Укрощение ветра

Всю свою историю человечество изобретало способы совершенствования собственных жилищ. Ик числу его важнейших достижений в этой области следует отнести системы и приспособления, управляющие домашним микроклиматом.

Отдавая дань усилиям предыдущих поколений, все же надо признать, что серьезных побед в контроле над микроклиматом жилья они не добились. Революционные перемены произошли лишь в середине XXвека: именно тогда появились первые климатические системы для коттеджей.

Эта уникальная техника, умеющая подгонять параметры заполняющего дом воздуха (температуру, влажность, подвижность, чистоту и т.п.) под потребности людей, сначала была испробована в Америке. Жители Нового Света приняли диковинные приборы на ура, в результате чего рынок климатического оборудования стал стремительно разрастаться. Осознав прибыльность этого бизнеса, к производству климатических систем подключились и ведущие производители промышленно развитых стран Европы и Азии. Особенно преуспели японские компании. Они быстро сделались главными мировыми экспортерами бытовых кондиционеров и основали новое, альтернативное традиционному направление развития систем центрального кондиционирования. Уже в 70-е гг. XXстолетия вполне обыденным делом практически во всем цивилизованном мире была климатизация коттеджей.

В СССР же считалось, что климатическая техника предназначена в основном для промышленных объектов, торговых и культурно-выставочных центров, а также гостиниц, принимающих иностранных туристов. Даже на правительственных дачах эти системы применялись лишь в исключительных случаях. Роль климатических установок в загородных домах наших соотечественников более или менее успешно играли печки или водяное отопление, а функции систем кондиционирования и вентиляции брали на себя непритязательные форточки.

Сегодня в России появились первые отрывочные данные о технологиях, которые уже давно используются за рубежом. Для многих наших соотечественников стало настоящим откровением, что можно, независимо от погоды за окном (жара, дождь, снежный буран), создавать в доме комфортную атмосферу. Да еще и настраивать ее по-особому для каждой комнаты или группы помещений. Поскольку достоверной информации о системах климатизации в России очень мало, актуальность разговора об их достоинствах и недостатках очевидна.

Слагаемые комфорта

Итак, чем же современные климатические системы для коттеджей отличаются от традиционного решения "водяное отопление- форточка"? Конечно, в первую очередь- на порядок более высоким качеством подготовки воздуха. Климатические системы обеспечивают самое благоприятное для человеческого организма соотношение температуры, влажности, скорости движения воздушных потоков. Втеплый период года оптимальными для жилых помещений считаются такие параметры: температура воздуха- 22-24С, относительная влажность- 30-60%, подвижность воздушной массы- не более 0,25 м/с. Взимний период, а также осенью и весной, когда система работает в режиме отопления, параметры несколько иные: 20-22С,30-45% и 0,1-0,15 м/с. Кроме того, система обеспечивает поступление в помещения свежего воздуха (приточно-вытяжную вентиляцию). Принудительная вентиляция просто жизненно необходима в коттеджах, где установлены современные герметичные окна,- без нее реальна опасность повышения влажности, духоты, появления болезнетворных микроорганизмов и грибка. Объем подачи свежего воздуха обычно составляет от20 до 80м³/ч на одного человека (взависимости от типа помещения).

Все машинное оборудование климатических систем для коттеджей, которое требует систематического обслуживания, а иногда и ремонта, сосредоточивается вне жилой зоны- на крыше, на чердаке, в подвале и даже во дворе. Это позволяет избавить фасад загородного дома от малосимпатичных наружных блоков бытовых кондиционеров. Да и шум от механизмов в помещениях практически не слышен. Плата за комфорт- необходимость обустройства подающих магистралей.

Все по полочкам

Если классифицировать климатические системы для коттеджей по типу энергоносителя, доставляющего в помещения тепло или холод, картина получится приблизительно следующая: воздушные, водно-воздушные и водно-фреоновые. Втаком порядке они возникали, но далее развивались по-разному. Ввоздушных и тепло, и холод поставляются в помещение с потоком воздуха. При использовании водно-воздушных систем в комнату подаются и воздух (обеспечивается грубая регулировка температуры), и вода (тонкая регулировка). Вводно-фреоновых тепло поставляет система водяного отопления, холод- фреон системы кондиционирования.

