі десятиліття це найдешевший і зручний енергоносій у світі. У тому числі в Європі, де він «трохи дорожче, ніж в Росії. Відповідно, коли йде нове будівництво з встановленням автономного опалення, реконструкцією старих систем, і

    є природний газ, повітряне опалення з використання газових повітронагрівачів (газових повітряних теплогенераторів, газових печей, повітряних гармат) — це в переважній більшості найекономічніший вид повітряного опалення і для багатьох типів приміщень це найбільш економічне опалення в принципі.

    За способом нагріву повітря є повітронагрівачі з застосуванням непрямого нагріву повітря (їх іноді називають рекуперативними повітронагрівачами) і повітронагрівачі прямого нагріву (так званого змішувального типу).

    Непрямий нагрів — це коли повітря (рециркуляційний та/або припливне) за допомогою вентилятора подається всередину агрегату, після чого він нагрівається, проходячи навколо камери згоряння і через теплообмінник, ж продукти згорання виводяться через димар. Потім нагріте повітря, отриманий

    таким чином, випускається або безпосередньо в приміщення, або через систему повітропроводів.

    ККД звичайних газових повітронагрівачів непрямого нагріву знаходиться в діапазоні 75-94%. Як і в котлах є конденсуючі повітронагрівачі з ККД за нижчою теплотворності до 105%.

    Прямий нагрів повітря — це коли немає камери згоряння і теплообмінника. Полум’я пальника безпосередньо нагріває повітря. Тобто це або газовий камін, або газова припливна установка. За рахунок меншої металоємності газові повітронагрівачі прямого нагріву найдешевші. Якщо за повітронагрівачі непрямого нагріву розрізнена суперечлива нормативна база є, то, на жаль, у нас немає норм використання повітронагрівачів прямого нагріву.

    Сучасні системи горіння дозволяють високоефективно спалювати природний газ, але використання прямого нагрівання повітронагрівачів з рециркулюючого повітрям не допускається.

    Таке обладнання може використовуватися тільки для другого варіанта, т.тобто нагрів тільки припливного повітря. Дані агрегати використовуються при великих кратностях повітрообміну, коли рівень шкідливостей, що виділяються всередині приміщення, значно перевищує рівень продуктів згорання від газових повітронагрівачів прямого нагріву.

    Дані повітронагрівачі можуть забезпечити значно більшу ступінь нагрівання повітря, ніж повітронагрівачі непрямого нагріву. Їх ККД = 100%. Немає труднощів з великими негативними температурами вуличного повітря.

    Система опалення, вентиляції та кондиціонування на основі газових повітронагрівачів непрямого нагрівання також може бути децентралізованої і централізованої системою.

    При цьому системи опалення, вентиляції та кондиціонування на основі газових повітронагрівачів економічніші:

    А. По капітальних витрат:

    1. Для обігріву монообъемных приміщень, де потрібно опалювати об’єм приміщення, а не умовну будівельну площу.

    2. Якщо на об’єкті передбачається розгалужена система вентиляції. Суміщена система вентиляції і повітряного опалення буде ефективніше, дешевше (на 20-40%), ніж роздільне виконання вентиляції і, припустимо, встановлення котельні.

    Б. За видатками при експлуатації:

    1. При наявності тимчасового графіка необхідної температури в приміщеннях.

    2. При необхідності опалювати великі і/або розгалужені об’єкти, за рахунок локального розміщення теплогенераторів. Відомо, що раціонально робити розводку енергоносія, а не теплоносія.

    Якщо узагальнити всі переваги повітряного опалення на основі газових повітронагрівачів порівняно з традиційним, то можна відзначити наступні:

    ❏ можливість об’єднання опалення, вентиляції і кондиціонування в одній системі, за рахунок чого можна домогтися малої металоємності;

    ❏ велика ефективність і економічність за рахунок відсутності проміжного теплоносія — води, а отже, можливості «розморожування» і протікання;

    ❏ мала інерційність системи (нагрівання повітря відбувається за 20-40 хв.) і, як наслідок, швидке

    зміна температури протягом доби;

    ❏ можливість розміщення всередині опалювального об’єму, без підготовки окремого приміщення (котельні).

