СИСТЕМА ВОЗДУШНОГО ОТОПЛЕНИЯ

Система воздушного отопления относится к средствам для создания благоприятных условий проживания в крытых помещениях, преимущественно в индивидуальных домах.
Известны системы воздушного отопления, в которых воздух, отбираемый из помещений, очищается от механических примесей, нагревается и подается обратно в помещения. Для перемещения воздуха используется соответствующая система подающих и обратных воздуховодов. Механическое побуждение движения воздуха обеспечивается воздухонагнетателем (канальным вентилятором). При этом осуществляется приточная вентиляция путем подмеса свежего воздуха в обратные воздуховоды и вытяжная из нежилых помещений. В зависимости от скорости перемещения воздуха по воздуховодам известные решения подразделяются на низко- и высокоскоростные.
Низкоскоростные системы воздушного отопления являются традиционными. Скорость потока нагретого воздуха на выходе из подающих решеток в таких системах не превышает 1,5 м/с, что является комфортным для потребителя. Дополнительным преимуществом является невысокая шумность работы системы. Существенными недостатками таких систем являются значительные затраты на разработку, монтаж и наладку (балансировку) таких систем [1].
К высокоскоростным обычно относят способы воздушного отопления со скоростью потока на выходе из подающих решеток более 3 м/с. Известные высокоскоростные решения имеют ряд преимуществ. Это простота разработки, монтажа, а главное - отсутствие необходимости балансировки системы. Последнее достигается за счет применения специальных гибких подающих воздуховодов малого сечения определенного диапазона длин (от 3 до 7 м). Существенными недостатками таких систем являются повышенная шумность работы системы и повышенные энергозатраты на прокачку воздуха через систему [2].
Предлагаемое решение объединяет ряд преимуществ обоих типов известных (низко- и высокоскоростных) решений и улучшает потребительские качества системы за счет снижения уровня шума, а также упрощает расширение функциональных возможностей системы и упрощает и удешевляет монтаж. Снижение шума и удешевление монтажа осуществляется за счет совместного применения высоконапорного вентилятора и гибких шумоглушащих подающих воздуховодов. Расширение функциональных возможностей обеспечивается введением в систему новых функциональных узлов без дополнительных доработок конструкции. Упрощение и удешевление достигается за счет единообразной унификации посадочных мест дополнительного оборудования - узлов фильтрации, увлажнения, стерилизации воздуха. Эти узлы могут быть установлены как все одновременно, так и порознь.
Предлагаемая система воздушного отопления изображена на фиг.1.
В систему воздушного отопления входят подающие и обратные воздуховоды (условно не показаны). При этом подающие воздуховоды выполнены в виде гибких звукоглушащих теплоизолированных воздуховодов, по которым подогретый воздух поступает во все помещения, а забор воздуха из которых осуществляется обратными воздуховодами, которые также могут быть выполнены гибкими.
Система воздушного отопления содержит последовательно соединенные входной патрубок 1, обратный коллектор 2, отвод-переход 3, фильтр 4, блок вентиляторный 5, блок нагревателей 6, водяной теплообменник 7 и электрический воздухонагреватель 8.
Система может дополнительно оснащаться оборудованием, расширяющим ее функциональные возможности. На блок нагревателей 6 м.б. установлен внутренний блок канального кондиционера 9, обеспечивающий охлаждение воздуха в летний период (при отключенном электрическом воздухонагревателе 8 и водяном теплообменнике 7. Увлажнитель 10, позволяющий осуществлять управление влажностью в помещениях, монтируется на обратном коллекторе 2. Отвод воздуха, необходимого для его функционирования, осуществляется от блока нагревателей 6 с помощью специального отверстия 11, отводного патрубка 12 и дополнительного воздуховода 13. На обратном коллекторе 2 установлен гигростат 14, который управляет работой увлажнителя в зависимости от заданного значения влажности. Также на обратном коллекторе 2 установлен ультрафиолетовый стерилизатор воздуха 15.
Система воздушного отопления в полной комплектации функционирует следующим образом.
Воздух из помещений посредством системы обратных воздуховодов поступает через патрубок 1 в коллектор 2, поступивший воздух подвергается обработке ультрафиолетовым стерилизатором 15. При движении воздуха по коллектору 2 происходит насыщение его водяными парами посредством увлажнителя 10. Для этого воздух, отбираемый из блока нагревателей 6, подается на вход увлажнителя 10 через отводной патрубок 12 и дополнительный воздуховод 13 и «вдувает» мелкодисперсную водяную взвесь во внутреннюю полость обратного коллектора 2. Далее поток воздуха поворачивается в отводе-переходе 3 и поступает на фильтр 4, где подвергается очистке от механических примесей. Прокачивание воздуха через фильтр и механическое побуждение воздуха в системе в целом осуществляется блоком вентиляторным 5. Высоконапорный вентилятор блока вентиляторного 5 создает давление, необходимое для прокачивания воздуха через блок нагревателей 6, внутренний блок канального кондиционера 9 и через систему подающих гибких шумоглушащих воздуховодов.
