Главная / Коммуникации / Вентиляция / Приточная вентиляция в доме с печным отоплением

Приточная вентиляция в доме с печным отоплением

Способы снижения потенциального вреда от воздействия продуктов горения печного отопления на организм человека

Оптимальным направлением является полный отказ от сжигания угля и дров и переход на магистральное газовое отопление или отопление с помощью электроэнергии. Отопление на основе электроэнергии в виде прямого нагрева воздуха или опосредованного нагрева воздуха через теплоносители или термальные массы является наиболее экологически чистым видом отопления для конченого пользователя. Использование электроэнергии в системах отопления с тепловыми насосами позволяет значительно сократить расходы электроэнергии.

Использование магистрального газа для отопительных приборов приводит к уменьшению выброса в атмосферу твердых взвешенных частиц в 3000 раз по сравнению с традиционным кирпичным камином и в 550 раз по сравнению с обычной печью традиционной конструкции.

Переход от традиционных дровяных печей и каминов на системы отопления на пеллетах позволяют уменьшить выброс твердых взвешенных частиц почти в 10 раз по сравнению с традиционными печами и значительно сократить выброс канцерогенных полициклических ароматических углеводородов. Переход на пеллетные системы отопления целесообразен в регионах с недостатком электрических мощностей и отсутствием магистрального газоснабжения. Кроме того пеллеты относятся к топливу из возобновляемых ресурсов. В настоящее время многие европейские страны субсидируют замену старых дровяных печей и котлов на пеллетные отопительные системы. Например, в Германии государство субсидирует 2000 евро на покупку современного пеллетного котла, а в Норвегии государство оплачивает до 20% стоимости новой пеллетной системы отопления.

При невозможности замены отопительного оборудования на пеллетное, снижения концентрации вредных продуктов горения можно добиться, если использовать вместо дров сухие прессованные топливные брикеты.

Замена видов топлива дает ощутимые эффекты по улучшению здоровья местных жителей. Так, например, в Ирландии после запрета в 1990 году на продажу и использование битуминозного каменного угля для отопления домов концентрация взвешенных твердых частиц в атмосфере уменьшилась на 70%, смертность от респираторных заболеваний снизилась на 15%, от сердечнососудистых заболеваний — на 10%. В Тасмании после сокращения доли печного отопления на дровах с 66% (сопоставимо с Российскими показателями) до 30%, удалось добиться снижения смертности в зимние месяцы: от сердечнососудистых заболеваний на 17%, от болезней органов дыхания на 22%.

При невозможности перехода на отопление дома от магистрального газа, электричества или с помощью пеллетных отопительных систем, значительного уменьшения эмиссии вредных продуктов неполного сгорания топлива можно достичь, если заменить старую печь традиционной конструкции на современную высокотехнологичную печь с системой дожига дымовых газов – с дополнительной камерой сгорания или со сменным каталитическим элементом, который обеспечивает наиболее полный дожиг газов и минимальный уровень эмиссии.

Конструкции дровяных печей почти полностью изменились на рубеже 1990-х годов. Существует два основных вида современных дровяных печей, обеспечивающих дожиг дымовых газов и низкую эмиссию вредоносных продуктов неполного сгорания топлива:

Некаталитические печи

Некаталитический печи не используют катализаторы, но оснащены как минимум тремя элементами конструкции, которые обеспечивают хорошие условия для наиболее полного сгорания топлива и дожига дымовых газов. Это хорошая теплоизоляция топки, большой дефлектор для удлинения пути дымовых газов внутри печи, и подача подогретого воздуха через инжекторы над зоной горения в топке. Перегородки и другие внутренние элементы не каталитической печи требует периодической замены из-за высоких температур при хорошей эффективности горения топлива.

Каталитические печи

Каталитические печи содержат керамические сотовые каталитические элементы, которые обеспечиваю повторное возгорание недоокисленных составляющих дымовых газов. Каталитический элемент деградирует с течением времени и должен периодически заменяться.

Современные сертифицированные по экологическим стандартам печи имеют следующие преимущества по сравнению с устаревшими несертифицированными отопительными приборами:

Количество токсичных выбросов снижается на 55%
Среднесуточная эмиссия РМ2.5 снижается на 70%
Энергетическая эффективность возрастает на 50- 70%
Используется на 30-50% меньше дров

Лучшие современные печи имеют экологическую маркировку, указывающую уровень эмиссии твердых возвещенных частиц. По закону США «О чистом воздухе» от 1990 года эмиссия твердых частиц не должна превышать 7,5 г/ч для печей без каталитического элемента и 4,1 г/ч для каталитический печей. По стандарту Американского агентства по охране окружающей среды (EPA) эмиссия не должна превышать 4,5 г/ч. По канадским стандартам 2010 года нормы составляют 4,5 г/ч для печей без каталитического элемента и 2,5 г/ч для каталитический печей. К 2020 году все сертифицированные по экологическому стандарту печи в США и Канаде должны будут иметь эмиссию твердых частиц не более 2,5 г/ч.