Вприведенной классификации мы не учитываем, как и с помощью чего вырабатываются сами тепло и холод.

Так уж сложилось, что в наших жилищах наибольшее применение получили самые "молодые" представители систем кондиционирования- водно-фреоновые. Онекоторых особенностях входящего в их состав оборудования шла речь в N4 нашего журнала за2002г. Несколько раньше, чем фреоновые системы, на Западе появились водно-воздушные установки. Оних мы расскажем в одном из следующих номеров. Ну а в этой статье остановимся на воздушных климатических системах. Это надежное и высокоэффективное оборудование уже несколько десятков лет успешно функционирует в коттеджах Северной Америки и Канады. Не менее сотни централизованных воздушных систем установлено сегодня и в коттеджных поселках Подмосковья.

Классификация климатических систем по типу энергоносителя

Легкое дыхание

В климатических установках находящийся в доме воздух регулярно прогоняется через расположенный вне жилой зоны блок подготовки. Там осуществляется нагревание или охлаждение, очистка от загрязнений, дезинфицирование, корректировка уровня относительной влажности воздуха. Вавтоматическом режиме система доводит климатические параметры в помещениях до заданных и выключается. Но лишь до тех пор, пока эти параметры не начнут выходить за установленные пределы. Вэтом режиме оборудование функционирует всесезонно, в течение многих лет.

Чем же привлекательны воздушные системы? Прежде всего своей экологической чистотой и безопасностью. Дому не грозят ни протечки, ни размораживание оборудовНыания. Невозможны ожоги, ведь температура воздушного потока не превышает +55С, да и то кратковременно. Системы малоинерционны, поскольку все выделяемое при сгорании топлива тепло тратится на прогрев воздуха, а не массивных металлических радиаторов и труб. Монтаж оборудования прост, так как не требует выполнения точных соединений. Инаконец, эти системы сулят наименьшие эксплуатационные затраты на климатизацию дома.

Для коттеджей площадью 200-400м² такие системы, наверное, оптимальны. Впрочем, применяться они могут и в домах площадью от50 до1000м². Влюбом случае выигрывает внутреннее убранство коттеджа- климатические системы просто не видны в интерьере, фантазию дизайнеров не сдерживают ни трубы, ни радиаторы, ни ящики кондиционеров на стенах. Но и недостатков у этого оборудования тоже хватает. Оно требует либо утолщения перекрытий, либо установки коробов, ведь габаритные воздуховоды надо где-то размещать- вполу ли, в потолке или в стенах. Системы чувствительны к качеству проекта и к технологии монтажных работ. Ошибки оборачиваются повышенным шумом и ощутимым "бризом". Поэтому выбор опытных специалистов для проведения монтажных работ- дело необходимое и пока еще довольно непростое, так как опыт внедрения подобных систем у нас мал. Специалисты ООО"СТТССЕРВИС" считают, что особенности этого оборудования надо обязательно учитывать при проектировании дома. При встраивании системы в готовое здание затраты могут возрасти на30%, да и спрятать воздуховоды без ущерба для интерьера удается не всегда.

