Єдина система опалення та вентиляції: види, монтаж та вартість

Що це? Єдина система опалення та вентиляції – це не ноу-хау, а цілком обкатана схема, яка прийшла до нас з-за кордону. Першим її застосував римський архітектор, його ідею підхопили американці. Саме вони удосконалили опалення, яке здійснюється за допомогою повітря через спеціально обладнані шахти.

У компанії “БТ-Сервіс” https://bt-service.ua/uk/ventilyaciya розуміють важливість вентиляції для створення здорового та комфортного перебування у приміщенні. Команда фахівців допоможе оцінити ваші потреби у вентиляції та надати індивідуальне інженерне рішення для забезпечення оптимальної якості повітря у приміщенні.

Як змонтувати? Ви можете самостійно встановити такий вид обігріву та вентилювання приміщення одночасно. Все необхідне обладнання та комплектуючі є на ринку. Головне – зробити правильні розрахунки. Якщо буде допущено хоча б найменшу помилку, все виявиться марно.

Коротка історія єдиної системи опалення та вентиляції

Ще перші люди, живучи в печерах, обігрівали їх за допомогою повітря — розводили відкритий вогонь. З розвитком людства та появою будинків людина почала створювати опалювальні системи.

Вперше про систему опалення повітрям (гіпокаус) згадується в письмових джерелах, датованих I століттям до н. е. Її створив римський архітектор Вітрувій. Приміщення опалювалися у два етапи:

• Поза домом викладали піч, а від неї робили відвідні канали, якими гаряче повітря надходило до стін і під підлогу.
• Коли вогонь у печі переставав горіти, ці канали перекривали, але відкривали інші, в які повітря надходило на вулиці. Потім проходив через піч, де прогрівався і після цього потрапляв у будинок.

Це означає, що повітряні системи опалення та вентиляції – не продукт сучасних винахідників, навпаки, вони використовуються людиною протягом багатьох століть. Гіпокауст був дорогою системою, яку могли собі дозволити лише заможні громадяни.

Наступний стрибок у розвитку систем опалення стався у XV столітті. Саме тоді у побут увійшла російська піч, завдяки якій повітря стикалося з гарячою поверхнею, при цьому тепловтрати знижувалися, а ККД – зростало. Вартість опалення при цьому значно зменшилася, тоді як ефективність обігріву приміщень – збільшилася.

Надалі відбувалася модернізація та вдосконалення систем вентиляції та повітряного опалення. Для виготовлення печей, окрім каменю, почали використовувати метали. Вентиляційні системи стали оснащувати насосами, вентиляторами, обладнанням для очищення та зволоження повітря, доповнювати електронними блоками керування.

Стандарти опалення та вентиляції

Системи опалення https://bt-service.ua/uk/otoplenie-dlya-doma, вентиляції та кондиціювання повітря повинні відповідати санітарним правилам та нормам. Поєднання цих систем в одну підвищує ефективність роботи кожної з них.

Стандарти вентиляції

Завдання вентиляційної системи полягає у видаленні з приміщень відпрацьованого повітря, оскільки в процесі життєдіяльності (готування, використання санвузлів тощо) підвищується вологість, збільшується концентрація пилу в повітрі, накопичуються неприємні запахи, знижується рівень кисню.

Але якщо запах і пил можна віднести до факторів, що погіршують ступінь комфорту житла, то зайва волога стане причиною виникнення конденсату, а згодом може призвести до появи цвілі в приміщеннях.

Система вентиляції необхідна для подачі свіжого повітря замість відпрацьованого. Вона буває витяжною та припливно-витяжною. Остання проектується таким чином, щоб відпрацьоване повітря, проходячи повз припливний канал, віддавало йому частину тепла, скорочуючи таким чином тепловтрати через вентиляцію.

Стандарти опалення

При забезпеченні відповідного температурного режиму мають бути компенсовані витікання тепла через зовнішні стіни будинку, систему вентиляції, покрівлю та міжповерхові перекриття.

Проектувальники повітряних систем опалення, вентиляції та кондиціювання дають усереднені розрахунки потужності, тому точно визначити тепловтрати важко. Крім того, температура повітря в приміщенні залежить від таких факторів, як температура на вулиці, а також вітер та вологість.

