Системы принудительной циркуляции воздуха для отопления и кондиционирования
Forced-air
Центральное отопление с принудительной подачей воздуха: принцип работы, компоненты (фильтр, вентилятор, теплообменник) и распределение воздуха по воздуховодам.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Система HVAC
HVAC system
Система центрального отопления с принудительной подачей воздуха – это система, использующая воздух в качестве теплоносителя. Эти системы полагаются на систему воздуховодов, вентиляционных отверстий и камер (камеры смешения воздуха) для распределения воздуха, отдельно от самих систем отопления и кондиционирования. Возвратная камера (камера смешения воздуха) собирает воздух из нескольких больших возвратных решеток (вентиляционных отверстий) и направляет его в центральный воздухообрабатывающий блок для повторного нагрева. Камера подачи направляет воздух от центрального блока в помещения, которые система должна обогревать. Независимо от типа, все воздухообрабатывающие блоки состоят из воздушного фильтра, вентилятора, теплообменника/нагревательного элемента/змеевика и различных органов управления. Как и любая другая система центрального отопления, для управления системами отопления с принудительной подачей воздуха используются термостаты. Отопление с принудительной подачей воздуха – наиболее распространенный тип центрального отопления, устанавливаемый в Северной Америке. Оно гораздо менее распространено в Европе, где преобладает водяное отопление, особенно в виде радиаторов горячей воды.
A forced air central heating system is one which uses air as its heat transfer medium. These systems rely on ductwork, vents, and plenums as means of air distribution, separate from the actual heating and air conditioning systems. The return plenum carries the air from several large return grills (vents) to a central air handler for re heating. The supply plenum directs air from the central unit to the rooms which the system is designed to heat. Regardless of type, all air handlers consist of an air filter, blower, heat exchanger/element/coil, and various controls. Like any other kind of central heating system, thermostats are used to control forced air heating systems. Forced air heating is the type of central heating most commonly installed in North America. It is much less common in Europe, where hydronic heating predominates, especially in the form of hot water radiators.
Природный газ/пропан/нефть/уголь/дерево
Тепло вырабатывается в результате сжигания топлива. Теплообменник предотвращает попадание продуктов сгорания в воздушный поток. В теплообменнике располагается ленточная (длинная с отверстиями), инжекционная (подобная факелу) или масляная горелка. Зажигание осуществляется электрической искрой, постоянно горящим пилотным пламенем или горячей поверхностью зажигания. Предохранительные устройства обеспечивают отсутствие накопления продуктов сгорания и/или несгоревшего топлива в случае отказа зажигания или неисправности вентиляции.
Heat is produced via combustion of fuel. A heat exchanger keeps the combustion byproducts from entering the air stream. A ribbon style (long with holes), inshot (torch like), or oil type burner is located in the heat exchanger. Ignition is provided by an electric spark, standing pilot, or hot surface igniter. Safety devices ensure that combustion gases and/or unburned fuel do not accumulate in the event of an ignition failure or venting failure.
Электрический
Простой электрический нагревательный элемент нагревает воздух. Когда термостат включает отопление, вентилятор и нагревательный элемент включаются одновременно. Когда термостат достигает заданной температуры, вентилятор и нагревательный элемент выключаются. Практически не требует обслуживания. Обычно эксплуатация обходится дороже, чем у газового котла.
A simple electric heating element warms the air. When the thermostat calls for heat, blower and element come on at the same time. When thermostat is "satisfied", blower and element shut off. Requires very little maintenance. Usually more expensive to operate than a natural gas furnace.
CAV и VAV
Альтернативой системе постоянного объема воздуха является система переменного объема воздуха (VAV). Системы переменного объема воздуха, как правило, сложнее систем постоянного объема воздуха (CAV), поскольку они должны обеспечивать регулирование температуры и контролировать фактический объем воздуха, подаваемого в каждое помещение. Несмотря на большую сложность проектирования и внедрения, система VAV более энергоэффективна, чем система CAV, так как компоненты системы с переменным расходом воздуха работают только при необходимости.
An alternative to a constant air volume system is a variable air volume (VAV) system. Variable air volume systems are generally more complex than their CAV counterparts because they must utilize temperature control and control the actual volume of air blown into each room. Although more difficult to design and implement, a VAV system is more energy efficient than a CAV system because the components of a variable airflow design operate only as needed.
Преимущества и недостатки
По сравнению с водой, воздушные массы обладают меньшей теплоемкостью. Это означает, что они охлаждаются быстрее, но при этом способны быстро повысить температуру в помещении. Низкая тепловая инерция позволяет нагреть здания различного объема буквально за несколько минут. При этом все тепло направлено исключительно на обогрев помещений.
Compared to water, air masses have a lower heat capacity. This means that they cool down faster, but they also raise the room temperature in a short time. Low thermal inertia allows literally in a few minutes to heat different in volume buildings. At the same time, all the heat goes only to heat the rooms.
Системы отопления воздуха в сочетании с вентиляцией
Недостатки: требуют воздуховодов с большим поперечным сечением, необходимо предусмотреть резервный подающий блок и насос в системе трубопроводов, характеризуются большим градиентом температуры воздуха по высоте, имеют ограниченный радиус действия струи. Преимущества: эстетически привлекательны (видны только решетки), экономичны (при совмещении с системой вентиляции).
Disadvantages: require ducts with large cross sections, it is necessary to reserve the supply unit and pump in the piping assembly, have a high gradient of air temperature over the height, have a small range of the jet. Advantages: presentable from a design point of view (only the grilles are visible), inexpensive (considering the combination with the ventilation system).