    З дев’яностих років у країні є вже десятки промислових, комерційних об’єктів із застосуванням газових повітронагрівачів. Вони потроху завойовують частку ринку. У житловому секторі ситуація інша. Для багатоквартирних будинків, звичайно, водяне опалення більш застосовно, тому що вода — найкращий теплоносій, централізовано розподілити повітря, наприклад, 10-поверховому будинку складно. Механічна вентиляція — більш дорога, ніж природна, і поки немає прикладів систем центрального кондиціонування в багатоквартирному будинку.

    Варіант децентралізованого повітряного опалення на основі газових конвекторів (так називають газові повітронагрівачі малої потужності) проблематичний розведенням газу по житловим приміщенням та організацією димоходів (газоходів для виведення продуктів згоряння).

    В приватному малоповерховому будівництві ситуація більш сприятлива для повітряного опалення. Дуже цікаво таке рішення — газові конвектори. Вони теж можуть бути з закритою і відкритою камерою згоряння, можуть працювати як на природному, так і на зрідженому (балонному) газі. Більш дорогі моделі оснащені вентилятором (діапазон потужностей — від 1,5 до 11 кВт) для більш інтенсивного охолодження теплообмінника і іноді дутьевой пальником, що дозволяє роздільно монтувати димар і воздуховод для повітря на горіння, тобто розміщувати газові конвектора не

    тільки на зовнішніх стінах. Є моделі з вбудованим кондиціонером.

    В даний час більше поширення отримали більш дешеві моделі, що використовують атмосферні пальники з пьезозажиганием і природну конвекцію (діапазон потужностей від 1,5 до

    5 кВт), т. е. конвекцію без охолодження теплообмінника вентилятором. Незаперечною перевагою таких моделей є відсутність потреби в електриці для роботи автоматики і вентилятора. Вони будуть обігрівати вас при відключенні електрики, в місцях, де електрики немає в принципі. Вони дозволять швидко і просто нагріти невелику дачу, будівельний вагончик і т.п. З недоліків, при локальному розміщенні в більш або менш многокомнатном будинку необхідно робити розводку газопроводу і влаштовувати димохід від кожного конвектора.

    У США і Канаді найбільше поширення для опалення приватних малоповерхових будинків отримали системи повітряного опалення, поєднане з вентиляцією та кондиціонуванням, на основі газових і дизельних повітронагрівачів (печей). Так звані централізовані системи. Таке повітряне опалення займає приблизно 80% ринку в малоповерховому будівництві за океаном. Чому? Тому що американці люблять комфорт, вони не уявляють собі житловий будинок не тільки без опалення взимку, але і без кондиціонування влітку. Вентилювати приміщення вони також звикли автоматично, а не за допомогою кватирок, як робимо це ми. Висока ступінь автоматизації дозволяє виробляти рівно ту кількість тепла, в якому є необхідність. Узгоджене управління всіма елементами системи ОВК одним хронотермостатом. Можливість зонального контролю температури.

    Застосування програмованих контролерів забезпечує можливість додаткової економії від 5 до 25% теплової енергії за рахунок функції «чергового режиму» — автоматичного зниження температури в приміщенні при відсутності людей.

    В 90-х такі системи опалення приватних будинків стали з’являтися і у нас в країні. Поки таке рішення новинка, хоча є вже приклади цілих селищ. Основним моментом застосування повітряного опалення в приватному житловому будівництві є реалізація його на стадії проектування будинку. В цьому

    випадку можна заздалегідь передбачити систему повітроводів в стінах, перекриттях, в підлозі або над навісною стелею. Реалізація повітряного опалення у вже побудованому будинку часто проблематична.

    Короткий опис статті: повітряне опалення Все про повітряному опаленні сантехніка, опалення, кондиціонер, кондиціонер, водонагрівачі, котел, труби, радіатори, тепловий насос, енергозбереження, нормативна база, вентиляція, тендери, журнал, сік, с. о. к.

    Джерело: Все про повітряному опаленні — Журнал С. О. К. Сантехніка Опалення Кондиціонування

    Також ви можете прочитати