РЕВОЛЮЦІЙНА ТЕХНОЛОГІЯ УТЕПЛЕННЯ БУДИНКІВ BREATHE
тел.: (050) 437 02 88 моб.: (067) 674-60-47 тел/факс (0352)438689 info@breathe.in.ua
 

Системи опалення, вентиляції та рекуперації повітря

Питання вибору системи опалення, забезпечення комфортності та здорового мікроклімату приміщення є особливо актуальним для мешканців приватних секторів напередодні зимового сезону. Сьогодні на ринку представлений широкий вибір технологій збереження тепла та кліматичних систем, який постійно розширюється за рахунок вдосконалення існуючих та появи інноваційних технологій. Та разом з цим виникають нові питання щодо їх ефективності та доцільності використання:
- Які основні критерії вибору систем опалення?
- Що використовувати у якості теплоносія – воду чи повітря?
- Що таке тепловий насос та які його основні функції?
- Останні досягнення в сфері енергозбереження: піролізний котел, тепловий насос, електроконвектори.
- Системи вентиляції та рекуперації повітря.

    Тепло в будинку забезпечується шляхом встановлення певної системи, яка повинна підтримувати бажану температуру повітря та води в холодний період. Будь-які системи опалення повинні складатися з таких основних елементів: пристрій для отримання тепла (генератор теплової енергії), пристрої для транспортування тепла від місця його отримання до опалювального приміщення (теплопроводи) і пристрої для передачі тепла в приміщення (нагрівальні прилади).
    В залежності від виду теплоносія системи опалення поділяють на водяні, повітряні та електричні.
    Водяне опалення - це сьогодні найбільш популярна система опалення в нашій країні. Традиційна система водяного опалення включає в себе радіатори, трубопроводи, водонагрівачі (котли), розширювальну посудину та циркуляційний насос.
    Нагріта котлом вода через труби потрапляє в радіатори нагріває їх, а ті в свою чергу нагрівають повітря в приміщенні. Вода, що охолонула, повертається назад, де її заново нагріває котел. Таким чином відбувається постійна циркуляція води в системі опалення.

    Суттєвою перевагою води як теплоносія є можливість зміни її температури в широких межах, що дозволяє здійснювати центральне регулювання тепловіддачі нагрівальних приладів при зміні температури за вікном.
    Труби в системі водяного опалення можуть бути сталевими, мідними, металопластиковими або композитними. Найбільш популярними на сьогодні є металопластикові та композитні труби. Використовуються також й мідні, які мають найдовший термін придатності, але вони досить дорогі й дозволити собі таку розкіш можуть не всі.
    Розширювальний бачок потрібен для компенсації зростання об'єму води в системі, яка збільшується при нагріванні. Якщо Ви використовуєте настінний котел, то такий бачок в більшості випадків вже вмонтований в нього.
    Циркуляційний насос використовують для забезпечення циркуляції води в системі. Без нього нагріта котлом вода не надійде в радіатори тобто не буде циркуляції. Існує так звана інерційна водяна система опалення, де немає циркуляційного насоса. Вода в такій системі циркулює завдяки інерції.
    Для правильної роботи системи водяного опалення з неї необхідно видалити повітря. Для цього у верхній точці системи монтуються спеціальні пристрої - повітровідводчики або, як ще їх називають, автоматичні підбурюючі клапани, які пропускають тільки повітря.
    Іншим теплоносієм опалювальної системи може бути повітря. Такі системи опалення широко використовують для опалення житлових будинків та виробничих приміщень у США та Канаді.
