Воздушное отопление что. Промышленные системы воздушного отопления
Воздушное отопление (ВО) – распространенная практика в частном хозяйстве. Такие системы позволяют обогреть помещение автономно, при необходимости охладить, контролировать микроклимат и выдавать высокие показатели КПД. Чтобы определиться стоит ли вам решаться на установку такой системы или остановиться на паровом отоплении , разберемся с принципом работы, видами, областью применения, положительными и отрицательными аспектами эксплуатации, особенностями составления проекта и монтажа.
Принцип работы
Самый простой пример системы воздушного отопления частного дома – это обычная русская печь на дровах. Чтобы приготовить обед и обогреть помещение, приходится запастись дровами и растопить печь. Воздух вокруг печи постепенно нагревается и распространяется по комнате, тем самым прогревая все жилище.
Естественная гравитационная циркуляция основывается на простых законах физики: теплый воздух более легкий, поэтому стремится подняться вверх, холодный опускается вниз.
Принцип работы системы воздушного отопления довольно прост, вентилятор нагнетает холодный воздух, он нагревается с помощью горелки и потом распределяется по дому.
Однако такой принцип отопления подразумеваем естественную циркуляцию воздуха. Современные системы работают с принудительной подачей горячего воздуха. Поток подается с помощью насосов и вентиляторных элементов. Воздуховоды проводят теплый воздух во все комнаты дома и нагревает их. По мере охлаждения холодный воздух опускается к полу, где он поступает в отверстие воздуховода, и в цикл начинается заново.
Способы циркуляции
Циркуляция воздуха может осуществляется в несколько вариантов:
- с включением свежего воздуха в цикл (рекомендованный);
- без подачи воздуха извне (закрытый цикл);
- циркуляция прямотоком – при этом холодный воздух выводится наружу, а новую порцию также получают с улицы.
Где используют ВО
Схема движения воздуха в воздушной системе отопления каркасного дома, где воздуховод устанавливается в полые стены.
Воздушное отопление рекомендуют устанавливать в частных домах каркасного типа. Так как конструкция такого дома предусматривает наличие пустот между внешней облицовкой и внутренним покрытием, то систему воздуховодов можно устанавливать в полых промежутках стены, при этом не затрагивая убранство дома.
Еще один вариант установки воздушной системы – внесение ее в проект будущей постройки. Так, при возведении стен между ними оставляют технические ниши для дальнейшей установки системы . Если вы планируете установить воздушное отопление в готовом сооружении без таких заготовок, то придется развернуть масштабное строительство и пересобрать стены.
Устройство и виды воздушного отопления в частных домах
Чаще всего система воздушного отопления для частного дома имеет следующие составляющие:
- теплогенератор – обычно его роль исполняет водный калорифер, который отвечает за нагрев воздуха;
- каналы воздуховодов для обеспечения подачи теплого воздуха в комнату;
- вентилятор для задания направления воздушным потокам внутри помещения.
Системы ВО формируют по гравитационным или принудительным схемам.
Гравитационные схемы
Естественная или гравитационная схема подразумевает, что теплый воздух циркулирует благодаря изменению своей плотности при смене его температуры. Главное преимущество этого вида состоит в том, что система функционирует практически автономно от электрической сети . Однако из-за недостатков диапазон использования такого подхода ограничен.
Работу может нарушить сквозняк или приток прохладного воздуха с улицы, и тогда обеспечен излишний нагрев воздуха у потолка и сильное охлаждение основной части комнаты.
Принудительные схемы
Основное отличие принудительной системы – присутствие вентилятора, который регулирует направление потоков воздуха. Теплогенератор нагревает воздух, вентилятор создает давление и направляет массы по трубам. Такие вентиляционные системы устанавливают под нагревателем, в который поступает очищенным от пыли и посторонних запахов воздух. После теплообменника воздух направляется в воздуховоды, а его возврат обеспечивают обратные воздуховоды или решетки вентиляции.
Преимущества и недостатки воздушного отопления
Чтобы определиться с выбором, рассмотрим особенности использования таких систем в частных домах:
Отопление частного дома, в роли нагревательного элемента выступает камин.
- Ориентировочный срок службы – 30 лет. Обычно через пару лет затраты на ВО полностью окупаются владельцам.
