Системы воздушного отопления: история и реальность

Большая советская энциклопедия определяет воздушное отопление, как систему отопления помещений горячим воздухом. История воздушного отопления насчитывает уже тысячелетия. В конце 1 века до н. э. римский архитектор и инженер Витрувий подробно описал систему воздушного отопления, получившую распространение на территории Древнего Рима. Это была первая система искусственного отопления городских помещений при помощи горячих газов. Для обогрева римских терм и жилых помещений применялся гипокауст - отопительное устройство, состоявшее из печи, расположенной вне отапливаемого помещения, и системы труб, проводящих нагретый воздух.

Наружный воздух, поступающий в гипокауст, нагревался в подпольных каналах, предварительно прогретых горячими газами, и поступал в отапливаемые помещения. По такому же принципу отапливались и средневековые замки  Европы.

Фактически это была первая система  воздушного отопления, и использовалась она на протяжении нескольких веков, до тех пор, пока в XV веке не появилась «русская система» отопления. 

В «русской системе» воздушного отопления впервые воздух нагревался через непосредственный контакт воздушной массы с раскаленной поверхностью печи, исключая возможность попадания продуктов сгорания в помещения. Продукты сгорания удалялись через дымовую трубу, а сама печь располагалась внутри отапливаемого помещения. Примером такого огневоздушного отопления являлась система отопления Грановитой палаты в Московском Кремле (конец XV в.), где воздух нагревался в центральной печи в подвале.

Техника огневоздушного отопления совершенствовалась в XVIII— XIX вв. В конце XVIII в. архитектор Н. А. Львов опубликовал правила конструирования и расчета системы огневоздушного отопления. В начале XIX в. немецкий профессор Мейснер описал физические закономерности воздушного отопления, а русский инженер Н. А. Амосов применил огневой калорифер с металлическими трубами для нагревания воздуха в здании, что по силе своего действия было эквивалентно трем десяткам обычных печей.

Такая технология использовалась в общественных зданиях на протяжении нескольких десятков лет. С различными модификациями этот способ отопления дошел до наших дней в виде различного вида кирпичных (русская, шведка, голландка и т.д.) и металлических печей (различного вида буржуйки, Булерьян, Профессор Бутаков и т.п.) и закрытых каминов. Во всех этих системах движение воздуха осуществлялось за счет естественной конвекции. Кстати батареи водяного и парового отопления были изобретены в России приблизительно в 1855 г Франсом Карловичем Сан-Гали. Батарея представляла из себя толстые трубы с вертикальными дисками. Современные батареи и кассеты водяных теплообменников имеют тот же принцип работы – максимум площади теплосъема при минимуме объема воды.

Современные системы воздушного отопления (СВО) используют принудительную циркуляцию воздуха за счет вентилятора, установленного в воздухонагревателе. Первые системы воздушного отопления современного типа, предназначенные в основном для отопления индивидуальных домов, создали в начале прошлого века после того, как на одном из машиностроительных предприятий Германии стали выпускать простейшие модели газовых воздухонагревателей. Позднее более совершенные газовые воздухонагреватели стали делать в Северной Америке.

Настоящий бум внедрения СВО начался в США и Канаде в 1940-60-х годах XX века, когда в технологии производства газовых воздухонагревателей произошел «прорыв» – коэффициент использования тепла при сгорании топлива достиг 80%. В настоящее время подавляющее большинство индивидуальных домов США и Канады оснащены этими системами.

 

Воздухонагреватель Goodman (США)

Традиционно система воздушного отопления выполняет функции отопления, механической очистки (от пыли) и приточной  вентиляции (как в автомобиле – ведь там воздушная система отопления). А если добавить все опции, то получим тонкую очистку воздуха (электронный и угольный фильтр), увлажнение воздуха, охлаждение (в жаркое время) и бактериологическую очистку воздуха (УФ-стерилизатор), температурное зонирование и программирование по времени суток и по дням недели параметров воздуха в зонах, удаленное мониторирование и управление климатом, т.е. систему климат-контроля дома.

В России системы воздушного отопления в индивидуальных домах начали устанавливать с середины 90-х годов прошлого века, используя импортные воздухонагреватели Goodman, Lennox и т.д. В настоящее время современное и качественное оборудование для воздушных систем отопления производится и в России.

 

Воздухонагреватель «АНТАРЕС Комфорт» (Россия)

Воздухонагревательные агрегаты российского производства по большей части параметров превосходят зарубежные  воздухонагреватели и разработаны с учетом специфики российских условий эксплуатации: нестабильное электроснабжение, отсутствие газа еще во многих населенных пунктах, разрешительная система подключения газовых агрегатов, отопление загородных домов с периодическим проживанием, значительный временной разрыв между этапом строительно-отделочных работ и постановкой дома на газоснабжение и т.д.

Казалось бы, ставь такую систему и радуйся жизни, ведь система автоматически поддерживает заданную хозяином «погоду в доме». Но ведь есть и производители водяных радиаторов, и электрических теплых полов, и инфракрасных потолочных обогревателей и соседи, у которых все это есть. Естественно, что в Интернете появляются мифы о воздушном отоплении.

В частности, можно встретить утверждение, что система воздушного отопления это сложно и дорого.

В действительности по начальным вложениям суммарная стоимость системы воздушного отопления (СВО), обеспечивающей наряду с отоплением также функции  механической очистки воздуха, приточной и вытяжной вентиляции получается ниже, чем водяная система отопления с добавлением подогреваемой приточной вентиляции и организацией вытяжной вентиляции. А эксплуатационные затраты у воздушной системы отопления ниже на 20-30% по сравнению с водяной (по данным экспертов США и Канады). Если же рассматривать систему климат-контроля, то реализация этой системы на базе СВО вдвое дешевле ее водяного аналога.

