Система воздушного отопления частного дома

Изобилие различных технических разработок в смежных областях приводит к постепенному появлению многофункциональных устройств. Например, так когда-то создали швейцарский нож с многочисленными нужными инструментами или, сравнительно недавно, мобильный телефон, который еще и фотокамера, фонарик, калькулятор и т.д. Комплексного решая задачи обеспечения комфортной атмосферы в наших домах, инженеры пошли тем же путем – создания универсальных климатических установок. Т.е. таких устройств, которые могут обогревать, охлаждать, очищать, увлажнять воздух, дозируя и распределяя его по помещениям.

Из древности до наших дней

Несмотря на сложность устройства домового климатконтроля, в его основе лежит довольно древний способ воздушного отопления, известный еще со времен Римской империи. Уже тогда в некоторые общественные здания или в дома зажиточных людей при строительстве закладывали гипокаусты – совокупность стеновых и подпольных каналов, совмещенных с подвальной топочной. Здания обогревались, протекающими в строительных конструкциях тепловыми потоками от сгорающего твердого топлива.

Современные «аналоги» гипокаустов используют похожий принцип, при котором воздух, с заданными климатическими параметрами, посредством подающих и возвратных коробов циркулирует между тепловым узлом и помещениями, частично дополняясь за счет внешнего (уличного) обновления. Рециркуляционная схема движения потоков позволяет извлекать из работы оборудования максиму пользы, ведь подмешивание свежего воздуха осуществляется ровно в том количестве, какое необходимо человеку с точки зрения его физиологии, а значит, энергия на вентилирование не расходуется понапрасну.

Воздушное отопление в «разрезе»

Рассмотрим ближе составляющие воздушно-отопительной системы с климатконтролем, её функционирование. Основными элементами являются:

• нагреватель воздуха, совмещенный с теплогенератором;
• блоки улучшения параметров климата;
• транспортная система воздуховодов;
• каналы для забора свежего уличного воздуха и вентилирования;
• рекуператор;
• автоматика и регулирующие устройства.

Процесс создания комфортной атмосферы в доме протекает следующим образом:

1. Начинается он в комбинированном тепловом узле, где устанавливается теплогенератор, а также все основное климатическое оборудование. Исключение составляет только компрессорный блок кондиционера, который выносится за пределы здания. В тепловой узел воздушные массы попадают по возвратному воздуховоду, предварительно пройдя очистку от пыли (электростатическая очистка) и запахов (угольная фильтрация). Движение потока инициируется мощным вентилятором с высоким напором.

   Затем, в климатической установке протекает этап подогрева воздуха во встроенном теплообменнике, который соединён с теплогенератором, либо с помощью электрических нагревателей. В летнее время, напротив, актуально охлаждение воздушных масс, поэтому в работу включается канальный испаритель, соединенный с фасадным компрессорным блоком.

   В итоге, простейшая система воздушного отопления, дополняясь вспомогательными блоками, способна регулировать микроклимат по любым параметрам. Они удобны тем, что могут инсталлироваться как на этапе монтажа основного оборудования, так и на работающую систему. Например, увлажнитель уже подогретый поток доводит до 40-60% влажности, обеззараживатель при помощи УФ облучения снижает в нем концентрацию микроорганизмов, ионизатор одновременно помогает улучшать биопараметры и физиологические свойства воздуха, а также устранять запахи.

2. Воздух, доведенный программой управления в теплоклиматическом узле до заданных значений, нуждается в грамотном распределении, доставке в соответствующие помещения, а затем, в возврате (рециркуляции) обратно для повторения цикла. Эта функция возложена на транспортную систему, состоящую из основных магистрального и обратного каналов, а также разводящих и отводящих веток.

   Основные подающий и рециркуляционный (обратный) каналы обычно изготавливают из жестких воздуховодов: круглых или прямоугольных коробов. Они имеют наибольшее сечение, что несколько затрудняет их инсталляцию в строительные конструкции. При этом прямоугольные каналы лучше справляются с подобной задачей, но обладают большим аэродинамическим сопротивлением, чем гладкие круглые.

   С точки зрения аэродинамики наибольшее сопротивление имеют гибкие рукава, но они значительно облегчают монтажные мероприятия, поэтому их, комбинируя с плоскими воздуховодами, используют для разветвления подачи и рециркуляции. В помещениях выходы и входы каналов закрываются регулируемыми решетками либо анемостатами.

3. Не менее важным, во всем тепловом цикле, является этап обновления воздушных потоков и сброс отработанных. В этой стадии процесса в наиболее продвинутых системах, для значительного сокращения теплопотерь, задействуются рекуператоры. Они позволяют осуществлять энергетический обмен между подмешиваемым уличным воздухом и уходящим через каналы вентиляции наружу. В результате, входящие потоки предварительно подогреваются, а затем уже поступают на обработку в тепловой узел. Отработанный воздух удаляется из дома через хозяйственные помещения, в том числе через санузлы.
4. За всеми процессами следит комплексная автоматика, которая, принимая сигналы с датчиков в помещениях и воздуховодах, дает задание на работу климатического оборудования, а также управляет дроссельными заслонками, распределяющими потоки в соответствие с заданными программами.

Все «за» и «против» воздушного отопления

Чтобы сделать для себя выводы об эффективности воздушного отопления, для наглядности можно выделить его наиболее значимые особенности. Из них, как преимущества:

1. Высокий КПД системы – до 96%.
2. Равномерное распределения температуры, доставка тепла именно в те точки помещений, где оно востребовано в первую очередь.
3. Оптимальные микроклиматические и санитарные параметры (при использовании полного комплекта оборудования): температурные, влажностные, по содержанию пыли и патогенной микрофлоры. Обеспечивается движение воздуха со скоростью 0,15-0,25 м/с, которое не создаёт ощущение духоты и сквозняков.
4. В здании отсутствуют инженерные коммуникации с жидким теплоносителем или усиленная проводка для электрического обогрева, что значительно снижает вероятность аварий с протечками или рисков связанных с дополнительными кабельными линиями, рассчитанными на высокие токи - это пожароопасность, электроопасность, электромагнитное излучение.
5. В систему встраивается абсолютно любой тип теплогенератора под любой энергоноситель, от традиционных твердотопливных до инновационных устройств.

Очевидно, что преимуществ у воздушного отопления значительно больше, чем у традиционных систем. Поэтому, в случаях, когда строительство вашего дома только планируется, стоит всерьёз рассмотреть этот комфортный источник тепла и здоровой атмосферы.

Александр Ноземцев
Женщина и Город