Использование воздушных завес для отопления. Когда это эффективно?

Основное предназначение завес — динамическое разделение двух воздушных сред, находящихся по разные стороны некоторого проема, что приводит к снижению потерь тепла в помещениях различного назначения. В дополнение, во всех моделях реализована функция нагрева воздуха для повышения окружающего комфорта.

Иногда использование тепловых завес именно для обогрева помещений происходит из-за недостаточной грамотности владельцев помещений или проектировщиков. Для обогрева помещений желательно выбирать устройства, специально для этого предназначенные: тепловентиляторы или тепловые пушки, конвекторы, радиаторы, инфракрасные обогреватели.

Давайте разберемся, можно ли использовать завесы для отопления? В некоторых случаях это экономически и технически оправдано. В статье рассмотрим все варианты и приведем рекомендации.

Экономия средств и стремление к ограничению количества отопительной техники

Этот вариант чаще реализуется при эксплуатации оборудования с увеличенной мощностью по сравнению с рекомендуемой. Пример: при расчете оборудования в проекте рекомендовались приборы общей мощностью 18 кВт. Но, желая дополнительно подстраховаться, заказчик может приобрести технику суммарной мощностью 48 кВт. На первый взгляд, такой подход оправдан — ценовая разница между устройствами одинаковой воздушной производительности и различной мощности невелика.

Однако, это решение не лишено недостатков:

1. способности к перекрытию проемов для одной и той же завесы уменьшаются при повышении нагрева ее воздушной струи. Это объясняется действием архимедовых сил на нагретый воздух. Чем выше его температура, тем сложнее перемещать его вниз. Это может привести к разрушению динамического барьера, который прибор призван создавать.
2. эта схема может быть экономически не оправдана, несмотря на привлекательную установочную стоимость. Объясним на примере.

Допустим, что используемая нами воздушно-тепловая завеса достаточно производительна для создания устойчивого динамического барьера на проеме даже при избыточном нагреве воздуха. Пусть для примера применяется техника на 48 кВт и в помещении поддерживаются определенные температурные условия.

Если использовать менее мощную завесу, а также дополнительные нагревательные приборы в глубине помещения, то суммарная тепловая мощность используемого оборудования, необходимая для создания эквивалентных температурных условий, часто оказывается значительно меньше.

При применении завес на 18 кВт для создания необходимых условий потребуется дополнительный нагрев не на 30 кВт, а значительно меньший — например, 10 или 15 киловатт. Как показывает практика, низкое энергопотребление зданий не только экономически выгодно, но и позволяет остаться в границах допустимых электрических мощностей, которыми располагают владельцы зданий.

Использование ключевых особенностей воздушных завес

Создание высокоскоростных потоков нагретого воздуха

Для сравнения, скорость бытовых тепловентиляторов не превышает 5 м/с, промышленных — не более 8 м/с, при этом у завес — 15–20 м/с и быстрее.

Эта особенность оправдывает эксплуатацию рассматриваемого в статье оборудования в качестве отопительного, если по каким-либо причинам техника должна находиться на большом удалении от уровня пола. Например, такие причины: специфическое назначение помещения, вероятность вандализма или непреднамеренного повреждения агрегатов и подводки к ним, а также несанкционированного вмешательства в их работу.

Завесы с высокоскоростными нисходящими нагреваемыми потоками воздуха оказываются для этих случаев вне конкуренции.

Уменьшение температурных градиентов

В помещениях с высотой более 3 метров температуры на уровнях пола и потолка могут сильно различаться. Высокопроизводительные тепловые завесы, если их потоки направлены вертикально вниз, помимо обогрева могут успешно решать задачу выравнивания температуры по высоте.

И, наконец, еще одна отличительная особенность некоторых производительных завес — это большие величины передаваемой тепловой мощности.

Это, в сочетании с характеристиками по продуву, позволяет решать задачи отопления больших площадей меньшим количеством установок.

Заметим, что рассмотренные возможности, которые были отмечены в этом пункте, относятся только к установке завес вне проемов в глубине помещений. Высота установки воздушной завесы в качестве отопительного прибора может значительно превышать рекомендованную в том случае, если ее нисходящий воздушный поток распространяется вдоль плоской поверхности, например, стены помещения.

