Инженерное оборудование для дома и участка Колосов Евгений
Трубы из сшитого полиэтилена часто применяют в системе напольного и радиаторного отопления (более 50 % всех пластиковых труб приходится на полиэтилен), поскольку они выдерживают температуру 95 °C при давлении 1 МПа. Их диаметр, как правило, составляет 32 мм.
К трубам из сшитого полиэтилена по своим свойствам близки полипропиленовые трубы, но отличаются большей жесткостью. Это делает их монтаж более трудным и требует большого количества фитингов (соединительных элементов). Полипропиленовые трубы сваривают, для чего используют специальный аппарат. Однако для устройства напольного отопления и для систем с высокой температурной нагрузкой они не подходят.
В последнее время наибольшей популярностью пользуются металлопластиковые (металлополимерные) трубы, которые сочетают свойства исходных материалов. От пластиковых труб они сохранили небольшой вес (бухта длиной 2 м и диаметром 16 мм весит 20 кг); пластичность; устойчивость к коррозии и агрессивным средам; высокую пропускную способность; долговечность (прослужат 50 лет); тепло— и звукоизоляционные свойства. От металла — способность выдерживать высокое давление и температуру; газонепроницаемость. Помимо этого, металлопластик отличается низким коэффициентом линейного теплового расширения (примерно как у медных труб), поэтому могут соединяться с трубами из стали и металлическими отопительными приборами.
При монтаже стальных труб применяют различные соединительные элементы, такие, как муфты, прямые тройники и угольники, компенсирующие муфты, переходные тройники и муфты футорки, контргайки, пробки и др. Для медных труб предназначаются разъемные и неразъемные фитинги из меди, латуни или бронзы.
Чтобы иметь возможность регулировать работу водяной системы отопления, используют различную запорно-регулирующую арматуру, в которую входят:
арматура обвязки теплогенератора, к которой относятся манометр, воздухоотводчик, предохранительный клапан, датчики давления и потока, гидравлический сепаратор, установки подпитки и воздухоудалители;
радиаторная арматура, в функции которой входит регулировка потока теплоносителя, попадающего в отопительный прибор, и его теплоотдачи.
С этой целью применяют регулировочные, запорные и сливные краны, термостаты, воздухоотводчики, нижнюю арматуру, боковой инжекторный узел:
трубопроводная арматура.
Еще одним важным элементом водяной системы отопления является расширительный бак. Необходимость его включения в систему продиктована свойством воды увеличиваться в объеме при нагреве и возвращаться к исходному объему при охлаждении. Деталь, которая уравновешивает это расширение, и есть расширительный бак, или демпфер. В его функции входит следующее:
вмещать излишек теплоносителя, образующийся при повышении его температуры;
возмещать нехватку воды при охлаждении или небольшой утечке;
собирать воздух, который выделяется из горячей воды и который попадает в систему отопления с холодной водой.
Из недостатков демпфера известны такие: вероятность потери полезного тепла, которое может отдаваться через стенки бака при установке его вне помещения; громоздкость. Демпфер бывает открытым и закрытым. Первый бывает прямоугольным или цилиндрическим. Место для него отводится на чердаке, т. е. в самой верхней точке системы отопления. Закрытый демпфер устанавливают в котельной, подводя к обратной магистрали перед циркуляционным насосом.
Монтаж системы водяного отопления в отсутствие специальных знаний, навыков и инструмента нельзя выполнить своими силами. Поэтому в порядке информации предлагаем схему осуществления этого процесса.
1. Обычно монтаж начинают с того, что размещают отопительные приборы. Но при этом не исключены ошибки с монтажом подающих и обратных труб. Чтобы не переделывать все заново, профессионалы первым делом соединяют стояки с подводками и только потом устанавливают отопительные приборы.
2. Сборку чугунных радиаторов осуществляют в такой последовательности: группируют секции; проводят гидравлическую проверку (опрессовку) радиатора; грунтуют и окрашивают их поверхность; устанавливают, предварительно выполнив разметку отверстий под кронштейны.
3. Монтаж труб, который в зависимости от их материала может иметь свои особенности. Стальные трубы сваривают или соединяют муфтами (второй способ более дорогостоящий и менее надежный).
Для медных труб предназначаются обжимные фитинги (наименее трудоемкий способ), прессованные фитинги или капиллярная пайка (требующие больших трудозатрат и наличия оборудования).
Способ монтажа пластиковых труб определяется их материалом. Трубы из сшитого полиэтилена, полипропилена соединяют фитингами, ПВХ-трубы склеивают. Металлопластиковые трубы монтируют посредством обжимных и прессованных фитингов (первые обойдутся дешевле, но они менее долговечны; вторые дороже и нуждаются в специальном аппарате).
4. Монтаж стояков необходимо осуществлять строго по отвесу; размещают их по углам, которые образуют наружные стены; при пересечении стояков и подводок скобы располагают на стояках, а изгиб ориентируют в сторону помещения; при пересечении стояками перекрытия их вставляют в специальные гильзы, а при пересечении деревянных конструкций прокладывают изоляцию, например из асбоцементного листа; распределительные и промежуточные трубы располагают между стояками и подводками под радиаторами, при этом уклона быть не должно.
