Воздушное отопление

Расчет воздушного отопления

Воздушное отопление для компенсации всех теплопотерь в здании предусматривает подачу некоторого количества воздуха G, кг/час, нагретого до температуры t_пер, более высокой, чем температура внутреннего воздуха в рабочей зоне помещения t_{в р с}. Количество теплоты, необходимое для отопления помещения отдается перегретым воздухом при его охлаждении до температуры t_ох. Величина этого количества теплоты, собственно, мощность воздушного отопления Q_В.О. определяется следующим образом:
Q_В.О. = G c_в (t_пер - t_ох), кДж/ч, где
G - количество воздуха, кг/ч;
c_в - удельная теплоемкость внутреннего воздуха в рабочей зоне;
t_пер - температура перегретого воздуха;
t_ох - температура охлажденного воздуха
Если забор воздуха системой воздушного отопления осуществляется из зоны высотой до 3-4 м, то температура охлажденного воздуха принимается равной температуре в рабочей зоне - t_ох = t_{в р с}, если высота забора больше, t_ох принимается на 3 - 4 градуса больше t_{в р с}.

Как видно из приведенного равенства, с целью достижения большей теплопроизводительности при заданном расходе воздуха его температуру t_пер нужно назначать как можно больше. С другой стороны, эта температура ограничивается нормами и зависит от способа и места подачи перегретого воздуха. При подаче воздуха в зону, обслуживаемую с расстояния 2 м от рабочих мест температура t_пер не должна превышать 45^oС, на высоте более 3,5 м от пола - 70^oС, а при непосредственном длительном воздействии на человека, - не более 25^oС. При проектировании системы воздушного отопления нужно учитывать эти требования и при необходимости корректировать расход воздуха системы или количество агрегатов, которые осуществляют воздушное отопление.

Одним из преимуществ системы воздушного отопления является возможность сочетания ее с приточной вентиляцией. В этом случае мощность системы воздушного отопления Q_В.О. должна учитывать мощность Q _вент , необходимое для нагрева приточного воздуха до нормируемой температуры, которая может быть весьма значительной:
Q _В.О. ≥ Q_{теплопотерь} + Q_вент

Системы воздушного отопления, оборудование.

Воздушное отопление могут осуществлять как отдельные воздушно-отопительные агрегаты, так и канальные системы воздушного отопления, совмещенные с системами приточно-вытяжной вентиляции или не совмещенные с ними, использующие для транспортировки воздуха воздуховоды. Соответственно, если воздушное отопление не предусматривает использование воздуховодов, то это - бесканальные системы воздушного отопления.

Для отопления больших производственных и складских помещений широкое применение получили воздушно-отопительные агрегаты. Конструктивно воздушно-отопительные агрегаты представляют собой нагреватель (водяной теплообменник, электрический ТЭН или газовая горелка), оборудован вентилятором с электродвигателем и устройствами для забора и подачи воздуха. Воздушно-отопительные агрегаты могут быть подвесными, напольными, крышными, могут дополнительно комплектоваться смесительными камерами для свежего воздуха, высоконапорными вентиляторами для возможности обвязки воздуховодами, соответствующей автоматикой. Подвесные воздушно-отопительные агрегаты могут иметь мощность от 10 до 100 кВт, напольные воздушно-отопительные агрегаты с газовыми горелками - до нескольких МВт.
Воздушно-отопительные агрегаты с газовыми горелками хороши тем, что не требуют промежуточного теплоносителя и, несмотря на большую стоимость, более экономичны в эксплутации. С другой стороны, такие агрегаты, как и любое газовое оборудование имеют достаточно жесткие ограничения и требования безопасности при их проектировании, инсталляции и особенно эксплуатации.

Если как отопление в холодный период используется кондиционер, то это - бесканальная система воздушного отопления, в которой теплоноситель - воздух, а источник энергии - тепло, выделяемое при переходе газа (фреона) из газообразного состояния в жидкое. Системы чиллер - фанкойлы в режиме теплового насоса имеют такой же источник энергии, но здесь присутствует промежуточный теплоноситель - вода или антифриз. Кроме того, в коммерческих и офисных зданиях часто применяется воздушное отопление фанкойлами посредством их переключения с контура чиллера на контур котла.

Как приборы воздушного отопления можно рассматривать и бытовые обогреватели, - тепловентиляторы, которые применяются в основном для местного обогрева или догрева в переходный период или в условиях, где нет возможности или смысла установки полноценной отопительной системы. На сегодня бытовые обогреватели представлены достаточно широким ассортиментом как по конструкции и дизайну, так и по мощности и брендах.

Воздушное отопление по сравнению с другими видами отопления имеет следующие преимущества:
- Малая металлоемкость;
- Небольшая инерционность, что позволяет быстро нагреть помещение;
- Более равномерное распределение температур в рабочей зоне крупногабаритных помещений.
Но воздушное отопление имеет и недостатки, ограничивающие его использование:
- Необходимость увеличения сечений воздуховодов при транспортировке с помощью воздуха больших количеств тепла и большие их потери при этом в канальных воздушных системах отопления;
- Значительные эксплуатационные расходы в связи с необходимостью дополнительной электроэнергии для привода вентиляторов;
- При отключении любой системы воздушного отопления, будь то воздушно-отопительные агрегаты, или бытовые обогреватели, наступает быстрое охлаждение отапливаемого помещения.