Системы Отопления, Вентиляции И Рекуперации Воздуха

      Вопрос выбора системы отопления, обеспечения комфортности и здорового микроклимата помещения является особенно актуальным для жителей и будущих представителей частного сектора в преддверии зимнего сезона.  На сегодняшний день на рынке представлен широкий выбор технологий сохранения тепла и климатических систем, который постоянно расширяется за счет совершенствования существующих и появления инновационных технологий, а вместе с этим возникают новые вопросы касательно их эффективности и целесообразности использования.  А именно:

        - Каковы основные критерии выбора систем отопления?
        - Что использовать в качестве теплоносителя - воду или воздух?
        - Что такое тепловой насос и каковы его основные функции?
        - Последние достижения в сфере энергосбережения: пиролизный котел, тепловой насос, электроконвекторы?
        - Системы вентиляции и рекуперации воздуха?

        Ответы на эти вопросы будут рассмотрены в пятой части серии статей «Не боги горшки обжигают», в которой мы поговорим о системах отопления, вентиляции и рекуперации тепла. 

    Тепло в доме обеспечивается путем установления определенной системы, которая должна поддерживать желаемую температуру воздуха и воды в холодный период года.  Любая система отопления должна состоять из следующих основных элементов: устройства для получения тепла (генератор тепловой энергии), устройства для транспортировки тепла от места его получения до отапливаемого помещения (теплопроводы) и устройства для передачи тепла в помещение (нагревательные приборы).

      В зависимости от вида теплоносителя системы отопления подразделяют на водяные, воздушные и электрические.

      Водяное отопление  - наиболее популярная система отопления в нашей стране на сегодняшний день.Традиционная система водяного отопления включает в себя радиаторы, трубопроводы, водонагреватели (котлы), расширительную емкость, циркуляционный насос.

      Нагретая котлом вода через трубы попадает в радиаторы нагревает их, а те в свою очередь нагревают воздух в помещении.  Вода, которая остыла, возвращается назад, где ее заново нагревает котел.Таким образом происходит постоянная циркуляция воды в системе отопления.

      Существенным преимуществом воды как теплоносителя является возможность изменения ее температуры в широких пределах, что позволяет осуществлять центральное регулирование теплоотдачи нагревательных приборов при изменении температуры за окном.

      Трубы в системе водяного отопления могут быть стальными, медными, металлопластиковыми или композитными.  Наиболее популярными на сегодня являются металлопластиковые и композитные трубы.Используются также и медные, которые имеют самый большой срок годности, но они достаточно дороги и позволить себе такую ​​роскошь могут немногие.

      Расширительный бачок необходим для компенсации роста объема воды в системе, которая увеличивается при нагревании.  Если используется настенный котел, то такой бачок в большинстве случаев уже встроен в него.

      Циркуляционный насос используется для обеспечения циркуляции воды в системе.  Без него нагретая котлом вода не поступит в радиаторы есть не будет циркуляции.  Существует так называемая инерционная водяная система отопления, где нет циркуляционного насоса.  Вода в такой системе циркулирует благодаря инерции.

      Для правильной работы системы водяного отопления с нее необходимо удалить воздух.  Для этого в верхней точке системы монтируются специальные устройства - повитровидводчикы или как еще их называют автоматические подстрекая клапаны, которые пропускают только воздух.

    Другим теплоносителем отопительной системы может быть  воздух.  Такие системы отопления широко используют для отопления жилых домов и производственных помещений в США и Канаде.

        Сердцем системы воздушного отопления является газовый котел, в котором при сгорании газа выделяется тепло, которое в свою очередь нагревает воздух, непосредственно подается в помещение.Нагретый и очищенный вентиляторами воздуха транспортируется через систему воздуховодов и через решетки равномерно подается в номер.  Внутреннее же воздух помещения превышает через решетку, проходит через фильтр и попадает в теплообменник, где нагревается.  Этот цикл постоянно повторяется с подмесом свежего воздуха, что обеспечивает достижение заданной Вами температуры на термостате.Существенным преимуществом такой системы воздушного отопления является возможность использования системы воздуховодов для охлаждения воздуха помещений в теплое время года.  Для этого достаточно установить специальный кондиционер.  Кроме того, в системе отсутствует водяной контур, исключающим замерзание котла зимой в случае остановки, а также экономит газ за счет быстрого прогрева воздуха помещения без затрат на нагрев радиаторов и воды в них.  За счет этого, в отдельных случаях, можно сэкономить до 50% топлива.

