Воздушное отопление жилых домов.

статьи о воздушном отоплении подготовлены на базе статей Егорова С.Н.

Воздушное отопление в жилых домах. Отопительные приборы.

Практически во всех системах отопления теплота, выработанная теплогенератором, передаётся потребителю воздухом. Даже в системе водяного отопления вода выступает лишь в качестве промежуточного теплоносителя, а окончательное распределение тепла от радиаторов всё равно остаётся за воздухом. Исключением являются только отопительные приборы, от которых тепло передаётся излучением, — открытые камины, инфракрасные излучатели и т.д. Но они играют ограниченную роль в отоплении жилых домов в нашей стране.

Воздух нагревается на теплоотдающих поверхностях (поверхности тех же радиаторов водяного отопления, электрических нагревателей конвективного типа, «зеркал» печей и т. д.) и поступает в отапливаемое помещение, где остывает, отдавая тепло стенам, потолкам, предметам мебели. После этого воздух снова должен нагреться. Такой круговорот воздуха может происходить под действием естественных сил (тёплый воздух легче и поэтому поднимается вверх) или принудительно — за счёт вентилятора. В соответствии с этим в дальнейшем мы будем использовать термины конвекционное отопление для систем с естественной циркуляцией воздуха и воздушное отопление (ВО) для систем с принудительной циркуляцией воздуха.

Такое определение ВО не является общепринятым. Часто систему отопления называют воздушной, если есть система воздуховодов для раздачи нагретого воздуха от теплогенератора (без вентилятора). Под такое определение подпадают тогда и дровяные печи типа «Булерьян» и «Профессор Бутаков»,посколькуунихесть возможность для подсоединения воздуховодов и раздачи тёплого воздуха по другим помещениям за счёт конвекции.

Если исходить из наших определений, то эти печи следует отнести к системам конвекционного типа.

Системы ВО можно разделить на два вида — канальные и локальные. Для канальных систем требуется система воздуховодов, как подающих, так и возвратных. Для локальных систем воздуховоды, как правило, не нужны. Простейшие локальные системы ВО — это тепловентиляторы и тепловые пушки.

Общая характеристика. Система ВО в полной комплектации состоит из генератора тепла, теплообменника, вентилятора, воздушного фильтра и системы воздуховодов. Генератор тепла тесным образом связан с теплообменником. Теплообменники можно разделить на два вида: прямого нагрева и косвенного нагрева, В последних между генератором тепла и теплообменником циркулирует промежуточный теплоноситель, например, вода или антифриз. В теплообменниках прямого нагрева топливо сгорает в самом теплообменнике, или же используются ТЭНы или спиральные электронагреватели.

Промышленно производимые теплообменники прямого нагрева систем ВО работают на газе (природном или сжиженном), дизельном топливе или электричестве. Эти воздухонагреватели изначально комплектуются вентиляторами соответствующей мощности.

Наиболее распространённые в России воздухонагреватели прямого нагрева — это газовые воздухонагреватели компании Goodman (США), атакже газовые и дизельные компании Lennox (США). Все они относятся к классу низкоскоростных систем (чем ниже скорость движения воздуха, тем ниже уровень шума системы).

Как отмечалось ранее, на твердотопливных печах типа «Булерьян» и «Профессор Бутаков», которые относятся кте-плообменникам прямого нагрева, можно создать систему ВО, добавив к системе подающих воздуховодов систему возвратных воздуховодов с вентилятором и воздушным фильтром. Задача эта вполне выполнима, хотя и потребует изрядной изобретательности.

— Котел рабтающий на любом виде топлива может быть размещён вне отапливаемого здания;

— один котёл может использоваться и для отопления, и для нагрева воды системы горячего водоснабжения (ГВС);

—  для нескольких домов (основной, гостевой, баня) можно иметь один отопительный котёл (или два, подключённых параллельно для надёжности);

—   наличие промежуточного теплоносителя позволяет сделать комбинированную систему отопления: те помещения, которые имеют специфические свойства воздуха (гараж, баня, конюшня и т.п.), отапливаются конвекционной системой отопления (батареями водяного отопления), а жилая зона — системой воздушного отопления.

Плюсы и минусы. Системы ВО относительно мало распространены в жилом секторе нашей страны, и на них до сих пор смотрят как на экзотику. Как правило, система ВО требует проведения пускона-

Система воздуховодов подводит тепло от воздухонагревателя ко всем помещениям дома.