Протягом тривалого часу застосовується методика для визначення тепловтрат при самостійному проектуванні системи опалення та вентиляції:

• на 1 кубометр приміщення має припадати 40 Вт теплової потужності;
• для віконних отворів додається 100 Вт;
• для вхідних дверей – 200 Вт.

Для регулювання температури повітря у житлових приміщеннях у теплу погоду можна використовувати провітрювання або дросель/термостатичну головку на радіаторі.

Для повноцінного кондиціонування, окрім регулювання температури, необхідно контролювати вологість та очищення повітря в приміщенні, тому потрібно проектувати складнішу систему опалення. Щоб повітря рівномірно розподілялося по будинку, мережа повітроводів має бути розгалуженою та збалансованою. Створення такої системи можливе лише у процесі будівництва будинку або за його капітального ремонту.

Систему опалення та вентиляції будинку проектують разом.

Плюси та мінуси єдиної системи опалення та вентиляції

Переваги єдиної системи опалення, вентиляції та кондиціювання приміщення:

• надійність функціонування та відсутність ризику заморожування;
• економічна вигода, оскільки грамотно сконструйовані системи опалення, кондиціювання, зволоження або очищення повітря дозволяють заощадити на матеріалах та монтажі;
• відсутність додаткових витрат на прогрівання радіаторів та інших елементів системи, як за водяного опалення;
• можливість автоматизації системи опалення та вентиляції;
• швидке (40-60 хвилин) прогрівання приміщень до необхідної температури;
• відсутність води як проміжного носія тепла;
• можливість приховати повітроводи усередині стін або стелі, відсутність необхідності у додаткових радіаторах;
• простий та доступний монтаж, простота обслуговування;
• тривалий термін експлуатації правильно змонтованої автоматичної системи опалення та вентиляції.

Однак у спільній системі опалення та вентиляції є свої недоліки:

• її робота супроводжується певним шумом;
• для рівномірного прогріву повітря у приміщенні, він має активно циркулювати;
• щоб домогтися відсутності перепаду температури між стелею та підлогою, протягів та сильних повітряних потоків, необхідно ретельно розрахувати та спроектувати розподіл повітроводів.

Класифікація систем повітряного опалення та вентиляції

Системи повітряного опалення та вентиляції діляться на кілька видів щодо способу циркуляції повітря, типу пристроїв, повітрообміну та місця розташування.

Залежно від способу циркуляції повітря системи бувають:

• механічними, в яких повітря рухається каналами за рахунок роботи вентиляторів;
• з природною циркуляцією, у яких повітря переміщається по повітроводам за рахунок різниці в температурі потоків.

Щодо місця розташування системи опалення та вентиляції бувають:

• підлоговими;
• підвісними.

Залежно від типу пристроїв виділяють:

• центральні системи, з яких нагрівають і підтримують необхідну температуру у великих за площею приміщеннях;
• локальні, які використовуються для обігріву невеликих приміщень або окремих зон.

Різниця в системах полягає в кількості комплектуючих, способі встановлення та особливостях експлуатації. Найпростіша — механічний підлоговий рециркуляційний комплекс. Для того щоб забезпечити приплив повітря ззовні, необхідно додаткове обладнання, відповідно, ускладнюється монтаж конструкції та збільшується її вартість.

Перед вибором тієї чи іншої системи опалення та вентиляції у приватному будинку необхідна консультація спеціаліста, який врахує особливості домоволодіння, де планується її встановлення.

2 варіанти системи опалення та вентиляції

Залежно від принципу функціонування системи повітряного опалення поділяються на прямоточні та рециркуляційні. Вони мають свої особливості, які необхідно враховувати при їх проектуванні та в процесі експлуатації.

Прямоточна

Система функціонує так:

• тепло, яке виробляється теплогенератором, подається в повітряний теплообмінник;
• повітря з вулиці наганяється вентилятором, фільтрується та проходить через теплообмінник;
• нагріте повітря розподіляється по приміщеннях повітряними каналами;
• відпрацьоване повітря відводиться з приміщення надвір за допомогою витяжки.