    Серцем системи повітряного опалення є газовий котел, в якому під час згорання газу виділяється тепло, яке в свою чергу нагріває повітря, що безпосередньо подається в приміщення. Нагріте і очищене вентиляторами повітря транспортується через систему повітропроводів і через решітки рівномірно подається в кімнати. Внутрішнє ж повітря приміщення вбирається через решітку, проходить через фільтр і потрапляє в теплообмінник, де нагрівається. Цей цикл постійно повторюється з підмішуванням свіжого повітря, що забезпечує досягнення заданої Вами температури на термостаті. Істотною перевагою такої системи повітряного опалення є можливість використання системи повітропроводів для охолодження повітря приміщень в теплу пору року. Для цього достатньо встановити спеціальний кондиціонер. Крім того, в системі відсутній водяний контур, що унеможливлює замерзання котла взимку в разі зупинки, а також економить газ за рахунок швидкого прогрівання повітря приміщення без затрат на нагрівання радіаторів та води в них. За рахунок цього, в окремих випадках, можна заощадити до 50% палива.
    Крім того, існує можливість підмішування до рециркуляційного свіже повітря в кількості до 20%, чого достатньо для вентиляції. Ще однією перевагою таких систем повітряного опалення є можливість проектування зовнішньої установки (Roof-top), яка не потребує окремого приміщення й може встановлюватись за межами будівлі або на даху.
    Система повітряного опалення дозволяє обійтися без радіаторів, труб, води та інших елементів, які використовуються у водяному опаленні й потребують затрат тепла на підігрів кожного з елементів. Однак потрібно пам’ятати про необхідність теплоізоляції повітропроводів.
    Поступово набирають популярності системи опалення на основі електропідігріву. Серед різних варіантів електричного опалення приватних будинків: електроконвектори, інфрачервоні та карбонові обігрівачі, плівкові системи для підігріву підлоги і стелі.
    Електроконвектори популярні в малоповерховому будівництві, особливо в тих регіонах, де немає газових магістралей. Їх робота базується на явищі конвекції повітря, внаслідок чого повітрю віддається понад 80% тепла. Захист від вологи і надійність конвекторів дозволяє встановлювати їх у ванних і дитячих кімнатах, оскільки температура на їх поверхні не перевищує +60 С. Нагрівання холодного повітря кімнати відбувається за допомогою нагрівального елементу зі струмопровідним компонентом. Після нагрівання, повітря збільшується в об'ємі і піднімається вгору через решітки. Додатково повітря нагрівається за рахунок випромінювання тепла з поверхні електроконвектора.
    Рівень комфорту забезпечується електронною системою підтримки потрібної температури. Є моделі з вбудованим термостатом і з виносним термостатом. Датчики температури повітря фіксують температуру в кімнаті з невеликим проміжком часу і подають сигнал термостату, який в вмикає або вимикає нагрівальний елемент. Наявність термостата дозволяє налаштувати режим роботи один раз, і відключати прилад від мережі тільки на час тривалої відсутності. На вбудований термостат впливає температура корпусу конвектора, тому його дані бувають неточні. Регулятор виносного термостата враховує температуру тієї точки простору, в якій він встановлений. Виносний термостат кріпиться до стіни на висоті 1-1,5 м від підлоги, осторонь від протягів.
    Електроконвектори можна розділити за розмірами на дві основні групи: високі - висотою до 45 см і плінтусні - до 20 см. Високі конвектори або ставлять на підлогу, або кріплять за допомогою спеціальної рами на стіну. Плінтусні конвектори зручні для установки під низькі вікна, вітражі. Їх потужність складає 0,5-3,0 кВт (з кроком 250 Вт). Розміри у довжину в залежності від потужності можуть бути до 2.5 м при товщині близько 80 мм. Для досягнення кращого ефекту електроконвектори рекомендується встановлювати на висоті до 1 м або під віконними отворами. Кількість і потужність конвекторів визначаються виходячи з об’єму приміщення, яке буде обігріватися. Потужність, необхідна для обігріву одного куб.м житлового приміщення, варіюється від 20 до 40 Вт й залежить від якості теплоізоляції будинку.
