Проблема теплосбережения является одной из самых актуальных при эксплуатации любых помещений, так как предотвращение теплообмена необходимо не только для создания комфортного микроклимата, но и для сокращения затрат на отопление. Основная утечка тепла происходит, преимущественно, через дверные и оконные проемы, поэтому для объектов, где интенсивность открывания дверей высока, возникает необходимость в установке оборудования, препятствующего теплообмену.
Таким оборудованием являются воздушные и тепловые завесы, создающие невидимые тепловые барьеры между помещениями и внешней средой. Воздушные и тепловые завесы, устанавливаемые в проемах, препятствуют проникновению холодного воздуха извне и утечке теплого воздуха из помещения. При этом, для поддержания оптимального температурного баланса отопительным приборам не потребуется работать в усиленном режиме. Воздушные завесы обеспечивают теплосбережение в объеме до 80%, и посчитать снижение потребления энергии в данном случае не составит особого труда.
Существуют «холодные» воздушные завесы без источника тепла, используемые в жаркий сезон и предотвращающие попадание теплого воздуха в кондиционируемое помещение. Преимуществом «холодных» воздушных завес является их экономичность, однако, в наших климатических условиях, наибольшее распространение получили тепловые завесы, обеспечивающие подогрев воздуха. Воздушно-тепловая завеса имеет пластиковый или стальной корпус с термостойким полимерным покрытием, а внутри корпуса находятся воздухонагреватель, вентилятор и сопло для выхода струи. С помощью вентилятора (диаметрального или радиального) воздух попадает в корпус тепловой завесы, где он нагревается и затем выводится в помещение через сопло.
Равномерный нагрев воздуха обеспечивает конструкция вентилятора тепловой завесы: в случае, если колеса вентилятора устанавливаются только по бокам двигателя, то в центре образуется воздушная зона с неравномерным нагревом. Во избежание этого колесо вентилятора тепловой завесы должно быть сплошным, хотя его изготовление – это сложный и технологически трудоемкий процесс, повышающий себестоимость тепловой завесы.
Основной функцией тепловой завесы является предотвращение попадания холодного наружного воздуха в помещение, для чего используются воздушные завесы смесительного или шиберующего типа. Смесительные тепловые завесы не препятствуют, в прямом смысле этого слова, проникновению холодного воздуха, так как они лишь разбавляют поток холодного воздуха теплым, доводя его до нужной температуры. В открытых проемах обычно устанавливаются тепловые завесы шиберующего типа, создающие сильное противодействие на пути проникновения наружного воздуха. Это достигается посредством воздействия струй воздуха, направленных под углом к поверхности проема. При установке тепловой завесы следует учесть, что ее длина не должна быть меньше ширины проема, а если длины недостаточно, то можно установить в ряд необходимое количество тепловых завес.
Тепловые завесы могут выполнять обе функции (смесительную и шиберующую), а некоторые модели завес обеспечивают и обогрев неотапливаемых помещений. Естественно, речь идет о капитальных домах, в которых стены, пол и потолок являются теплосберегающими конструкциями, так как мощности тепловой завесы для обогрева ангара или ларька из тонких листовых материалов будет недостаточно. Для выполнения функции обогрева тепловую завесу выбирают в зависимости от площади помещения: в частности, 2 кВт мощности воздушной завесы хватает для обогрева 20 кв.м. площади (при высоте потолков до 3 метров). Для отапливаемых помещений показатель мощности не настолько принципиален, поэтому обычно предпочитают тепловые завесы малой мощности.
При выборе воздушной завесы имеет значение и расположение проема (входной или внутренний проем), а также регулярность открывания дверей. Следует также учесть, что при одинаковой тепловой мощности тепловая завеса с малым расходом воздуха выполняет свои функции не так эффективно, как завеса с большим расходом, обеспечивающая равномерный нагрев и создающая реальную преграду на пути проникновения наружного воздуха.