При проектуванні такої системи опалення та вентиляції залежно від внутрішнього об’єму приміщення розраховується необхідний об’єм повітря на подачі та витяжці для того, щоб забезпечити кратний повітрообмін. Подаватися має більший обсяг, оскільки для виключення домішки холодного повітря з віконних та дверних отворів та щілин необхідно створити більш високий тиск у будинку.

Таку систему легко встановити, але витратно експлуатувати. Теплогенератор повинен нагріти холодне повітря з вулиці до потрібної температури, тоді як витяжка відводить його одразу після попадання до приміщення. Її можна використовувати для опалення дачі або невеликого домоволодіння.

Рециркуляційна

Тепле повітря з приміщення не відводиться на вулицю, а вентиляційними каналами повертається в теплообмінник і повторно прогрівається, тобто неодноразово проходить через систему опалення. Для її функціонування необхідно набагато менше енергії, переважно для заповнення природних втрат тепла.

Рециркуляційна система опалення дуже економічна, проте санітарним вимогам вона (у найпростішому варіанті) не відповідає, оскільки всередині замкнутої системи відбувається накопичення пилу та вуглекислого газу.

Для того щоб тепло не виходило назовні, але при цьому свіже повітря надходило з вулиці, використовують систему повітряного опалення та вентиляції з рециркуляцією.

Конструктивно вона може бути двох видів:

1. З природною циркуляцією повітря (гравітаційна система). Повітря нагрівається теплогенератором, потім повітропроводам подається в приміщення, де, остигаючи, опускається вниз, повертаючись в теплообмінник.
   

   Така система опалення та вентиляції проста у виконанні, не потребує значних матеріальних витрат. Однак вона не дозволяє підтримувати комфортну температуру через її суттєві перепади між підлогою та стелею.

2. З примусовою припливно-витяжною вентиляцією. У цьому випадку нагріте повітря з приміщення надходить у систему рециркуляції, проходить через фільтри грубої та тонкої очистки. Потім його частина відводиться надвір і замінюється свіжим. Змішавшись, що вже знаходиться в системі і знову повітря, що надійшло нагрівається, при необхідності зволожується або висушується, а потім подається в приміщення.Використання системи опалення з рекуперацією та припливно-витяжною вентиляцією дозволяє створювати максимально комфортний мікроклімат у будинку.

Система опалення та вентиляції з рециркуляцією повітря найбільш ефективна та економічна, оскільки енергія потрібна лише для поповнення тепловтрат через вікна та двері, а також для оновлення повітря в тому обсязі, який необхідний для створення та підтримки потрібного мікроклімату.

Крім того, систему припливно-витяжної вентиляції з рекуперацією та попередньою підготовкою повітря можна використовувати як для обігріву, так і для охолодження приміщень. Завдяки одному набору обладнання, комплекту повітряних каналів та блоку керування можна підтримувати комфортний мікроклімат у домоволодінні протягом усього року.

Головна перевага такого комплексу полягає у повній автоматизації. Датчик вуглекислого газу контролює надходження свіжого повітря в приміщення, клапани та засувки із сервоприводами підтримують необхідну кратність повітрообміну. Блок управління регулює роботу вентиляторів, систем зволоження та осушення повітря, а також теплогенератора.

При цьому режим обігріву або охолодження виставляється користувачем. Наприклад, будучи інтегрованою в розумний будинок, система опалення та вентиляції може працювати за розкладом, виходячи зі показань датчиків вологості, температури та складу повітря.

Види теплогенераторів для повітряного опалення

Теплогенератор – це елемент системи повітряного опалення та вентиляції, що виробляє теплову енергію за рахунок використання палива. Вибір палива впливає на потужність, ККД, спосіб монтажу, особливості його експлуатації. Житлові приміщення, а також об’єкти соціальної інфраструктури обігріваються за допомогою наступних видів теплогенераторів:

• піролізні котли, для роботи яких використовують тверде паливо рослинного походження (дрова, відходи деревообробної промисловості, пеллети, брикети, торф);
• газові котли працюють на зрідженому природному газі.