    Електричне опалення може також бути представлене у вигляді плівкового обігрівача. Плівковий обігрівач складається з двох гнучких електроізоляційних плівок, між якими розміщується випромінюючий елемент, що складається зі струмопровідних доріжок. Така система розміщується переважно на стелі (за бажанням можна в підлогу або на стінах), й при подачі електричного струму на плівкові елементи, останні починають передавати тепло в інфрачервоному спектрі, яке досягаючи твердих тіл (підлоги, стін, предметів інтер'єру) нагріває їх, а вони в свою чергу віддають частину тепла повітрю приміщення. Перевагами такого опалення є низька швидкість повітряних потоків, природна вологість приміщення, повітря не буде тепліше від підлоги і стін, що позитивно сприймається нашим організмом.
    В основу роботи нагрівача закладений відомий принцип, відповідно до якого при протіканні струму провідник виділяє теплоту. Тепла поверхня плівкового електронагрівача передає м'який інфрачервоний тепловий потік. Що стосується температури нагріваючої поверхні, чиїм декором закрита система (ГКЛ, вагонка, натяжні стелі, декор, тканина і т.д.), вона не перевищує +35 С ° - це забезпечує повну пожежну безпеку, при цьому за допомогою вбудованого датчика можна регулювати температуру нагрівання. Площа покриття - близько 65% від площі приміщення. Для електричного опалення приміщення також використовують інфрачервоні, карбонові та галогенові обігрівачі.
    В інфрачервоних обігрівачах у якості нагрівального елементу використовуються спеціальні лампи, що горять в невидимому для людини спектрі і випромінюють при цьому велику кількість тепла. Інфрачервоні обігрівачі вимагають професійної установки, зазвичай їх стаціонарно закріплюють на стінах або на стелі. Інфрачервоні обігрівачі забезпечують прискорене, в порівнянні з традиційними системами, прогрівання приміщення. Передача тепла від інфрачервоних обігрівачів предметам відбувається миттєво, тому немає необхідності в постійному або попередньому нагріванні робочих приміщень.
    Карбонові обігрівачі, для яких в якості основного матеріалу використовується карбонове волокно, були розроблені на основі наукових досліджень і сконструйовані у вигляді електронагрівача з карбоновою ниткою. Продуктивність тепла від нагрівального елемента у вигляді карбонової нитки вдвічі вища, ніж у звичайних обігрівачів при однаковій електричній потужності. Принцип дії електронагрівальних приладів з карбонової ниткою полягає в нешкідливому випромінюванні світла і нешкідливою радіації від металевих нагрівачів.
    Карбонова нитка випромінює інфрачервоні промені під час генерації тепла, яке глибоко прогріває тіло людини (на кілька сантиметрів), за рахунок чого поліпшується циркуляція крові. Такі обігрівачі застосовуються в медицині при запальних захворюваннях м'язів і суглобів, а також при застуді.
    Основним нагрівальним елементом галогенових обігрівачів є галогенова лампа, яка випромінює світловий потік переважно в інфрачервоному діапазоні. Лампи у вигляді довгастих трубок заповнених газом встановлюються по декілька штук, зазвичай горизонтально, в кожному окремому обігрівачі. За допомогою світловідбивачів створюється спрямований потік теплового випромінювання, яке зігріває безпосередньо людей і предмети, що знаходяться поруч.
    Не зайвим буде приділити додаткову увагу оптимальному вибору котла. Сучасний ринок опалювального обладнання пропонує агрегати, що працюють на різному типі палива: природному газі, рідкому паливі, твердому паливі або електроенергії.
    Виходячи з досвіду різних будівельних проектів, можна з впевненістю сказати, що вибір системи опалення для конкретного будинку залежить від того, який вид енергії є найбільш доступним, від віддаленості житла до населених пунктів та матеріальних можливостей господаря. У кожній із систем опалення є плюси і мінуси, тому перш, ніж прийняти рішення, слід проаналізувати відповідність даним критеріям та порадитися з проектувальниками.