- Отсутствие протечек и риска перемерзания труб, высокий показатель КПД, отсутствие промежуточных элементов передачи и низкое потребление энергии.
- Вентиляторы могут «сотрудничать» с обычной печью и подавать во все помещения теплый воздух. Известный пример – каминное воздушное отопление частного дома.
- Фильтры и ионизаторы способны очищать воздух от запахов и устранять вредоносные частицы.
- Система создает оптимальный микроклимат, производя дополнительное увлажнение воздуха или просушки в зависимости от особенностей климата и помещения.
- В летнее время можно охлаждать комнату при помощи воздуховодов с дополнительной тягой, которые подают прохладный воздух.
- Если вас нет дома, система работает на минимуме и быстро набирает температуру при необходимости.
- Главным недостатком является необходимость в электропитании системы принудительной циркуляции и необходимость в резервном питании, если намечаются перебои с подачей электроэнергии.
- Подспорье для установки системы закладывают лишь при строительстве здания или проводят сложный ремонт с последующим монтажом.
- ВО довольно требовательно к ремонту и обслуживания, при регулярном использовании сложно провести полноценную модернизацию.
Как составить проект отопления
Если вы решились на монтаж системы ВО, стоит разобраться и разработать детальный проект. Основные моменты, от которых стоит отталкиваться при планировании:
- скорость обогрева (подачи теплого воздуха) и площадь помещения;
- мощность теплогенератора, которую рассчитывают, основываясь на особенностях дома и возможных потерях тепла (состояние дверей, окон, стен);
- размеры воздуховодов и последующее значение потерь воздушного напора.
Обратите внимание, для оптимальной работы системы все расчеты производят компетентные специалисты. Из-за просчетов и попыток самостоятельно «прикинуть» работу системы возможна интенсивная потеря тепла, сильный шум и вибрация при функционировании.
Принцип монтажа воздушного отопления
Воздушное отопление частного дома монтируется в пустоты в стенах и полу, а это улучшает внешний вид дома, избавляя его от различных труб и радиаторов.
Элементы системы монтируют преимущественно в свободные полости в стенах и полах, что существенно облагораживает помещение. Однако их установку необходимо планировать еще не стадии строительства дома или проводить существенную перепланировку . Для обогрева помещения монтируют специальные решетки на стены, чтобы подавать теплый и забирать холодный воздух. Если проект предусматривает функциональные дополнения, то ВО может врезаться в систему кондиционирования и совмещаться с вентиляцией. Само же оборудования способно работать от разных источников питания: газ, уголь, электроэнергия. В остальном за установку ВО определяет индивидуальный план работ.
Одна из особенностей системы состоит в том, что воздушное отопление частного дома своими руками соорудить практически невозможно, если, конечно, вы не обладаете достаточной технической базой.
Выбор подходящей системы обогрева - важный этап строительства и обустройства частного дома. Твердо- и жидкотопливные агрегаты постепенно отходят на второй план. Широкую популярность набирает воздушное своими руками провести его сможет практически любой собственник загородного жилья. О том, как это сделать, расскажет данная статья.
Воздушное отопление - что это?
Данный способ обогрева представляет собой некую систему терморегуляции, при которой охлажденный или прогретый воздух попадает внутрь помещения. Воздушное своими руками сможет сделать практически каждый, главное - разобраться с принципом работы системы и ее составом. В нее входят:
- Разветвленные каналы воздухоотводов. Они обеспечивают доступ потоков воздуха в обогреваемые помещения.
- Водный калорифер или теплогенератор. Он нагревает воздух.
- Распределительные головки вентилятора. Они направляют воздушные массы внутри помещения в нужную сторону.
Принцип работы
Теплогенератор обычно имеет в своем составе камеру сгорания, горелку и калорифер. Снизу, из-под вентилятора, холодный воздух попадает в теплообменник. Топливо, которое сжигается в камере сгорания, выделяет энергию. За счет нее теплообменник нагревается, а значит, температура воздуха, который находился в нем, поднимается. Далее прогретые потоки поступают в воздухоотводы и направляются в помещение. Теплогенераторы бывают разных видов, одни работают на магистральном или сжиженном баллонном газе, другие - на дизельном топливе. Горелка, благодаря своей универсальности, может сжигать любое вещество. В любом, даже стандартном нагревателе, горелку можно заменить. Вместе с ней монтируется и вся подводящая система. Все отработанные газы уходят через дымоход.