Перш ніж встановити систему повітряного опалення та вентиляції для експлуатації протягом тривалого часу, необхідно визначитись із паливними ресурсами. Це з тим, що заміна одного виду палива іншою вимагатиме практично повної заміни всього комплексу.

Великі виробничі приміщення можна обігрівати за допомогою наступних видів теплогенераторів:

• Дизельні, для функціонування яких потрібне дизельне паливо. Генератори заправляють раз на добу, деякі моделі – раз на 2-3 дні.
• Універсальних, що працюють на дизельному паливі, відпрацьованому маслі, рослинних жирах, що утилізуються.

Оскільки перелічені види палива належать до дешевих, підприємство знижує витрати на обігрів великих за площею виробничих приміщень.

Особливості твердопаливного котла повітряного опалення

Основу будь-якої системи опалення складає нагрівальне обладнання. Під час створення повітряних систем використовують твердопаливні котли, що функціонують за рахунок спалювання дерева та відходів деревини. Конструктивно твердопаливні котли складаються з:

• топки – камери, у якій безпосередньо згоряє деревина;
• люка, через який в топку закладають паливо, що використовується;
• колосників – решіток, призначених для висипання золи та незгорілих залишків деревини;
• підзольника, розташованого під топкою, у якому осідають продукти горіння.

Для опалення приватних домоволодінь оптимально підходять піролізні теплогенератори. Вони складаються з двох камер згоряння:

• для спалювання основного палива;
• для займистих деревних газів.

Подібна конструкція сприяє більшому виділенню тепла. У дешеві моделі повітря подається вручну. Більш дорогі казани оснащені автоматичними вентиляторами. Щоб збільшити ефективність роботи теплогенераторів, димарі додатково оснащують димососами, що виводять із топки максимальну кількість продуктів горіння палива.

Зручність та безпека сучасних твердопаливних котлів підвищують за рахунок:

• автоматичного розпалювання;
• нагнітачів повітря;
• датчиків температури, призначених для регулювання процесу горіння;
• пристроїв для подавання палива.

Якщо передбачається опалювати приміщення з повітропроводами, розташованими по низу приміщення, необхідно встановлювати твердопаливний котел з примусовою циркуляцією повітря.

Особливості газового повітряного опалення

При влаштуванні систем опалення та вентиляції в котельнях часто встановлюють газові котли, що функціонують на магістральному газі (для переходу на пропан-бутан потрібно переобладнати пальник). Працюють такі теплогенератори таким чином:

• згоряючий газ нагріває теплообмінник;
• повітря примусово проходить крізь нього;
• після чого надходить в приміщення, що обігріваються.

Для встановлення газового котла знадобиться відповідний дозвіл, а також проектна та технічна документація на підключення до магістралі та подальшого розведення в будинку. Папери повинні відповідати встановленим нормам та технічним умовам.

Газові опалювальні котли, що застосовуються в системах опалення та вентиляції, характеризуються:

• високою економічністю (ККД досягає 92%);
• щодо невеликими розмірами;
• низьким рівнем шуму;
• високим ступенем захисту за рахунок оснащення відповідними датчиками.

Перевага газових котлів полягає також у відсутності важких шкідливих продуктів горіння, таких як гар, кіптява, зола. Системи опалення та вентиляції з газовими теплогенераторами використовуються для обігріву як приватних домоволодінь, так і виробничих приміщень.

Розрахунки системи опалення та вентиляції

При проектуванні повітряних систем опалення та вентиляції істотне значення мають точні та правильні розрахунки. Подібна інформація прописується в інструкціях до нагрівального обладнання. Якщо домоволодіння передбачається обігрівати за допомогою такого комплексу, для складання проекту необхідно звернутися до спеціалізованої організації, що зарекомендувала себе на ринку та має практичний досвід встановлення відповідного обладнання.

В основу розрахунків фахівці закладають такі основні показники:

• витрата повітря на опалювальну систему, в середньому, вона повинна становити 1500-3500 кубометрів/годину;
• тиск у системі опалення та вентиляції, який має становити 150 Па;
• потужність котла, яка залежить від його типу та моделі;
• теплові втрати, на які впливають технічні особливості опалювальних приміщень.