Современный эконстандарт Скандинавии для дровяных печей — это Nordic EcoLabel. Он включает в себя стандарты EN 13240, NS 3058-1, NS 3058-2 and NS 3059. Его требования:

Среднестуоочная эмиссия твердых частиц PM — 2 г/час.
Эмиссия СО не более 1250 мг/м3.
Эмиссия органических газов не более 100 мг/м3.
Энергоэффективность более 76%.

Среди производителей печей, отвечающих современным и перспективным экологическим стандартам можно упомянуть Jotul, Tulikivi Oy, Bosca Chile S.A., Gruppo Piazzetta S.P.A., Ravelli /EcoTeck, Morso Jernstoberi A/S, England’s Stove Works,Inc. Fireplace Products International Limited, Qingdao Hichanse Group и другие.

Замена отопительных приборов на современные также дает немедленный эффект по улучшению состояния здоровья населения. Так в городке Либби штата Монтана в период 2005-2008 гг. по Великой Американской программе замены устаревших печей (бесплатно для жителей) была произведена замена 1100 отопительных приборов на современные, сертифицированные Агентством по охране окружающей среды, что позволило уменьшить в зимнее время концентрацию твердых взвешенных частиц PM2,5 в атмосфере на 28%. Суточная концентрация PM2,5 внутри помещений снизилась на величину от 50% до 71%. Одновременно частота респираторных заболеваний у школьников снизилась на 26% на каждые 5 мкг/м 3 снижения концентрации PM2,5 в атмосферном воздухе.

Что касается экологической безопасности кирпичных дровяных печей: исследование 2008 года, проведенное в США по заказу Агентства по охране окружающей среды [6] показало, что кирпичные печи традиционной конструкции (то есть — печи, не обеспечивающие передовых технологий сгорания, имеющие относительно высокие показатели выбросов и теплопотерь через дымоход) имеют очень высокие среднесуточные показатели эмиссии канцерогенных твердых взвешенных частиц (более 20 г/ч).

Из всех обследованных кирпичных дровнях печей самые низкие показатели эмиссии оказались у финских печей с противотоком дымовых газов (слева на картинке ниже) и немецких печей конструкции грундофен (справа):

Любой дом, в котором установлены печь, камин или котел требует устройства приточной вентиляции. Задачи приточной вентиляции следующие:

обеспечить приток кислорода к зоне горения для обеспечения наиболее полного сгорания без значительного снижения концентрации кислорода во внутренней атмосфере дома;
обеспечить инфильтрацию чистого воздуха в дом для снижения концентрации вредных побочных продуктов горения во внутренней атмосфере;
снизить депрессию внутри дома, вызывающую усиленную инфильтрацию радиоактивных почвенных газов в дом.

Лучшим вариантом устройства приточной вентиляции является комбинация общей приточной вентиляции для дома и отдельного воздуховода для подачи воздуха в зону горения.

Без приточной вентиляции в доме при снижении концентрации кислорода ухудшаются условия сгорания топлива, и увеличивается эмиссия вредных продуктов неполного сгорания древесины. Так называемые печи «длительного горения» с режимом «тления», где реакция окисления углерода происходит в условиях недостатка кислорода, являются, по сути, генераторами вредных продуктов неполного сгорания топлива.

Использование фильтрации внутреннего воздуха в доме с помощью с HEPA-фильтров позволяет снизить концентрацию PM2,5 на 50-60%. Использование HEPA-фильтрации в эксперименте на добровольцах всего в течение одной недели позволил снизить показатели системного воспаления в организме и улучшить состояние стенок сосудов.

Более безопасной с точки зрения экологии является схема отопления дома, при которой отопительный прибор выносится за пределы обитаемого пространства. В простейшем случае это может быть отдельная котельная с входом снаружи без воздушного сообщения с жилой средой. Еще лучше устроить отдельную от дома котельную с подачей теплоносителя по утепленным подземным трубопроводам. В США существует схема с внешним жидкостным нагревателем (gydronic heater), который представляет собой крупноформатную утепленную уличную печь, топка в которой окружена кожухом с нагреваемым теплоносителем, поступающим в дом, где тепло через теплообменник распределяется по внутренней жидкостной или воздушной системе отопления.