Воздушная система отопления частного дома предполагает использование воздухоотводов одного из двух видов: круглого или квадратного. Первые имеют минимальное аэродинамическое сопротивление, их диаметр составляет 10-20 см. Квадратные или прямоугольные воздухоотводы выполняются в виде коробов. Чаще всего используют детали площадью 10*15 или 32*40 см. Такие воздухоотводы легче монтируются и занимают меньше места.
Достоинства и недостатки воздушного отопления
Воздушная система отопления частного дома имеет как плюсы, так и минусы. К достоинствам можно отнести следующие характеристики:
Высокий уровень КПД (более 90%);
Отсутствие - радиаторов и труб;
Комфортный микроклимат в отапливаемом помещении;
Малая инерционность системы, позволяющая быстро нагревать дом или понижать температуру при необходимости;
Вентиляторы можно использовать совместно с печами, работающими на твердом топливе, это позволяет обогревать все помещения в доме;
Очищение воздуха от аллергенов и других вредных веществ благодаря фильтрам;
Возможность соединять систему с увлажнителем воздуха;
В летний сезон с помощью дополнительной тяги можно охлаждать помещение.
Воздушное отопление частного дома, минусы которого мы рассмотрим ниже, далеко не совершенная система. У нее есть серьезные недостатки:
Данный вид отопления следует закладывать еще в начале строительства дома;
Сложность монтажа;
Расчет диаметров воздухоотводов перед прокладкой;
Воздушное отопление требует постоянного технического обслуживания;
Модернизировать систему в процессе эксплуатации очень сложно;
Воздушное отопление требует дополнительной фильтрации и увлажнения воздуха;
В случае перебоев в подаче электричества нужно иметь резервный источник тока.
Виды воздушного отопления
Чтобы смонтировать воздушное отопление частного дома своими руками, следует разобраться со способами установки. Данные системы строятся по 2 схемам:
Принудительной;
Гравитационной.
Первая схема предполагает наличие в системе вентилятора. Он создает необходимое давление, и нагретый теплогенератором воздух двигается к воздухоотводам. Его расположение обычно одинаково вне зависимости от вида системы - он находится под нагревателем. Воздух, который попадает в вентилятор, уже заранее очищен от пыли, грязи и микробов. Назад он возвращается через вентиляционные решетки или обратные воздухоотводы.
Воздушное отопление частного дома, своими руками выполненное по естественной или гравитационной схеме, функционирует путем изменения Основное преимущество такой системы заключается в том, что она практически не зависит от подачи электричества. Но циркуляция подогретых воздушных масс может быть легко нарушена обычным сквозняком. Рабочая часть помещения охлаждается, а предпотолочная, наоборот, перегревается.
Особенности прямоточной системы обогрева
Воздушное отопление частного дома своими руками делается зачастую с использованием прямоточной системы обогрева. Принцип работы следующий. Воздух прогоняется вентилятором через калорифер и по каналам переходит в помещение. Он отдает тепло, ассимилирует аллергены и микробы и уходит через обратную шахту. Данная система признана самой гигиеничной и безопасной, однако вместе с тем она имеет и свои недостатки. Главный минус прямоточного обогрева - большие энергии.
Рециркуляционная система обогрева. Нюансы
Такая система характеризуется как высокоэкономичное отопление. Воздух нагревается в калорифере и отправляется по каналам вентиляции в помещения. Далее он охлаждается, компенсирует теплопотери и возвращается назад. Потом воздух нагревается заново, и процесс повторяется. Конечно, данная система является наименее гигиеничной, так как вредные вещества попадают в помещения вновь. Рециркуляция предусмотрена там, где вентиляция как таковая не нужна.
Проектирование и расчет системы воздушного отопления
Чтобы установить воздушное отопление своими руками, расчет, схема, устройство которого обязательно должны учитываться в процессе монтажа, требуется провести определенную подготовку. Как только вы решили установить такую систему, нужно составить предварительный проект. Обязательно необходимо рассчитать следующие показатели:
Скорость подачи нагреваемого воздуха;
Достаточная мощность теплогенератора, для того чтобы обогреть помещение до нужной температуры;
Диаметр воздухоотводов;
Аэродинамические характеристики;
Количество теплопотерь на потолке, стенах и полу.