Для розрахунку теплових втрат використовують таку формулу:

Q = S × T / R, в якій

Q – втрати тепла;

S – площа опалювального приміщення/будівлі;

T – різниця температури зовні та всередині приміщення;

R – тепловий опір конструкцій будівлі.

У разі неправильних розрахунків користувач може зіткнутися як з відсутністю бажаного результату, так і негативними наслідками, такими як:

• перегрів теплогенератора у процесі роботи, блокування системи датчиками;
• підвищений шум; вібрація повітряних каналів;
• температурний дисбаланс, спричинений порушеннями циклу повітрообміну.

Довжина центрального повітроводу повинна становити не більше 30 м, а додаткових відгалужень – не більше 15 м. Житлові будинки опалюють за допомогою твердопаливних котлів потужністю 20-50 кВт. Теплиці, конференц-зали, холи та інші значні площі приміщення обігріваються котлами потужністю 1 мВт. Для виробничих цехів, торгових центрів підійдуть теплогенератори потужністю 5-10 мВт.

При виборі котла для влаштування системи опалення та вентиляції варто віддавати перевагу моделям з регульованим горінням. Незважаючи на більш високу вартість, вони витрачають менше палива, отже досить швидко окуплять фінансові вкладення.

Безпека системи опалення та вентиляції

Система опалення та вентиляції в обов’язковому порядку повинна відповідати вимогам пожежної безпеки, закріпленим у СНіП 2.04.05-91 (додаток 13.91). При проектуванні комплексу для обігріву житлових приміщень вони враховуються у певній частині.

Так, повітропровід, виготовлений з горючих матеріалів, має бути прокладений у шахті або негорючій гільзі. При цьому матеріал повітроводу повинен відноситися до групи слабогорючих (не нижче за Г1), а температура продуктів горіння не повинна перевищувати +135 °С.

Вентилятори та кожухи вентиляторів можуть бути виготовлені з горючих матеріалів. Повітропроводи з оцинкованих металів мають більшу безпеку, тому використовуються при влаштуванні системи опалення та вентиляції в приміщеннях промислового призначення. Температура повітря, що надходить у приміщення, не повинна перевищувати +60 °С.

Додаткова начинка системи

При проектуванні повітряної системи опалення та вентиляції слід пам’ятати про необхідність:

• Пристрої фільтрації системи. В іншому випадку повітря перед котлом потребуватиме постійного очищення, оскільки інакше продукти горіння та відходи життєдіяльності надходитимуть до приміщення.
• Щомісячне очищення механічного фільтра, щоквартального – електростатичного, піврічного – вугільного. При недотриманні термінів пил потраплятиме в теплообмінник і вигорятиме в ньому.
• Встановлює антибактеріальний фільтр, оскільки через повітряні канали проходить тепле та вологе повітря, в якому можуть розмножуватися бактерії та грибки.

Переваги правильно спроектованої та змонтованої повітряної системи опалення та вентиляції полягають у наступному:

• Через відсутність рідкого теплоносія (води) час прогріву приміщень скорочується, а втрати втрати знижуються.
• Завдяки низькій інерційності простіше керувати комплексом опалення та вентиляції. Для контролю температури в приміщенні використовуються вбудовані датчики та зовнішній термостат. Як тільки повітря нагрівається до встановленої температури, теплогенератор вимикається. Коли температура знижується на 0,5–2 °С (залежно від виставлених налаштувань) – вмикається знову.У сучасних комплексах передбачена можливість виставляти налаштування на певні дні або годинники. Якщо розрахунки зроблено правильно, то для підтримки в приміщенні температури +20 °С система активуватиметься щогодини на 15–20 хвилин. За відсутності потреби у підтримці такої температури – на 5–10 хвилин.
• Користь від системи опалення, вентиляції та кондиціювання буде і в теплу пору року, оскільки її можна поєднати із системами очищення повітря, його кондиціювання та зволоження. Отже, встановивши вдома повітряну систему опалення та вентиляції, користувач додатково отримує центральний кондиціонер.
  

  Таким чином, одна система повітроводів дозволяє виконати монтаж повноцінного клімат-контролю з можливістю розподілу повітря за різними приміщеннями домоволодіння.