В большом по площади доме не обойтись без циркуляционного насоса. Его применяют в одно— и двухтрубных системах отопления. Его необходимость продиктована тем, что при большом количестве труб и радиаторов надо поддерживать определенную скорость движения теплоносителя, чтобы быстро прогревать дом.
5. Монтаж магистрального трубопровода, для чего трубу доводят до отопительного прибора, соединяют вводы и выводы, переходят к очередному радиатору.
6. Установка демпфера и воздухосборников.
7. Замыкание отопительного контура в теплогенераторе, при вводе в который помещают фильтр и циркуляционный насос, если это предусмотрено системой отопления.
8. В последнюю очередь проводят балансировку систем отопления, для чего приглашают специалиста.
Альтернативные системы отопления
Объем книги не позволяет подробно остановиться на всех существующих альтернативных системах отопления дома, поэтому основное внимание мы уделим только тем, которые появились сравнительно недавно.
Некоторые владельцы домов монтируют в котельной одновременно два котла небольшой мощности, один из которых обычно комбинированный или могущий работать по принципу естественной циркуляции теплоносителя. Это не только экономично, но и риск отказа обоих сразу сведен к нулю.
В качестве альтернативной системы можно рассматривать электрическое отопление. Оно реализуется в разнообразных отопительных приборах, которые производит современная промышленность (вряд ли их можно рассматривать в качестве основного отопления, по крайней мере в России). К ним относятся теплоаккумулирующие электронагреватели (рис. 60). Для накопления тепла используют твердый огнеупорный материал — магнезитовый кирпич. Будучи включенным ночью, он нагревается с помощью тенов до 600–650 °C, а днем отдает тепло окружающему воздуху. Он оснащен вентилятором, под действием которого воздух проникает сквозь кладку. Расчетное время аккумулирования тепла — 8 ч. Агрегат изготавливают в четырех типоразмерах, теплопроизводительность которых составляет 42, 77, 117 и 160 МДж/ч.
Рисунок 60. Схема устройства теплоаккумулирующего электронагревателя: 1) плита из синтетического материала; 2) выключатель и термостат; 3) электронагреватели; 4) вентилятор; 5) отверстие для выброса нагретого воздуха; 6) изоляционный кирпич; 7) магнезитовый кирпич; 8) теплоизоляция
Недавно на отечественном рынке появились инфракрасные обогреватели (рис. 61). Он представляет собой стальной прибор прямоугольной формы. На стороне, ориентированной в сторону пола, установлена отражающая пластина, изготовленная из высокопрочного анодированного алюминия, в которой находится нагревательный элемент, тэн или спираль.
Рисунок 61. Инфракрасный обогреватель: 1) корпус; 2) регуляторы температурного режима; 3) излучатель; 4) отражающий слой; 5) направление лучей
Инфракрасные панели испускают длинноволновые лучи, которые напоминают солнечные. Они нагревают только те поверхности и предметы, которые оказываются в зоне их действия, а те, в свою очередь, сообщают вторичное тепло воздуху. Это означает, что лучистая энергия не растрачивается на нагревание воздуха вообще. Даже при низкой температуре воздуха в помещении под этими лучами можно чувствовать себя комфортно. При этом отсутствуют и конвекционные потоки, поэтому в воздух не поднимается пыль и пр. Инфракрасные панели экологичны и не сжигают кислород. КПД инфракрасных панелей составляет 90 %. Среди других достоинств этого способа отопления надо отметить:
мобильность и компактность системы;
пожаробезопасность прибора;
отсутствие шума при работе;
легкость обслуживания и монтажа;
долговечность.
Обогрев помещений посредством устройства системы «теплый пол» — сравнительно новый источник тепла для дома. Технология их устройства представлена в двух вариантах.
1. Водоциркуляционная система может выполняться прокладкой труб двумя способами (рис. 62):
в виде змеевика. В данной системе возникает большая разность температур теплоносителя в начале и в конце системы, отдача тепла полом совершается дифференцированно. Это находит применение для увеличения теплоотдачи в конкретных местах, в частности вдоль наружных стен;
в виде двойного червяка, отличающая от преды дущей равномерностью отдачи тепла по всей поверхности, что достигается размещением в непосредственной близости подающей трубы с теплоносителем, нагретым до высоких значений, с обратной трубой, содержащей охлажденную воду. Этот способ укладки труб более простой, так как предполагает изгиб труб под углом 90° (описанный выше — 180°).
Рисунок 62. Схема прокладки труб в водоциркуляционной системе: 1) змеевик; 2) двойной червяк
Прокладку труб осуществляют мокрым и сухим способами. При первом трубы покрывают бетонной стяжкой, при втором трубы помещают в изоляционный материал (для этого изготавливают элементы в виде панелей, которые легко монтируются) под бесшовным полом.
2. Система напольного кабельного обогрева — это электрокабель, разрезанный на секции и уложенный под половым покрытием непосредственно в бетонной стяжке (рис. 63), иногда кабель прокладывают по стене под штукатуркой или под керамической плиткой.
Рисунок 63. Схема укладки нагревательного кабеля: 1) соединительная муфта; 2) кабель; 3) датчик температуры; 4) терморегулятор
В полу установлен датчик, предназначенный для контроля заданной температуры. Концы кабеля и датчика подключены к терморегулятору, стоящему на стене. Когда датчик подает сигнал, терморегулятор включает или, наоборот, отключает систему от элетросети, т. е. система не функционирует круглые сутки, что делает ее более экономичной. Длительность цикла нагревания и остывания определяется мощностью отопительной системы и теплоизоляционными особенностями помещения.