А по поводу сложности эксплуатации - это вообще земля и небо. Ведь в отличие от труб водяного отопления, воздуховоды течь не могут. А то, что необходимо следить за загрязненностью воздушного фильтра, так ведь вы же хотите дышать чистым воздухом? Ведь из пылесоса вы мешок с пылью вытряхиваете или выбрасываете и считаете это нормальным.

Проектирование СВО действительно более сложное по сравнению с водяным отоплением. Необходимо учитывать большое количество параметров. Причем не только теплопотери и тепловыделения, но и расстановку мебели, удаленность вентиляционных решеток от воздухонагревателя, топологию системы воздуховодов, силовую схему дома и т.д. Ошибки при проектировании скажутся на работе системы в виде неравномерного прогрева помещений, повышенного уровня шума, некомфортности пребывания в некоторых зонах и т.д. Поэтому правильнее, если проектирование, монтаж и пуско-наладку системы выполнят специалисты.

Хочется надеяться, что наши ВУЗы, в конце концов, начнут готовить специалистов воздушного отопления (и вообще систем климат-контроля) не только для супермаркетов, музеев, спортивных комплексов, бизнес центров и других административных зданий, но и для индивидуальных домов, таунхаусов и квартир в многоэтажных домах.

В Интернете часто можно встретить утверждение, что система воздушного отопления создает ощущение сквозняка и гоняет пыль по дому. Так ли это?

Почти. Система воздушного отопления создает не ощущение сквозняка, а ощущение отсутствия застоя воздуха. Ощущение движения воздуха (теплого при отоплении или холодного при охлаждении) есть только в зоне непосредственно под (или над) подающей решеткой. Поэтому подающие решетки никогда не располагаются в зонах длительного пребывания людей. А по поводу пыли – да гоняет. Только в одну сторону, и заканчивается эта сторона на воздушном фильтре.

Поэтому воздух в доме при системе воздушного отопления несравнимо чище воздуха в домах с конвекционным или инфракрасным отоплением. Причем, если в доме используются теплые полы, то нагретый воздух подхватывает осевшую на пол пыль и поднимает ее на высоту до метра. Для взрослого человека это не страшно, а для ребенка?

На форумах можно найти информацию, что система воздушного отопления не самая тихая, а вот батареи …

В системах воздушного отопления есть два неизменных источника шума – это вентилятор и турбулентность воздушных потоков. У газовых и дизельных воздухонагревателей есть еще один источник шума – это шум горелки и он сильнее, чем шум вентилятора. Кстати, газовые воздухонагреватели шумят сильнее, чем их водяные собратья.

Чем выше скорость движения воздуха, тем больше шум от турбулентности. Именно по этой причине российские воздухонагреватели – низкоскоростные, хотя вентилятор позволяет сделать и высокоскоростную систему. У вентилятора есть две составляющие шума – это шум движения воздуха и вибрация от плохой балансировки колеса. Вентиляторы, установленные в воздухонагревателях российского производства, прекрасно отбалансированы. Помимо этого вентиляторы установлены на специальные амортизаторы. Поэтому вибрация на корпус практически не передается. Обычно система воздуховодов развязывается от АВН гибкими вставками, чтобы вибрация корпуса  воздухонагревателя не передавалась на систему воздуховодов, а сам АВН  ставится на амортизаторы. Для того чтобы шум самого вентилятора не передавался по воздуховодам, в систему воздуховодов устанавливают специальные шумоглушители, или принимают иные меры. В случае, если в качестве основных оконечных воздуховодов используются гибкие утепленные воздуховоды с шумоглушением, шумоглушители не нужны. В импортных низкоскоростных системах гибкие воздуховоды практически не применяются из-за их высокого сопротивления.

Если система шумит – значит допущены грубые ошибки в проектировании системы воздушного отопления. А по поводу батарей – в зимнее время (отопительный сезон) шум от перемещения воды в батареях иногда слышен и неслабый.

В Интернете есть утверждения, что воздушное отопление способствует распространению бактерий по всему объему отапливаемого помещения. Утверждается, что именно в каналах систем воздушного отопления была впервые обнаружена печально известная легионелла, возбудитель «болезни легионеров». Так ли это?

Конечно, если не задумываться о распространении бактерий, то вентилятор их разгонит по всему дому. В отличие от остальных способов отопления, воздушные системы позволяют устанавливать канальные ультрафиолетовые стерилизаторы воздуха, которые позволяют уничтожать находящиеся в воздухе бактерии.

Практика применения в России систем воздушного отопления в школьных учреждениях дала результат снижения уровня заболеваемости по сравнению с другими школами, находящихся в том же регионе.

А по поводу легионеллы можно сказать следующее. В воздуховодах она не живет и не размножается. Для её размножения нужна влажная среда. При отоплении влажной среда может быть только в увлажнителе воздуха (вне зависимости от того канальный это увлажнитель или локальный – комнатный). При охлаждении воздуха (вне зависимости канальный это охладитель или локальный) на испарителе конденсируется влага, создавая среду для размножения легионеллы. Поэтому считать легионеллу спутником именно систем воздушного отопления – это слишком сильно. С другой стороны, именно «воздушка» позволяет бороться с ней наиболее эффективно.

Медленно, но верно современные системы воздушного отопления пробивают себе дорогу на Российских просторах. Этому способствуют и люди, волею судьбы, пожившие в США и Канаде, и просто те, кто хочет жить в комфортных домашних климатических условиях, и народная молва: сосед поставил – интересно, батарей нет, а в доме тепло, воздух свежий, и сухости нет и сквозняков нет, дети не болеют. А я о чем думал, когда ставил батареи?

 

Источник: TopClimat.ru