При невозможности замены вида топлива и отопительного оборудования некоторое снижение эмиссии вредных продуктов горения даст правильная подготовка дров и оптимизация самого процесса топки печи.

Сушить дрова необходимо не менее 6 месяцев. Их влажность должна быть не более 20%.
Хранить дрова нужно на открытом воздухе, под укрытием от осадков и изолированными от грунта.
Не использовать влажные дрова, окрашенную, старую древесину, остатки мебели, мусор.
Не заполнять топку дровами полностью.

Печное отопление вовсе не так безопасно, как кажется на первый взгляд. Продукты неполного сгорания топлива, неминуемо поступающие в атмосферу дома при использовании печей, являются опасными для здоровья человека. Постоянное использование печного отопления в доме для постоянного проживания в течение многих лет является фактором риска развития тяжелых заболеваний и преждевременной смерти.
Печное отопление является одним из ведущих факторов загрязнения атмосферы населенных пунктов.
Лучшим решением для улучшения экологической обстановки и снижения заболеваемости является полный отказ от использования отопления на дровах и угле и переход на системы отопления использующие электроэнергию или магистральный газ.
При невозможности использования газового или электрического отопления для дома лучшим выбором становится пеллетные системы отопления.
При необходимости сохранить печное отопление следует заменить малоэффективные и неэкологичные печи на современные низкоэмиссоные печи с системой дожига дымовых газов.
Улучшить эмиссию вредоносных продуктов неполного сгорания топлива в традиционных печах при невозможности их замены можно с помощью использования в качестве топлива сухих спрессованных топливных брикетов либо сухих дров. Дополнительно печь стоит оснастить отдельным приточным воздуховодом для подачи достаточного количества воздуха, а дом необходимо оборудовать системой активной или пассивной приточной вентиляции.

1.Residential heating with wood and coal: health impacts and policy options in Europe and North America. World Health Organization, 2015

2. Code of practice for residential wood burning appliances.Canadian Council of Ministers of the Environment, 2012

3. U.S. Environmental Protection Agency (EPA) https://www.epa.gov/burnwise

4. Strategies for reducing residential wood smoke. U.S. Environmental Protection Agency,2013

5. Air pollution and cancer. IARC scientific publication №161, 2013.

6. R. Ferguson A report on the particulate emissions perfomance of masonry heaters — definition, data,analysis and recommendations. — EPA, 2008

Эффективная система отопления — это важнейшая составляющая любого дома. Многие домовладельцы хорошо знакомы с традиционной водяной системой, однако далеко не все имеют представление об альтернативном методе отопления с помощью воздуха. Обо всех нюансах организации воздушной системы обогрева и её преимуществах мы расскажем в статье.

Основой воздушной системы прогрева является непрерывная подача и распределение тёплого воздуха по помещениям, а с ролью ключевого элемента справляется теплогенератор. Именно он отвечает за нагрев воздушной массы до 45–65 °С, которая затем через воздуховоды поступает в комнаты.

Наиболее популярны сегодня теплогенераторы, работающие на газе или электричестве. В современных энергоэфективных домах вместе с воздушным отоплением используются геотермальные теплогенераторы, солнечные коллекторы и другие, чистые источники энергии. Циркуляция воздуха может быть организована следующими способами:

естественным, когда воздух перемещается из-за температурного градиента;
принудительным, в результате работы вентиляторов.

Важно понимать, что прогрев помещения воздухом предполагает сложный процесс регулирования тепла, ведь непосредственно нагрев воздуха дополняется ещё и вентилированием помещений.

1. Блок подготовки воздуха. 2. Внешние воздуховоды. 3. Внутренний воздуховод приточный. 4. Внутренний воздуховод вытяжной. 5. Воздухораспределительная решётка или диффузор

Среди преимуществ можно выделить следующие:

Надёжность работы и нулевая вероятность замораживания.
Экономическая выгода. Отопление гармонично объединяется с кондиционированием, увлажнением или очисткой воздуха с единой сетью воздуховодов, которая позволит её владельцу немало сэкономить на монтаже и материалах.
Прогрев помещений воздухом исключает дополнительные теплозатраты на нагрев радиаторов и других элементов конструкции, чего нельзя сказать про водяное отопление.
Возможность автоматизации системы.
Минимальное время для прогрева помещения до нужной температуры. С учётом параметров рабочей системы и габаритов помещения время прогрева достигает 40–60 мин.
Отсутствие промежуточного теплоносителя (воды).
Нет необходимости в монтаже радиаторов отопления, воздушные каналы легко спрятать в стены и потолок.
Простота и доступность монтажа, лёгкость обслуживания.
Правильная организация системы и её эксплуатация позволяют пользоваться воздушным отоплением длительное время.

