Повітряне опалення

Повітряне опалення відоме у світі досить давно. Воно широко використовувалося у Радянському Союзі, а також у США, Франції та Великій Британії. Радянські підприємства так опалювали виробничі цехи, а в країнах Європи та Сполучених Штатах такий тип опалення застосовували навпаки, для створення та підтримки комфортної температури у невеликих приміщеннях та котеджах із загальною площею, що не перевищує 100 кв. метрів. В останні роки повітряне опалення переживає нову хвилю популярності, а сучасні технології зробили його більш ефективним, функціональним та економним.

Що таке повітряне опалення

Повітряне опалення – це вид опалювальної системи, в якій теплоносієм використовується звичайне повітря. Системи опалення повітрям бувають двох типів:

Гравітаційна система, або як її іноді називають природньою, заснована на природному циркуляційному процесі повітря всередині приміщення, яке відбувається завдяки різниці тиску при потоках повітря, що відрізняються між собою за температурою. За такої організації опалення тепле повітря, що надходить через вентиляційні повітропроводи, витісняє холодне в нижню частину приміщення, до розташованих там повітрозабірників. За економічністю гравітаційні системи не мають собі рівних, адже вони не потребують наявності електроенергії в приміщенні. На жаль, крихкий температурний баланс, необхідний для роботи природної системи опалення, дуже легко порушити – для цього досить невеликого протягу, що з’явився через відкрите вікно.

Припливна система опалення набагато ефективніша і не залежить від відкритих дверей та вікон. Основою припливної повітряної опалювальної системи є спеціальний нагрівач повітря, що працює разом із блоком транспортування повітря або просто вентилятором. Повітря подається в нагрівач через фільтри і вже нагріте надходить у приміщення по повітропроводах. У цій схемі немає «посередника» – теплоносія, оскільки нагрівається саме повітря. Нагрівальним елементом у такій системі може бути будь-який пристрій, але найчастіше застосовують електричні нагрівачі.

Повітря надходить у систему через спеціальну решітку, проходить через фільтри в теплообмінник, а потім потрапляє в камеру змішування, де до нього підмішується певна частина свіжого повітря з вулиці, для забезпечення одночасної вентиляції. Очищене та підігріте повітря подаються вентиляторами по системі повітропроводів до припливних решіток, встановлених у приміщеннях, і таким чином потрапляють до кімнат. Припливні решітки, як правило, встановлюють у місцях найбільших тепловтрат, тобто біля вікон та зовнішніх дверей. Робочий цикл системи постійно повторюється до тих пір, поки в приміщенні не буде зафіксовано певну температуру, а керування кліматом здійснюється через програмований термостат з налаштуваннями температури повітря та різних режимів.

Системи з рекуператорами повітря

Останнім часом з’явилися дуже ефективні системи, що поєднують функції опалення і вентиляції. До складу такої системи входить спеціальний апарат – рекуператор, завдання якого підігрівати повітря у вентиляційній системі. Рекуператор є пристроєм з безлічі металевих пластин або з багатолопатевим ротором, яке відбирає тепло у витяжного повітря і нагріває повітря, що надходить в приміщення.

Раніше основним недоліком рекуператорів був конденсат, що покривав пластини і перетворювався на лід. Волога утворювалася через різну температуру пластин, що працюють з вхідними та вихідними з приміщення повітряними потоками. Боротися з цим явищем доводилося за допомогою дренажної системи та клапана-байпасу, який відкривався при виникненні льоду та пропускав тепле повітря з приміщення через обмерзлі пластини.

Нещодавно з цією проблемою стали боротися більш ефективним способом – була створена нова технологія рекуперації тепла, яка дозволяє повернути вологу назад у приміщення. Це стало можливим завдяки створенню пластин для рекуператора із спеціальної целюлози, які вбирали вологу з витяжного повітря та передавали її на інший бік, де проходить потік, що надходить до приміщення. У такій системі більше не потрібний байпас для обведення повітря та дренажна система. Єдиним недоліком технології стала неможливість її застосування в особливо вологих приміщеннях, таких як басейни та виробничі приміщення з наявністю вологих технологічних процесів. За великої кількості вологи, що виходить із приміщення, целюлозні пластини швидко виходять з ладу, тому в таких місцях застосовують звичайні касетні рекуператори з металевими пластинами.