Комплект оборудования для системы «теплый пол» включает кабель, температурный датчик, гофртрубку диаметром до 16 мм, терморегулятор, утеплитель и монтажную ленту.
В разных помещениях монтируют отдельные системы кабельного обогрева с отдельными терморегуляторами (укладка общего кабеля не рекомендуется).
Монтаж кабельного обогрева осуществляется по одной схеме (рис. 64):
отступают от пола примерно на 1,2–1,4 м, размечают место под терморегулятор (при монтаже во влажном помещении терморегулятор выносят за его пределы);
штробят стену от пола к месторасположению регулятора для размещения токоведущих проводов кабеля и термодатчика;
теплоизолируют бетонное основание, чтобы предотвратить потери тепла, которые могут доходить до 50 %;
выполняют бетонную стяжку толщиной 1 см;
укладывают монтажную ленту — кабель и теплоизолятор не должны контактировать;
фиксируют монтажную ленту дюбелями;
укладывают нагревательный кабель и закрепляют его хомутами с шагом 25 мм;
помещают температурный датчик в гофрированную трубку и кладут в 50 см от стены между витками кабеля таким образом, чтобы датчик попал в открытую петлю;
Рисунок 64. Схема монтажа системы «теплый пол»: 1) выключатель; 2) дверь; 3) терморегулятор; 4) распаечная коробка; 5) соединительная муфта; 6) монтажная лента; 7) температурный датчик; 8) нагревательная секция
прокладывают токоведущие провода и заделывают их раствором;
выполняют бетонную стяжку толщиной 3–5 см;
настилают напольное покрытие;
по окончании отделки помещения устанавливают терморегулятор;
по прошествии 28 суток, за которые бетон наберет крепость и высохнет, включают нагревательный кабель и устанавливают нужную температуру.
Нагревательный кабель не укладывают под мебель и какое-либо оборудование (холодильник и др.).
Система «теплый пол» может выполнять роль основного (при этом терморегулятор показывает температуру не пола, а воздуха) и добавочного обогрева жилого помещения. Во втором случае устанавливают отопительные приборы, отводя «теплому полу» функции элемента для повышения температурного комфорта.
Теплопотери дома и способы их устранения
Понять, каким образом дом теряет тепло, можно, если вспомнить некоторые физические законы. В теплопотерях виноваты такие явления:
проводимость. Поскольку дом построен на холодной земле, то вследствие теплопроводности тепловые потоки уходят в почву;
конвекция. При включенном отоплении стены и крыша изнутри становятся теплыми. В результате действия теплопроводности тепло перемещается и на наружную сторону стен и крыши. При этом окружающая их атмосфера, будучи более холодной, нагревается за счет них и отбирает часть тепла, унося его вверх.
Таким образом, можно сказать, что теплопроводность стройматериалов и разница между температурами в доме и на улице — два главных фактора, влияющих на потери домом тепла.
При этом основные потери тепла происходят через ограждающие конструкции дома: на долю стен приходится 35 % теплопотерь, на крышу — 25 %, через подвальное перекрытие и всевозможные щели — по 15 %, через окна — 10 %. Определенная часть тепла может выносить из дома вентиляционная система.
Установить, что именно из них повинно в том, что в доме холодно, несмотря на огненные батареи, поможет специальная экспертиза, которая называется тепловизионной диагностикой. Если пригласить службы, специализирующиеся на ней, то проведенное обследование выявит конкретные места утечек тепла; качество, дефекты и повреждения теплоизоляции чердачного и подвального перекрытий и труб; мостики холода; состояние радиаторов и теплого пол и т. д.
Понимание причин теплопотерь вызывает естественный вопрос: что сделать, чтобы их если не ликвидировать, то хотя бы значительно снизить? Ответ очевиден — кардинально улучшить теплоизоляцию стен, крыши, перекрытий, окон, что позволит повысить температуру в доме без увеличения затрат на отопление. При качественной теплоизоляции дома даже при понижении температуры воздуха до –25 °C и выключенном отоплении температура внутри дома за сутки упадет всего лишь на 1 °C. Понятно, что и расходы на отопление в таком доме не столь обременительны.
Итак, можно начать с окон, проверив механизмы открывания и закрывания, при необходимости отрегулировать их. Если будут обнаружены зазоры между оконными блоками и стенами, их тоже нужно герметично заделать. На стекла можно нанести отражающее покрытие. Поможет снизить теплопотери и остекление балкона и лоджии.
Утепление касается и дверей, причем желательно установить вторую дверь, которая дополнительно будет играть роль звукоизолятора.
Кроме того, стены, крышу и подвал необходимо утеплить. При этом надо заметить, что утеплять дом надо не изнутри, а снаружи. Если сделать это со стороны помещения, то между стеной и внутренней теплоизоляцией будет скапливаться конденсат, что не только ухудшит теплоизоляцию дома, но и приведет к повреждению отделки и размножению грибов. Для внешней теплоизоляции подходит такой материал, как экструдированный пенополистирол; хорошо себя зарекомендовало устройство вентилируемого фасада и т. д.