      Кроме того, существует возможность подмешивания к рециркуляционного свежий воздух в количестве до 20%, чего достаточно для вентиляции.  Еще одним преимуществом таких систем воздушного отопления является возможность проектирования наружной установки (Roof-top), которая не требует отдельного помещения и может устанавливаться за пределами здания или на крыше.

      Система воздушного отопления позволяет обойтись без радиаторов, труб, воды и других элементов, используемых в водяном отоплении и требуют затрат тепла на подогрев каждого из элементов.  Однако нужно помнить о необходимости теплоизоляции воздуховодов.

      Постепенно набирают популярность  системы отопления на основеэлектроподогрева.  Среди различных вариантов электрического отопления частных домов: Электроконвекторы, инфракрасные и карбоновые обогреватели, пленочные системы для подогрева пола и потолка.

      Электроконвекторы популярные в малоэтажном строительстве, особенно в тех регионах, где нет газовых магистралей.  Их работа основана на явлении конвекции воздуха, вследствие чего воздуху отдается более 80% тепла.  Защита от влаги и надежность конвекторов позволяет устанавливать их в ванных и детских комнатах, так как температура на их поверхности не превышает +60 С. Нагрев холодного воздуха из комнаты происходит с помощью нагревательного элемента из токопроводящей компонентом.  После нагревания, воздуха увеличивается в объеме и поднимается вверх через решетки.Дополнительно воздух нагревается за счет излучения тепла с поверхности электроконвектора.

      Уровень комфорта обеспечивается электронной системой поддержания нужной температуры.  Есть модели со встроенным термостатом, и с выносным термостатом.  Датчик температуры воздуха фиксируют температуру в комнате с небольшим промежутком времени и подают сигнал термостата, который в включает или выключает нагревательный элемент.  Наличие термостата позволяет настроить режим работы один раз, и отключать прибор от сети только на время длительного отсутствия.  На встроенный термостат влияет температура корпуса конвектора, поэтому его данные бывают неточны.Регулятор выносного термостата учитывает температуру той точки пространства, в которой он установлен.  Выносной термостат крепится к стене на высоте 1-1, 5 м от пола, в стороне от сквозняков.

      Электроконвекторы можно разделить по размерам на две основные группы: высокие - высотой до 45 см и плинтусные - до 20 см. Высокие конвекторы или ставят на пол, или крепят с помощью специальной рамы на стену.  Плинтусные конвекторы удобны для установки под низкие окна, витражи.  Их мощность составляет 0, 5-3, 0 кВт (с шагом 250 Вт).  Размеры в длину в зависимости от мощности могут быть до 2.5 м при толщине около 80 мм.  Для достижения лучшего эффекта электроконвекторы рекомендуется устанавливать на высоте до 1 м, или под оконными проемами.  Количество и мощность конвекторов определяются исходя из объема помещения, которое будет обогреваться.  Мощность, необходимая для обогрева одного куб.м.  жилого помещения, варьируется от 20 до 40 Вт и зависит от качества теплоизоляции дома.

      Электрическое отопление может также быть представлено в виде пленочного обогревателя.Пленочный обогреватель состоит из двух гибких электроизоляционных пленок, между которыми размещается излучающий элемент, состоящий из токопроводящих дорожек.  Такая система размещается преимущественно на потолке (по желанию можно в пол или на стенах), и при подаче электрического тока на пленочные элементы, последние начинают передавать тепло в инфракрасном спектре, которое достигая твердых тел (пола, стен, предметов интерьера) нагревает их  , а они в свою очередь отдают часть тепла воздуху помещения.  Преимуществами такого отопления является низкая скорость воздушных потоков, естественная влажность помещения, воздух не будет теплее от пола и стен, что положительно воспринимается нашим организмом.

      В основу работы нагревателя заложен известный принцип, согласно которому при протекании тока проводник выделяет теплоту.  Теплая поверхность пленочного электронагревателя передает мягкий инфракрасный тепловой поток.  Что касается температуры нагревающей поверхности - декором которым закрытая система (ГКЛ, вагонка, натяжные потолки, декор.ткань и т.д.)), она не превышает +35 С ° - это обеспечивает полную пожарную безопасность, при этом с помощью встроенного датчика можнорегулировать температуру нагрева.  Площадь покрытия - около 65% от площади помещения.  Для электрического отопления помещения также используют инфракрасные, карбоновые и галогеновые обогреватели.

