Достоинства и недостатки воздушного отопления

Альтернативным видом отопления является система, функционирующая по принципу терморегуляции с участием нагретых до определенной температуры воздушных масс. При правильной организации такой отопительной системы эффективно можно обогревать частные дома и коттеджи, а также большие площади складских помещений и производственных цехов. Прогрессивный метод применяется уже более полувека в Канаде и США, он идеально подходит для малоэтажных домов со сложной планировкой. Что же представляет собой воздушное отопление дома?

Принцип работы воздушного отопления

Система отопления, где тепловым носителем являются горячий воздух, отличается практичностью и простотой в эксплуатации. Принцип работы такой системы основан на терморегуляции. Такой способ применяется как для обогрева, так и для кондиционирования. Функцию теплового генератора выполняет различное оборудование — это может быть электрический нагреватель, котел либо печь, работающие на газу, твердом или жидком топливе.

Независимо от того, какое будет установлено оборудование, рабочий алгоритм одинаковый:

• Тепло, полученное путем сгорания топлива, направляется в теплообменник.
• Воздушная масса, прогретая до определенной температуры (45-60 градусов), движется по воздуховодам (круглым или прямоугольным). Преимуществом круглых воздуховодов является низкое аэродинамическое сопротивление. Элементы с прямоугольным сечением благодаря современному дизайну гармонично вписываются в интерьер.
• В помещение теплый воздух поступает через специальные распределители, которые установлены на выходе каждого воздуховода.

Остывший воздух возвращается в теплогенератор для повторного нагрева через решетки, установленные в полу, либо по обратным воздуховодам. В среднем расход воздуха в системе варьирует от 1000 до 3800 куб. метров в час. Рабочее давление — 150 Па.

Естественная циркуляция воздуха

Самым простым вариантом является подача теплоносителя путем первоначального нагрева. Поднимающийся воздух попадает в комнаты по воздуховодам, после чего опускается вниз и возвращается на повторный обогрев. Единственный недостаток естественной циркуляции заключается в наличии большого количества холодных воздушных масс, которые поступают в помещение через окна и двери. В этом случае нарушается циркуляционный процесс и идет сбой в работе всей системы. Для создания оптимального температурного режима и климата параметры основного воздуховодного канала должны быть более 30 метров в длину, а ответвлений – 15 метров.

Принудительная вентиляция

Создать хорошую циркуляцию теплоносителя позволяет вентилятор, который создает необходимое давление в системе отопления. Основным преимуществом принудительной циркуляции является быстрый прогрев помещения. Кроме этого намного легче регулировать температуру в помещениях. При наличии вентилятора создается дополнительный шум, что является единственным недостатком.

Конструкционные особенности оборудования для воздушного отопления

В традиционном исполнении нагреватель воздуха или теплогенератор оснащен:

• Камерой сгорания, выступающей основным источником тепла;
• теплообменником рекуперационнного типа, предназначенным прогревать воздух и не допускать смешивания с вредными отходами (продуктами сгорания);
• Горелкой, которая может быть дизельной, газовой или комбинированной. Для оборудования, работающего на паллетах, разработаны специальные горелки;
• Нагнетательной группой, в том числе вентилятором;
• Сетью воздуховодов, перенаправляющих потоки теплоносителя к внутренним помещениям;
• Фильтром, увлажнителем и освежителем, поддерживающими качество воздушной массы. Выполняется очистка воздуха от бактерий и пыли;
• Системой автоматизации, которая предназначена регулировать температуру и скорость движения теплоносителя. Включение и выключение выполняется в автоматическом режиме. Кроме этого должна присутствовать опция контроля над температурным режимом топлива, благодаря чему не допускается превышение обозначенных параметров.
• Центральным кондиционером для создания комфортной температуры в летний период.

В системе воздушного отопления обязательно должны присутствовать каналы для вывода токсичных продуктов горения.