Для теплоизоляции крыш, как правило, используют каменную или минеральную вату, которые реализуются в виде плит. При этом нельзя забыть о пароизоляции (желательно, чтобы ее сторона, обращенная внутрь, была покрыта алюминиевой фольгой, что предотвратит потери тепла от излучения).
Если дом еще только в проекте, то необходимо заранее подумать о том, как уменьшить периметр внешних холодных стен (чем больше квадратура наружных стен, тем значительнее потери тепла; дом, украшенный многочисленными выступающими элементами, теряет много тепла), не допустить образования мостиков холода.
Возведение мансарды — еще один способ сократить теплопотери через крышу, поскольку ее часть используется в качестве стен мансардного помещения. О том, что для кровли следует выбрать качественный материал, наверное, можно не говорить.
Свести теплопотери к нулю вряд ли удастся. Но реально предпринять меры, благодаря которым можно перестать обогревать улицу. Первое, что приходит на ум, — это необходимость утепления дома. При этом заметим, что стоимость теплоизоляции по сравнению с тем, во сколько обойдется строительство дома, просто мизерна. Экономия на теплоизоляции непременно обернется еще большими потерями в будущем, тем более что цены на энергоносители постоянно растут. Подойдя к утеплению дома в комплексе, можно сократить расходы на отопление примерно на 40 %. Это означает, что теплоизоляция выгодна вдвойне, поскольку снижает теплопотери и минимизирует затраты на энергоресурсы.
Очень важно правильно выбрать теплоизоляционные материалы. Термосопротивление самых современных из них намного превосходит этот параметр у традиционных утеплителей. Теплоизоляционные материалы должны отвечать целому ряду требований, среди которых долговечность (это важно для длительной его эксплуатации); экологичность (отсутствие вредных для здоровья выделений); горючесть (отсюда и пожаробезопасность); повышенная паропроницаемость (благодаря чему из помещения будет выводиться влага и конструкции дома будут оставаться сухими); небольшой вес (не придется усиливать фундамент, перекрытия, не возникнет проблем с монтажом, транспортировка материала и покупка крепежа обойдутся не слишком дорого); естественно, цена (для многих это главный показатель, определяющий выбор того или иного утеплителя).
Вентиляция и кондиционирование
Виды и выбор вентиляционных систем
Вентиляция — это «воздухообмен в помещениях, способствующий формированию и поддержанию оптимального для человека состояния воздушной среды (состава воздуха, температуры, влажности и др.) и совокупность технических средств, с помощью которых и обеспечивается этот воздухообмен». Чтобы люди чувствовали себя комфортно в помещении, воздух в нем должен содержать, как минимум, 21 % кислорода. Снижение этого количества вызывает неприятные ощущения духоты, головную боль и т. п. Постоянная нехватка кислорода негативно сказывается на здоровье и работоспособности человека. Кроме того, в помещениях имеются источники загрязнения воздуха, например предметы бытовой химии, газовое оборудование, мебель из материалов, содержащих вредные вещества, и т. п. В отсутствие проветривания, их концентрация в воздухе возрастает, а количество кислорода снижается. Поэтому очень важно, чтобы воздух в закрытых помещениях обновлялся по крайней мере 1 раз в течение часа. Частоту полного воздухообмена характеризует специально введенное для этого понятие — «кратность воздухообмена». Для жилых помещений она равна единице, а для кухонь она должна возрасти не менее чем в 3 раза. Помимо проветривания, системы вентиляции выполняют и другие функции, в частности увлажняют воздух, понижают или повышают его температуру, т. е. создают комфортные для человека условия проживания.
Воздушный душ, воздушная завеса, воздушное отопление — это виды местной приточной вентиляции. Воздушная завеса — это плоская струя воздуха, которую подают с боковых сторон двери и которая препятствует проникновению в помещение холодного воздуха.
Системы вентиляции классифицируют на основе различных признаков:
по способу перемещения воздуха они бывают естественными и искусственными;
по назначению — приточными и вытяжными;
по зоне обслуживания — общеобменными и локальными (местными);
по конструкции — наборными и моноблочными, канальными и бесканальными.
Естественная вентиляция не предполагает использования какого-либо специального электрооборудования. При ее осуществлении воздух перемещается благодаря ветровому давлению, разности температур, давлению воздуха внутри помещения и вне его (факторы, воздействующие на естественную вентиляцию, называют тепловым побуждением и ветровым побуждением). С этой целью в домах, в частности на кухнях и в санузлах, устраивают воздуховоды (вертикальные каналы), оснащают их вентиляционныи решетками и выводят на крышу, где с помощью установленных дефлекторов усиливают воздухообмен за счет силы ветра (ветровое побуждение). В безветренную погоду дефлекторы действуют менее эффективно.
Тепловое побуждение возникает вследствие нагрева воздуховода, который возможен в результате эксплуатации кухонных плит, за счет влажного воздуха, поступающего из санузла, работает и в отсутствие ветра на улице.
Естественная вентиляция обладает рядом важных положительных качеств:
не требует использования сложного электрооборудования (двигателей, вентиляторов и пр.), что положительно отразится на стоимости строительства и последующей эксплуатации дома благодаря экономии на электроэнергии;
проста в устройстве, долговечна, надежна;
совместима с различными искусственными системами и устройствами, а также с кондиционерами и сплит-системами.