      В инфракрасных обогревателях в якостынагривального элемента используются специальные лампы, горящие в невидимом для человека спектре и излучающие при этом большое количество тепла.Инфракрасные обогреватели требуют профессиональной установки, обычно их стационарно закрепляют на стенах или на потолке.  Инфракрасные обогреватели обеспечивают ускоренный, по сравнению с традиционными системами, прогрев помещения.  Передача тепла от инфракрасных обогревателей предметам происходит мгновенно, поэтому нет необходимости в постоянном или предварительном нагреве рабочих помещений.

      Карбоновые обогреватели, где в качестве основного материала используется карбоновое волокно, были разработаны на основе научных исследований и сконструированы в виде электронагревателя с карбоновой нитью.  Производительность тепла от нагревательного элемента в виде карбоновой нити вдвое выше, чем в обычных обогревателей при одинаковой электрической мощности.  Принцип действия электронагревательных приборов с карбоновой нитью заключается в безвредном излучении света и безвредной радиации от металлических нагревателей.

      Карбоновая нить излучает инфракрасные лучи при генерации тепла, которое глубоко прогревает тело человека (на несколько сантиметров), за счет чего улучшается циркуляция крови.  Такие обогреватели применяются в медицине при воспалительных заболеваниях мышц и суставов, а также при простуде.

      Основным нагревательным элементом галогеновых обогревателей является галогенная лампа, которая излучает световой поток преимущественно в инфракрасном диапазоне.  Лампы в виде продолговатых трубок заполненных газом устанавливаются по несколько штук, обычно горизонтально, в каждом отдельном обогреватели.  С помощью светоотражатели создается направленный поток теплового излучения, которое согревает непосредственно людей и предметы, находящиеся рядом.

    Не лишним будет уделить дополнительное внимание оптимальному выбору котла.  Современный рынок отопительного оборудования предлагает агрегаты, работающие на разном типе топлива: природном газе, жидком топливе, твердом топливе или электроэнергии.

      Исходя из опыта различных строительных проектов, можно уверенно сказать, что выбор системы отопления для конкретного дома зависит от того, какой вид энергии является наиболее доступным, от удаленности жилья к населенным пунктам и материальных возможностей хозяина.  В каждой из систем отопления есть плюсы и минусы, поэтому прежде, чем принять решение, следует проанализировать соответствие данным критериям и посоветоваться с проектировщиками.

      За счет дешевизны и эффективности популярным топливом, на котором могут работать отопительные котлы, есть газ.  Газовые котлы  недорогие простые в эксплуатации и обслуживании.  Из особенностей использования можно отметить только то, что установку и все дальнейшее обслуживание газового котла должна проводить организация, имеющая государственную лицензию на эту деятельность.  Этого требует закон и этому есть логичное объяснение: газовые приборы - источник опасности и некачественно установленный котел может стать причиной взрывов, пожаров, отравлений.

      Недостатками газового отопления может быть падение давления в газопроводе в зимний период, что ведет к перебоям в работе котла, а также колебания цены на газ.

      Если здание, где вы делаете ремонт не подключена к центральному газоснабжению, то остается выбирать из альтернативного топлива: электричество, жидкое или твердое топливо.  Электрические котлы компактны, экологичны, легко монтируются.  Такое оборудование способно быстро нагревать воду до необходимой температуры и обычно имеет насосы для улучшения циркуляции воды в системе.  Их большой недостаток заключается в высокой цене самого топлива - электричества.  Поэтому затраты на эксплуатацию такого котла будут высокими.  Следует также учитывать, что при использовании электрического котла для отопления больших площадей (более 60-70 кв.м.) необходимо установление специальной электропроводки, которая должна выдерживать высокое напряжение.

      Твердотопливные котлы  могут работать на дровах, угле, горючих сланцах и других материалах.  От топлива зависит количество теплоты, которую в итоге получит теплоноситель системы.  Современные твердотопливные котлы достаточно безопасны, автоматизированные и имеют высокий КПД.

      Через циклическую теплоотдачу такого котла в помещении возможны перепады температуры на уровне 5-6 С. Самый большой недостаток таких котлов заключается в необходимости постоянного контроля и добавлении топлива, а также они требуют наличие дымохода, поскольку дают едкий выхлоп.