«Дышащие» модули

Сердце системы- блок подготовки воздуха. Он собирается из отдельных служебных модулей и устанавливается в топочной (вподвале или на чердаке). Каждый модуль выполняет свою операцию по изменению параметров воздушного потока. Блок работает, используя идею рециркуляции воздуха, поэтому к нему присоединены магистральные каналы от охватывающих весь дом сетей приточных и обратных воздуховодов. Последние и служат для подачи рециркуляционного воздуха (то есть уже побывавшего в комнатах коттеджа) в блок подготовки. На входе в него к воздуху из комнат подмешивается небольшое количество свежего воздуха с улицы. Вблоке смесь очищается, нагревается или охлаждается, увлажняется и по сети приточных воздуховодов нагнетается в комнаты коттеджа. Небольшое количество воздуха (столько же, сколько поступило извне свежего) покидает дом через вытяжные каналы в санузлах и на кухне. Такой оборот происходит 4-5 раз в час. Водном коттедже используется, как правило, 1 или 2блока подготовки воздуха, причем установка двух блоков позволяет увеличить надежность климатической системы, делает ее более гибкой. Блоки способны подавать воздух в направлении снизу вверх (установка в подвале), сверху вниз или в боковом направлении (если монтируются на чердаке).

Воздуховоды могут прокладываться под фальшполом, над фальшпотолком, замуровываться в стены или проходить по стенам под декоративными коробами. Сети собираются из тонколистовых или жестяных труб прямоугольного и круглого сечения и соединяющих фасонных элементов (фасонины). Чтобы избежать потерь холода (летом) и образования конденсата, воздуховоды желательно теплоизолировать. Специалисты скажут, где делать это надо обязательно. Вустьях воздуховодов устанавливают диффузоры (раструбы, или, как их называют монтажники, "башмаки"), уменьшающие скорость потока (приблизительно до 1-1,5 м/с). Выпуск диффузоров, располагаемых преимущественно под окнами или у стен заподлицо с полом, закрывается распределительными решетками с поворотными ламелями. Они позволяют регулировать направление движения воздуха. Решетки можно покрасить в любой цвет.

Забор отработанного воздуха осуществляется обычно из верхней зоны помещений. Истоки обратных воздуховодов декорируются решетками. Как правило, расположение воздуховодов и тип распределительных устройств обсуждаются на стадии проектирования коттеджа или при его реконструкции. Производством воздуховодов и фасонины занимаются многие компании: PANOL (Франция), DON-PARK (Канада), "ПОЛИТЕРМ" и "СТТССЕРВИС" (г.Москва), "ЭНЕРГОМОНТАЖРЕМОНТ" (г.Кимры).

Стоимость разводки воздуховодов (сработой)- $20-25 из расчета на 1м² отапливаемой площади.

Анатомия «сердца»

Базовым модулем (можно сказать, "главной мышцей ") блока подготовки является воздухоподогреватель. Он трудится осенью, зимой и весной и по сути является мощным воздушным теплогенератором (тепловой пушкой). Рециркуляционный и свежий воздух втягивается в прямоугольный металлический корпус встроенным центробежным вентилятором и прогоняется через частокол жаростойких труб теплообменника. Последние нагреваются чаще всего за счет сгорания топлива (газ или солярка) внутри них. Узел сгорания оборудуется соответствующей горелкой инжекционного типа и необходимой автоматикой. Дымовые газы с помощью специального вентилятора удаляются из теплообменника на улицу через дымоход, не смешиваясь с воздухом, подготавливаемым для помещений. Есть устройства, в которых воздух нагревается тепловым насосом и, при необходимости, электронагревателями. Модуль обеспечивает нагрев воздуха на 8-40С, в зависимости от мощности.

Работой воздухоподогревателя управляет встроенная система автоматики, благодаря которой его функционирование становится безопасным и не нуждающимся в ежедневном обслуживании. Так, при погасании пламени, отсутствии тяги в газоходе, перегреве теплообменника подача топлива в теплообменник прекращается в течение 1секунды. После временного отсутствия как электропитания, так и подачи газа воздухонагреватель включается автоматически.

Производят воздухоподогреватели порядка 100 компаний по всему миру, однако в России пока имеется лишь техника под торговыми марками LENNOX, CONSOLIDATEDIND (США), NORDYN (США). Вскором времени на наш рынок должно поступить оборудование американских фирм TRANE и CARRIER и, возможно, некоторых других. Модуль воздухоподогревателя мощностью 32кВт стоит в среднем от $2500 до $3200.