Комплекс можна додатково оснастити багатоступінчастими повітряними фільтрами (як механічними, так і електростатичними) ультрафіолетовими лампами, що дозволяють очистити повітря від бактерій, автоматичними зволожувачами повітря. Функціонування всього обладнання здійснюється за допомогою єдиної панелі керування, яка дозволяє контролювати його віддалено через Інтернет.

Самостійний монтаж системи опалення та вентиляції

Вирішивши змонтувати повітряну систему опалення та вентиляції, можна звернутися до спеціалізованої компанії, яка надає послуги з її проектування та встановлення або зробити це самостійно. Для початку слід вибрати основне обладнання – теплогенератор, наприклад, газовий, та набір елементів для повітряних каналів. При виборі конкретного обладнання слід виходити з площі домоволодіння або приміщень, що опалюються, а також враховувати майбутню витрату палива.

У будь-якому випадку потрібно скласти схему та виконати докладні розрахунки. У разі неточностей або помилок, користувач може зіткнутися з виникненням протягів і шумом працюючого обладнання. При виборі повітроводів необхідно звернути увагу на їх перетин, який дозволить рівномірно розподіляти повітря по приміщеннях. Також слід прорахувати обсяг та кратність повітрообміну, співвідношення рециркуляції з припливом та витяжкою.

Як повітроводи можна використовувати:

• канали з оцинкованої сталі з круглим або квадратним перерізом;
• гнучкі гофровані димарі;
• труби із ПВХ.

Щоб знизити втрати тепла, повітропроводи покривають теплоізоляційними матеріалами, які служать для зменшення рівня шуму при функціонуванні комплексу та розподілу звуку між приміщеннями в домоволодінні.

У кожному приміщенні виробляють монтаж повітроводів з ґратами для розподілу повітря чи повноцінних внутрішніх блоків, дозволяють вибирати індивідуальну температуру. Оптимальним є варіант, при якому систему опалення та вентиляції монтують на стадії будівництва будинку.

Для повітроводів при цьому можна передбачити спеціальні ніші у стінах. Якщо ж монтаж опалювального комплексу роблять у вже готовому будинку, то можна заховати елементи за фальшстінами або підвісними стелями.

Вартість готової системи опалення та вентиляції

Підсумкова вартість системи опалення та вентиляції буде в кожному випадку індивідуальною, оскільки залежить від площі домоволодіння, типу, моделі та потужності теплогенератора, загальної довжини повітроводів, їх кількості та пропускної спроможності повітря, оплати монтажу та налагодження обладнання (за умови, що цим займаються фахівці) .

Компанії, що займаються проектуванням та монтажем систем опалення та вентиляції, у підсумкову суму включають витрати на:

• створення проекту;
• купівлю необхідного та додаткового обладнання, комплектуючих;
• професійний монтаж та пусконалагоджувальні роботи.

У середньому, вартість установки комплексу під ключ для будинку площею до 100 м² складе від 3500 до 4500 рублів за 1 м².

Повітряна система опалення та вентиляції ще не знайшла широкого застосування. Тому можна почути протилежні думки щодо складності її встановлення, якості обладнання, ефективності для обігріву приміщень. Комусь вартість монтажу комплексу у приватному домоволодінні видається невисокою, а комусь – навпаки.

Такі протиріччя обумовлені тим, що застосовувати системи повітряного опалення, вентиляції та кондиціювання повітря почали відносно недавно. Будь-яка опалювальна система спрямована на прогрівання приміщення. З цим завданням вона справляється чудово. При цьому надає додаткові можливості.

Крім того, при використанні повітряної системи нагрівається безпосередньо повітря в приміщеннях, а не радіатори опалення і вода, що знаходиться в них. Крім того, потужність повітряних потоків можна регулювати. Спеціальні заслінки дозволяють подавати в окремі приміщення більше або менше теплого повітря.

Від температури і якості повітря в будинку багато в чому залежить комфорт людей, що проживають або перебувають у ньому. При цьому повітряні системи опалення та вентиляції дають можливість не тільки його швидкого нагрівання, а й очищення, зволоження та розподілу по зонах чи кімнатах. Отже, незабаром їм забезпечено ширше застосування.