    За рахунок дешевизни та ефективності найпопулярнішим паливом, на якому можуть працювати опалювальні котли, є газ. Газові котли недорогі прості в експлуатації та обслуговуванні. З особливостей використання можна відзначити тільки те, що установку і все подальше обслуговування газового котла повинна проводити організація, яка має державну ліцензію на цю діяльність. Цього вимагає закон і для цього є логічне пояснення: газові прилади - джерело небезпеки і неякісно встановлений котел може стати причиною вибухів, пожеж, отруєнь.
    Недоліками газового опалення може бути падіння тиску в газопроводі в зимовий період, що веде до перебоїв у роботі котла, а також коливання ціни на газ.
    Якщо будівля, де ви робите ремонт не підключена до центрального газопостачання, то залишається вибирати з альтернативного палива: електрика, рідке або тверде паливо. Електричні котли компактні, екологічні, легко монтуються. Таке обладнання здатне швидко нагрівати воду до необхідної температури й зазвичай має насоси для поліпшення циркуляції води в системі. Їх великий недолік полягає у високій ціні самого палива - електрики. Тому витрати на експлуатацію такого котла будуть високими. Слід також враховувати, що при використанні електричного котла для опалювання великих площ (понад 60-70 кв.м.) необхідно встановлення спеціальної електропроводки, яка повинна витримувати високу напругу.
    Твердопаливні котли можуть працювати на дровах, вугіллі, горючих сланцях та інших матеріалах. Від палива залежатиме кількість теплоти, яку в результаті отримає теплоносій системи. Сучасні твердопаливні котли досить безпечні, автоматизовані та мають високий ККД.
    Через циклічну тепловіддачу такого котла в приміщенні можуть спостерігатися перепади температури на рівні 5-6 С. Найбільший недолік таких котлів полягає в необхідності постійного контролю та додаванні палива, а також вони потребують наявність димаря, оскільки дають їдкий вихлоп.
    Сьогодні на ринку можна знайти твердопаливні котли з автоматизованою системою подачі палива, що не потребують постійного контролю. Проте працюють вони на спеціальному паливі (піл летах), яке досить дороге.
    Серед твердопаливних котлів слід виділити піролізні або газогенераторні котли, які працюють за принципом піролізного спалювання палива. У чому полягає цей принцип? Коли піролізний котел спалює паливо, воно розкладається всередині нього на кокс і летючу частину. Таким чином, такі котли спалюють деревний газ, що виділяється з твердого палива під дією високих температур. Завдяки цьому не утворюється сажа і кількість попелу значно менша, ніж у звичайних твердопаливних котлах.
    Істотною перевагою піролізних котлів є великий період між завантаженнями палива, який досягає 7-8 годин. Також піролізні котли є високо екологічними - вихлопи, що виходять з цих котлів, практично не мають шкідливих домішок і в атмосферу викидається набагато менше вуглекислого газу, ніж стандартний твердопаливних агрегатів.
    Газогенераторні котли мають високий ККД, що досягає 85 % і дозволяють автоматично регулювати потужність. Для досягнення найбільшого ефекту в піролізних котлах найкраще палити сухою деревиною.
    Рідкопаливні котли працюють на дизельному паливі. Такі котли досить дорогі у використанні через високу вартість солярки. Як і твердопаливні котли, рідкопаливні агрегати потребують потужної системи витяжки через значний обсяг вихлопів, що утворюються внаслідок згоряння дизельного палива.
    Рідкопаливні котли з виносним пальником доцільно використовувати у якості тимчасового варіанту, якщо газифікація будинку була відкладена. Перевести такий котел на газ можливо шляхом заміни пальника.
    Зустрічаються і комбіновані котли, наприклад, газ-електрика або газ-тверде паливо. Вони зручні при частих перебоях подачі газу.
    Зростає й популярність інноваційних технології опалення, таких як тепловий насос.