Выбор воздушной завесы по такому показателю, как производительность по воздуху, зависит от размеров проема. Для дверных проемов высотой до 2.5 м предназначены горизонтальные завесы малого напора, которые служат, в основном, защитой от сквозняков и для поддержания температурного баланса. Если приводить конкретные цифры, то эти завесы имеют производительность около 1200 куб.м/час на метр длины. Для сильно продуваемых проемов 3-3.5 м потребуются средненапорные воздушные завесы производительностью до 2200 куб.м/час на метр длины, а для проемов до 10 метров (в ангарах, промышленных цехах) – высоконапорные промышленные завесы производительностью выше 2200 куб.м/час на метр длины.
Классификация тепловых завес
По месту установки воздушные тепловые завесы классифицируются на вертикальные, горизонтальные и потолочные. Вертикальные тепловые завесы имеют левое и правое исполнение и устанавливаются сбоку от дверного проема (с одной или с обеих сторон), а горизонтальные, являющиеся наиболее распространенным видом тепловых завес, — непосредственно над проемом. Каждый вид тепловых завес рассчитан на конкретный способ установки и монтажа, поэтому горизонтальные, к примеру, непригодны для монтажа сбоку проемов, так как у них подшипники вала двигателя вентилятора не рассчитаны на неравномерную нагрузку. Если в помещении есть подвесной потолок, то наиболее оптимальным вариантом являются потолочные воздушные завесы, используемые, чаще всего, в офисных и торговых помещениях. Потолочные тепловые завесы встраиваются в подвесной потолок и легко вписываются в дизайн помещений.
По типу используемого нагревательного элемента различают водяные тепловые завесы и завесы с электрическим источником тепла. Водяные тепловые завесы предназначены для объектов, оснащенных системой водяного отопления, так как в этих завесах в качестве теплоносителя используется горячая вода. В тепловых завесах данного типа обеспечивается слив воды на случай отключения горячей воды, а сам теплоноситель подается и отводится в теплообменник через патрубки. Водяные завесы сложнее в монтаже по сравнению с электрическими тепловыми завесами. С другой стороны, водяные тепловые завесы экономичнее, чем электрические, при их использовании эксплуатационные расходы существенно ниже. Кроме того, водяные тепловые завесы могут буть установлены на объектах, где недостаточно свободных электрических мощностей, и, при этом, есть резерв по горячей воде.
Тепловые завесы с электрическим источником тепла отличаются простотой монтажа, но имеют высокое потребление электроэнергии. Эти тепловые завесы, в свою очередь, делятся на завесы со спиральным, ленточным и трубчатым электрическим нагревателем (ТЭНом). В низконапорных тепловых завесах используются спиральные элементы, а ленточными нагревателями нередко оснащаются тепловые завесы, изготовленные из пластика. Для подавляющего большинства завес характерно применение трубчатых электрических нагревателей (ТЭН-ов). Длина и мощность этих нагревателей выбирается с тем расчетом, чтобы температура их поверхностей была не выше +400 С.
Тепловые завесы с электрическим источником тепла оснащены системой защиты от перегрева: если вышел из строя вентилятор, происходит аварийное отключение ТЭН-ов. Вентилятор тепловых завес продолжает работать до тех пор, пока не произойдет снятие остаточного тепла с нагревателей после выключения завесы, что также обеспечивает защиту от перегрева.
Тепловые завесы имеют выключатели для нагревательного элемента и вентилятора, а регулировать расход воздуха позволяет переключение частоты вращения вентилятора с помощью пульта. В летнее время, если отключить нагреватели, завесы могут использоваться для защиты помещения от пыли, дыма и насекомых, сохранять в помещении прохладу от кондиционера. Пульты, посредством которых управляются воздушно-тепловые завесы, бывают встроенными или выносными. Встроенным пультом, как правило, оснащены воздушные завесы для стандартных дверных и оконных проемов, а для управления промышленными завесами предназначены выносные пульты. Для отключения воздухонагревателя по достижении оптимальной температуры в помещении используется не только пульт, но и установленный термостат. В ангарах, складах и промышленных цехах управление тепловой завесой осуществляется посредством специального концевого выключателя, который включает тепловую завесу только при открывании ворот, что позволяет не использовать ее в закрытом помещении.