Для обеспечения работоспособности газового нагревателя воздуха (аименно это оборудование используется в подавляющем большинстве наших коттеджей) следует монтировать его в топочной объемом не менее 15м³. Вэтом помещении следует предусмотреть приточно-вытяжную вентиляцию, окно и форточку, а также ввод электропитания с заземлением. Кроме того, должен быть выполнен проект ввода, разводки и подключения магистрального газа.

Следующим важным модулем, входящим в состав блока подготовки воздуха и отвечающим за охлаждение коттеджа летом и при необходимости в переходный период, является сплит-система кондиционирования воздуха. Она снабжается специальным внутренним блоком канального типа, который конструктивно представляет собой оребренный трубчатый теплообменник в прямоугольном металлическом корпусе. Этот блок устанавливается над воздухонагревателем и выполняет функцию испарителя жидкого фреона, как в обычном кондиционере. Используется для охлаждения и осушения воздушного потока, который через него прогоняет центробежный вентилятор воздухонагревателя. Ясно, что горелки в это время не работают. Наружный блок сплит-системы монтируют вне дома, чтобы снизить шум. Учтите, что наземный монтаж имеет некоторые недостатки: наружный блок надо защитить от домашних животных, от песка и частиц грунта, задуваемых ветром.

Степень совершенства сплит-систем определяется многими характеристиками, в числе которых: надежность (впервую очередь- надежность компрессора), эффективность (сколько киловатт холода можно передать воздуху в коттедже, затратив 1кВт электроэнергии; у лучших моделей этот показатель- 4кВт холода), прочность и антикоррозийные свойства наружного блока, максимально возможная длина фреонопроводов. Впоследнее время все больше внимания уделяется экологическим характеристикам сплит-систем. Это касается прежде всего применения озонобезопасного фреона. Среди производителей сплит-систем, совместимых с воздухоподогревателями, следует отметить американские фирмы LENNOX, CARRIER, YORK, TRANE, ZENITHAIR/ALASKA, TEMPSTAR. Кондиционер на 15кВт по холоду стоит $2500-5000.

В большинстве воздушных климатических систем используются модули фильтрации. Эти устройства совершенно необходимы для всех современных коттеджей. Дело в том, что с улучшением теплоизоляции окон и дверей в воздухе увеличилось содержание пыли, пыльцы, спор микроорганизмов и растений, бактерий, перхоти домашних животных, загрязнений от насекомых, частиц жира и дыма из кухни, табачного дыма (если в доме есть курильщик). Как правило, в климатическую систему включается многоступенчатый фильтр. Это устройство монтируется перед воздухоподогревателем и пропускает через себя весь объем обратного и свежего уличного воздуха. Оно может работать несколько десятков лет подряд. Всостав модуля входят фильтр механической очистки для улавливания крупных частиц пыли, электростатический фильтр, способный очистить воздух от частиц размером до0,01мкм, а также довольно дорогой, но чрезвычайно эффективный компонент- фильтр угольный. Он позволяет очищать воздух от запахов, например от запаха табачного дыма, однако нуждается в регулярной замене. Механический фильтр следует промывать по мере загрязнения (раз в 1-2месяца), а камеру электростатического фильтра- каждые полгода. Кроме того, в некоторых случаях в корпусе фильтра имеется бактерицидная лампа для обработки воздуха ультрафиолетом.

В Россию фильтры поставляются под торговыми марками CAMFIL (Швеция), TROX TECHNIK (Германия), LENNOX, FIVE SEASONS (Канада) и др. Стоят они около $650 заштуку.

В случае сильного загрязнения воздуха (вдоме много людей, животных, или недалеко автомагистраль) в систему можно включить дополнительный трехступенчатый фильтр тонкой очистки типа FSHepa550 (FIVESEASONS). Этот прибор подсоединяется параллельно обратному воздуховоду и пропускает через себя от 1/3до 1/2 объема воздуха. Фильтр предварительной очистки из активированного угля удаляет волокна и запахи, прежде чем воздух попадет на фильтр тонкой очистки. Врезультате обеспечивается удаление 99,97% частиц размером до0,3мкм и больше. Воздух, прошедший через фильтр, возвращается в обратный воздуховод и далее проходит основную фильтрацию (описанную выше).