      Сегодня на рынке можно найти твердотопливные котлы с автоматизированной системой подачи топлива, которые не требуют постоянного контроля.  Однако работают они на специальном топливе - Пеллеты, которое довольно дорогое.

      Среди твердотопливных котлов следует выделить  пиролизные или газогенераторные котлы, работающие по принципу пиролизного сжигания топлива.  В чем заключается этот принцип?  Когда пиролизный котел сжигает топливо, оно разлагается внутри него на кокс и летучую часть.  Таким образом, такие котлы сжигают древесный газ, выделяющийся из твердого топлива под действием высоких температур.  Благодаря этому не образуется сажа и количество золы значительно меньше, чем в обычных твердотопливных котлах.

      Существенным преимуществом пиролизных котлов является большой период между загрузками топлива, который достигает 7-8 часов.  Также пиролизные котлы являются высоко экологичными - выхлопы, исходящих из этих котлов, практически не имеют вредных примесей и в атмосферу выбрасывается гораздо меньше углекислого газа, чем стандартный твердотопливных агрегатов.

      Газогенераторные котлы имеют высокий КПД, достигающим 85% и позволяют автоматически регулировать мощность.  Для достижения наибольшего эффекта пиролизный котел лучше топить как можно более сухой древесиной.

      Жидкотопливные котлы  работают на дизельном топливе.  Такие котлы довольно дорогие в использовании за высокой стоимости солярки.  Как и твердотопливные котлы, жидкотопливные агрегаты требуют мощной системы вытяжки через значительный объем выхлопов, образующихся в результате сгорания дизельного топлива.

      Жидкотопливные котлы с выносным горелкой целесообразно использовать в качестве временного варианта, в случае если газификация дома была отложена.  Перевести такой котел на газ возможно путем замены горелки.

      Встречаются и комбинированные котлы, например, газ-электричество или газ-твердое топливо.  Они удобны при частых перебоях подачи газа.
        Растет и популярность инновационных технологии отопления, таких как тепловой насос.

      Тепловой насос  - универсальный прибор, сочетающий в себе источник отопления, подогрева воды и кондиционирования.  Тепловой насос представляет собой установку, осуществляющий перенос тепловой энергии внешней среды (тепло воздуха, воды, почвы) в дом, действие которой основано на обратном цикле Карно.

      К преимуществам тепловых насосов в первую очередь следует отнести экономичность: для передачи в систему отопления 1 кВт х ч тепловой энергии установке необходимо затратить всего 0, 2-0, 35 кВт х ч электроэнергии.  Так как преобразование тепловой энергии в электрическую на крупных электростанциях происходит с КПД до 50%, эффективность использования топлива при применении тепловых насосов повышается.  Упрощаются требования к системам вентиляции помещений и повышается уровень пожарной безопасности.  Все системы функционируют с использованием замкнутых контуров и практически не требуют эксплуатационных расходов, кроме стоимости электроэнергии, необходимой для работы оборудования.

      Единственным недостатком теплового насоса является высокая цена.  Средняя стоимость обустройства дома такой технологии составляет 10000 USD.  Срок службы теплового насоса составляет 20-25 лет.  Все чаще возникает вопрос о целесообразности установки системы вентиляции в здании, которое в условиях постоянного ухудшения экологической обстановки городах и пригородах приобретает актуальность.  В современных домах, оборудованных герметичными окнами и дверями, может накапливаться углекислый газ, неприятные запахи и вредные вещества, выделяют современные строительные материалы.  Проветривание комнат не может полностью решить эту проблему, ведь для эффективного проветривания необходимо постоянно открывать окна в нескольких помещениях, не достаточно удобно зимой за низкой температуры на улице, а в летнее время проветривание может принесет в комнаты пыль и аллергены.

      Для решения данных проблем устанавливают различные  типы вентиляционных систем.

      В зависимости от способа создания давления и подачи воздуха различают естественную и искусственную системы вентиляции.

      В естественной вентиляции воздухообмен осуществляется за разницы давления снаружи и внутри здания, без применения электрооборудования.  Естественные системы вентиляции недороги и просты в монтаже.  Однако их эффективность сильно зависит от внешних факторов (температуры воздуха, направления и скорости ветра, материала стен дома и т.д.).  Поэтому с помощью таких систем не удается решить все задачи в области вентиляции.