Воздушное отопление частного дома, схема которого поможет учесть все составляющие элементы, должно быть согласовано со специалистами. Они помогут выполнить необходимые расчеты. Обратившись в специальную службу, вы сможете избежать сквозняка в помещении, шума и вибрации в доме, а также перегрева теплогенератора.
Место установки оборудования лучше продумать заранее, каких-то общих рекомендаций по этому поводу не существует.
Выбор теплогенератора
К сожалению, не все предпочитают монтировать воздушное отопление частного дома. Стоимость устройства системы во многом зависит от выбора теплогенератора. Они бывают двух видов:
Мобильные;
Стационарные.
Газовые мобильные теплогенераторы - очень громоздкие установки. Чаще всего их используют в промышленных объектах. Рассмотрим более подробно стационарное оборудование. Данные теплогенераторы имеют замкнутую камеру сгорания. Их устанавливают в заранее подготовленных местах с системой дымоотведения. Стационарные теплогенераторы выпускаются в виде напольного или подвесного оборудования. Последнее иначе называют калориферами. Они предназначены для обогрева одного помещения. Чаще всего калорифер используют в загородных коттеджах и дачах, так как он способен за считаные часы прогреть помещение.
Подвесной теплогенератор не занимает много места и очень тихо работает. Корпус установки выполнен из материалов с низкой теплопроводностью, поэтому он безопасен в эксплуатации.
Напольный генератор - более объемный аппарат. Он способен обогреть дом полностью благодаря подключенным воздухоотводам.
Оборудование для монтажа
Воздушное отопление частного загородного дома, своими руками сделанное, предусматривает наличие следующего оборудования:
Воздухоотводов;
Теплогенератора;
Вентилятора;
Декоративных решеток;
Рукавов для забора воздуха снаружи помещения.
Инструкция по монтажу
Устанавливается воздушное отопление своими руками (схема, устройство системы были рассмотрены выше) в несколько этапов:
- Монтаж котла и теплообменника.
- Разводка, монтаж воздухоотводов.
- Утепление обратных и подающих каналов.
- Создание отверстия в стене дома для забора воздуха и установка рукава.
Воздушное отопление частного дома (отзывы это подтверждают) начинают с установки котла. Его монтируют обычно в подвальном помещении. Подключать котел к газовой магистрали самостоятельно категорически запрещено, обязательно нужно вызвать специалиста. Дымоход можно изготовить из листа жести. Верхняя часть теплообменника соединяется с подающим воздухоотводом, а под камерой сгорания устанавливают вентилятор. С внешней стороны к нему подводят обратную трубу. Первый этап выполнен.
Процесс разводки начинается с присоединения к магистрали подающего канала гибких воздухоотводов. Как правило, они выполнены с круглым сечением. Далее монтируют обратный воздухоотвод, обычно он имеет больший диаметр, однако выходов у такого канала меньше, чем у подающего.
Чтобы в рукаве не образовывался конденсат, его нужно утеплить. Далее в трубе устанавливают дроссельную заслонку, с помощью которой происходит процесс регулирования количества попадающего свежего воздуха. После того как система смонтирована, можно скрыть все трубы и провода гипсокартонными коробами для большей эстетичности.
Экология потребления. Наука и техника: Как организовать воздушное отопление коттеджа или склада? Какое оборудование для этого необходимо? Что может послужить источником тепловой энергии и как развести тепло от него?
Как организовать воздушное отопление коттеджа или склада? Какое оборудование для этого необходимо? Что может послужить источником тепловой энергии и как развести тепло от него? Давайте постараемся разобраться.
Довольно непривычный вид котельной, верно?
ЧТО ЭТО ТАКОЕ
Строго говоря, к этой категории относятся все способы обогрева без посредничества теплоносителя. Сюда относятся и тепловые пушки, и кондиционеры в режиме обогрева, и обычные тепловентиляторы. В устоявшейся терминологии, однако, оборудование для воздушного отопления - это довольно ограниченный список устройств, предназначенных для нагрева воздуха и его подачи в воздуховоды.
