Общие понятия о воздушном отоплении

В системах воздушного отопления используется атмосферный воздух. Воздушное отопление имеет многo общего с другими видами централизованного отопления. И воздушное, и водяное отопление основано на передаче теплоты в отапливаемые помещения от охлаждающегося теплоносителя. В центральной системе воздушного отопления, как и в системах водяного и парового отопления, имеются теплогенератор, центральная установка для нагревания воздуха и теплопроводы -- каналы для перемещения теплоносителя воздуха.

Воздух для отопления обычно является вторичным теплоносителем, так как нагревается в калориферах другим, первичным теплоносителем горячей водой или паром. Таким образом, система воздушного отопления фактически становится комбинированной -- водовоздушной или паровоздушной.

Отличием является то, что в системе воздушного отопления отсутствуют отопительные приборы: горячий воздух передает аккумулированное им тепло непосредственно отапливаемому помещению, смешиваясь с внутренним воздухом и двигаясь вдоль поверхности ограждений. Радиус действия воздушного отопления может быть сужен до одного помещения, отапливаемого одним или несколькими водяными или паровыми воздухонагревателями. В этом случае воздушное отопление становится местным и превращается, по существу, в водяное или паровое отопление (правда, мощность воздухонагревателя значительно больше мощности одного обычного отопительного прибора и в помещении может быть создана интенсивная циркуляция воздуха).

Для воздушного отопления характерно также повышение санитарно- гигиенических показателей воздушной среды помещения. Могут быть обеспечены подвижность воздуха, благоприятная для нормального самочувствия людей, равномерность температуры помещения, а также смена, очистка и увлажнение воздуха. Кроме того, при устройстве системы воздушного отопления достигается экономия металла.

Возможность совмещения воздушного отопления с приточной вентиляцией в холодный период, с охлаждением помещений в летний период сближает воздушное отопление с вентиляцией и кондиционированием воздуха и определяет область его применения в промышленных, гражданских и сельскохозяйственных зданиях.

Свойство горячего воздуха — быстро нагревать помещение — используется при осуществлении периодического или дежурного отопления.

Воздушное отопление — один из наиболее древних способов отопления помещений. Известно применение нагретого воздуха для отопления зданий еще до нашей эры. Система воздушного отопления «хюпокаустум» («снизу согретый») подробно описана Витрувием (конец I века до н. э.). Наружный воздух нагревался в подпольных каналах, предварительно прогретых дымовыми газами, и поступал в отапливаемые помещения. По такому же принципу отапливались помещения замков в Германии в средние века, причем воздух нагревался в огнекаменных печах. В «русской системе» воздушного отопления, распространенной в середине XVII в., исключалась возможность попадания продуктов сгорания в помещения: воздух прогревался, соприкасаясь с внешней поверхностью специальной огневоздушной печи. Примером такого огневоздушного отопления являлась система отопления Грановитой палаты в Московском Кремле (конец XV в.), где воздух нагревался в центральной печи в подвале.

Техника огневоздушного отопления совершенствовалась в XVIII— XIX вв. В конце XVIII в. архитектор H. А. Львов опубликовал правила конструирования и расчета системы огневоздушного отопления. Эта система с нагреванием наружного воздуха в огневоздушном калорифере и распределением его по каналам в помещения была распространена во многих странах Европы.

В начале XIX в. немецкий профессор Мейснер описал физические закономерности воздушного отопления, русский инженер H. А. Аммосов применил «пневматическую печь» — огневой калорифер с металлическими трубами для централизованного нагревания воздуха, заменявший до 30 комнатных печей. «Аммосовское отопление» использовалось в капитальных гражданских зданиях на протяжении многих десятилетий.

Недостаток воздушного отопления с огневыми калориферами — возможность попадания продуктов сгорания топлива в воздух — теплоноситель и с ним в отапливаемые помещения (известен даже случай повреждения картин и росписи стен в петербургском Эрмитаже) — привел к замене огневых калориферов водяными и паровыми. Современный металлический калорифер используется в системах отопления и вентиляции промышленных, гражданских и сельскохозяйственных зданий.

Вместе с тем воздушное отопление не лишено существенных недостатков. Как известно, площадь поперечного сечения и поверхности воздуховодов из-за малой теплоаккумулирующей способности воздуха во много раз превышают сечение и поверхность водоводов. В сети значительной протяженности воздух заметно охлаждается, несмотря на то, что воздуховоды покрывают тепловой изоляцией. По этим причинам применение центральной системы воздушного отопления в сравнении с другими системами по приведенным затратам может оказаться экономически нецелесообразным.

В разветвленной сети многоэтажного здания возможно также нарушение в процессе эксплуатации распределения воздуха по помещениям, что и показал опыт применения воздушного отопления в жилых зданиях в 60-х годах.

Местное воздушное отопление не имеет перечисленных недостатков, однако не лишено отрицательных черт, обусловленных размещением отопительного оборудования непосредственно в помещении. Необходимость устранения отопительных приборов из помещения может препятствовать использованию местного воздушного отопления. Если к тому же требуется обеспечить ряд помещений приточной вентиляцией, то только при центральной системе воздушного отопления совместно выполняются оба эти условия.