Достоинства и недостатки

Система воздушного отопления обладает следующими преимуществами:

• Быстрый обогрев помещений. Полное прогревание осуществляется в течение 20-40 минут, в зависимости от температуры и площади.
• Высокая производительность (до 92%).
• Безопасность. Все процессы находятся под контролем автоматики и при появлении утечки либо другой опасной ситуации блокируется вся система.
• Экономичность. При низком энергопотреблении и высоком КПД система является экономически выгодной.
• Отсутствие дополнительных элементов — радиаторов, труб и т.д.
• Возможность подключения к климатической системе контроля, что позволяет создавать благоприятный микроклимат в помещениях.
• Надежность и простота в эксплуатации. Запуск, смена режима обогрева и остановка осуществляются в автоматическом режиме.
• Долговечность. Главным условием безупречной работы и длительного срока эксплуатации является грамотное проектирование, установка, регулярное обслуживание и своевременный ремонт.
• Отсутствие конденсата за счет равномерного распределения теплого воздуха по все комнате.
• Быстрая окупаемость при доступной цене.

Одним из достоинств системы является отсутствие жидкого теплоносителя, которым наполнены трубы, что полностью исключает порывы и протекания.

Недостатки системы:

• Обязательное проектирование на этапе разработки проекта. Только в этом случае можно создать эффективную систему отопление и разместить в нужных местах воздуховоды, которые становятся необъемлемой частью здания и не подлежат демонтажу. Поэтому если придется по какой-либо причине отказаться от воздушного отопления, то избавиться от ее элементов не получится.
• При обогреве больших помещений, в которых установлены слишком длинные воздуховоды, возможна значительная потеря тепла. Поэтому следует разработать вариант с несколькими теплогенераторами.

Не приемлемо воздушное отопление в квартирах. Причина заключается в объемной конструкции воздуховодов. Кроме этого присутствует технический шум, который не приемлем для многоэтажных домов.

Как выполняется расчет?

Доверить расчет системы воздушного отопления для дома лучше специалистам, так как требуются определенные знания, чтобы подсчитать тепловые потери для каждого помещения.

При расчетах следует учитывать:

• Мощность и тип нагревателя. Показатели мощности должны сопоставляться величине тепловых потерь.
• Диаметр воздуховода, который будет соответствовать количеству прогретого воздуха.
• Потерю давления в системе.

Инженеры могут предложить не один, а несколько вариантов, поэтому выбирать придется наиболее актуальный и эффективный. Неграмотный проект приведет к таким неприятным моментам, как перегрев оборудования, много шума и неэффективная работа всей системы воздушного отопления.

Преимущества и недостатки воздушного отопления

В системах воздушного отопления воздух нагревается за счет первичного теплоносителя до заданной температуры и подается в отапливаемое помещение. В качестве первичного теплоносителя используют пар, горячую воду или газы из генератора теплоты.

Системы воздушного отопления, также как и водяного, делятся на системы с естественной и принудительной циркуляцией. Только вместо насоса принудительную циркуляцию осуществляет вентилятор.

Также системы воздушного отопления по месту подготовки воздуха делят на два типа:

1. местные;
2. центральные.

В местной системе нагрев и подача воздуха происходит непосредственно в отапливаемом помещении при помощи отопительных и вентиляторно-отопительных агрегатов. Такое отопление применимо только в том случае, если отсутствует система приточно-вытяжной вентиляции или объем приточного воздуха крайне мал. Этот вид воздушного отопления применяется в нерабочее время, если нецелесообразно использование имеющейся системы вентиляции.

В центральной системе воздух нагревается в нагревательной установке и по каналу подается в одно или несколько помещений.

По качеству подаваемого воздуха системы воздушного отопления делят на следующие виды:

• прямоточные. В них нагревается и подается только наружный воздух, и в таком же количестве воздух из помещения удаляется по каналу;
• системы с полной рециркуляцией. В них нагревается и подается только воздух, забираемый из помещения, т.е. так называемый «рециркулируемый воздух»;
• системы с частичной рециркуляцией. В них нагревается и подается смесь из наружного и рециркулируемого воздуха. При этом часть воздуха из помещения равна количеству наружного воздуха.

Системы воздушного отопления с рециркуляцией применяют только при условии, что в воздухе помещения не содержится вредных веществ всех классов опасности. При наличии же вредных веществ применяют прямоточные системы с полной сменой воздуха.

Преимущества воздушного отопления:

• снижение затрат за счет сокращения расходов на нагревательные приборы;
• повышенный уровень санитарно-гигиенических показателей;
• возможно совмещение воздушного отопления с системами вентиляции и кондиционирования воздуха;
• надежность системы по причине ее простоты;
• тепловые потери на 20-25% ниже, чем в системах водяного отопления;
• низкая стоимость обслуживания и ремонта.