Для увеличения относительной влажности воздуха (например, в зимний период) в состав воздушных климатических систем включают модуль увлажнителя. Применяются, например, модели, использующие принцип поверхностного увлажнения обрабатываемого воздушного потока. Поверхностный увлажнитель состоит из кассеты (так называемая орошаемая насадка) с гигроскопическим материалом, на которую подается вода. Материал впитывает влагу, и воздух, проходя через насадку, увлажняется. Ну а не усвоенная воздухом влага каплями стекает в поддон.

Эффективность орошаемой насадки зависит от ее площади и времени контакта с воздухом. Следовательно, от площади кассеты в плане, ее толщины и скорости прохождения воздуха. Для защиты насадки от засорения вода, поступающая в блок из сети, фильтруется, в лучшем варианте- со снижением уровня жесткости.

Также в воздушных климатических системах используются паровые увлажнители. Они имеют перед поверхностными увлажнителями ряд преимуществ: слои воздуха, обработанные сухим перегретым паром, быстрее смешиваются, а легко регулируемое количество впрыскиваемого пара позволяет очень точно регулировать влажность. Кроме того, пар не содержит минеральных частиц и бактерий. Но заметный недостаток парогенераторов- повышенная энергоемкость.

Помимо перечисленных, применяются увлажнители других типов, например ультразвуковые, форсуночные и др. Главное, чтобы они могли работать в автоматическом режиме и подключались к системе горячего водоснабжения. Независимо от конструкции, модуль увлажнения размещают перед входом в приточную магистраль. Производством и поставкой увлажнителей занимаются HONEYWELL, PLASTON, LENNOX и другие фирмы. Устройство для климатической системы коттеджа стоит обычно от $300.

В состав климатической системы может быть включен рекуператор. Его основное назначение- утилизация тепловой энергии выбрасываемого на улицу загрязненного воздуха. Благодаря этому устройству, тепло или прохлада воздуха из санузлов и кухни передается свежему приточному воздуху с улицы. Врезультате, во-первых, экономится топливо на нагрев воздуха и, во-вторых, увеличивается срок службы воздухонагревателя, поскольку снижается температурный удар на трубы его теплообменника. Однако время от времени обмерзающий теплообменник рекуператора приходится оттаивать с помощью встроенного ТЭНа (по команде от автоматики системы). Учтите, если коттедж расположен поблизости от автомобильной трассы, лучше почаще промывать установленный на входе в рекуператор воздушный фильтр.

В зависимости от производительности и уровня автоматизации, рекуператор может стоить $700-1800 и даже больше. Выпускают такое оборудование фирмы VENMAR (Канада); PYROX (Норвегия); VTSCLIMA (Польша); PMLUFT и SYSTEMAIR (Швеция); ROSENBERG и WOLTER (Германия); REMAK (Чехия); DAIKIN (Япония); MAICO VENTILATOREN; ABB (Швейцария); HALTON (Финляндия) и другие. Эти устройства пока неохотно устанавливаются отечественными потребителями- сказывается дешевизна энергоресурсов. Однако предполагается, что по мере повышения тарифов на электричество модули рекуперации будут использоваться в климатических установках для коттеджей все чаще.

Воздушная администрация

Традиционный и наиболее демократичный способ регулирования температуры воздуха в коттедже предполагает использование комнатного электромеханического термостата (до$100, производители- HONEYWELL, США; SIEMENS, Германия и другие). Его устанавливают в контрольном помещении дома, например в детской, спальне или кабинете. Когда температура в контрольном помещении достигнет заданной величины, блок подготовки воздуха будет временно выключен. Кондиционированный воздух начнет вновь поступать в помещения сразу после того, как температура приблизится к допустимому значению. Вдругих кондиционируемых помещениях температура будет приблизительно такой же, как и в контрольном. Учтите, регулировать температуру с помощью механических задвижек, установленных на воздухораспределительных решетках, можно лишь незначительно. При сильном перекрытии диффузора может возникнуть шум от воздушных струй. Одинаковой для всего коттеджа поддерживается и влажность, но датчик влажности (от$20) чаще всего располагается в главном обратном воздуховоде.