Наличие большого количества достоинств не исключает и определенных недостатков, основным из которых является зависимость от параметров, которые не поддаются контролю и регулированию — от силы и направления ветра, разницы температур воздуха в доме и на улице. В связи с этим, специалисты предлагают дополнять естественную вентиляцию установкой и использованием эффективного вентиляционного оборудования, которое следует подбирать для конкретных условий и особенностей помещений.
Кроме того, в СНиПе № 2.08.01–89 «Отопление и вентиляция жилых помещений» говорится, что осуществление воздухообмена возможно благодаря «неплотности наружных ограждений (главным образом оконного заполнения) всех помещений квартиры». В наше время, которое нередко называют эрой евроремонта, рассчитывать на это не приходится. Оконные системы последнего поколения не позволяют обеспечить нормальный микроклимат в доме таким способом (это отражено в ГОСТе 30674-00 «Блоки оконные из ПВХ» и ГОСТе 24700-99 «Блоки оконные деревянные со стеклопакетами», согласно которым наибольшее значение воздухопроницаемости составляет не более 3,5 м3/ч на 1 м2 окна, в то время когда предыдущие документы, в частности СНиП 2.04.05–91, регламентировали норму воздухообмена для жилых помещений в размере 3 м3 на 1 м2 жилой площади). Таким образом, если в доме установлены пластиковые окна и современные двери, то рассчитывать исключительно на естественную вентиляцию нельзя, поскольку ее эффективность снизится. Однако это не означает, что от нее следует отказываться, тем более что она не зависит от подачи электроэнергии, за счет которой функционируют другие системы и которые перестают работать в условиях даже непродолжительного сбоя в системе электроснабжения.
Все сказанное диктует применение системы искусственной (механической, принудительной) вентиляции, поскольку ее можно включить в любе время и обеспечить приток в дом свежего воздуха, при этом ее, как правило, сочетают с естественной вентиляцией.
Система принудительной вентиляции предполагает использование специального оборудования, которое рассчитано на то, чтобы переносить воздушные массы на большие расстояния (помимо этого, оно может очищать воздух, увлажнять, нагревать его и т. д.). Однако надо помнить, что функционирование этих устройств сопровождается потреблением значительного количества электроэнергии.
Среди преимуществ принудительной вентиляции надо назвать следующие:
ее использование значительно повышает КПД всей системы вентиляции;
появляется возможность для быстрой замены отработанного воздуха, содержащего вредные вещества;
система вентиляции перестает зависеть от природных факторов, поэтому можно реализовать различные архитектурные проекты;
с установкой принудительной вентиляции решается проблема очистки приточного воздуха;
система принудительной вентиляции позволяет регулировать объем воздухообмена, когда число присутствующих в доме людей становится меньше расчетного. Благодаря этому затраты электроэнергии снижаются.
На фоне такого количества достоинств системы принудительной вентиляции кажется не слишком существенным такой момент: интенсивный воздухообмен может оборачиваться теплопотерями. Для таких ситуаций рекомендуют применять систему принудительной вентиляции в сочетании с системой энергосбережения, благодаря которой поступающий воздух будет подогреваться за счет вытягивающихся воздушных масс (этот процесс называется рекуперацией). В результате расходы на подогрев приточного воздуха оптимизируются на 60–70 %, что позволяет уменьшить расходы на отопление.
Несколько лет назад промышленность предложила безлопастные вентиляторы. В них поток воздуха создает турбина, находящаяся в основании устройства. Воздух поступает в помещение через узкие щели. В конструкции отсутствуют движущиеся элементы — это плюс, но высокий уровень шума при работе — минус.
По назначению принудительная вентиляция подразделяется на приточную и вытяжную, название указывает на их функции: первая обеспе чивает приток свежего воздуха, вторая — удаление отработанного. Основой систем приточной вентиляции являются оборудование для забора, очистки и подачи воздуха, а также воздуховоды. Основа вытяжной вентиляции — оборудование для удаления воздуха, вентиляторы, воздуховоды, фильтры и др.
В зависимости от объема помещения, которое обслуживается системой принудительной вентиляции, она классифицируется на местную и общеобменную, что в равной степени относится и к приточной, и к вытяжной вентиляции.
Исходя из сказанного, невозможно преувеличить значимость системы вентиляции вообще и правильного ее устройства в частности. При этом важно заметить, что для разных типов помещений требуется определенное вентиляционное оборудование: то, что приемлемо для бани или бассейна, никак не подойдет для спальни или кухни. Есть разница и в системе вентиляции городской квартиры и для индивидуального дома.
Раньше в частных домах преобладала естественная вентиляция, в основе которой лежит естественная циркуляция воздуха через двери и окна, воздуховоды кухни и санузла. Вентиляционные каналы (они должны иметь абсолютно гладкие стенки, поскольку наличие выпуклостей и выемок снижает тягу) устраивали параллельно дымовым и выводили на крышу, благодаря чему возникали перепад давления и тяга, вследствие чего отработанный воздух выбрасывался наружу. Приток же свежего воздуха носил неорганизованный характер, т. е. он поступал в дом в открытые форточки, двери и окна.
Естественная вентиляция эффективна, когда между внутренней и наружной температурой разница составляет 15–16 °C, т. е. в период межсезонья и зимой. Летом в отсутствие такой разницы естественная вентиляция работает плохо.
