Воздушное отопление совмещенное с приточной вентиляцией

Системы воздушного отопления работают по принципу рециркуляции воздуха в доме, нагревая или охлаждая помещения до заданной температуры. При этом в качестве теплоносителя используется сам циркулирующий воздух. В современных домах, построенных по энергосберегающим технологиям, помимо контроля температуры, необходимо обязательно регулировать качество воздуха, а именно содержание углекислого газа (почему это жизненно важно см. стать про СО2).Другими словами, необходима эффективная вентиляция, которая предусматривает, обычно, приточную установку с фильтром и нагревателем приточного воздуха, с вентилятором и системой подающих воздуховодов. В системе воздушного отопления подающие воздуховоды уже есть.Можно ли их использовать для вентиляции? Можно и нужно! Более того, можно с успехом использовать для вентиляции уже имеющиеся в системе воздушного отопления системный фильтр, вентилятор и нагреватель воздуха! Просто надо подмешать свежий уличный воздух к воздуху, забираемому из помещений дома, как это показано на Рис.1.

Смесь воздуха из помещений и свежего приточного воздуха очистится в фильтре от механических включений, подогревается на нагревателе (или охлаждается внутренним блоком кондиционера) и с помощью вентилятора подаётся в помещения дома посредством подающих воздуховодов. Использованный воздух(с повышенным содержанием СО2) забирается из помещений с помощью возвратных воздуховодов, к нему подмешивается свежий воздух и так по кругу… Но, для того чтобы подмешать определённое количество свежего воздуха в дом надо такое же количество использованного воздуха удалить из него. Делается это через санузлы и технические помещения. Туда воздух подаётся, но оттуда не забирается, а удаляется через вытяжку.Также, по понятным, причинам, удаляется наружу воздух из кухонной вытяжки.Для регулирования количества поступающего с улицы воздуха устанавливается механическая заслонка или заслонка с приводом.Механическая заслонка самый простой и дешевый способ регулирования количества приточного воздуха, но ей не получится управлять удаленно или автоматически.

Заслонка с электрическим приводомможет управляться с помощью контроллера углекислого газа (Фото1)

При такой конфигурации уличный воздух будет поступать в помещение только тогда, когда это необходимо, что позволит значительно экономить на вентиляции помещений в те часы, когда в доме никого нет.

Можно поступить и проще:контроллер СО2, включается в цепь управления вентилятором системы воздушного отопления. Дело в том, что подмес свежего воздуха в дом происходит только тогда, когда система воздушного отопления работает в рабочем режиме (нагрев или охлаждение) и системный вентилятор работает на рабочих оборотах, осуществляя механическую подвижку воздуха в доме. При достижении на системном термостате установленной температуры, рабочий режим нагрева (охлаждения) выключается, вентилятор останавливается и, соответственно, останавливается и приток свежего воздуха в дом. Если же контроллер СО2 показывает, что уровень углекислого газа превышает установленное на нем значение, то системный вентилятор включается контроллеромавтономно на обороты рабочего режима (без нагрева или охлаждения), поддерживая таким образом приток свежего воздуха до снижения концентрации СО2. Это, так называемый, режим «Проветривания».

Уникальной особенностью оборудования «АТМ Климат» является режим «Фоновая вентиляция», которого нет в оборудовании других производителей. Этот режим аналогичен режиму «Проветривание», но позволяет устанавливать небольшую (фоновую) скорость вентилятора специально для этого режима. Это даёт возможность сохранить приток свежего воздуха в небольших количествах при практически незаметной подвижке воздуха в системе, что способно поддерживать постоянное ощущение свежести воздуха в доме. Кстати, и этот режим можно включать или выключать контроллером СО2 для экономии энергоресурсов.

Максимальный объем поступаемого воздуха с улицы в систему зависит от сечения приточного воздуховода и вытяжной трубы.