Несмотря на свою эффективность и рациональность, система не лишена и ряда недостатков, например, в отапливаемом доме нередким гостем является шум. Для равномерного прогрева требуется активная циркуляция воздуха в помещении. Требуется точный расчёт и выверенное распределение воздуховодов, чтобы устранить перепад температур у пола и под потолком, и при этом не создавать сильных сквозняков и воздушных потоков.

Для скрытной установки каналов приточно-вытяжной вентиляции используются плоские каналы прямоугольного сечения

Полноценное кондиционирование воздуха предполагает контроль влажности и фильтрацию, что усложняет конструкцию системы отопления. Для равномерного распределения требуется разветвлённая и сбалансированная сеть воздуховодов, которые можно проложить только в ходе строительства дома или капитального ремонта.

Воздушное отопление вполне резонно объединяется с системой вентиляции. С требованиями к функционированию и производительности данных систем можно ознакомиться в Своде правил СП 60.13330.2012 и СНиП 41–01–2003. При самостоятельном проектировании и сборке воздушного отопления не стоит забывать о различных требованиях к вентилированию жилых помещений, кухни, ванной комнаты и подсобных помещений.

По принципу работы отопление воздухом может быть прямоточным и рециркуляционным. Каждый из этих способов имеет свои специфические особенности и рекомендации при проектировании и эксплуатации.

Схема функционирования достаточно проста:

Теплогенератор вырабатывает тепло, которое поступает в воздушный теплообменник.
Вентилятор нагнетает воздух с улицы с предварительной фильтрацией и пропускает его через теплообменник.
Горячий воздух распределяется с помощью воздуховодов по помещениям.
Вытяжка отводит отработанный воздух из помещения непосредственно на улицу.

Объём воздуха на подаче и вытяжке подбирается для обеспечения требуемой кратности воздухообмена и зависит от внутреннего объёма всех отапливаемых помещений. На подаче воздуха должно быть немного больше для создания повышенного давления в доме, чтобы исключить подсос холодного воздуха из щелей, окон и дверей.

Данная система предельно просто реализуется, но очень затратная в эксплуатации. Теплогенератору необходимо в прямоточном режиме нагреть холодный воздух с улицы до комфортной температуры, при этом вытяжка активно сбрасывает ещё теплый воздух уже после первого прохода по помещениям. Отлично подойдёт для обогрева небольшого загородного дома или дачи.

1. Воздуховод. 2. Фильтр. 3. Канальный вентилятор. 4. Электрический проточный воздухонагреватель

Воздух из помещения не сбрасывается на улицу. Через вентиляционные каналы он возвращается к теплообменнику и вновь нагревается. Воздух в помещении многократно проходит по системе отопления, и для его нагрева требуется минимум энергии, необходимой лишь на восполнение естественных теплопотерь. Для такого метода обогрева характерна экономичность, однако в самом простом виде она не отвечает требованиям гигиены, ведь в замкнутой системе постоянно накапливается пыль и углекислый газ.

Система воздушного отопления с рециркуляцией эффективно использует повторно воздух из помещения, не выпуская тепло бесцельно наружу, но при этом обеспечивает доступ свежего воздуха с улицы.

Есть два варианта конструктивного исполнения:

С естественной циркуляцией (гравитационная система).
С принудительной приточно-вытяжной вентиляцией.

В первом случае от теплогенератора горячий воздух поступает по вентиляционным каналам в помещения, там он остывает, под действием сил гравитации опускается вниз обратно к теплообменнику. Простая реализация и минимум начальных вложений сочетается с энергонезависимостью, однако малоэффективна для поддержания комфортного микроклимата. В здании образуется значительный перепад температуры воздуха возле пола и под потолком.

Схема гравитационной воздушной системы отопления. 1. Теплогенератор. 2. Воздуховоды. 3 Вентиляционные решётки на лини подачи с регулируемым жалюзи. 4. Вентиляционные решётки или диффузоры вытяжки

В сочетании с полноценной приточно-вытяжной системой вентиляции отопление с рекуперацией даёт максимальный эффект и полный контроль микроклимата в доме.

Из помещения воздух попадает в рециркуляцию, где проходит фильтры грубой и тонкой очистки. Часть сбрасывается на улицу, а его место занимает порция свежего воздуха, смешиваясь с рекуперацией. Далее следует нагрев и при необходимости увлажнение или осушение. Кондиционированный воздух вновь поступает в помещения.