Недостатки воздушного отопления:

• большие размеры воздуховодов из-за маленькой плотности и теплоемкости воздуха;
• малый радиус действия системы отопления;
• создание шума при работе;
• для прогрева воздуха требуется большое количество электрической либо тепловой энергии опять-таки из-за низкой теплоемкости теплоносителя. Для отопления помещения необходимо нагреть намного больше воздуха, чем воды;
• довольно высокая стоимость системы.

Схема воздушного отопления

Преимущества воздушного отопления

Рис. 1. Принцип работы теплогенераторов

До недавнего времени в России для обогрева помещений использовались системы централизованного водяного отопления. Воздушное же отопление, широко распространенное за рубежом, в нашей стране применялось довольно редко. Однако теперь все чаще заказчики отдают предпочтение именно ему, ведь оно лишено таких недостатков традиционных теплосетей, как ощутимые потери тепла при транспортировке, сложность регулирования, инертность, риск появления протечек и вечная потребность в ремонте.

Что такое воздушное отопление?

Воздушное отопление — способ обогрева помещений подачей в него нагретого воздуха.

Основа системы воздушного отопления — работающий на газе или жидком топливе тепло­генератор. Его главные элементы — горелка и теплообменник. Раскаленные продукты сгорания проходят через теплообменник внутри, снаружи он обдувается воздухом. За счет непосредственного теплообмена воздух нагревается до 45–65 °C, после чего непосредственно или по системе воздуховодов подается в помещения.

Рис. 2. Пример использования теплогенераторов с канальной раздачей

Система воздушного отопления может работать в режиме рециркуляции, с частичным подмесом или стопроцентной подачей наружного воздуха.

Автономный обогрев при помощи теплогенераторов позволяет значительно уменьшить капитальные и эксплуатационные затраты по сравнению с использованием водяного отопления. Он особенно эффективен в производственных помещениях, выставочных павильонах, мастерских, гаражах, на станциях технического обслуживания, автомойках, киностудиях, складах, в общественных зданиях, спортзалах, супермаркетах, теплицах, оранжереях, животноводческих комплексах, птицефермах и на других подобных объектах.

Преимущества и недостатки систем воздушного отопления

Одно из важнейших преимуществ воздушного отопления перед водяным — его тепловая экономичность и малая инерционность. Благодаря прямому сжиганию топлива и отсутствию промежуточного теплоносителя КПД системы воздушного отопления достигает 94–96%. Малая инерционность системы позволяет прогреть помещение до рабочей температуры всего за 20–30 минут. А значит, нет необходимости в круглосуточной работе обогревателей, что приводит к значительной — до 50% — экономии топлива и электроэнергии.

Рис. 3. Теплогенератор для производства горячего воздуха (до 280 °С)

Применение программируемых термостатов для обеспечения «дежурного режима» — автоматического снижения температуры при отсутствии людей — дает возможность дополнительно сэкономить от 5 до 25% тепловой энергии.

Другие плюсы таких систем: надежность, отсутствие рисков замораживания, простота в монтаже и обслуживании. Традиционные системы водяного отопления не могут работать при перебоях в подаче газа и электричества. При минусовых температурах возникает риск замерзания воды в системе отопления и, как следствие, ее недешевого ремонта. Конечно, систему можно заполнять не водой, а специальным незамерзающим составом-антифризом, но это значительно увеличит стоимость монтажа. Кроме того, при эксплуатации систем водяного отопления всегда существует риск разгерметизации, в результате которой вытекшая из труб жидкость может повредить находящееся в помещении имущество. Наконец, для водяной системы недостаточно установить котел и проложить трубопровод. Для ее безаварийной работы требуются станция водоподготовки, а также бесперебойная подача электроэнергии для питания насосов, обеспечивающих циркуляцию теплоносителя.

В случае с воздушным обогревом все намного проще. Необходимо просто установить нагреватель в подходящем помещении или даже на улице, смонтировать систему воздушных каналов для подачи нагретого воздуха и дымоход. Если же нагреватель устанавливается непосредственно в помещении, где требуется отопление, задача упрощается еще больше. Все, что нужно в этом случае, — обеспечить отвод продуктов сгорания и подключить теплогенератор к электросети.