Надо помнить, что удаляемый из дома вытяжной воздух уносит с собой и значительное количество тепла (или холода при использовании кондиционера). Для сохранения этого тепла (холода) с успехом можно воспользоваться приточно-вытяжной установкой с встроенным рекуператором. Рекуператор – это, как правило, пластинчатый теплообменник в котором происходит передача тепла (холода) от одного потока воздуха к другому. Типичная схема установки рекуператора показана на Рис.2.Как видно из схемы в рекуператоре происходит нагрев (охлаждение) приточного воздуха за счет вытяжного воздуха.

Этот вариант рационально использовать при отоплении дорогими теплоносителями (электричество, дизельное топливо и т. д.), так как рекуператор может значительно снижать затраты на нагрев (охлаждение) приточного воздуха (рекуперация до 80% в зависимости от модели и производителя установки).

Выводы: Вентиляция встраивается в систему воздушного отопления наиболее просто и органично. При этом, в самом простом случае, не требуется дополнительного оборудования и прокладки специальных подающих воздуховодов. К тому же, часто система вентиляции на дом стоит примерно столько же, сколько стоит вся система воздушного отопления с функцией вентиляции!

Воздушное отопление частного дома. Аргументы «за» и «против»

Представьте, что вы находитесь на стадии проектирование собственного дома. Учитывая тематику нашего портала, это несложно сделать. Один из важнейших вопросов, который вам предстоит изучить – это выбор отопительной системы. Традиционно, когда речь заходит о выборе индивидуальной системы отопления, будущие владельцы частных домов задумываются лишь о том, какой источник энергии будет для них наиболее предпочтительным и доступным. Что же касается самой системы, то тут все просто: котел, преобразующий энергию в тепло, система трубопроводов, заполненная теплоносителем и отопительные радиаторы или теплые полы. Такая система нам привычна и понятна.

Вместе с тем, жидкостные системы отопления далеко не единственный способ обогрева жилища. В последнее время особый интерес и много вопросов у застройщиков вызывает тема воздушного отопления дома, которое непременно упоминается в контексте современных инженерных систем. Почему именно современных? Просто потому, что воздушные системы отопления – это основной вид отопительных систем в Северной Америке. А маркетинг у нас работает очень предсказуемо: если американское, значит самое передовое, лучшее и современнее некуда. В действительности все несколько проще. По факту, воздушное отопление ничем не современнее традиционных для нашей страны жидкостных систем. Просто традиции у нас разные, и любую из систем можно реализовать как на простейшем уровне, так и с использованием последних достижений научно-технического прогресса.

Впрочем, вернемся к воздушному отоплению. Исторически системы воздушного отопления известны достаточно давно, и все они реализовывались по принципу передачи тепла от сгорания топлива непосредственно воздушным массам. В свое время огневоздушная система, называемая «русской системой», произвела небольшую революцию. Устройство отопления было такое: холодный воздух через воздухозаборную шахту подводился к установленной на первом или цокольном этаже печи, где, касаясь её раскалённой поверхности, нагревался. После по горизонтальным и вертикальным кирпичным распределительным каналам подводился в обогреваемые помещения. Оттуда через вытяжные каналы отдавший теплоту воздух выводился обратно в атмосферу. Циркуляция воздуха была естественной, за счёт разности плотностей горячих и холодных воздушных масс. Так что печь Ивана Бояринцева – это отнюдь не инновация, а своего рода один из вариантов реализации огневоздушной системы отопления.

Отечественный рынок сегодня представлен большим количеством моделей различных отопительных печей из металла, работающих по принципу естественной конвекции воздуха. При изрядной доле изобретательности с помощью таких печей можно собрать и принудительную систему воздушного отопления.

С определенной натяжкой обычный электрический «ветродуй», гоняющий через себя воздушные потоки, можно назвать локальным воздушным отоплением. Но в контексте современности наибольший интерес представляют автоматические климатические системы с использованием магистрального природного газа.