Сфера применения воздушных завес
Воздушные завесы предназначены для торговых, офисных, общественных, складских и производственных объектов. Промышленные завесы рассчитаны за защиту больших проемов (4-5 метров) и отличаются высокой производительностью по воздуху. Это мощные промышленные завесы с расходом воздуха от 3500 до 5000 куб.м/час и более на метр длины, устанавливаемые над воротами крупных предприятий, больших ангаров и железнодорожных депо. Полупромышленные и промышленные завесы предназначены для защиты проемов рынков, стадионов и других объектов, где установка мало- и средненапорных тепловых завес нецелесообразна.
Воздушно-тепловые завесы нашли свое применение в обустройстве супермаркетов и магазинов, так как установка завес позволяет держать дверь магазина открытой и при этом не остужать торговые залы. В летнее время можно использовать «холодную» воздушную завесу, препятствующую попаданию горячего воздуха извне и поддерживающую температурный баланс в кондиционируемом торговом помещении. В отличие от магазинов, торговля из палатки или ларька осуществляется через открытое окно, что в зимнее время чревато постоянной утечкой тепла. Тепловая завеса позволяет продавцам ларьков, а также работникам авиа- и железнодорожных касс, осуществлять торговлю в любой сезон года без риска для собственного здоровья. В этом случае вполне достаточным будет установить завесы с производительностью 300-500 куб.м./час на метр длины.
Тепловые завесы взяли на вооружение и пункты общественного питания, так как постоянно открывающаяся дверь образует сквозняки и понижение температуры внутреннего воздуха. Оснащение входных дверей кафе и ресторанов тепловыми завесами повышает комфорт для посетителей и, как следствие, увеличивает посещаемость заведения. Обеспечение оптимального температурного баланса в помещениях необходимо не только для людей, но и для сохранности грузов и товаров. Для хранения продовольственных товаров требуется низкая температура, а для смазочных материалов или техники – нормальная комнатная температура. В одном складском помещении было бы очень проблематично хранить разнородную продукцию, если бы не воздушные завесы, благодаря которым можно создать на одной площади зоны разной температуры. В частности, в зоне хранения продуктов можно установить «холодные» воздушные завесы, предотвращающие проникновение теплого воздуха.
Воздушные завесы (тепловые и «холодные») сегодня выпускает большое количество производителей во всем мире, предлагая как бытовые тепловые завесы, так и промышленные завесы для организации производства и защиты ангаров и складов от теплопотерь. Особое внимание уделяется дизайну тепловых завес, предназначенных для установки в торговых, офисных и общественных местах, а некоторые компании взяли ориентир на изготовление тепловых завес из пластика, что уменьшает их вес и улучшает внешний вид. Вопросы энергосбережения не утратили своей актуальности даже после появления новейших теплосберегающих конструкций и стройматериалов, а это означает, что воздушные завесы всегда будут иметь своего потребителя.
Советы по установке воздушных завес
При выборе и установке завесы помните, что:
— Пониженное давление внутри помещения может значительно ухудшать работу воздушной завесы. Поэтому, прежде, чем устанавливать завесу, убедитесь, что система вентиляции сбалансирована.
— Для достижения наилучшего эффекта воздушные завесы устанавливаются как можно ближе к проему и воздушный поток должен перекрывать всю его ширину или высоту.
— В большинстве случаев воздушные завесы размещаются с внутренней стороны защищаемого проема. И только при защите ворот морозильных камер завесы располагаются со стороны более теплого помещения.
— Направление и скорость воздушного потока завесы должны быть отрегулированы для конкретного места установки. Для повышения надежности защиты на проемах со сложными условиями работы, рекомендуется направлять воздушный поток (поворот завес вокруг оси) под углом 5-10 градусов в сторону улицы.