При эксплуатации необходимо лишь раз в год — перед отопительным сезоном — проводить технический осмотр нагревателя и при необходимости производить очистку теплообменника. Понятно, что ни о каких протечках теплоносителя, приводящих к порче имущества, не может быть и речи, так как им является воздух.

Также среди достоинств воздушного отопления следует отметить возможность его интеграции с другими системами поддержания климата. Например, объединив его с вентиляционной системой, можно организовать частичный приток наружного воздуха в помещение. А летом, отключив подогрев, использовать воздухонагреватель как установку приточной вентиляции. Дополнительно можно установить фильтры и увлажнители нагреваемого воздуха.

Рис. 4. Низкотемпературные установки (до -55 °С) с высоким расходом воздуха: до 140000м 3 /ч (для обогрева шахт)

Еще одно немаловажное преимущество — высокая степень автоматизации систем воздушного отопления. В сочетании с высокой надежностью оборудования это позволяет до минимума сократить обслуживающий персонал.

Наконец, капитальные затраты на строительство или реконструкцию воздушной системы, как правило, значительно ниже расходов на организацию водяного или лучистого отопления. Отсутствие промежуточного теплоносителя позволяет отказаться от строительства и содержания котельной, теплотрасс и станции водоподготовки. Это, в свою очередь, позволяет резко снизить эксплуатационные расходы. Срок окупаемости системы обычно не превышает одного-двух отопительных сезонов.

К недостаткам воздушного отопления можно отнести шум и подвижность воздуха. Однако при промышленном использовании системы эти факторы не имеют существенного значения, так как в данном случае санитарные нормы не нарушаются.

Рынок систем воздушного отопления. Оборудование Tecnoclima

Динамичный рост российского рынка систем воздушного отопления обусловлен, во-первых, активным строительством промышленной и коммерческой недвижимости средних и больших площадей, создающим повышенный спрос на оборудование для отопления, охлаждения и обработки воздуха. Во-вторых, тем, что технические характеристики систем воздушного обогрева делают это оборудование идеально подходящим для нашего климата, отличающегося резкими перепадами температуры.

Рис. 5. Теплогенератор с модуляцией мощности и нижней раздачей (для тепличной отрасли)

С учетом перманентного повышения стоимости природных ресурсов и электроэнергии требуются новые экономичные и экологичные технологии. Такие как применяемая в оборудовании Tecnoclima инновационная технология непосредственного теплообмена Dry с применением запатентованных теплообменников Tecnoclima. Она позволяет максимально эффективно перемещать тепловую энергию в помещение, в котором необходимо создать определенный температурный режим. Использующие ее приборы представляют собой автономные моноблоки, что дает большую свободу при их установке.

При максимальной производительности технология Dry отличается очень малым потреблением энергии, а значит — минимальным воздействием на окружающую среду. Преимущества Dry по достоинству оценены такими ведущими европейскими компаниями, как Ferrari, Siemens, Whirlpool.

Продукция Tecnoclima — это более 300 моделей сертифицированного оборудования, зачастую не имеющего аналогов, отличающегося оптимальным соотношением цены и качества. Кроме того, имеется возможность индивидуального подхода к производству техники.

Специально для жестких климатических условий в ассортименте компании имеются устройства с нестандартными техническими показателями, такими как очень высокая температура нагрева воздуха или большое статическое давление.

Особенным успехом в России пользуются выпускаемые Tecnoclima S.p.A. руфтопы с фреоновым контуром охлаждения и газовой секцией нагрева серии CF-GAS , универсальные теплогенераторы серий TE, TC-E , TCO-E , газовые настенные теплогенераторы с атмосферными горелками серий РА, а также водяные воздухонагреватели AZN .

Все агрегаты автономны и не требуют подключения дополнительного оборудования при эксплуатации.

И это лишь часть продукции Tecnoclima, предназначенной для воздушного отопления и обработки воздуха. Более полную информацию об оборудовании, стоимости и срокам поставки можно получить у официального дистрибьютора Tecnoclima на территории РФ — компании «Венткор».

Статья подготовлена компанией «Венткор»