Теплові насоси

Повітряний тепловий насос – це спеціальний пристрій, призначений для вилучення тепла, прихованого в навколишньому середовищі. Основою такого теплового насоса є зовнішні, і підлогові або настінні, внутрішні блоки, які можуть випускатися в різному виконанні. Робота такого теплового насоса схожа на роботу холодильника або кондиціонера – фреон, нагрівання якого відбувається у зовнішньому блоці, подається у внутрішній, який нагріває повітря в приміщенні. Системи, що базуються на дії теплових насосів такого типу, можуть бути зональними або централізованими. Система зонального типу має внутрішні блоки, що відповідають за підтримання заданої температури, у різних кімнатах будівлі. Централізовані системи набагато складніші, складаються з повітропроводів для роздільної подачі теплого та прохолодного повітря та можуть обслуговувати велику будівлю з десятками приміщень.

Крім цього є так звані VRF системи. Абревіатура в назві пояснює принцип роботи обладнання, в якому можна змінювати кількість холодоагенту в залежності від необхідності продуктивності на тій чи іншій ділянці системи. Цей відносно новий тип систем із тепловим насосом складається з одного зовнішнього та кількох внутрішніх блоків, кожен з яких керується окремо. За допомогою таких установок можна підтримувати в кожному окремому приміщенні індивідуальний температурний режим. Ефективність VRF систем набагато вища за класичні, тому вони все частіше використовуються на різних об’єктах і витісняють звичайні системи.

Повітряні теплові завіси

Повітряні теплові завіси дещо відрізняються за принципом дії від інших систем повітряного опалення, але їх використання може бути ефективним у великих торгових, офісних або промислових приміщеннях. Вміле поєднання завіс з іншими видами опалення, дозволить підтримувати стабільну комфортну температуру в приміщенні і при цьому значно економить електроенергію.

Принцип роботи повітряних теплових завіс вкрай простий – з пристрою, розміщеного над входом у приміщення або збоку від нього, подається потік нагрітого повітря, який відсікає холодний потік, що надходить з вулиці. Розміщується пристрій уздовж або перпендикулярно до отвору дверей або воріт. Таке рішення дозволяє мінімізувати втрати тепла через відкриті отвори, що дає економію у витратах на опалення до 90%. Влітку така система з відключеним підігрівом може допомогти затримати в обсязі приміщення прохолодне повітря, що кондиціонує. Крім цього, завіси допомагають запобігти попаданню в приміщення вуличного пилу.

Повітряні теплові завіси можуть бути електричними та водяними. В електричних пристроях повітря, що створює теплову завісу, нагрівається за допомогою електронагрівачів трубчастого, пластинчастого або голкового типу. Цей варіант ідеальний для приміщень малого та середнього обсягу та широко використовується в кафе, ресторанах, офісах та різних установах. Електричні системи компактні та можуть легко регулюватися за температурою повітря та продуктивності.

Другий тип повітряних теплових завіс – це водяні пристрої. В якості теплоносія у таких апаратах використовується вода, що циркулює всередині радіатора і вони орієнтовані більше на промислове використання. Вертикальні теплові завіси, що працюють з водою, надзвичайно енергоефективні, але обходяться дорожче при придбанні та монтажі, ніж електричні. На щастя, це важко назвати недоліком, оскільки завдяки високій економічності та низькій вартості теплоносія такі завіси окупаються дуже швидко.

Переваги повітряного опалення

Повітряне опалення, незважаючи на свою популярність, у нас ще робить перші кроки до справжнього визнання. У багатьох європейських країнах такий вид опалення набагато популярніший за традиційне, завдяки безперечним перевагам. Ось тільки деякі з них:

• Універсальність – багато сучасних систем дають можливість поєднати вентиляцію та опалення;
• Використання рекуперації як технології, яка допомагає заощаджувати;
• Автономність та повна незалежність від центрального опалення;
• Низька інерційність, що дозволяє швидко досягти необхідної температури;
• Морозостійкість;
• Відсутність води у системі (крім деяких видів теплових завіс);
• Низьке енергоспоживання;
• Дуже високий ККД, в окремих випадках вище 90%
• Недороге обслуговування;
• Немає витрат під час запуску системи після тривалого простою;
• Вкрай швидка окупність обладнання, що становить 1-2 сезони.

Також потрібно знати, що всі сучасні системи повітряного опалення повністю автоматизовані, що зводить до мінімуму участь людини у керуванні системою. Оператор просто задає необхідний режим, а автоматика підтримує його і вимагає втручання лише в особливих випадках.

“Можна з упевненістю сказати, що повітряне опалення має велике майбутнє в нашій країні, і його популярність з кожним роком тільки зростатиме”.

Андрій Бєлковський, Інженер вентиляційних систем