Современные дома, помимо естественной вентиляции, оборудуются устройствами для осуществления искусственной вентиляции. В индивидуальных домах представлены такие ее типы, как приточная, вытяжная и приточно-вытяжная вентиляция.
Принцип действия приточной вентиляции основан на том, что в помещении за счет созданного избыточного давления приточного воздуха отработанный воздух вытесняется. Устройство приточной вентиляции для индивидуального дома вполне доступно по цене, отличается простотой монтажа, но имеет и недостатки:
проникающий в помещение воздух необходимо фильтровать, а при пониженных температурах воздуха — подогревать, что в совокупности влечет увеличение мощности отопительной системы со всеми вытекающими отсюда последствиями (повышенным расходом топлива или электроэнергии);
вентиляция приточного типа не предполагает рекуперации тепла.
Вытяжная вентиляция освобождает дом от отработанного воздуха. В процессе этого давление в помещении понижается, что вызывает приток свежего воздуха снаружи через специальные клапаны или форточки и пр. Для эффективной работы вентиляции этоо типа требуется, чтобы объем выводимого воздуха компенсировался таким же объемом приточного воздуха.
Как и вентиляция приточного типа, вытяжная вентиляция не требует больших вложений — это плюс. Однако есть и минусы, в частности:
для очистки приточного воздуха необходимы фильтры;
повышение температуры приточного воздуха происходит за счет повышения мощности системы отопления, что невыгодно;
рекуперация приточного воздуха невозможна.
Таким образом, приточная и вытяжная вентиляция имеют практически одни и те же недостатки. В таком случае можно остановить выбор на сочетании механической приточной и естественной вытяжной вентиляции. В комбинированной системе отток отработанного воздуха происходит естественным путем (можно установить и вентиляторы небольшой мощности), а приток осуществляется за счет установленного специального оборудования, например моноблочной установки (рис. 65) с системой авторегулирования.
Рисунок 65. Моноблочная приточная установка: 1, 3) жилая комната; 2) кухня; 4) санузел; 5) приточная установка с калорифером; 6) крышный вентилятор
Из положительных качеств данной системы вентиляции надо отметить более высокую эффективность воздухообмена сравнительно с чисто естественной вентиляцией и невозможность распространения запахов из одного помещения в соседнее. Из отрицательных свойств — необходимость оснащения дверей специальными решетками, которые устанавливают в ее нижнюю часть, что позволяет воздуху беспрепятственно перемещаться из одного помещения в рядом расположенное; невозможность рекуперации.
Воздушный фильтр, применяющийся в системе вентиляции, — устройство, очищающее приточный и вытяжной воздух от пыли. Но это не единственная его функция. Он защищает от пыли вентиляторы, чиллеры и другие элементы вентиляционных систем.
Оптимальным, по мнению специалистов, вариантом для индивидуального дома является устройство комплексной механической приточно-вытяжной системы вентиляции (рис. 66), в которой задействованы встречные потоки воздуха. В них системы вытяжки и притока функционируют независимо друг от друга или создается комплексная система, обеспечивающая и отток, и поступление воздуха. Механическая приточно-вытяжная вентиляция производится и в усовершенствованном варианте и предусматривает подогрев/охлаждение воздуха.
Рисунок 66. Схема движения воздушных потоков в системе приточно-вытяжной вентиляции: 1) вытяжной воздух; 2) фильтр вытяжного воздуха; 3) перепускной клапан (байпас); 4) рекуператор; 5) фильтр приточного воздуха; 6) наружный воздух; 7) отработанный воздух; 8) вытяжной вентилятор; 9) калорифер; 10) приточный вентилятор; 11) приточный воздух
Достоинствами представленной системы вентиляции являются:
независимость от времени года и метеоусловий;
компактность;
наличие оборудования для фильтрации, нагревания и охлаждения воздуха;
осуществление подогрева воздуха с помощью калорифера или рекуператора (теплообменника), что никак не отражается на мощности системы отопления.
Недостаток (возможно, единственный) такого типа вентиляционной установки — довольно высокая цена.
Рекуператоры, применяющиеся в системе приточно-вытяжной вентиляции, бывают пластинчатыми, батарейными и роторными. Они различаются показателями КПД, что отражается на цене системы вентиляции, в которой они установлены. КПД роторного рекуператора достигает 85 % (у батарейного — примерно 50 %, у пластинчатого — приблизительно 60 %), поэтому вентиляционные системы, оснащенные таким устройством, самые экономичные. Кроме того, они более подходят для российского климата, поскольку температура их замерзания равна –27 °C.
Исправно работающий кондиционер должен обеспечить разницу между температурой воздуха, втягиваемого во внутренний блок и охлажденного на уровне 10 °C. В действительности она может доходить до 20 °C, что определяют тип, модель, монтаж и настройки агрегата.
Выбирая систему вентиляции для дома, следует исходить из того, для какого помещения она предназначается и каковы особенности температурного режима региона, в котором находится дом. Кроме того, желательно разрабатывать систему вентиляции индивидуального дома еще до его строительства. Если приходится оборудовать системой вентиляции уже возведенный дом, то нужно быть готовым к тому, что может возникнуть необходимость в его перепланировке.
