Принудительная вентиляция

система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Система принудительной вентиляции включает в себя расположенные в отдельных помещениях регистры, через которые выводится нагретый воздух.

Система центрального отопления с принудительной подачей воздуха — это система, которая использует воздух в качестве теплоносителя . Эти системы полагаются на воздуховоды , вентиляционные отверстия и камеры в качестве средств распределения воздуха, отдельно от реальных систем отопления и кондиционирования воздуха . Возвратная камера переносит воздух из нескольких больших возвратных решеток (вентиляционных отверстий) в центральный обработчик воздуха для повторного нагрева. Подающая камера направляет воздух из центрального блока в помещения, для обогрева которых предназначена система. Независимо от типа, все камеры обработки воздуха состоят из воздушного фильтра, вентилятора, теплообменника/элемента/змеевика и различных элементов управления. Как и в любой другой системе центрального отопления, для управления системами принудительного воздушного отопления используются термостаты.

Принудительное воздушное отопление — это тип центрального отопления, наиболее часто устанавливаемый в Северной Америке . ^[1] Он гораздо менее распространен в Европе , где преобладает гидравлическое отопление , особенно в виде радиаторов с горячей водой.

Типы

Современная отопительная печь с принудительным воздушным отоплением, работающая на газе

Природный газ/пропан/нефть/уголь/дрова

• Тепло вырабатывается путем сжигания топлива.
• Теплообменник предотвращает попадание побочных продуктов сгорания в поток воздуха.
• В теплообменнике расположена горелка ленточного (длинная с отверстиями), факелообразного (факельного) или масляного типа.
• Зажигание осуществляется электрической искрой , постоянным запальником или воспламенителем с горячей поверхностью.
• Устройства безопасности гарантируют, что в случае отказа зажигания или вентиляции не будут скапливаться продукты сгорания и/или несгоревшее топливо.

Электрический

• Простой электрический нагревательный элемент нагревает воздух.
• Когда термостат запрашивает тепло, вентилятор и нагревательный элемент включаются одновременно.
• Когда термостат «удовлетворен», вентилятор и нагревательный элемент отключаются.
• Требует минимального обслуживания.
• Обычно эксплуатация печи, работающей на природном газе, обходится дороже.

Тепловой насос

• Извлекает тепло из окружающей среды, используя в качестве источника либо землю, либо воздух, посредством холодильного цикла .
• Требует меньше энергии, чем электрический резистивный нагрев, и, возможно, более эффективен, чем печи, работающие на ископаемом топливе (газ/нефть/уголь).
• Типы источников воздуха могут не подходить для холодного климата, если не используются с резервным (вторичным) источником тепла. Более новые модели могут по-прежнему обеспечивать тепло при температурах ниже 0 °C (32 °F).
• Вместо горелки/теплообменника в воздухообрабатывающем устройстве расположен змеевик хладагента. Система также может использоваться для охлаждения, как и любая центральная система кондиционирования воздуха.
• Смотреть Тепловые насосы

Гидравлическая катушка

• Сочетает в себе гидравлическое (водяное) отопление с принудительной подачей воздуха.
• Тепло вырабатывается путем сжигания топлива (газа/пропана/масла) в котле.
• Теплообменник (гидравлический змеевик) размещается в воздухообрабатывающем устройстве аналогично змеевику хладагента в системе теплового насоса или центральном кондиционере. Медь часто указывается в подающих и обратных коллекторах и в трубчатых змеевиках.
• Нагретая вода прокачивается через теплообменник, а затем возвращается в котел для повторного нагрева.

Последовательность операции

1. Термостат требует тепла
2. Источник возгорания находится в котле.
3. Циркуляционный насос инициирует поток воды в гидравлический змеевик (теплообменник)
4. После того, как теплообменник прогреется, включается главный вентилятор.
5. Когда потребность в тепле прекращается, котел и циркуляционный насос выключаются.
6. Воздуходувка отключается по истечении определенного периода времени (в зависимости от конкретного оборудования это может быть фиксированный или программируемый промежуток времени)

Самобалансирующийся механизм

Основой любого регулятора CAV является самобалансирующийся механизм. ^{[2] [3]} Именно конструкция этого механизма определяет точность поддержания заданного расхода, уровень шума, минимальное сопротивление регулятора, диапазон расхода и другие параметры. ^{[4] [5]}