Для тех, кто всё же решит заняться конструированием самодельного воздушного отопления, хочу сообщить, что бытовые вентиляторы, которые продаются на рынках, как правило, не предназначены для прокачки воздуха по воздуховодам. Они не способны создать давление, необходимое для системы ВО. А если и способны, то имеют недопустимо высокие шумовые характеристики, В гараже их использовать можно, а в спальне — нет.

— Системы могут работать с любым водяным отопительным котлом.

ладочных работ по воздуху и по системе автоматики, которые могут сделать только подготовленные специалисты, имеющие соответствующие приборы и инструменты. Ошибки при проектировании системы и её монтаже могут привести к повышенному уровню шума в помещениях, дисбалансу подачи воздуха по помещениям и, как следствие — дисбалансу по температуре.

Воздуховоды, кроме того, занимают определённый объём, и поэтому очень важно, чтобы это было учтено на этапе проектирования дома. При грамотном подходе практически все воздуховоды удаётся спрятать так, что полезный объём дома почти не уменьшается.

При проектировании системы воздуховодов важно иметь дизайн-проект расстановки мебели и бытового оборудования. Крайне нежелательно, чтобы подающие вентиляционные решётки находились в зоне долговременного пребывания людей.

Система ВО — электрозависима, поэтому в доме желательно иметь систему резервного электроснабжения и систему резервного отопления (к примеру — камин промышленного изготовления).

Всё вышеперечисленное можно отнести к минусам системы ВО. Но есть у неё и неоспоримые преимущества по сравнению с конвекционными.

Главным преимуществом этой системы является возможность совмещения отопления и вентиляции. Нужно сказать, что необходимость устройства вентиляции в наших домах, построенных по энергосберегающим технологиям и оснащённых современными герметичными окнами и дверями, всё больше и больше осознаётся застройщиками. Отсутствие нормальной приточно-вытяжной вентиляции может привести к накоплению влаги в стенах и появлению плесени. Авоздушная система, выполняющая сразу функции отопления и вентиляции, обойдётся дешевле, чем две специализированные системы.

Фильтры системы отопления

В системе ВО обязательно устанавливают фильтры. Они бывают нескольких типов: обычный механический, который удаляет частицы пыли до 0,3 мкм; электронный фильтр — удаляет частицы пыли размером до 0,01 мкм; угольный фильтр — удаляет неприятные запахи. Через электронный фильтр, к примеру, не проходят пыльца растений и табачный дым, а обслуживание его сводится к периодической промывке под струёй воды.

В системе возвратных воздуховодов в простейшем случае предусматривается рукав, забирающий воздух с улицы и подмешивающий его к внутреннему воздуху. Эта смесь воздуха, пройдя через фильтр и теплообменник, нагревается и равномерно распределяется

по всем помещениям. Проблема открытых форточек и сквозняков при этом снимается. Форточки просто не открывают, а в доме создается небольшое избыточное давление, что препятствует проникновению в помещения «забортного» воздуха и создаёт условия для лучшей вентиляции «грязных» помещений.

При работе ВО на нижнем этаже дома основная часть воздуха забирается снизу, а на верхнем этаже — с потолка. Тем самым обеспечивается выравнивание температуры воздуха по всему объёму отапливаемых помещений.

В систему воздуховодов, кроме того, могут быть установлены канальный увлажнитель воздуха, обеспечивающий контролируемую влажность в доме, и кондиционер, который поддержит комфортную температуру в жаркие месяцы. Можно установить и ультрафиолетовый стерилизатор воздуха, который включается для профилактики инфекционных заболеваний или в случае, если кто-то из домашних недомогает.

Цена вопроса. Возникает вопрос, не является ли ВО слишком дорогим удовольствием?

Попробуем сравнить разные системы отопления по затратам. Для корректности будем учитывать два параметра: начальные затраты и эксплуатационные расходы.

Предположим, что разные системы отопления работают на электричестве, поскольку сравнивать варианты логично при использовании одного вида топлива.

Если в доме установить китайские недорогие тепловентиляторы, то начальные затраты составят 300-400 руб. на 1 кВт те-плопотерь дома. Если поставим французские конвекторы, то эти затраты составят 4-5 тыс. руб. на 1 кВт теплопотерь дома.

