Тепловые завесы: устройство и принцип действия

Тепловые завесы: устройство и принцип действия

Не секрет, что наши дома - очень холодные. Россия - одна из самых холодных стран на земном шаре. Отопительный сезон в Москве составляет 263 дня. И каждый из этих дней мы неизбежно тратим деньги на поддержание тепла у себя в помещении. А уж о качестве работ наших отопительных служб нечего и говорить.

Как ни странно, такие же проблемы стоят перед владельцами публичных заведений: кафе, баров, ресторанов, клубов, музеев, театров... И, возможно, вы замечали, что при входе в некоторые из них вас будто бы обдает струей теплого воздуха. Это - результат работы тепловой завесы, установленной сверху или сбоку от входной двери. В последнее время широкую популярность и распространение приобретают также бытовые модели этих устройств. Если вы задумываетесь об отоплении своего дома или о создании комфортных условий для ваших посетителей - тогда вам наверняка полезно будет знать о тепловых завесах.

Общие сведения о тепловых завесах

Для разграничения уличного и комнатного воздуха применяются так называемые «воздушные завесы». Они эффективно сражаются с пылью, пухом и насекомыми, создают благоприятный микроклимат в здании. Принцип их действия основан на сильной воздушной струе, создающей преграду на пути наружного воздуха и предотвращающей его проникновение через дверные или оконные проемы.

Тепловые завесы - это те же воздушные завесы, которые, помимо всего остального, способны еще и нагревать воздух в «защищаемом» ими помещении. В летнее время они часто используются в качестве обычных воздушных завес, без включения режима обогрева. Тепловые завесы можно встретить даже в странах с горячим климатом. Там они, наоборот, применяются в качестве остужающих устройств, создавая щит из холодного воздуха и не давая зною пробраться вовнутрь.

Согласно данным производителей, тепловые завесы снижают потери тепла через дверной проем на 75-95% (вот, к примеру, данные от «Тепломаша»). Естественно, общая выгода будет поменьше: через окна и двери уходит только 25-35% от всего тепла среднестатистического здания. Но если, как говорится, «ваши ворота постоянно открыты», то экономия от установки одной теплозавесы может составить до 45% от всех ваших затрат на отопление. В кафе и ресторанах тепловые завесы в среднем окупаются в течение первых трех лет.

Кроме того, не стоит забывать и о назойливых жужжащих паразитах, от которых нас спасают эти устройства. Производители даже уверяют, что завесы могут оказывать противодействие радиации (за счет того, что излучение зачастую концентрируется в частицах пыли). А уж если вы хотите, чтобы в вашем помещении устойчиво держался особый аромат (шашлычная, кальянная) или вам не хочется пускать внутрь смог и неприятные запахи улицы, - опять-таки, тепловая завеса вполне способна вам в этом помочь.

Устройство и принцип работы тепловых завес

Внешне бытовая тепловая завеса напоминает обычный кондиционер. Хотя устроена она еще проще. Внутри корпуса из листовой стали находятся двигатель с редуктором, вентилятор, нагревательный элемент и сопло для выхода воздуха. После включения питания и запуска прибора начинает работать двигатель. Он крутит вентилятор, создавая мощный воздушный поток. Этот поток проходит через нагревательный элемент, и температура потока повышается. Теплый воздух, выходящий из сопла завесы прямо или под небольшим углом, устанавливает так называемую «воздушную стену» - невидимый барьер возле защищаемого устройством проема. Всё это управляется с помощью удобного дистанционного пульта.

Чаще всего тепловые завесы устанавливаются сверху от дверей. Это так называемые «горизонтальные завесы». Казалось бы, поток из них движется вниз - в вертикальном направлении - и их логичнее было бы назвать именно «вертикальными», но в мире закрепился способ именования таких устройств согласно типу их закрепления (для примера можно привести настенные, подпотолочные и потолочные кондиционеры), а «горизонтальные» тепловые завесы устанавливаются над дверью как раз в горизонтальном положении.

Уменьшенная версия Николая Валуева покидает супермаркет. В добрый путь ее провожают четыре горизонтальные тепловые завесы

Также завесы могут быть размещены сбоку проема - это «вертикальные завесы». Считается, что такие модели могут обеспечить больший КПД: ведь в теории теплый воздух в любом случае поднимается вверх и это находится в противодействии со схемой работы горизонтальных вариантов. Но на практике вертикальные завесы приобретаются гораздо реже - в первую очередь из-за сложностей с выбором места их установки.

Изнутри и снаружи устройства защищены полимерным покрытием с термостойкостью до 170-240 °С. Как правило, завесы окрашиваются в белый или серый цвет, но по заказу на заводе могут выполнить любое цветовое решение.