    Тепловий насос - універсальний прилад, що поєднує в собі джерело опалення, підігріву води та кондиціонування. Тепловий насос представляє собою установку, що здійснює перенесення теплової енергії зовнішнього середовища (тепло повітря, води, ґрунту) до будинку, дія якої базується на зворотному циклі Карно.
    До переваг теплових насосів в першу чергу слід віднести економічність: для передачі в систему опалення 1кВт х год теплової енергії установці необхідно затратити всього 0,2-0,35кВт х год електроенергії. Оскільки перетворення теплової енергії в електричну на великих електростанціях відбувається з ККД до 50%, ефективність використання палива при застосуванні теплових насосів підвищується. Спрощуються вимоги до систем вентиляції приміщень і підвищується рівень пожежної безпеки. Всі системи функціонують з використанням замкнутих контурів і практично не вимагають експлуатаційних витрат, крім вартості електроенергії, необхідної для роботи обладнання.
    Єдиним недоліком теплового насосу є висока ціна. Середня вартість облаштування будинку такою технологією складає 10000 USD. Термін служби теплового насосу становить 20-25 років.
Все частіше виникає питання про доцільність встановлення системи вентиляції в будинку, яке в умовах постійного погіршення екологічної обстановки містах та передмістях набуває актуальності. В сучасних будинках, обладнаних герметичними вікнами та дверями, може накопичуватися вуглекислий газ, неприємні запахи та шкідливі речовини, що виділяють сучасні будівельні матеріали. Провітрювання кімнат не може повністю вирішити цю проблему, адже для ефективного провітрювання необхідно постійно відкривати вікна в декількох приміщеннях, що не досить зручно взимку через низьку температуру на вулиці, а в літній час провітрювання може принесе в кімнати пил і алергени.
    Для вирішення цих проблем встановлюють різні типи вентиляційних систем.
    В залежності від способу створення тиску та подачі повітря розрізняють природну та штучну системи вентиляції.
    В природній вентиляції повітрообмін здійснюється через різницю тиску ззовні і всередині будівлі, без застосування електроустаткування. Природні системи вентиляції недорогі і прості в монтажі. Однак їхня ефективність дуже залежить від зовнішніх чинників (температури повітря, напрямку і швидкості вітру, матеріалу стін будинку і т.д.). Тому за допомогою таких систем не вдається вирішити всі завдання вентиляції.
    Якщо в системах вентиляції використовується обладнання, що дозволяє примусово переміщувати повітря, то така система вентиляції називається механічною. Такі системи можуть подавати і видаляти повітря з приміщення в необхідній кількості, незалежно від умов навколишнього середовища.
    У разі необхідності повітря піддають різним видам обробки (очищенню, нагріванню, зволоженню і т.д.), що неможливо в системах природної вентиляції. Система вентиляції з механічною подачею повітря потребує витрат на електроенергію й на великих площах ці витрати є досить суттєвими.
    Слід зазначити, що в практиці часто передбачають так звану змішану вентиляцію, тобто одночасно природну і механічну вентиляцію. У кожному конкретному проекті визначається, який тип вентиляції є найкращим з санітарно-гігієнічної, економічної та технічної точок зору.
    Механічні системи вентиляції в свою чергу можуть бути витяжними та припливними, залежно від свого призначення. Так, призначенням припливної системи є наповнення приміщення свіжим повітрям, а також додаткова його обробка як, наприклад, нагрівання чи очищення від шкідливих речовин. Витяжна система працює у зворотному напрямку - вона служить для видалення забруднених повітряних мас з приміщення.
    Найчастіше в приміщеннях встановлюються обидві ці системи вентиляції, які взаємно доповнюють одна одну. Також слід при проектуванні систем вентиляції враховувати той факт, то інсталяція та вибір потужностей обох систем повинен бути збалансованим, інакше можлива поява небажаних ефектів, які приведуть до зниження комфорту мешканців. Вентиляція може обслуговувати лише певну площу (місцева) або все приміщення  (загальна). Місцеву витяжну вентиляцію застосовують, коли місця виділення неприємних запахів та шкідливих речовин локалізовані (наприклад, кухня), щоб не допустити їх поширення по всьому приміщенню.