Выбор тепловой завесы

Входя в торговый центр, офис или больницу, мы часто можем ощутить на себе мощный, направленный поток теплого воздуха. Многие полагают, что это – обогреватель, но это не совсем так. Такие устройства называются Тепловыми завесами.

Тепловая завеса – это прибор, основная цель которого препятствовать проникновению воздушных масс через проемы (дверные, оконные и т.п.) с улицы внутрь помещения, и наоборот.

Ситуации, в которых возможно применение тепловых завес:

• Поток воздуха, создаваемый прибором, не пропускает холодные воздушные массы внутрь помещения, а теплому внутреннему воздуху уходить из помещения. Для этого применяется нагретый воздух, который также выполняет вспомогательную роль в обогреве помещения.
• Обратная ситуация – в жару, воздушный поток генерируемый завесой, препятствует проникновению теплого воздуха в помещение. Ввиду того, что холодный воздух имеет большую плотность, эффективность в таком режиме несколько меньше чем в предыдущем.
• Так же возможно использовать воздушный поток в качестве своеобразного «фильтра» – он не позволяет уличному воздуху, содержащему в себе пыль, выхлопные газы и т.д. проникать в помещение.

По источнику получения тепловой энергии различают:

• Электрические;
• Водяные;
• Газовые тепловые завесы.

Водяные и газовые завесы, в силу некоторой специфики, в большинстве своем используются в производственных помещениях. Электрические приборы получили огромное распространение, и используются в различных помещениях. Рассмотрим, что же они представляют из себя.

По внешнему виду, завесу можно спутать с внутренним блоком сплит-системы кондиционирования воздуха. Она состоит из нагревательного элемента и вентилятора турбинного типа. Корпус устройства, в верхней части имеет перфорацию для забора воздуха из помещения, не редко с фильтром грубой очистки. В нижней части располагаются жалюзи, которые используются для направления потока воздуха на выходе. Так же на корпусе устройства могут располагаться органы управления – включения и отключения вентилятора и нагревательных элементов, их мощностью и/или скоростью.

Разновидности электрических тепловых завес

Устройства можно классифицировать по различным признакам.

По ориентации относительно проема:

— для горизонтальной установки;

— для вертикальной установки.

Классическая установка подразумевает горизонтальный монтаж завесы над проемом. Если невозможно установить прибор, таким образом, то в таких случаях существуют модели, устанавливаемые вертикально с одной, или обоих (в зависимости от ширины) сторон проема. Многие модели могут устанавливаться и горизонтально и вертикально, в зависимости от необходимости.

По типу установки:

Стандартная установка осуществляется навесным монтажом на стену или пол (в случае вертикальной установки). Но так же существуют тепловые завесы встраиваемые, например, в подвесной потолок. Актуально когда расстояние от верха проема до потолка не позволяет установить стандартный прибор, или такая установка нежелательна ввиду иных причин.

По типу нагревательного элемента:

ТЭН — трубчатый элемент с нитью накала из нихрома, помещенной в стальной колбе с кварцевым наполнителем, на котором иногда уставливают алюминиевые ребра для увеличения полезной площади. К достоинствам можно отнести большие диапазоны мощностей ТЭНов, более интенсивная передача тепла воздуху (за счет большой площади ребер), достижение больших температур чем у СТИТЧ. Приборы с такими нагревателями могут иметь защиту IP24, что увеличивает возможности установки приборов с такими элементами. Из недостатков можно отметить потрескивание при работе из-за разного температурного расширения стали и алюминия, сильная зависимости эффективности от качества сопряжение стальной рубки и ребер. Так же большие габариты нагревательного элемента создают сопротивление воздушному потоку, уменьшая воздушный канал, и более медленный нагрев. Более высокая цена.

СТИЧ – также называемые игольчатыми или ленточными нагревательными элементами – представляет из себя тонкую пластину (ленту) из диэлектрика, густо пронизанную нихромовой нитью таким образом, что с обеих сторон образованы петли. К плюсам СТИТЧей относятся практически моментальный нагрев и остывание, дешевизна производства, не препятствуют прохождению потока воздуха и тем самым снижают шумность прибора. Из минусов отмечается мощность до 9кВт, не подходят для влажных помещений, небольшая площадь теплообмена.