Системы кондиционирования: их виды и выбор
Кондиционирование воздуха — это «автоматическое поддержание в закрытых помещениях определенных параметров воздуха (температуры, влажности, чистоты, скорости движения) с целью создания условий, оптимальных для самочувствия людей, ведения технологического процесса и обеспечения сохранности ценностей». Общепринятой классификации систем кондиционирования нет, поскольку реализуются многочисленные принципиальные схемы, различающиеся техническими и функциональными особенностями, которые разрабатываются в соответствии как с техническими характеристи ками самих систем, так и с объектами, в которых предполагается их установка. Тем не менее, системы кондиционирования воздуха различаются рядом признаков:
объектом применения (комфортные и технологические). Первые предназначены для различных помещений, в том числе и жилых; вторые — для производства;
размещением оборудования (центральные и местные). В центральных системах холод извне доставляют вода или хладагент, а тепло — пар, горячая вода либо электричество; они поддерживают в помещении установленные пользователем температуру и влажность воздуха, оснащены оборудованием, гасящим шум и вибрацию. Однако они крупногабаритны, сложны в монтаже и не могут устанавливаться в уже построенных зданиях. Местные системы кондиционирования для создания комфортного микроклимата могут размещаться в отдельных помещениях разного назначения (жилых, гостиничных номерах и т. д.);
наличием или отсутствием собственного источника тепла и холода (автономные, нуждающиеся в доставке извне только электроэнергии, и неавтономные, причем двух типов — воздушные (доставляющие в помещение только воздух) и водовоздушные (несущие воду и воздух, тепло и холод));
принципом работы (прямоточные, рециркуляционные, комбинированные). Первые работают исключительно на наружном воздухе, который обрабатывается в кондиционере, после чего поступает в помещение. Работа вторых строится без притока воздуха; с частичным использованием наружного воздуха; на основе рециркуляционного воздуха, т. е. того, что выводится из помещения, обрабатывается в кондиционере и возвращается обратно. Третьи сочетают в себе качества первых и вторых;
регулированием параметров (качественное, когда весь воздух доставляется в помещение по одному каналу, и количественное, когда та же операция осуществляется по двум параллельным каналам);
степенью обеспечения метеоусловий (I, II, III класса — параметры не противоречат нор мативным документам, санитарно-гигиени чес ким нормам и допустимым нормам соответст венно);
числом помещений, охваченных кондиционированием (одно— и многозональные);
давлением, создаваемым вентиляторами кондиционера (низкое (до 100 кг/м2), среднее (100–300 кг/м2), высокое (более 300 кг/2)).
В зависимости от размера частиц, которые может уловить фильтр различают: фильтры грубой очистки задержиают частицы размером более 10 мкм; фильтры тонкой очистки собирают частицы размером более 1 мкм; фильтры абсолютной фильтрации не пропускают частицы размером до 0,1 мкм.
Современная промышленность производит кондиционеры разных типов (сплит-системы, напольные, шкафные, крышные кондиционеры и др.) и различной производительности. По последнему признаку кондиционеры делятся на:
бытовые производительностью до 6–8 кВт (это моно— и сплит-системы), которые устанавливают в небольших помещениях;
полупромышленные, способные обеспечить комфортные условия в помещениях площадью до 200–300 м2 при производительности более 6 кВт (это сплит-системы канального, настенного, кассетного и напольно-потолочного типа);
промышленные, предназначенные для работы в больших помещениях и мощностью 20–25 кВт.
Предлагаем небольшой обзор техники для осуществления кондиционирования воздуха.
Оконный кондиционер (рис. 67) является моноблоком, состоящим из воздухоохлаждающего и компрессорно-конденсаторного отсеков.
Рисунок 67. Принципиальная схема устройства моноблочного кондиционера: 1) конденсатор; 2) компрессор; 3) расширитель; 4) фильтр-осушитель; 5) капиллярная трубка; 6) пульт управления; 7) перегородка; 8) воздушный фильтр; 9) испаритель; 10) центробежный вентилятор; 12) электродвигатель вентиляторов; 13) осевой вентилятор
Такие кондиционеры устанавливают в нижней части окон или в специально проделанных проемах в стене, причем воздухоохлаждающий отсек ориентируют внутрь помещения, а компрессорно-конденсаторный — на улицу.
Оконные кондиционеры обладают рядом несомненных достоинств, что делает их популярными у потребителя:
они доступны по цене, поэтому их могут себе позволить люди, стесненные в средствах;
несложны в монтаже (и демонтаже), поэтому можно обойтись без привлечения специалиста и установить (или переставить) устройство собственными силами;
просты в обслуживании и ремонте, тем более что ремонтируют их редко — обычно после длительной эксплуатации;
содержат незначительное количество хладагента — фреона, т. е. довольно экологичны;
имеют дистанционное управление, что делает эксплуатацию приборов вполне комфортной, тем более что современные модели имеют функцию задавания температурного режима, например в кондиционерах корейского производства температура может варьироваться в промежутке 16–30 °C с шагом 1 °C;
есть возможность выбора скорости вращения вентилятора (у «продвинутых» моделей имеются три скорости — низкая, средняя, высокая);
оснащены таймером, что дает возможность программировать работу устройства с расчетом на определенное время, например на заданный час можно запланировать режим усиленной циркуляции, изменение направления потока воздуха и т. д.
Из недостатков оконных кондиционеров надо назвать достаточно высокий уровень шума (по большей части это относится к устаревшим моделям, кроме того, есть способ разрешить эту проблему, так как достаточно установить устройство на рези новые виброопоры); снижение освещенности помещения вследствие загромождения оконного пространства; ограниченный выбор места для его размещения.