    Загальні системи вентиляції призначені для здійснення вентиляції в усьому приміщенні. Загальна вентиляція – це розведення нагрітого, вологого повітря у приміщенні свіжим повітрям до гранично допустимих норм. Цю систему вентиляції найчастіше застосовують, коли шкідливі речовини, теплота, волога виділяються рівномірно з усього приміщення. При такій вентиляції забезпечується підтримка необхідних параметрів повітряного середовища по всій площі приміщення.
    В залежності від типу конструкції вентиляційні системи бувають моноблочні та набірні. У моноблочній системі вентиляції всі компоненти розміщуються в єдиному ізольованому від шуму корпусі. Набірна ж система вентиляції збирається з окремих компонентів - вентилятора, глушника, фільтра, системи автоматики і т.д. Така система зазвичай розміщується в окремому приміщенні – вентиляційній камері або за підвісною стелею.
    Склад системи вентиляції залежить від її типу. Найбільш складними  є припливні механічні системи вентиляції, які використовують найчастіше.
    Якщо Ви зупинили свій вибір на системі припливно-витяжної вентиляції, то при її проектуванні не зайвим буде вирішити питання збереження тепла, яке взимку виходить на вулицю разом з витяжним повітрям.
    Якщо Ви не хочете викидати дороге тепло «в трубу», а бажаєте використовувати енергію витяжного повітря для підігріву припливного, то зверніть увагу на системи рекуперації, які здатні зберегти до 80% тепла.
   Ефективність систем рекуперації  залежить від типу рекуператора. Найпоширеніший тип - перехресно-точковий або пластинчастий рекуператор. Перехресно-точковий або пластинчастий рекуператор являє собою касету, в якій витяжне та припливне повітря проходять по каналах, що розділені листами оцинкованої сталі. Обидва потоки не змішуються, але відбувається неминучий теплообмін за рахунок одночасного нагріву і охолодження пластин з різних сторін. Пластинчастий рекуператор є одним з найпоширеніших завдяки своїй дешевизні і компактності.
    Ефективність утилізації тепла в перехресно-точкових або пластинчастих рекуператорах можна охарактеризувати, як середню. Але такі пристрої є оптимальним рішенням для будинків середніх розмірів і витрат. Для більш великих об'єктів застосовують інший тип рекуператорів - роторний.
    Роторний рекуператор являє собою короткий циліндр, в якому щільно розміщені упаковані листи гофрованої сталі. Такий ротор розташовується в осьовому напрямку припливно-витяжної установки. Обертаючись, барабан рекуператора спочатку пропускає через себе тепле витяжне повітря, а потім холодне припливне. Пластини по черзі нагріваються і охолоджуються, віддаючи тепло холодному повітрю, що надходить, й безперервно підігріваючи його. Такий тип утилізації тепла є найбільш ефективним. Але в той же час і досить громіздким та дорогим. Тому такі установки застосовують найчастіше на великих об'єктах, де є можливість розташувати припливно-витяжну систему в просторій вентиляційній камері.
    Отже, в даній статті ми розглянули основні види систем опалення в залежності від теплоносія, а також в залежності від типу палива, що використовується, описали принцип роботи та дали оцінку ефективності теплового насосу. Сподіваємось, що наші матеріали допоможуть власникам та майбутнім господарям приватних будинків у виборі системи вентиляції, а також доцільності використання такої системи збереження тепла як рекуператори повітря.
   Слідкуйте за оновленнями і памятайте, що системи утеплення Breath – це гарантія збереження тепла Вашого дому!

© Breathe.in.ua. Всі права захищено. 2010 - 2016. 
При використанні матеріалів, посилання на сайт breathe.in.ua обов'язкове