По типу защиты от проникновения воздушных масс:

Смесительные завесы не защищают на 100% от проникновения внешнего воздуха в помещение. Вместо этого, они смешивают нагреваемый ими воздух с холодным наружным. Для обеспечения итоговой температуры воздуха близкой к температуре внутри помещения, требуются мощные нагревательные элементы, что негативно сказывается на энергопотреблении.

Шибериющие приборы за счет высокой скорости работы вентилятора, создают мощный воздушный поток, препятствующий проникновению наружного воздуха.

По числу создаваемых воздушных потоков:

Двухпоточные завесы, в отличии от однопоточных, создают 2 воздушных потока: более близкий к проему использует воздух из помещения без нагрева, а дальний проходит через нагревательный элемент. Таким образом, достигается большая эффективность завесы, поскольку даже если ближний поток не перекрыл полностью прохождение холодного воздуха, то нагретый воздух второго потока выровняет его температуру с «комнатной». Несмотря на использование двух вентиляторов, потребление электрической энергии у данных аппаратов меньше чем у однопоточных, за счет большей тепловой эффективности.

Как выбрать оптимальную тепловую завесу

При выборе тепловой электрической завесы, необходимо пользоваться следующими основными правилами.

1. Размер завесы должен быть равен ширине (при горизонтальной) или высоте (при вертикальной установке) проема, либо быть немного больше. При несоблюдении данного правила воздушный поток от прибора, не сможет перекрыть проход наружного воздуха. Длина завес обычно не превышает 2 м, если ширина (высота) проема больше необходимо использовать несколько агрегатов смонтированных вплотную друг к другу.

2. Технические условия для установки прибора. В руководстве указываются необходимые условия для правильного монтажа завесы – например, обычно расстояние от завесы до потолка не менее 50 мм, для нормального забора воздуха, и не менее 100 мм от торца устройства до стены.

3. Производительность по воздуху, или объем перекачиваемого воздуха. К сожалению, простому обывателю данная информация мало чем поможет, данные величины в большей степени предназначены для специалистов осуществляющих расчет и подбор тепловых завес. Однако производители вкупе к численному выражению данной величины в м 3 , так же указывают высоту проема, на котором может использоваться прибор. Это значение справедливо при отсутствии ветра направленного в проем, или сквозняка. Также может указываться скорость воздушного потока на различном расстоянии от завесы. Принято считать, что для эффективной работы скорость потока воздуха у пола должна быть больше 2,5 м/с.

4. Максимальная потребляемая мощность. Указывает, какое количество электроэнергии используется прибором во время работы. Необходимо для определения требований к проводке, при подключении прибора. Маломощные модели подключаются в розетку, более мощные напрямую в электрический щиток. Потребляемая мощность напрямую связана со следующим параметром.

5. Тепловая мощность. Поскольку назначение тепловой завесы не нагреть воздух в помещении, а предотвратить попадание холодного воздуха, то это значение не играет первостепенной роли при выборе. Но если вы хотите, использовать ваше устройство для непосредственного обогрева помещения, то принято считать, что на 10 м 2 необходимо 1 кВт мощности, при высоте потолков не выше 3 метров.

6. Наличие дополнительных функций (об этом ниже).

Дополнительные функции

— Наличие пульта управления. Органы управления завесой могут располагаться как на самом устройстве, так и на отдельном пульте, который можно разместить в удобном месте. Обычно он позволяет установить температуру нагрева воздуха, выбрать режим работы вентилятора и/или нагревательного элемента, а так же включить или выключить завесу. Управление только на приборе менее удобно и, в большинстве случаев, менее функционально поскольку позволяет только управлять включением прибора и изменить мощность нагрева.

— Режим без нагрева. Используется в летнее время для предотвращения проникновения горячего воздуха в помещение, и/или пыли, газов, летающих насекомых.

— Отключение при перегреве. Биметаллическое реле отключает прибор, если температура нагревательного элемента превысит безопасное значение.

— Фильтры для воздуха. Использование различных элементов фильтрации проходящего через завесу воздуха увеличивает стоимость устройства, но положительно сказывается на качестве воздуха в помещении.

Тепловая завеса для стандартной двери (80*200) и горизонтальной установки обойдется вам в сумму до 7000 рублей.

Двери в супермаркетах и подобных заведениях перекроют модели стоимостью до 17000 рублей.

Для гаражных ворот потребуются мощные устройства стоимостью вплоть до 22500 рублей. Для эффективного отсекания внешнего воздуха, обычно требуется 2 завесы.