Двигатели современных тепловых завес обычно относятся к одной из двух больших групп: внешнероторные двигатели или Q-моторы. Первые отличаются низким уровнем шума и стабильной частотой вращения, которую можно изменять, регулируя подаваемое напряжение. Впрочем, обычно такие двигатели служат меньше, потому что они не защищены ни от попадания внутрь влаги, ни от пыли, ни от физического воздействия.

Тепловые завесы с Q-моторами стоят дороже, ведь средний срок их службы достигает около 13 лет против 8-9 у внешнероторных вариантов. Это достигается за счет того, что такие двигатели обладают классом защиты IP42, то есть защищены от проникновения внутрь брызг воды и предметов больше 1 мм. Q-моторы представляют собой квадратные двигатели с расщепленными полюсами. Внутри находятся самоустанавливающиеся подшипники скольжения из металлокерамики, большая емкость для масла и устройство для автоматического смазывания.

В качестве нагревательных элементов могут использоваться как трубчатые электрические нагреватели (ТЭНы) М-образной формы, так и водяные двухходовые теплообменники. Первые выполняются из нержавеющей стали, вторые - из медных труб с пластинчатыми алюминиевыми ребрами. Понятное дело, установка завес с водяными нагревательными элементами гораздо сложнее: требуется обеспечить подачу и отвод теплоносителя через специальные патрубки, которые выступают из корпуса прибора. Как правило, водяные устройства применяют только для промышленных нужд.

Скорость обдува ТЭНов, их длина и мощность из соображений безопасности подобраны так, чтобы температура на них не превышала 400 °С. В водяных теплообменниках, для того чтобы избежать замерзания воды в трубах устройства при отключении электричества или горячего водоснабжения в здании, предусмотрена возможность экстренного слива теплоносителя.

Среди вентиляторов в тепловых завесах наиболее распространены не знакомые нам осевые модели (кулеры, простые бытовые вентиляторы), а устройства диаметрального типа. Они изготавливаются в виде продолговатого цилиндра, с лопатками вместо стенок и пустым местом в центре. Воздух забирается с фронтальной части вентилятора, увлекается этими вращающимися лопатками, а потом, благодаря диффузору, ускоряется и устремляется в заданном завесой направлении.

Такие вентиляторы производят меньше шума, чем радиальные, осевые или диагональные варианты. Кроме того, они могут работать с большими объемами воздуха. Также, за счет относительно большой длины цилиндра у диаметральных моделей, воздух подается равномерно по всей длине завесы, и в образуемом ею «щите» нету даже самой маленькой бреши.

Единственный минус диаметральных вентиляторов состоит в том, что, в отличие от других вариантов конструкций, их максимальное КПД - около 65% (против 75% у осевых и 80% у радиальных). Потому на больших производствах иногда вместо них устанавливаются завесы с радиальными вентиляторами типа DD.

Горизонтальная тепловая завеса и несколько забавных постеров на заднем плане

Говоря о тепловых завесах, совмещающих в себе функции мощного вентилятора и обогревателя (прямо скажем, не самых безопасных из устройств), нельзя не упомянуть о методах защиты, которые в них используются.

Во-первых, все завесы с ТЭНами обязательно оснащены устройствами их аварийного отключения в случае перегрева двигателей или корпуса. Это позволяет избежать выхода прибора из строя в результате прекращения работы вентилятора, загромождения сопла посторонними предметами или слишком высокой температуры в обогреваемом помещении.

Кроме того, в подавляющем большинстве современных завес вентилятор продолжает работу еще несколько минут после выключения прибора через пульт управления - до тех самых пор, пока температура на нагревательных элементах не снизится до приемлемой величины. Таким образом достигается увеличение срока службы завесы и ТЭНов.

Выводы

В холодное время тепловые завесы способны значительно уменьшить теплопотери здания, снизить затраты на отопление. Во время летней жары они, напротив, могут удержать прохладный воздух внутри помещения, не позволить нагретому воздуху улицы проникнуть вовнутрь.

И даже если климат внутри помещения идеален, тепловые завесы не останутся без дела: вы можете переключить их в режим обычных воздушных завес и они будут защищать ваш дом от насекомых, выхлопных газов, тополиного пуха и прочих негативных внешних факторов. Да и просто когда на вас дует тепловая завеса - это довольно приятно. Особенно после морозной улицы.

В следующей статье мы поговорим о различиях между тепловыми завесами и тех особенностях, на которые стоит обратить внимание при их выборе. Скажем дружное «НЕТ» холоду и теплопотерям!