Поскольку подающие гибкие шумоглушащие воздуховоды имеют высокое сопротивление движению воздуха, применен высоконапорный вентилятор с рабочим колесом с обратно загнутыми лопатками, что является новым и ранее не применявшимся. Обратные воздуховоды также м.б. выполнены в виде гибких шумоглушащих воздуховодов.
По сравнению с известными системами предлагаемое решение позволяет значительно снизить шумность работы системы, упростить монтаж и удешевить систему благодаря использованию стандартных гибких теплоизолированных звукоглушащих воздуховодов, широко применяемых в системах вентиляции. В известных решениях применяются либо жесткие металлические воздуховоды, дополнительно снабжаемые слоями звуко- и теплоизоляции, либо только специально разработанные дорогостоящие гибкие воздуховоды определенной длины и/или специальные шумоглушители.
Предлагаемое выполнение блока нагревателей 6, в отличие от известных решений, предусматривает возможность как одновременного, так и пораздельного применения двух типов нагрева (водяной теплообменник и/или электрический воздухонагреватель). Это повышает «живучесть» жизненно важной системы отопления в целом при перебоях или отсутствии одного из источников энергии. Кроме того, одновременное применение двух типов нагрева обеспечивает высокую эффективность поддержания требуемой температуры в случаях значительного падения наружной температуры благодаря одновременному использованию всех доступных системе источников энергии, что достигается быстрее, чем в известных системах.
Предлагаемое выполнение блока вентиляторного 5 и блока нагревателей 6 в виде отдельных конструктивных элементов (блоков) является новым и позволяет осуществлять сборку системы в различных исполнениях, не прибегая к «доработке по месту», как это предусмотрено в известных моноблочных решениях. Предлагаемое выполнение блока вентиляторного 5 позволяет монтировать фильтр слева или справа путем поворота блока вентиляторного 5 относительно блока нагревателей 6. В известных решениях для этого вырезается соответствующее отверстие в корпусе-моноблоке. Кроме того, поскольку вес отдельных блоков не превышает 25 кг, это позволяет производить сборку системы силами одного монтажника. Все это значительно облегчает сборку по сравнению с известными решениями.
Предлагаемое выполнение элементов блока нагревателей 6 в виде единообразно унифицированных по посадочным местам водяных теплообменников позволяет, в отличие от известных решений, использовать всю номенклатуру водяных теплообменников с едиными присоединительными размерами в сходном конструктивном исполнении. Такая унификация снижает цену узла нагрева и обеспечивает взаимозаменяемость теплообменников разной мощности.
Предлагаемое выполнение элементов блока нагревателей 6 в виде единообразно унифицированных по посадочным местам электрических воздухонагревателей позволяет, в отличие от известных решений, использовать всю номенклатуру электрических воздухонагревателей с едиными присоединительными размерами в сходном конструктивном исполнении. Такая унификация снижает цену узла нагрева и обеспечивает взаимозаменяемость электрических воздухонагревателей разной мощности.
В отличие от известных решений водяной теплообменник и электрический воздухонагреватель могут быть установлены одновременно, так и порознь. В случае отсутствия какого-либо из перечисленных источников нагрева, место его установки закрывается специальной заглушкой для герметизации воздушного канала.
Предлагаемое введение конструктивно самостоятельного узла обратного коллектора в состав системы обеспечивает простоту модернизации системы посредством установки в унифицированные посадочные места дополнительного оборудования - узлов фильтрации, увлажнения, стерилизации воздуха. Эти узлы могут быть установлены как все одновременно, так и порознь. В случае отсутствия какого-либо из перечисленных узлов, место его установки закрывается специальной заглушкой для герметизации воздушного канала. Исполнение узла обратного коллектора в виде отдельной конструкции, в отличие от известных решений, обеспечивает возможность монтажа дополнительного оборудования, исключив выпиливание отверстий «по месту» в корпусе обратного коллектора. Наличие в системе отвода-перехода позволяет монтировать обратный коллектор слева или справа относительно фильтра путем поворота отвода-перехода относительно коллектора обратного.
[1] Hi-Velocity HE System ESP 104.04b-1 (http://www.hi-velocity.com/en/manuals/ESP%20104.04b%20HE%20Design%20Manual%20Col%20Web.pdf)
[2] LV Installation Manual ESP 202.02 ((http://www.hi-velocity.com/en/tech%20support/ESP%20202.02b%20LV%20Installation%20Manual%20Web.pdf)