Если вместо электромеханического термостата установить программируемый электронный, отопительная система будет подчиняться заданному вами распорядку дня. Например, зимой она автоматически снизит температуру ночью, когда вы спите, и днем, когда дом пустует. За несколько часов до вашего возвращения или ранним утром климатическая система начнет работать, чтобы в урочное время микроклимат коттеджа стал наиболее комфортным. Использование электронного программируемого термостата позволит снизить затраты на энергоресурсы на 10-15%. При этом в автоматическом режиме температура во всем доме будет такой же, как в контрольном помещении.

Индивидуальный автоматический контроль и регулирование температуры в каждой комнате коттеджа можно обеспечить с помощью интегрированной в климатическую систему интеллектуальной системы зонального регулирования. Вбольших комнатах для увеличения точности поддержания температуры имеет смысл выделить несколько зон обслуживания; с другой стороны, две небольшие смежные комнаты практично рассматривать как одну зону. Сигналы от термостатов каждой зоны поступают в мозг системы зонального регулирования- блок микропроцессорного управления. Он управляет работой всех модулей климатической системы и дозирует объем подаваемого в комнаты воздуха. Последняя операция реализуется с помощью электрических клапанов, перекрывающих проходное сечение воздуховодов в пределах от0 до100%. Температуру в каждой комнате коттеджа можно задавать с помощью пульта ДУ, не вставая с кресла, или препоручить этот процесс системе автоматики. Стоимость необходимого оснащения для такой системы- от$1000 до$1500 на зону. Наиболее известные в России торговые марки- CARRIER, TRANE.

Весьма любопытные возможности открывает и подключение системы зонального регулирования к управлению "умным" домом. При этом пользователь может задавать режим для климатической установки коттеджа, даже находясь на работе. Например, за час до прихода домой хозяин может по телефону приказать климатической системе протопить кабинет до температуры +30С.

А еще?

Наряду с комплектом "сплит-система- воздухоподогреватель", для климатизации коттеджей используют и другие типы оборудования. Например, если площадь коттеджа больше 400м², применяют маломощные промышленные кондиционеры-моноблоки типа Roof Top (Pakeg Unit). Эта техника может охлаждать, подогревать, осушать, подвергать фильтрации и бактерицидной обработке свежий или смешанный с уже побывавшим в помещениях воздух. Для коттеджей площадью свыше 500м² в качестве блока обработки воздуха в воздушных климатических системах изредка используют центральный кондиционер модульного типа. Он, как и Roof Top, принадлежит к разряду промышленного оборудования и способен обеспечить более совершенную, чем другие климатические системы, подготовку потока. Но подробное обсуждение таких приборов выходит за рамки нашей статьи.

Сравнивая климатические системы коттеджей, легко заметить, что все они имеют свои достоинства и недостатки. Увы, в мире нет идеальной техники. Проанализировав некоторые потребительские свойства систем различных типов с помощью приведенной нами таблицы, вы сможете выбрать для себя самую подходящую модель.

*- оценки в баллах: 5- проблемы не существует; 4- проблема решается с минимальными затратами; 3- для решения проблемы необходимы значительные финансовые затраты и (или) использование дополнительного оборудования

Некоторые потребительские свойства климатических систем для коттеджа
(оценка по 5-балльной системе*)

* - оценки в баллах: 5- проблемы не существует; 4- проблема решается с минимальными затратами; 3- для решения проблемы необходимы значительные финансовые затраты и (или) использование дополнительного оборудования.

Редакция благодарит компании "СТТССЕРВИС», «ПОЛИТЕРМ» и «ВЕРТЕКС» за помощь в подготовке материала.