      Если в системах вентиляции используется оборудование, позволяющее принудительно перемещать воздух, то такая система вентиляции называется механической.  Такие системы могут подавать и удалять воздух из помещения в требуемом количестве, независимо от условий окружающей среды.
        При необходимости воздух подвергают различным видам обработки (очистке, нагреванию, увлажнению и т.д.), что невозможно в системах естественной вентиляции.  Система вентиляции с механической подачей воздуха требует затрат на электроэнергию и на больших площадях эти расходы являются достаточно существенными.
        Следует отметить, что в практике часто предусматривают так называемую смешанную вентиляцию, т.е. одновременно естественную и механическую вентиляцию.  В каждом конкретном проекте определяется, какой тип вентиляции является наилучшим с санитарно-гигиенической, экономической и технической точек зрения.
        Механические системы вентиляции в свою очередь могут быть вытяжными и приточными, в зависимости от своего назначения.  Так, назначением приточной системы является наполнение помещения свежим воздухом, а также дополнительная его обработка как, например, нагрев или очистки от вредных веществ.  Вытяжная система работает в обратном направлении - она ​​служит для удаления загрязненных воздушных масс из помещения.

      Зачастую в помещениях устанавливаются обе эти системы вентиляции, которые взаимно дополняют друг друга.  Также следует при проектировании систем вентиляции учитывать тот факт, то инсталляция и выбор мощностей обеих систем должно быть сбалансированным, иначе возможно появление нежелательных эффектов, которые приведут к снижению комфорта жителей.  Вентиляция может обслуживать лишь определенную площадь - местная или все помещения - общая.  Местную вытяжную вентиляцию применяют, когда места выделения неприятных запахов и вредных веществ локализованы (например, кухня), чтобы не допустить их распространения по всему помещению.

      Общие системы вентиляции предназначены для осуществления вентиляции в помещении в целом.Общая вентиляция - это разведение нагретого, влажного воздуха в помещении свежим воздухом до предельно допустимых норм.  Эту систему вентиляции наиболее часто применяют, когда вредные вещества, теплота, влага выделяются равномерно по всему помещения.  При такой вентиляции обеспечивается поддержание необходимых параметров воздушной среды по всей площади помещения.

      В зависимости от типа конструкции вентиляционные системы бывают моноблочные и наборные.  В моноблочной системе вентиляции все компоненты размещаются в едином изолированном от шума корпусе.  Наборная же система вентиляции собирается из отдельных компонентов - вентилятора, глушителя, фильтра, системы автоматики и т.д.  Такая система обычно размещается в отдельном помещении - вентиляционной камере или за подвесным потолком.

      Состав системы вентиляции зависит от ее типа.  Наиболее сложными и часто используемыми являются приточные механические системы вентиляции.

      Если Вы остановили свой выбор на системе приточно-вытяжной вентиляции, то при ее проектировании нелишне задаться вопросом сохранения тепла, которое зимой выходит на улицу вместе с вытяжным воздухом.

      Если Вы не хотите выбрасывать дорогое тепло "в трубу", а желаете использовать энергию вытяжного воздуха для подогрева приточного, то обратите внимание насистемы рекуперации, которые способны сохранить до 80% тепла.

    Эффективность систем рекуперации сильно зависит от типа рекуператора.  Самый распространенный тип -  перекрестно-точечный или пластинчатый рекуператор.  Перекрестно-точечный или пластинчатый рекуператор представляет собой кассету, в которой вытяжной и приточный воздух проходят по каналам, которые разделены листами оцинкованной стали.  Оба потока не смешиваются, но происходит неизбежный теплообмен за счет одновременного нагрева и охлаждения пластин с разных сторон.Пластинчатый рекуператор является одним из самых распространенных благодаря своей дешевизне и компактности.

            Роторный рекуператор  представляет собой короткий цилиндр, в котором плотно размещены упакованы листы гофрированной стали.  Такой ротор располагается в осевом направлении приточно-вытяжной установки.  Вращаясь, барабан рекуператора сначала пропускает через себя теплое вытяжной воздух, а затем холодный приточный.  Пластины поочередно нагреваются и охлаждаются, отдавая тепло холодному воздуху, который поступает, и непрерывно подогревая его.  Такой тип утилизации тепла является наиболее эффективным.  Но в то же время и достаточно громоздким и дорогим.  Поэтому такие установки применяют чаще всего на крупных объектах, где есть возможность расположить приточно-вытяжную систему в просторной вентиляционной камере.

     
       
      Следите за обновлениями на сайте  icynene.org.ua http://www.icynene.org.ua/