ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДУШНОГО ОТОПЛЕНИЯ В ЗДАНИЯХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 63

Иванов К.В.

магистр 3 курса ФГБОУ ВО «ПГАТУ» ФГБОУ ВО «ПГАТУ» имени академика Д.Н. Прянишникова», г. Пермь, России

Научный руководитель: Зубарева Г.И.

д.т.н., профессор

ФГБОУ ВО «ПГАТУ» имени академика Д.Н. Прянишникова», г. Пермь, России

ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДУШНОГО ОТОПЛЕНИЯ В ЗДАНИЯХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Аннотация: в данной статье мы рассмотрим преимущества применения технологии воздушного отопления по сравнению с водяным отоплением в зданиях сельскохозяйственного назначения.

Ключевые слова: воздушное отопление, водяное отопление, вентиляция, кондиционирование, увлажнение воздуха, теплоноситель.

Традиционным решением для обогрева помещений в различных отраслях народного хозяйства до сих пор является использование водяного отопления, т.е. системы состоящей из замкнутой цепочки труб, радиаторов и котла, заполненной водой или незамерзающей жидкостью, текущей по трубам. Использование подобного рода инженерных решений не устраивает очень многих не безосновательно. Низкая эффективность, высокий расход энергии и инерционность системы водяного отопления, а также большие капитальные затраты на монтаж, эксплуатацию и постоянный рост цен на энергоносители, заставляет многих искать более современные и экономичные решения при выборе

способов создания микроклимата в рабочих и бытовых помещениях. Поэтому все чаще выбор останавливается на воздушном отоплении.

ОСНОВНЫЕ ОТЛИЧИЯ СИСТЕМ ВОЗДУШНОГО ОТОПЛЕНИЯ ОТ ТРАДИЦИОННЫХ СИСТЕМ «КОТЕЛЬНАЯ-ТЕПЛОТРАССА-ВОДЯНОЙ КАЛОРИФЕР»

Первое и основное отличие от водяного отопления — это отсутствие промежуточного теплоносителя в виде воды или какой-либо незамерзающей жидкости, антифриза и т.п. в системе отопления. Нет жидкости, а значит нет, и разводки труб, и радиаторов в помещении, нет риска затопления в результате размораживания и протечки труб, поверхность стен остается свободной, появляется возможность более рационального использования пространства отапливаемых помещений. В системе воздушного отопления воздух нагревается непосредственно в воздухонагревателе и переносится по скрытым воздуховодам во все помещения, т.к. вся система воздуховодов монтируется внутри стен и полов — в здании нет наружных батарей отопления, соответственно визуально открытыми остаются только едва заметные приточные и вытяжные решетки, расположенные в полу и потолке не занимающие практически никакого пространства. Как и в случае использования водяного отопления, все основное оборудование сосредоточено в специально выделенном помещении, имеющем площадь по установленным нормам, в этом помещении прежде всего находится газовый воздухонагреватель, электронный фильтр очистки воздуха, как вариант исполнения увлажнитель и внутренний блок кондиционера. По своим размерам вместе это весьма компактное оборудование.

Второе и очень важное отличие — это то, что, разместив скрытые воздуховоды для распределения теплового воздуха, фактически уже созданы все предпосылки не только для получения комфортного тепла, но и для вентиляции, кондиционирования, а также увлажнения воздуха. Т.е. мы оснащаем проектируемые помещения полноценной центральной системой воздушного

отопления, вентиляции, увлажнения и кондиционирования, при которой качественные показатели воздушной среды (температура и влажность) внутри автоматически регулируются для получения наиболее комфортных и правильных показателей, что существенно важно при проектировании животноводческих ферм и комплексов, где задача проектирования инженерных систем осложняется решением в совокупности по нескольким направлениям, таким как поддержание температурного режима, влажности, естественной и принудительной вентиляции, исключению образования конденсата и пр., учитывая при этом отличительные условия для содержания разных видов животных в помещениях, их поголовья в настоящий момент, а также зимний и летний периоды времени года. Следует отметить что обогрев и охлаждение осуществляется циркуляцией воздуха внутри помещения, наличие постоянного притока свежего воздуха обеспечивает низкий уровень углекислого газа отапливаемого объекта.

Именно эти основные отличия дают системе воздушного отопления массу преимуществ по сравнению с системой традиционного водяного или «радиаторного» отопления.

ОПИСАНИЕ И ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ

Распределение нагретого воздуха по помещениям и удаление отработанного воздуха, обычно осуществляется по воздуховодам, проложенным в скрытых полостях пола, потолка, или вмонтированных в стены. Как правило, система воздушного отопления дополняется оборудованием для охлаждения и увлажнения воздуха, вместе составляющим климатическую систему. При работе системы более холодный отработанный воздух из помещений через воздухозаборные решетки попадает в воздуховоды и затем, пройдя очистку в воздушном фильтре, поступает в камеру воздухонагревателя с теплообменником, где нагревается и далее, нагнетаемый основным вентилятором воздухонагревателя, по сети приточных воздуховодов распределяется по помещениям. Кроме того, в процессе работы воздухонагревателя, через

специальную заборную решетку, обеспечивается подмес свежего воздуха, поступающего снаружи. Высокая скорость воздухообмена и постоянное движение воздуха внутри обогреваемого помещения обеспечивают быстрый и равномерный прогрев всего отапливаемого объема. В летнее время при отключении отопления, система работает в режиме вентиляции и/или кондиционирования, т.е. включается в работу внешний конденсационный блок, расположенный снаружи и внутренний испарительный блок. При этом охлажденный и очищенный воздух распределяется по помещениям по тем же воздуховодам, обеспечивающим и отопление. Работой воздухонагревателя управляет встроенная система автоматики, благодаря которой его функционирование становится безопасным и не нуждающимся в ежедневном обслуживании.

ПРЕИМУЩЕСТВА ВОЗДУШНОГО ОТОПЛЕНИЯ

Применительно к сельскому хозяйству воздушное отопление может применяться:

Животноводство - отопление, вентиляция животноводческих ферм и комплексов;

Птицеводство - системы отопления и вентиляции птицефабрик;

Растениеводство - обогрев теплиц;

Хранение - отопление и вентиляция овощехранилищ, зернохранилищ, цехов переработки

Преимущества воздушного отопления покажем в сравнении с традиционными жидкостными системами:

Воздушное отопление позволяет создать условия комфорта недостижимые для других систем. Поддержание температуры, влажности, чистоты воздуха производится с высокой точностью благодаря использованию современного оборудования и автоматики.

Эстетичность. Отсутствие радиаторов и труб. Только с такой системой возможно опустить окна до пола по периметру помещения. По скрытым в стенах и потолках воздуховодам подается как теплый, так и холодный воздух. Небольшие решетки часто являются элегантным дополнением к интерьеру административно-бытовых помещений.

Экономичность. Благодаря отсутствию промежуточного теплоносителя (воды) и более низкой температуре стен достигается высокий тепловой КПД всей системы отопления: на 20-30% выше, чем у традиционных водяных систем.

Применение программируемых термостатов обеспечивает возможность дополнительной экономии от 5 до 25% тепловой энергии за счет функции «дежурного режима» — автоматического снижения температуры в помещении при отсутствии людей.

КПД системы воздушного отопления от 80 — 95% (при использовании водяного отопления не более 60%). Не будем следует путать КПД системы и КПД самого обогревателя. КПД котлов может доходить до 90% и выше, но при этом в целом КПД водяной системы с радиаторами не превышает 60%.

Долговечность. Расчетный срок эксплуатации при правильном обслуживании до 25 лет.

Меньшая материалоемкость.

Возможность ввода в эксплуатации в любое время года, даже при минусовой температуре.

Возможность организации канального кондиционирования по тем же воздуховодам.

Возможность организации приточной вентиляции по тем же воздуховодам, при этом наружный воздух проходит подогрев (охлаждение) и очистку в воздушном фильтре.

Возможность эффективного увлажнения воздуха во всем помещении в зимний период. К примеру санитарно-гигиенические нормы для животноводства (крупный рогатый скот, откормочные свиньи, поросята) требуют влажности 85%

в холодный, зимний период. При влажности выше 85% повышается опасность повышения заболеваний, появление грибков на стенах и т.д., при влажности ниже 30% — сухость слизистых оболочек.

Очистка рециркуляционного воздуха обычным или электронным фильтром.

Возможность поглощения запахов при установке угольных фильтров Возможность бактериологической очистки при установке ультрафиолетового ионизатора.

Малая инерционность. Агрегаты систем воздушного отопления в считанные минуты выходят на рабочий режим, а за счет высокой оборачиваемости воздуха, помещение полностью прогревается всего за несколько часов. При необходимости коррекции рабочей температуры воздуха в помещении, системы водяного отопления показывают склонность к сильно замедленной реакции, а после снижения температуры и последующем разогреве повышается риск появления течей и снижается ресурс системы в целом. Примерно те же проблемы преследуют системы водяного отопления при холодных пусках. При этом системы воздушного отопления этих бед лишены, что позволяет запускать их без специальной подготовки и подобные режимы не влияют на их ресурс.

Отсутствие промежуточного теплоносителя позволяет отказаться от строительства и содержания системы водяного отопления и котельной. В зимнее время отсутствует риск размораживания системы отопления в случае продолжительного отключения системы. Охлаждение даже до глубокого «минуса» не приводит к повреждению системы.

Высокая степень автоматизации позволяет вырабатывать ровно то количество тепла, в котором есть необходимость.

Автоматические устройства безопасности систем воздушного отопления обеспечивают выключение в следующих случаях:

- отсутствия воспламенения топлива за время не более 5 сек.;

- неисправности устройства контроля пламени за время не более 2 сек.;

- угасании контролируемого пламени за время не более 2 сек.;

- при уменьшении давления газа перед клапаном ниже 0, 875 кПа (для природного газа) или 2,5 кПа (для сжиженного газа);

- повышение температуры теплообменника более 82°С - 121°С;

- полного или частичного перекрытия дымохода;

- уменьшения разряжения, создаваемого дымососом, до величины 0,1327

кПа

Значительное уменьшение времени монтажа и эксплуатационных затрат по сравнению с водяным отоплением.

Системы воздушного отопления используются в нашей стране сравнительно недавно, за рубежом уже многие десятилетия, их надежность и высокая экономичность подтверждены временем.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Егиазаров А.Г. Отопление и вентиляция зданий и сооружений сельскохозяйственного комплекса. М.: Строиздат, 1981. — 239 с.