Комплектация системы

Воздушное отопление – это сложный инженерный комплекс, состоящий из множества компонентов, которые плотно взаимосвязаны между собой, выполняя при этом свои конкретные функции.

Газовый воздухонагреватель с теплообменником закрытого типа. То есть, нагреваемые воздушные массы непосредственно не контактируют с открытым пламенем. Коэффициент утилизации топлива у высокоэффективных воздухонагревателей более 94%. Обычно этот факт фигурирует в качестве преимуществ воздушной системы. Но данный показатель отнюдь не превосходит показатель эффективности привычных нам конденсационных газовых котлов.

Дополнительные элементы системы

1. Центральное кондиционирование дома. Воздушная система отопления позволяет реализовать функцию охлаждения воздуха путем установки центрального кондиционера. Внешний ККБ кондиционера устанавливается на улице, а внутренний монтируется непосредственно на выходе из воздухонагревателя.
2. Рекуператор. Монтаж данного устройства в систему не является обязательным. Однако, при организации воздушного отопления в прямоточной конфигурации или с частичной рециркуляцией, внешние воздушные потоки могут подвергаться рекуперации для экономии тепла. При этом, рекуператор в системах воздушного отопления является вторичным агрегатом, подключаемым к контроллеру СО.

Принцип действия и различные конфигурации.

Главной отличительной чертой воздушного отопления является наличие сети воздуховодов, по которой массы воздуха подаются в комнаты и возвращаются обратно. Воздух доводится до необходимой температуры в контуре воздухонагревателя.

Далее нагретый воздух принудительно нагнетается в магистральный подающий воздуховод. Из магистрального воздуховода теплые воздушные массы распределяются по каналам, идущим к отапливаемым помещениям. Конкретное место выхода подающего канала в каждую комнату определяется на стадии проектирования. Так, в одноэтажных домах тёплый воздух направляют снизу, а сами каналы монтируются в полу, либо в стене непосредственно над полом, а обратка организуется под потолком. В двухуровневых коттеджах сеть воздуховодов проще всего разместить внутри межэтажного перекрытия, либо по потолку первого этажа. В этом случае подача теплого воздуха на первый этаж производится с потолка, а на второй – с пола или из внутренних стен над полом. Обратка первого этажа собирается на уровне пола, где массы наиболее холодные, а на втором этаже – у потолка, где накапливается излишне нагретый воздух.

Забор воздуха из помещений осуществляется по системе обратных воздуховодов. Воздух проходит через систему фильтрации, увлажняется и поступает обратно в воздухонагреватель, где происходит его догрев или охлаждение, таким образом обеспечивается его циркуляция.

Различают несколько конфигураций воздушных систем отопления исходя из качества подаваемого воздуха:

— 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;

— Системы с частичной рециркуляцией. Наиболее распространенный вид современных систем воздушного отопления. В них нагревается и подается смесь из наружного и рециркулируемого воздуха. При этом дозирование рециркулируемого и внешнего воздуха осуществляется исходя из расчетов вентиляционной системы.

Таким образом, правильно рассчитанная и собранная система воздушного отопления, оснащенная автоматикой, по сути своей представляет полноценную климатическую установку, обеспечивающую не только обогрев, но и кондиционирование, и подготовку воздуха (вентиляция, увлажнение) в жилых помещениях.

Проектирование и монтаж

Одной из главных причин малого распространения воздушных систем отопления является необходимость привлечения профессионалов к их проектированию и монтажу. Справедливости ради стоит отметить, что на нашем форуме есть тема, подробно описывающая самостоятельную установку воздушного отопления с использованием природного газа. В теме приводиться ряд небесспорных, но вполне логичных доводов и советов по упрощению и удешевлению воздушных систем. Но все же классический вариант предполагает большое количество профессиональных расчетов непосредственно под каждый проект, поскольку каждая такая система является штучным продуктом.

Чтобы воздушное отопление дома функционировало без сбоев и было экономичным необходимо провести следующие расчеты:

Расчет теплопотерь будущего дома. Они выполняются для каждого помещения и учитывают материал ограждающих конструкций, в том числе окон и дверей.

Расчет теплопотерь на вентиляцию зависит от количества постоянно проживающих людей, для обеспечения людей свежим воздухом.

Расположение основных элементов системы в проекте инженерных систем. Большое внимание здесь уделяется сети воздуховодов, учитывая их немалые габариты и протяженность. Воздушные магистрали должны согласовываться не только с другими инженерными сетями, но и с интерьером дома. Их необходимо учитывать при планировании высоты потолков.

Подбор оборудования исходя из расчетных параметров системы. Сюда относятся: выбор воздухонагревателя соответствующей мощности, подбор кондиционера, увлажнителя, системы фильтров и, при необходимости рекуператора.

Проект должен включать расчет всех компонентов системы, объема и стоимости материалов и расходников. Можно ли сделать его самостоятельно? Пожалуй да, но придется освоить немало дисциплин по специальности «Теплоснабжение и вентиляция».

Монтаж системы подразделяется на несколько этапов:

1. Подготовительный этап. При его производстве выполняются необходимые технологические отверстия в перекрытиях и стенах в местах, где будут проходить магистральные воздуховоды. Количество данных отверстий, их сечение и точное место расположения определяются еще на стадии проектирования, а сам комплекс работ лучше всего производить в момент строительство дома, делая в необходимых местах закладные.
2. Монтаж воздуховодов. Воздуховоды и соединительные элементы изготавливаются из оцинкованной стали и должны иметь сечение, соответствующее проектным расчетам. Обязательным этапом монтажа является утепление и звукоизоляция воздуховодов, а также герметизация мест соединения алюминиевым скотчем. Соединенные и утепленные магистрали должны быть надежно зафиксированы к несущим конструкциям дома.

Преимущества и недостатки воздушных систем отопления

Для того, чтобы говорить о преимуществах и недостатках воздушного отопления ,нужно быть, как минимум, пользователем подобной системы, причем на протяжении довольно длительного времени. Но если проанализировать различные отзывы, то можно выделить следующие преимущества, не требующие дискуссии:

— Универсальность. Воздушное отопление частного дома обеспечивает не только нагрев или охлаждение, но еще и вентиляцию, очистку и увлажнение воздуха, по сути являясь климатической системой для создания оптимального микроклимата в здании.

— Повышенная надежность. Система практически не выходит из строя, нуждается в более редком обслуживании. За счет отсутствия жидкости отсутствует риск образования воздушных пробок или утечки теплоносителя. Такая система отопления может полностью отключаться в доме сезонного проживания, а при необходимости запускаться даже в сильный «минус» быстро доводя жилье до комфортной температуры.

— Долговечность. При условии правильного монтажа воздушная система отопления способна работать в течение нескольких десятилетий без капитального ремонта.

Такие факторы как: более дешевая стоимость, повышенная энергоэффективность и более удобная эксплуатация, которые нередко приписывают воздушным системам отопления, будем считать дискуссионными.

К очевидным недостаткам воздушных систем относятся:

— Необходимость проектировать систему заранее. Что в этом плохого? Дело в том, что сегодня большинство возводимых у нас частных домов редко имеют полноценный проект. Это и довольно дорого, и зачастую ненужно. Как следствие, грамотно увязать воздушную систему с остальными инженерными коммуникациями и интерьером достаточно проблематично.

— Большая площадь поперченного сечения воздухопроводов требует увеличивать высоту потолков или толщину стен.

— Повышенный шум из-за постоянно работающих вентиляторов, с которым приходится бороться.

В целом можно признать, что при правильной организации и профессиональном исполнении воздушная система отопления, да и еще и при наличии магистрального природного газа, является достаточно практичным и технологичным решением.