Чтобы оконный кондиционер исправно и долго работал, следует выполнять рекомендации по его эксплуатации:
не отгораживать кондиционер от остального пространства комнаты плотными гардинами, поскольку это ограничит его действие промежутком между шторами и оконным блоком;
монтируя устройство, располагать жалюзи с внешней стороны стены;
при установке соблюдать уклон 1–2° кнаружи, чтобы конденсат легко выводился;
не размещать кондиционер около источников тепла и загрязнения, а также в непосредственной близости к рабочим местам и т. п.;
не задавать крайние температурные параметры, поскольку все равно немедленно эффекта не будет, ведь принцип работы климатического оборудования — постепенное создание комфортных температурных условий. Разница между температурами охлаждения и внешней среды в летнее время не должна превышать 7 °C;
регулярно извлекать и мыть фильтры, чистить корпус (разумеется, в отключенном положении);
при возникновении сбоев в работе устройства приглашать специалиста по ремонту.
Мобильный кондиционер (рис. 68) — это тоже моноблок, как и оконный, однако могущий перемещаться по полу (поэтому его называют передвижным, напольным).
Рисунок 68. Принципиальная схема устройства мобильного кондиционера: 1) компрессор; 2) вентилятор; 3) пульт управления; 4) испаритель; 5) воздушный фильтр; 6) воздуховод; 7) конденсатор; 8) поддон для конденсата; 9) колесо
Передвижной кондиционер имеет высоту примерно 80 см, весит 35–40 кг, оснащен гибким воздуховодом (это гофрированный шланг) диаметром 100–180 мм и длиной 1–2 м, через который горячий воздух выводится наружу через оконный проем.
Месторасположение кондиционера определяется длиной воздуховода, однако его можно без труда (устройство имеет колесики) перемещать по квартире, брать с собой на дачу и пр.
Мобильный кондиционер достаточно прост по конструкции. Он оборудован двумя парами отверстий — воздухозаборных и выпускных. Первые находятся на задней стенке: через нижнее осуществляется забор воздуха для охлаждения конденсатора, воздух в котором нагревается и через одно из выпускных отверстий выводится по воздуховоду на улицу; через верхнее, оснащенное фильтром для грубой очистки, воздух попадает в испаритель, из которого после охлаждения через второе выпускное отверстие выбрасывается в помещение, для чего имеется специальный диффузор, закрытый жалюзи.
Установить мобильный кондиционер может практически каждый, поскольку для этого требуется только вывести гибкий воздуховод через окно или отверстие в стене наружу.
При всех достоинствах мобильных кондиционеров имеются и недостатки:
небольшая мощность — примерно 2–4 кВт, отсюда и невысокая производительность;
довольно существенный уровень шума;
необходимость периодически освобождать поддон от конденсата.
Кондиционер в составе внешнего и внутреннего блоков называется сплит-системой. Если внешний блок соединен с одним внутренним, эта конструкция называется моносплит-системой. При наличии нескольких внутренних блоков (до семи) с одним внешним — мультисплит-системой.
Во внешний блок входят компрессор и механизмы для подачи, очистки, нагревания воздуха и других функций, которые зависят от типа сплит-системы. Внешний блок, как правило, монтируют на кронштейны, закрепленные на наружной стене дома, однако он может быть установлен на чердаке, в подвале и других местах, с тем чтобы обеспечить поступление в конденсатор более холодного воздуха.
Через отверстие в стене диаметром 40–60 мм внешний блок связывают с внутренним. После прокладки коммуникаций (это медные трубки, покрытые термофлексом, пластиковая дренажная трубка и электрокабель, вместе образующие фреоновую трассу) отверстие герметизируют.
Во внутреннем блоке остаются только теплообменник и роторный вентилятор. Поскольку все комплектующие, способные производить шум, перенесены во внешний блок, внутренний функционирует почти бесшумно (24–26 дБ).
Кроме того, это позволяет придать компактность внутреннему блоку и органично вписать устройство в интерьер, тем более что его дизайн можно подобрать практически под любое оформление помещения.
Кроме осовных функций, сплит-системы могут выполнять и добавочные, среди которых таймер, дистанционное управление (пульт с дисплеем), различные фильтры, подогрев воздуха.
Все перечисленное — безусловные достоинства сплит-систем, недостатками же являются высокая стоимость агрегата; невозможность самостоятельного монтажа (за это придется заплатить отдельно); отсутствие подачи свежего воздуха (даже самые мощные системы обеспечивают всего лишь 10 % свежего воздуха).
Оконные кондиционеры последнего поколения рассчитаны не только на охлаждение воздуха. Они способны функционировать в режиме очистки и нагрева. Конечно, и стоимость таких агрегатов очень высокая.
Сплит-системы эффективно работают на площади от 15 до 140 м2. Они производятся в нескольких модификациях:
настенные мощностью 1,5–5 кВт;
напольно-потолочные мощностью 4–9 кВт;
колонные мощностью 4–14,5 кВт;
кассетные мощностью 5–15 кВт;
многозональные.
В быту обычно используют настенные сплитсистемы (рис. 69), остальные относятся к полупромышленным и промышленным системам кондиционирования.
Читать бесплатно другие книги:
