В поисках эффективного тепла

Достоинства воздушного отопления оценены человеком давно. Известно, что на Руси отопление горячими газами было первым способом искусственного отопления жилища (курные избы). В XVI веке достаточно эффективной по тем временам системой воздушного отопления были оборудованы царские палаты московского Кремля, еще раньше подобные системы появились в княжеских замках Хакасии. Подаваемый в помещения воздух в этих системах, как правило, подогревался с помощью дровяных печей. В современных системах воздушного отопления дровяные печи практически не применяются. Им на смену пришли более эффективные многофункциональные агрегаты, к числу которых принадлежат газовые печи малой теплоемкости.

Базовое предназначение газовых печей - обогрев помещений теплым воздухом. Газовые печи используются для отопления коттеджей, производственных (цехов, складов) и административных помещений, гаражей, небольших магазинов, предприятий общественного питания и других зданий небольшой этажности, подключенных к сети газоснабжения. По способу подачи в помещения подготовленного рециркуляционного воздуха газовые печи обычно относят к разряду централизованных. Однако при необходимости они могут использоваться и как децентрализованные отопительные агрегаты.

Одно из основных достоинств газовых печей - их экономичность. Природные горючие газы являются весьма дешевым видом топлива. Среднегодовые затраты на производство 1 кВт тепла при отоплении с помощью солярки или электроэнергии в среднем по России приблизительно в 9-10 раз выше, чем при использовании газообразного энергоносителя.

По сравнению с системами водяного отопления использование газовых печей дает большие преимущества, выражающиеся в уменьшении капитальных затрат и улучшении внешнего вида отапливаемых помещений в силу отсутствия радиаторов и труб. Кроме того, существенно упрощается монтаж отопительной системы: газовая печь весьма компактна, ее можно расположить в подвале или топочной, на цокольном этаже или на чердаке, вертикально или горизонтально, с направлением потока вверх или вниз. При этом изменение конфигурации печи осуществляется всего за пять минут.

Применяемые в современных конструкциях газовых помещений теплообменники в отличие от водяных калориферов не дают течь. Вкупе с системой автоматики и другими узлами они обеспечивают параметр годовой эффективности использования топлива, расходуемого на полезный нагрев, на уровне около 80%, что в ряде случаев превышает соответствующее значение того же параметра для водяных котлов. Повышению эффективности передачи тепла в помещения способствует отсутствие в воздушной системе промежуточного теплоносителя.

К основным недостаткам систем воздушного отопления на базе газовых печей следует отнести опасность распространения движущимся воздухом вредных веществ, выделяемых технологическим оборудованием, и пожара. В помещениях, где с повышением температуры и подвижности воздуха увеличивается интенсивность испарения ядовитых веществ и опасность отравления ими работающих (например, работа с ртутью и др.), а также возможен перенос вредных веществ из зон с большим содержанием в зоны с их меньшим содержанием, применение газовоздушного отопления не допускается. То же самое можно сказать и о производствах, отнесенных к категориям А и Б по пожарной опасности.

Печь воздушного отопления состоит из корпуса, теплообменного аппарата, вентиляторной секции и приборов автоматики (рис. 1 - Климатическая установка на базе газовой печи малой теплоемкости). В процессе работы через воздухозаборное отверстие и систему сменных штатных фильтров в корпус печи поступает рециркуляционный воздух, который прогоняется вентилятором через теплообменник. В принципе, к рециркуляционному воздуху может подмешиваться некоторая доля свежего, но для этого рассматриваемая воздушная отопительная система нуждается в доработке.

В теплообменнике воздух нагревается до заданной температуры, после чего по воздуховодам с установленными в их устьях диффузорами подается в обслуживаемые помещения.

Корпус печи обычно изготавливается из стали толщиной 1-1,5 мм. Зачастую он покрывается многослойным порошковым красителем для увеличения долговечности установки и слоем стекловолокна для минимизации теплопотерь и снижения уровня шума в процессе работы. Для борьбы с шумом корпус печи может выполняться из двух листов, между которыми оставлена воздушная прослойка.

В газовых печах устанавливают трубчатые или пластинчатые теплообменники, изготовленные из стойкой к коррозии алюминизированной стали. Газовые горелки инжекционного типа, имеющие систему электронного зажигания, нагревают теплообменник изнутри, после чего продукты сгорания, не соприкасаясь с поступающим в помещения воздушным потоком, отправляются в дымоход.

Вентиляторная секция включает в себя центробежный вентилятор низкого давления и электродвигатель небольшой мощности. Соединение с крыльчаткой вентилятора осуществляется при помощи клиноременной передачи, через муфту или посредством шлицевого соединения. Для уменьшения шума во время работы вентилятор может быть установлен на резиновой подушке.

Температурный режим в помещении чаще всего задается при помощи простого и надежного электромеханического термостата, который крепится к стене контрольного помещения. Управление вентиляторной секцией и газовыми горелками осуществляет микропроцессор. В случае перегрева или срыва пламени на горелках печь будет автоматически отключена.

Помимо отопления помещений, газовая печь после соответствующего дооснащения может использоваться для понижения температуры заполняющего их воздуха, а также для контроля за его влажностью и чистотой. При этом воздушная отопительная установка превращается в систему кондиционирования воздуха. Конфигурацию системы кондиционирования можно совершенствовать поэтапно - для этого потребуется по мере того, как возникает необходимость или появляются свободные средства, добавлять к основной конструкции соответствующие модули. О расширении системы необходимо подумать заранее, еще на стадии проектирования объекта.

Для охлаждения воздуха в летний период газовая печь дополняется испарительным блоком кондиционера (сплит-системы), который соединяется с наружным компрессорно-конденсаторным блоком, установленным вне обслуживаемых помещений, посредством медных теплоизолированных фреонопроводов. Охлажденный воздух распределяется вентилятором печи по тем же самым жестяным воздуховодам, что и теплый воздух зимой. Если сплит-система способна работать в режиме теплового насоса, при умеренных температурах наружного воздуха (до -10...-15 градусов С) ее можно с успехом использовать и для отопления помещений.

Увлажнитель используют для поддержания оптимальной влажности воздуха в течение всего года. Это способствует сохранности оборудования, предметов интерьера и облегчению дыхания находящихся в помещениях людей. Совместно с газовыми печами малой теплоемкости могут использоваться различные типы увлажнителей - испарительные, контактные и др.

К перечню дополнительного оборудования следует отнести также электронные фильтры, очищающие воздух от мелкодисперсной пыли, грязи, пыльцы растений и других микрочастиц, электронные программируемые термостаты, позволяющие задавать желаемый температурный режим в помещениях в течение суток и экономить около 10-20% затрат на энергоресурсы и рекуператоры, предназначенные для максимально эффективного использования теплосодержания воздуха, покидающего обслуживаемые помещения через систему вытяжной вентиляции.

• Прекращение подачи газа при погасании пламени (не более 1 с)
• Автоматическое включение после временного отсутствия электропитания
• Прекращение подачи газа при отсутствии тяги в дымоходе (не более 1 с)
• Аварийное отключение при достижении предельно допустимой температуры в камере теплообменника
• Три попытки воспламенения газа
• Повторная попытка воспламенения газа после трех попыток - через час

На Западе газовые печи малой теплоемкости, используемые для воздушного отопления зданий, получили чрезвычайно широкое распространение благодаря своей эффективности, простоте в эксплуатации и высокой надежности. Однако в России эти установки до сих пор встречаются достаточно редко. Импорт подобного оборудования еще несколько лет назад был весьма ограничен, а отечественная промышленность выпускала крайне мало дешевых малопроизводительных вентиляторов, не создающих при работе повышенного шума, на базе которых можно было разработать собственные конкурентоспособные образцы газовых печей.

Сегодня на российском рынке представлены десятки разновидностей газовых печей малой теплоемкости зарубежного (в том числе Lennox, Carrier, Trane, York, "Кватро") и, реже, отечественного производства (среди которых МГП-8), не создающих неудобств для работающих в отапливаемых помещениях людей. Мощность агрегатов колеблется от единиц до десятков и сотен кВт, что позволяет удовлетворять нужды различных категорий частных и промышленных потребителей. Спрос на подобного рода технику постепенно увеличивается, и есть основания полагать, что эта тенденция сохранится и в будущем.

- Я уверен, что системы воздушного отопления и кондиционирования на базе газовых печей малой теплоемкости будут широко использоваться в России в первую очередь для частного коттеджного строительства. Шестилетний опыт успешного применения таких систем в суровых климатических условиях нашей страны позволяет с уверенностью смотреть в будущее. Наш нынешний и будущий заказчик - это тот, кто приступает к созданию проекта дома и кому небезразлично, как будет вести себя оборудование через пять, десять и двадцать лет его эксплуатации. Да, конечно, не сразу придет понимание того, что, желая сэкономить в цене сегодня, всегда теряешь в одном - в качестве. Репутация компании производителя, надежность оборудования, гарантированный сервис, техническая поддержка для дилеров и проектировщиков - вот те условия, на основе которых это направление будет успешно развиваться в России.

- В отличие от других типов климатических систем для отопления и кондиционирования использование газовых печей малой теплоемкости в комплекте с дополняющим их оборудованием позволяет осуществлять полный контроль за основными параметрами микроклимата в обслуживаемых помещениях в течение всего года. Легкий и быстрый монтаж, низкие эксплуатационные затраты и цена - основные достоинства газовоздушных климатических систем, объясняющие неуклонный рост рынка подобной техники в России.

- Оборудование на базе газовых печей малой теплоемкости традиционно занимает большую часть североамериканского рынка частных коттеджей. На просторах России эти системы известны не столь широко, поэтому отечественный потребитель относится к ним с осторожностью. Я полагаю, что описываемые системы объединяют в себе основные достоинства воздушного отопления и кондиционирования, так как имеют оптимальные показатели: низкую инерционность, высокие экономичность и надежность, а также малую себестоимость, которая обусловлена отказом от использования в установках таких дорогостоящих элементов, как радиаторы, топливные баки и тепломагистрали. Многие компании, специализирующиеся на комплексных решениях климатизации, сегодня делают ставку именно на это оборудование.