Классификация систем воздушного отопления

Системы воздушного отопленияв качестве теплоносителя используют воздух, который, нагреваясь в калорифере до заданной температуры за счет первичного теплоносителя – пара, горячей воды или газов, подается в отапливаемое помещение и, остывая, отдает свою теплоту. Количество теплоты, полученное при остывании воздуха, должно быть равно теплопотерям помещения. Основным преимуществом воздушного отопления являются высокие санитарно-гигиенические показатели, основными недостатками – значительные размеры воздуховодов, сложность регулирования и повышенные требования к герметичности здания.

Классификациюсистем воздушного отопления осуществляют по нескольким признакам:

• по способу побуждения движения теплого воздуха – системы с естественной циркуляцией и механическим побуждением за счет вентилятора;
• по месту приготовления воздуха – местные системы, где нагревание и подача воздуха производится непосредственно в отапливаемом помещении с помощью отопительных и отопительно-вентиляционных агрегатов, и центральные системы, где воздух нагревается в воздухонагревательной установке и по каналам подается в одно или несколько помещений;
• по выполняемым функциям – только отопительные, полностью рециркуляционные и системы, совмещенные с вентиляцией, т.е. частичной рециркуляцией, или прямоточные, при этом количество наружного воздуха определяется требованиями вентиляции;
• по качеству подаваемого воздуха – системы с полной рециркуляцией, прямоточные или с частичной рециркуляцией.

В системе с полной рециркуляциейвоздух, нагретый в калорифере, с помощью вентилятора направляется по вентиляционным каналам в помещение, где он, отдавая свою теплоту, компенсирует теплопотери помещения и охлажденный возвращается по каналу в агрегат. Затем воздух вновь нагревается, и описанный процесс повторяется. В циркулирующем воздухе постепенно накапливаются вредности, выделяющиеся в помещении, и гигиена помещения ухудшается. Рециркуляционной системе присущи высокая экономичность и низкие гигиенические качества. Такое отопление широко используется в школах, административных и общественных зданиях, как дежурное, т.е. в нерабочее время, а также в складских, коммунально-бытовых и других помещениях, где нормами не предусматривается вентиляция.
В прямоточной системе наружный воздух из воздухозаборной шахты вентилятором прогоняется через калорифер и по каналам подается в помещение. Там он, отдавая свою теплоту, компенсирует теплопотери помещения, ассимилирует выделяющиеся в помещении вредности и удаляется через вытяжную шахту. Прямоточная система отопления обладает самыми высокими гигиеническими качествами, но характеризуется самыми большими потерями тепловой энергии, уходящей вместе с отработанным воздухом.
В системе с частичной рециркуляцией в калорифере нагревается смесь наружного и рециркуляционного воздуха. Приточный подогретый воздух по каналам подается в помещение. Там он, отдавая свою теплоту, компенсирует теплопотери помещения, ассимилирует вредности и частично удаляется через вытяжную шахту, а оставшаяся часть поступает по каналу на смешение с наружным воздухом. Такая система экономически целесообразнее, так как использует теплоту отработанного воздуха, но применение ее ограничено ( зависит от вида выделяющихся в помещении вредностей). Объем наружного воздуха определяется требованиями вентиляции.

Система воздушного отопления с рекуперацией теплоты отработанного воздуха наиболее совершенна в гигиеническом и технико-экономическом отношении.
Системы воздушного отопления рекомендуется совмещать с вентиляцией, если вентиляция работает две или три смены. При остановке технологического оборудования предусматривается дежурное отопление, работающее при полной рециркуляции.
В центральных системах подача воздуха в помещения может осуществляться: сосредоточенно и с помощью воздуховодов.

Отопление с сосредоточенной подачей воздухаполучило широкое применение в производственных зданиях больших объемов и общественных, таких, как кинотеатры на 300-600 зрителей, плавательные бассейны, гимнастические, торговые и выставочные залы. При этом способе возможно равномерное достижение распределения температур в помещении, а отсутствие воздуховодов делает систему экономически выгодной. Выпуск воздуха при сосредоточенной подаче осуществляется компактными или веерными струями.

Воздушное отопление, совмещенное с вентиляцией, экономично, так как для отопления используется все оборудование механической системы вентиляции – вентилятор, электродвигатели, воздуховоды, и только поверхность нагрева калориферов несколько больше, чем для вентиляционной установки.
До настоящего времени воздушное отопление, совмещенное с вентиляцией, устанавливается в больших производственных и общественных зданиях, но пока практически не нашло применения в строительстве жилых, гостиничных, административных зданиях, но имеется зарубежный опят строительства таких зданий.

Комбинированные системы отопления в последнее время широко применяются в зданиях с кратковременным пребыванием людей. Они состоят из централизованной водяной части упрощенной конструкции с приборами уменьшиной и одинаковой мощности, создающее устойчивое «фоновое» отопление, рассчитанное на температуру 5-10 гр.С, и периодически действующего воздушного отопления для обогрева помещений перед началом работы и во время работы. В настоящее время системами воздушного отопления оборудованы многочисленные здания школ. При введении прерывистого обогревания учебных помещений сократились теплозатраты зданий.

Воздушно-тепловая завесав открытом проеме входа является одним из мероприятий по пресечению холодного воздушного потока извне, который возникает при движении людей или транспорта через входные двери и ворота, когда в здание поступает холодный наружный воздух, переохлаждая прилегающие помещения.
В проемах ворот промышленных зданий создаются высокоскоростные воздушные завесы шиберующего типа, ограничивающие или даже предотвращающие попадание внутрь холодного воздуха.
Во входах гражданских зданий и вспомогательных зданий промышленных предприятий устраивают низкоскоростные (скорость выпуска воздуха не более 5 м/с) воздушно-тепловые завесы смесительного типа, рассчитанные на нагревание холодного воздуха, проникающего снаружи. Завесы предусматриваются также во входах в помещения, оборудованных системами кондиционирования воздуха, в помещения со значительным выделением влаги или с близким к входам расположением постоянных рабочих мест.
Воздушно-тепловые завесы применяют: при tн= -15….-25 гр.С и проходе в течение 1 ч более 400 человек; при tн= — 25….-45 гр.С и проходе в 1 ч более 200 человек; при tн= -45 гр.С и проходе в 1 ч более 100 человек. Воздушно-тепловая завеса создается рециркуляционной установкой местного или централизованного воздушного отопления. Внутренний воздух забирается обычно из верхней зоны помещения и подогревается до температуры не выше 50 гр.С.
Воздухопроницание обычного входа можно сократить на 30% путем замены его обычными двойными дверями с тамбуром, в 2 раза – при замене его входом с тройными дверями – в 7-7,5 раза при установке на входе вращающейся (турникетной) двери.

Классификация систем воздушного отопления: технология и место размещения

Воздушное отопление – это способ обогрева жилых, промышленных, общественных зданий принцип действия которого основан на распространении нагретых теплогенератором потоков и их перемешивания с холодными массами внутри помещения. Этот метод на практике доказал большую эффективность по сравнению с водяными системами ввиду низкой инерционности газообразной среды, высокой скорости её перемещения и диффузии.

Однако производительность оборудования, комфорт микроклимата во многом зависят от грамотности проектирования, точности расчётов. Чтобы глубже разобраться в этой теме, необходимо детально изучить применяемые специалистами схемы отопления. Они классифицируются по нескольким параметрам.

Способ циркуляции рабочей среды

• Гравитационная. В такой схеме воздух движется согласно естественному закону, по которому нагретые массы поднимаются, холодные стремятся книзу. Этот способ отопления прост в реализации, экономичен по расходу материалов. Для его эффективного функционирования необходимо выходы для тёплых потоков размещать под потолком, входы для остывших – возле пола, что не всегда удобно в монтаже. Кроме того, рабочая среда движется по системе слишком медленно.
• Принудительная. Гораздо более эффективная технология, требующая установки вентиляторов для ускорения циркуляции воздуха. Первоначальные затраты на закупку и подключение оборудования окупаются в ходе эксплуатации, так как потоки перемещаются на порядок быстрее и, не успев остынуть, снова попадают в теплогенератор. На их подогрев тратится меньше энергии, чем на изначально холодные массы.

Место размещения

• Напольные. Системы отопления, идеально подходящие для жилых домов. В них выходы воздуховодов располагаются под плинтусом, в полу, что обеспечивает максимально качественный прогрев нижних слоёв комнат. Затем тёплые потоки направляются вверх, воздействуя и на остальные уровни. Таким образом достигается равномерное распределение тепла.

• Потолочные. Наиболее применимы в промышленных зданиях: цехах, складах, ангарах. Здесь ответвления трубопровода выходят в верхнюю часть помещения, иногда конструкции открыто подвешиваются под потолком. Особенность комплексов в том, что слои, расположенные возле пола прогреваются недостаточно, воздух остаётся прохладным. Такое распределение тепла может быть необходимо для осуществления определённого производственного процесса.

Технология смешивания воздушных масс

• Прямоточные. Комплексы, предполагающие нагрев попадающего в основной агрегат потока, его прохождение через задние и выход за его пределы. В результате эффективность отопления существенно снижается, так как всё тепло не успевает перейти пространству помещения и распыляется на улицу. Использование такой схемы рационально только в промышленных цехах, лабораториях, где производится работа с ядовитыми, взрывчатыми, лекговоспламеняющимися веществами.
• Рециркуляционные. Являются полной противоположностью предыдущей схеме и предполагают использование воздуха по замкнутому циклу без притока свежих порций извне. Эта система высокоэффективна ввиду минимальных теплопотерь. Главный её недостаток – выгорание кислорода, значительная запылённость в помещениях. Такое отопление не подходит для частных домов, используется на складах, в нежилых зданиях.
• С частичной рециркуляцией. Принцип её работы схож со второй схемой, однако в неё добавлен дополнительный контур, выходящий за пределы здания. Через него в трубопровод поступает свежий воздух с улицы. В результате система получается и эффективной, и комфортной для обогрева жилых помещений.

Грамотно спроектировать, организовать, смонтировать и запустить в работу комплекс отопления без достаточного опыта и знаний практически невозможно.

Наилучшим вариантом решения этого вопроса является привлечение квалифицированных инженеров, мастеров.

Классификация систем воздушного отопления

Для того, чтобы правильного понимать как происходит классификация систем воздушного отопления нужно предварительно знать, что есть такое это самое воздушное отопление.

Ранее мы об этом писали, но напомним, что при наличии в доме системы воздушного отопления, комнаты дома обогреваются за счет подачи в них теплого воздуха. При этом сам воздух нагревается в служебном помещении либо непосредственно каким-либо обогревателем (электрическим, газовым, дровяным, дизельным и т.д.), либо воздух нагревается, проходя через водяной теплообменник с предварительно нагретой каким-либо обогревателем водой. В первом случае воздух будет первичным теплоносителем, а во втором случае – уже вторичным.

Основное отличие систем воздушного отопления от других отопительных систем, например от системы водяного отопления –это наличие вентилятора и принудительное перемешивание воздуха в комнатах вашего дома.

Перейдем непосредственно к классификации систем воздушного отопления.

Классификация систем воздушного отопления по месту размещения обогревателя

Согласно классическому учебнику , системы воздушного отопления бывают:

1. Местные системы воздушного отопления Это локальная система воздушного отопления, предназначенная для обогрева одной единственной комнаты. При этом обогреватель и вентилятор установлены в обогреваемой комнате и нагревают воздух только в этой комнате. В качестве примера местной системы воздушного отопления можно привести обычный тепловентилятор для дачи, который постоянно гоняет через себя воздух, при этом еще и нагревая его. 2. Центральная система воздушного отопления Централизованная система воздушного отопления, предназначенная для обогрева всего загородного дома. Обогреватель и вентилятор установлены в топочной, а нагретый обогревателем воздух с помощью вентилятора (в редкий случаях с помощью системы вентиляторов) подается в каждую комнату дома. К центральным системам воздушного отопления относятся например такие газовые печи воздушного отопления Goodman, Lennox, Nordyne. Система воздушного отопления дома Антарес Комфорт о которой мы поговорим также является системой центрального отопления.

Классификация местных систем воздушного отопления

Местные системы воздушного отопленияв свою очередь бывают: канальные и бесканальные.

1. Бесканальные местные системы воздушного отопления Локальная система воздушного отопления, предназначенная для обогрева одной единственной комнаты. Обязательно наличие вентилятора, который осуществляет постоянную циркуляцию или рециркуляцию воздуха в комнате. Примером такой системы может служит обычный бытовой тепловентилятор. 2. Канальные местные системы воздушного отопления Эта локальная система воздушного отопления, предназначенная для обогрева одной единственной комнаты. Но вентилятор в такой системе может отсутствовать. Зато обязательно присутствует канал, по которому нагретый воздух попадает в комнату за счет естественной циркуляции (конвекции), например, снизу вверх. Безвентиляторная канальная система воздушного отопления более простая и дешевая, но одновременно и менее эффективная система, чем воздушное отопление с вентилятором.

По способу циркуляции в системе воздуха местные системы воздушного отопления бывают следующих видов:

Местная система воздушного отопления с полной рециркуляцией В этой сиситеме для нагрева используется только воздух из обогреваемой комнаты, добавления наружного воздуха нет. Т.е. нет вентиляции комнаты. И опять в качестве примера местной системы воздушного отопления с полной рециркуляцией можно привести обычный тепловентилятор. Канальные местные системы воздушного отопления из п. 2 являются одновременно и системами с полной рециркуляцией. Местная система воздушного отопления с частичной рециркуляцией При частичной рециркуляции часть воздуха для нагрева поступает в обогреватель с улицы – т.е. местная система воздушного отопления одновременно выполняет функции и системы вентиляции комнаты. Воздух в комнате при этом будет не только теплым, но и свежим. Прямоточная местная система воздушного отопления В данной сиситеме весь воздух подается в обогреватель с улицы, нагревается и при помощи вентилятора поступает в комнату или помещение, а затем выбрасывается обратно на улицу. Очень затратный вариант системы, так как требуется очень мощный обогреватель для постоянного прогрева больших объемов воздуха, в частных загородных домах обычно не используемый. Но для общественных или производственных помещений с жесткими требованиями к вентиляции (например, если в производственном помещении выделяются пары вредных веществ и требуется их постоянно удалять) может быть единственным способом сделать воздушное отопление.

Классификация центральных систем воздушного отопления

Все центральные системы воздушного отопления являются канальными – теплый воздух подается в комнаты вентилятором по системе каналов, роль которых в загородных домах выполняет система воздуховодов. Впрочем, иногда задействуют и каналы в полых перекрытиях.

Также как и системы местного воздушного отопления, центральные системы воздушного отопления по способу циркуляции воздуха местные системы воздушного отопления бывают следующих видов:

Центральная система воздушного отопления с полной рециркуляцией

Центральная система воздушного отопления с частичной рециркуляцией и вентиляцией

Прямоточная центральная система воздушного отопления

В данном случае отличие центральной системы воздушного отопления от местной только в том, что воздух по специальным каналам (воздуховодам) подается не в одно помещение, а сразу в несколько.

Система воздушного отопления Антарес Комфорт – это центральная система воздушного отопления с частичной рециркуляцией и вентиляцией, за счет чего в доме с такой системой всегда будет тепло, а воздух будет свежий и чистый, без необходимости проветривания.

Классификация центральных систем воздушного отопления по способу экономии тепла.

Центральные системы воздушного отопления допускают возможность экономии тепла за счет применения специальных устройств – рекуператоров. Необходимо заметить, что применение рекуператоров не всегда может дать экономию. Например если источником тепла для центральной системы воздушного отопления является газовый отопительный котел на магистральном газе (наиболее дешевый вид отопления), а площадь дома не более 500 кв.м., тов данном случае, рекуператор не окупится никогда. Если же для отопления используется котел на дизельном топливе (один из самых дорогостоящих видов отопления), то покупка рекуператора может оказаться выгодным приобретением. Стоит заметить, что для местных систем воздушного отопления применение рекуперации всегда нецелесообразно. Если конечно не пытаться отапливать местным воздушным отоплением с частичной рециркуляцией крытый стадион.

Центральные системы воздушного отопления бывают:

1. Без рекуперации Системы центрального воздушного отопления с полной рециркуляцией – это всегда системы без рекуперации. Рекуперировать в них просто нечего. 2. С рекуперацией Системы центрального воздушного отопления с частичной рециркуляцией или прямоточные могут быть как без рекуперации, так и без нее. Суть рекуперации – выбрасываемый наружу нагретый воздух сначала подогревает забираемый холодный воздух с улицы.

Система воздушного отопления Антарес Комфорт может быть как без рекуперации, так и с рекуперацией. В базовом варианте эта система поставляется заказчикам без рекуператора, но при желании в нее может быть встроен дополнительно купленный рекуператор, например рекуператор ElectroLux.

Классификация систем воздушного отопления по способу нагрева воздуха.

По способу нагрева воздуха системы воздушного отопления бывают:

1. Системы воздушного отопления прямого нагрева В системе воздушного отопления прямого нагрева воздух нагревается непосредственно нагревателем. Он может быть электрическим (в очередной раз вспомним о нашем тепловентиляторе), может быть газовым, как у печей воздушного отопления Goodman, Lennox, Nordyne, а может работать и на ином виде топлива. К видам топлива мы еще вернемся позже. Т.е. в системе воздушного отопления воздух – это первичный теплоноситель. 2. Системы воздушного отопления косвенного нагрева В системе воздушного отопления косвенного нагрева воздух нагревается, проходя через теплообменник от другого носителя тепла, обычно от нагретой воды. Нагреватель в данном случае отделен от вентилятора и нагревает воду, которая потом отдает свое тепло воздуху. Системы воздушного отопления косвенного нагреваЯвляются более универсальными, потому что для нагрева воды можно использовать любой водогрейный отопительный котел, на любом виде топлива – на газе, дизеле, пеллетах и т.д. Кроме того, этот же котел можно использовать и для горячего водоснабжения, и для теплых полов. Т.е. Нет необходимости дополнительно покупать один котел для отопления, другой для горячей воды и т.д. Достаточно единственного котла, который необходимо правильно подобрать по мощности. Также для нагрева могут быть использованы солнечные коллекторы или тепловые насосы. Таким образом, в системе воздушного отопления косвенного нагрева первичным теплоносителем является вода. А воздух – это вторичный теплоноситель. Системы воздушного отопления косвенного нагрева обычно более эффективны, чем системы прямого нагрева.

В соответствии с данной классификацией, система воздушного отопления Антарес Комфорт является универсальной – в ней можно установить как электрический нагреватель (сделав ее системой воздушного отопления прямого нагрева), так и водяной теплообменник, превратив ее в систему воздушного отопления косвенного нагрева. Либо установить и то, и другон, при этом получить универсальную систему. Ни одна зарубежная система воздушного отопления подобной гибкостью не обладает.

Классификация систем воздушного отопления по виду используемого топлива.

По виду используемого топлива системы воздушного отопления бывают:

1. Газовые системы воздушного отопления Газовые системы воздушного отопления прямого нагрева – это печи воздушного отопления Goodman, Nordyne, Lennox. Газовые системы воздушного отопления косвенного нагрева – система Антарес Комфорт с водяным теплообменником и любым газовым отопительным котлом. 2. Дизельные системы воздушного отопления Дизельные системы воздушного отопления косвенного нагрева – система Антарес Комфорт с водяным теплообменником и любым дизельным отопительным котлом. Дизельные системы воздушного отопления прямого нагрева в России не представлены. 3. Системы воздушного отопления на пеллетах Системы воздушного отопления косвенного нагрева на пеллетах – система Антарес Комфорт с водяным теплообменником и любым отопительным котлом на пеллетах. Системы воздушного отопления прямого нагрева на пеллетах в России не представлены. 4. Электрические системы воздушного отопления Электрические системы воздушного отопления прямого нагрева – канадская Hi-Velocity, система Антарес Комфорт с электрическим нагревателем, различные аэрхендлеры и еще наш знакомый пример – тепловентилятор. Электрические системы воздушного отопления косвенного нагрева – система воздушного отопления Антарес Комфорт с водяным теплообменником и любой электрический водогрейный котел. 5. Дровяные системы воздушного отопления Правду говоря, таких экзотических систем воздушного отопления в современном мире уже не встречается. В Древние Века дровяной системой воздушного отопления был гипокауст Витрувия, в Средние века такими системами отапливали немецкие замки и русские соборы. Но вентиляторов в то время еще не было и нагретый воздух подавался в отапливаемые помещения естественным путем, что сильно снижало КПД. 6. Угольные системы воздушного отопления То, что было сказано про дровяные системы воздушного отопления, можно сказать и про угольные. В настоящее время не встречаются. Хотя, вообще , если установить в топочной дома вентилятор и систему воздуховодов, а также угольную или дровяную печь, например русскую или Буллерьян, то можно получить искомую дровяную или угольную систему воздушного отопления. Печь нагреет воздух в топочной, а вентилятор разнесет его по всему дому. Однако роль термостата в такой системе придется исполнять истопнику.
Строго говоря, к подобным системам можно отнести и камин – если у вас в доме есть система воздуховодов с вентилятором, а также камин, то вы фактически получите воздушное отопление камином. Однако КПД у такой системы будет не очень высоким (из-за ограниченных возможностей камина) и большой дом обогреть одним камином скорее всего не получится. Однако камин может быть использован как добавочный резервный источник тепла на случай сильных морозов. 7. Солнечные системы воздушного отопления Солнечные системы воздушного отопления косвенного нагрева нагревают воду за счет солнечного тепла, а затем через теплообменник нагревают воздух. Но пока еще подобные системы достаточно экзотичны. Большой мощности они дать не могут, поэтому реальное их использование в России, особенно зимой, представляется маловероятным. Но солнечные коллекторы могут помочь вам немного сэкономить на отоплении в межсезонье, особенно в южных районах нашей страны, например в украденном у Украины Крыму.
Солнечные системы воздушного отопления прямого нагрева могут быть использованы в паре солнечные батареи – электрический нагреватель, но они имеют такие же недостатки, как и косвенные системы – малую на данный момент мощность. Поэтому солнечные батареи могут пока использоваться только как дополнительный источник тепла, например совместно с системой воздушного отопления Антарес Комфорт с водяным теплообменником. 8. Системы воздушного отопления тепловым насосом В данном случае основным теплоносителем является хладагент теплового насоса, поэтому такие системы – это системы воздушного отопления косвенного нагрева. Тепловой насос может быть использован совместно с любой центральной системой воздушного отопления. Однако тепловые насосы плохо переносят большие отрицательные температуры, поэтому их использование в качестве основного источника тепла в России, особенно на севере, может быть проблематичным. Но в межсезонье использование теплового насоса может снизать затраты на отопление на 50..150%, особенно при отоплении дорогим видом топлива – электричеством, магистральным газом или дизелем. Кроме того, летом тепловой насос будет работать как кондиционер.