Существуют различные конструкции механизма самобалансировки, которые во многом определяют технические характеристики регуляторов CAV:

• Самобалансирующийся механизм на основе силиконовой регулировочной диафрагмы, которая изменяет свой объем в зависимости от давления воздуха в воздуховоде, тем самым увеличивая или уменьшая площадь прохода воздуха.
• Самобалансирующийся механизм с перекрывающейся секцией. Самобалансирующийся клапан с пружиной автоматически закрывает оставшуюся часть сечения в зависимости от давления в воздуховоде.
• Самобалансирующийся механизм с соединителем для регулировки расхода.

Обычно демпфер регулятора изготавливается из легкого алюминия, а самобалансирующийся механизм состоит из пластиковых рычагов и трансмиссии, стальной пружины и силиконовых виброгасителей, необходимых для предотвращения автоколебаний.

CAV и VAV

Альтернативой системе постоянного объема воздуха является система переменного объема воздуха (VAV). ^[6] Системы переменного объема воздуха, как правило, сложнее, чем их аналоги CAV, поскольку они должны использовать контроль температуры и контролировать фактический объем воздуха, подаваемого в каждое помещение. ^[7] Несмотря на большую сложность в проектировании и реализации, система VAV более энергоэффективна, чем система CAV, поскольку компоненты конструкции с переменным расходом воздуха работают только по мере необходимости.

Преимущества и недостатки

По сравнению с водой воздушные массы обладают меньшей теплоемкостью. Это значит, что они быстрее остывают, но и за короткое время повышают температуру в помещении. ^{[8] [9]} Низкая тепловая инерция позволяет буквально за несколько минут обогреть разные по объему здания. ^[10] При этом все тепло идет только на обогрев помещений. ^[11]

Системы с воздушно-отопительными агрегатами

Недостатки: высокий уровень шума, рассеивание пыли, для каждого блока требуется подвод теплоносителя и электроэнергии, высокий градиент температуры воздуха по высоте. ^[12]

Преимущества: не требует больших поперечных сечений воздуховодов, имеет большую дальность распыления.

Системы воздушного отопления в сочетании с приточной вентиляцией

Недостатки: требуют воздуховодов большого сечения, необходимо резервировать приточный узел и насос в трубопроводной обвязке, имеют большой градиент температуры воздуха по высоте, имеют малую дальность струи. ^[13]

Преимущества: презентабельно с точки зрения дизайна (видны только решетки), недорого (учитывая сочетание с системой вентиляции).

Смотрите также

• Газ с принудительной подачей воздуха
• Медь в теплообменниках

Ссылки

1. Аллен, Эдвард; Таллон, Роб; Шрайер, Александр К. (2017). Основы жилищного строительства (4-е изд.). Wiley. стр. 410. ISBN 9781118977996.
2. "Постоянный объем воздуха – CAV". theengineeringmindset.com . Получено 2023-10-27 .
3. "US7582009B1". patents.google.com . Получено 2023-10-27 .
4. "Постоянный объем воздуха-CAV". theengineeringmindset.com . Получено 2023-10-27 .
5. "Что такое постоянный объем воздуха?". www.mrductcleaning.com.au . Получено 2023-10-27 .
6. "VAV против CAV в системах HVAC". airfixture.com . Получено 2023-10-27 .
7. "В чем разница между системами постоянного и переменного объема воздуха?". knowledgeburrow.com . Получено 27.10.2023 .
8. "Что имеет меньшую теплоемкость, чем вода?". greed-head.com . Получено 22.10.2023 .
9. "Удельная теплоемкость и вода: тепло и температура, факты, формула, единица СИ". www.collegesearch.in . Получено 22.10.2023 .
10. «Что такое газовое канальное отопление?». www.comfyhome.com.au . Получено 22.10.2023 .
11. «Тепловая инерция, комфорт и потребление энергии в зданиях: исследование на примере штата Сан-Паулу, Бразилия». www.researchgate.net . Получено 22.10.2023 .
12. "9 типов систем кондиционирования воздуха (AC) – Преимущества и недостатки [Полное руководство]". engineeringlearn.com . Получено 22.10.2023 .
13. "Рекуперация тепла с помощью вентиляционной установки". www.researchgate.net . Получено 2023-10-22 .