Воздушное отопление с рециркуляцией является наиболее эффективным и продуманным. Энергия тратится только на восполнение теплопотери дома через ограждающие конструкции и в ходе обновления воздуха в оптимальном объёме, достаточном для создания комфортного микроклимата.

Блок подготовки воздуха и рекуперации. 1. Заслонки с управлением сервоприводом. 2. Входной воздушный фильтр. 3. Рекуператор.4. Карманный канальный фильтр тонкой очистки. 5. Канальные вентиляторы. 6. Теплообменник на подогрев. 7. Теплообменник на охлаждение. 8. Термодатчик. 9. Датчик влажности

Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией и предварительной подготовкой воздуха может выступать не только в качестве воздушного отопления. Теплообменник, входящий в состав комплекса подготовки, может использоваться как для нагрева, так и для охлаждения. Так один набор оборудования, комплект воздуховодов, управления и настройки обеспечат круглогодичный контроль микроклимата в доме.

Основным преимуществом воздушного отопления с рекуперацией и принудительной циркуляцией воздуха является наиболее полная автоматизация процесса. Поступление свежего воздуха может управляться датчиком углекислого газа или для обеспечения требуемой кратности воздухообмена, используются клапаны и задвижки с сервоприводами. Одним контроллером управляются вентиляторы, блок увлажнения и осушения, работа теплогенератора. Пользователь может задавать режим обогрева или охлаждения, активность системы по расписанию или даже в полностью автоматическом режиме, опираясь на показания датчиков влажности температуры и состава воздуха.

Входной канал для подачи свежего воздуха с канальным вентилятором и заслонкой, управляемой сервоприводом

Сегодня существует немало компаний, готовых разработать и провести на объекте воздушное отопление. Впрочем, его можно соорудить и своими силами. Весь процесс начинается с выбора ключевого оборудования — источника тепла, теплообменников и набора компонентов для воздуховодов. С ролью источника успешно справится газовый теплогенератор. Чтобы определиться с выбором конкретного прибора, необходимо учитывать предстоящий расход топливных ресурсов, а также площадь дома или помещения.

Эффективно используется в качестве теплогенератора газовый котёл, однако куда эффектнее и практичнее будет смотреться твердотопливный котёл типа «Булерьян», гармонично вписанный в интерьер дома

Нужно сказать, что без схемы и проведения подробных расчётов не обойтись. Малейшая допущенная ошибка грозит поломкой теплонагревателя, появлением сквозняков и шума работающих агрегатов. Важно подобрать сечения воздуховодов так, чтобы воздух распределялся равномерно и без перекосов между отдельными ветками и каналами. Рассчитывается объём и кратность воздухообмена, соотношение рециркуляции с притоком и вытяжкой.

В качестве воздуховодов могут применяться:

каналы квадратного или круглого сечения из оцинкованной стали;
гибкие гофрированные воздуховоды;
ПВХ трубы.

Для минимизации теплопотерь воздуховоды снабжаются теплоизоляцией, которая одновременно снижает уровень шума как от работы компонентов системы отопления, так и распределение звука между помещениями.

1. Воздуховод оцинкованной стали круглого сечения. 2. Воздуховод гибкий гофрированный с утеплением 3. Воздуховод прямоугольного сечения. 4. Воздуховод жёсткий с утеплением. 5. Гибкий воздуховод

Комплект воздуховодов и соединителей из поливинилхлорида

В каждой комнате монтируются воздуховоды с решётками для распределения воздуха или полноценные внутренние блоки, с помощью которых можно задавать индивидуальный режим обогрева. Оптимально, если все работы по проектированию и установке системы производятся на стадии возведения дома. Воздуховоды в этом случае можно поместить в специальные ниши в стенах. Но если дом уже возведён, то для воздуховодов придётся соорудить фальшстены, подвесные потолки или иные конструкции, скрывающие элементы.

Конечная стоимость готовой системы индивидуальна для каждого дома, ведь в расчётах должны учитываться площадь обогреваемого помещения, модель и мощность нагревательного оборудования, общая длина воздуховодов, их количество и пропускная способность, затраты на оплату работ по монтажу и наладке оборудования, если этим будет заниматься сторонняя организация.

Компании, предоставляющие услуги по организации воздушного отопления, при расчёте стоимости учитывают следующие статьи расходов:

Стоимость проектирования.
Затраты на покупку оборудования, комплектующих и дополнительных приборов.
Стоимость профессионального монтажа и настройки.

Средняя цена монтажа воздушного отопления под ключ в доме площадью до 100 м² составляет 3500–4500 рублей за 1 м².

04 Апр 2019 admin 17