Для водяного отопления с не самым дорогим газовым или дизельным котлом первоначальные затраты составят -18 тыс. руб. на 1 кВт теплопотерь. (Это справедливо для домов площадью около 200 м2. Более точно стоимость водяного отопления можно узнать в местной инженерной компании.) В эту стоимость, конечно же, не входят расходы, связанные с подведением газа к дому или устройство хранилища для дизельного топлива. Если использовать котёл на пеллетах (цилиндрики из прессованных опилок) или биотопливный котёл, то затраты возрастут.

Для ВО на базе воздухонагревателя «АНТАРЕС-Комфорт» с воздушным электронным фильтром и системой приточной вентиляции с тем же самым водяным котлом первоначальные затраты составят -20-21 тыс. руб. на 1 кВт теплопотерь. Эти результаты справедливы для домов площадью 160-220 м2.

Эксплуатационные расходы (для Московского региона) на 1 кВт теплопотерь за отопительный сезон (214 дней) составят:

3 руб./кВтч х 24 ч х 214/2,04 = 7704 руб.,

где 2,04 — коэффициент усреднения теплопотерь по отопительному сезону для Московского региона;

3 руб./кВТ'Ч — примерная стоимость кВт-ч в Московском регионе (без учёта ночного тарифа).

Дополнительными, с точки зрения электропотребления, в системе ВО по сравнению с водяным отоплением являются вентилятор воздухонагревателя и электронный фильтр. Вентилятор имеет мощность не более 10 Вт на 1 кВт теплопотерь, а электронный фильтр примерно 2 Вт. За отопительный сезон получаем;

(3x0,01x24x214/2,04) + (3x0,002x24x214) = 105 руб.

Водяной котёл за отопительный сезон потребляет электроэнергии примерно столько же.

Нетрудно подсчитать, что батареи водяного отопления, расположенные на внешних стенах, увеличивают теплопотери дома примерно на 3-4 Вт, или 15-20 кВт-ч за отопительный сезон (на 1 кВт теплопотерь).

Как отмечалось ранее, ВО перемешивает воздух и тем самым выравнивает тем-

способе отопления этот вопрос решается обычно с помощью открытых форточек. Сколько к нам придёт свежего воздуха — неизвестно, но уж никак не меньше, чем нужно, Поэтому при конвекционном способе отопления мы должны учитывать ещё и приток «несанкционированного» воздуха и, соответственно,

пературу по всему объёму отапливаемой дополнительные затраты (примерно

зоны, а вот из-за градиента температур при водяном отоплении (около 1,1°С на 1 м по высоте) среднюю температуру в доме придётся поддерживать примерно на 1,5°С выше. А это тянет за собой 30 Вт, или 154 кВт-ч за отопительный сезон.

Если перевести на стоимость электричества, то это 500 руб. за отопительный сезон на 1 кВт теплопотерь.

Таким образом ВО на электрическом нагревателе имеет эксплуатационные затраты -7,8 тыс. руб. за отопительный сезон на 1 кВт теплопотерь, в то время как отопление на электроконвекторах — 8,2 тыс. руб., а водяное отопление на электрическом котле — 8,3 тыс. руб. за отопительный сезон. (В этих подсчётах стоимость кВт-ч принята 3 рубля и не учтена возможность двухтарифных планов оплаты.)

Рис. 3. Схема размещения системы воздушного отопления: 1 — теплообменник; 2 — подающие воздуховоды; 3 — возвратные воздуховоды; 4 — забор свежего воздуха; 5—рекуператор; 6 —дымоход.

Мы пока не затронули вопрос приточной вентиляции.

Система даёт возможность регулировать объём приточного воздуха и тем самым убрать эти дополнительные затраты.

Конечно, при конвекционном отоплении можно поставить приточно-вытяжную установку с рекуператором и обеспечить контролируемый воздухообмен. Но стоимость правильной установки системы воздуховодов в пересчёте на 1 кВт теплопотерь составит примерно 6-9 тыс. рублей. И плюс к этому приточно-вытяжная установка с рекуператором имеет два вентилятора, работающих от электричества, и два фильтра, которые необходимо периодически чистить и изредка менять.

Подводя итоги, отметим следующее. Начальные затраты на создание ВО являются наиболее высокими в сравнении с другими системами отопления, но благодаря тому, что оно имеет самые низкие эксплуатационные расходы при одинаковом энергоносителе, ВО оказывается более выгодным при длительной эксплуатации.

Если сравнить ВО с водяным отоплением, можно сказать, что не позднее чем через 7 лет дополнительные затраты на установку системы ВО окупятся, а дальнейшая её эксплуатация будет давать реальную экономию.