Источником тепла может служить и электричество, и сгорание газа, солярки или отработанного масла. Мы не будем ограничивать себя в выборе какими-то рамками и постараемся рассмотреть наиболее практичные схемы реализации воздушного отопления, независимо от того, как позиционируются на рынке соответствующие устройства.
ПЛЮСЫ И МИНУСЫ
Стоит сделать небольшое лирическое отступление. Недостатки и преимущества придется все-таки обсуждать применительно к классической схеме: источник тепла находится в одном помещении; по всем другим теплый воздух разводится воздуховодами. Однако: на практике для помещений большого объема без перегородок (для гаража, теплиц или цеха) используется либо несколько источников тепла, либо один с направленными с помощью заслонок воздушными потоками. Разводка теплого воздуха рукавами просто не требуется.
ДОСТОИНСТВА
- Малая инерционность. Помещение после запуска воздушных отопителей прогреется за считанные минуты. Для сравнения: при конвекционном отоплении дома с посредничеством теплоносителя только выход воды в батареях на приемлемую температуру может занять до двух часов.
- Относительная дешевизна. Котлы воздушного отопления по стоимости не отличаются от предназначенных для водяных отопительных систем; а вот разводка заметно дешевле. Алюминиевый рукав и вентиляционная решетка несопоставимы по стоимости с радиатором, трубой и фитингами к ней.
- Устойчивость к низким температурам. Воздушное отопление производственных помещений можно смело останавливать на ночь и не бояться разморозки труб и радиаторов.
- Легкий скрытый монтаж. Водяное отопление подразумевает, что как минимум сами радиаторы или конвектора остаются на виду. Да, существуют и внутрипольные конвекторы отопления; но попробуйте утопить их в бетонное перекрытие в городской квартире. А поднять пол на необходимые несколько сантиметров не всегда позволяет высота потолков, да и объем работы при этом будет весьма немаленьким.
- Совмещенность с вентиляцией. Больше того: воздушные тепловые насосы для отопления могут при необходимости осуществлять и кондиционирование воздуха.
Схема демонстрирует направление воздушных потоков при работе климатического комплекса на обогрев.
- Простота запуска. Отопление воздухом не требует долгой балансировки радиаторов, стравливания воздуха из расширительного бачка и радиаторов, настройки рабочего давления в системе отопления и прочих утомительных процедур. Справедливости ради: балансировка выполняется только при первом запуске, а проблему стравливания воздуха позволит решить автоматический воздушный клапан отопления. Он самостоятельно даст выйти воздуху и перекроет дорогу теплоносителю.
НЕДОСТАТКИ
В сущности, серьезная проблема только одна. Если вытяжную вентиляцию в помещении легко расположить под потолком, где она никому не помешает, то монтаж воздушного отопления выполняется так, чтобы приток теплого воздуха был по возможности ближе к полу. В этом случае можно обеспечить эффективное распределение тепла конвекцией при небольшой скорости воздушного потока.
Да, можно нагнетать воздух из-под потолка мощным потоком, и он тоже эффективно прогреет комнату; но понравится ли вам постоянный сквозняк в спальне или гостиной? А раз приток воздуха расположен внизу - значит, воздуховоды придется либо прятать за декоративное покрытие стен, уменьшая полезный объем помещения, либо укладывать под чистовой пол, между лаг. Полезно: выходом может быть и сравнительно небольшой декоративный короб из гипсокартона. При потолочной разводке теплого воздуха придется обеспечить достаточно большую скорость потока.
ОДНАКО
Отопление кондиционером или тепловым насосом позволяет обойти все проблемы, связанные с разводкой теплого воздуха. Проект воздушного отопления может включать несколько независимых устройств, либо так называемую мультисплитсистему - один внешний блок и несколько внутренних. Магистрали куда тоньше воздуховодов, и их легко расположить под потолком.
ИСТОЧНИКИ ТЕПЛА
Какие источники тепла могут использовать теплогенераторы для воздушного отопления?
КОТЛЫ НА ТВЕРДОМ ТОПЛИВЕ
Самая, пожалуй, популярная печь для воздушного отопления - булерьян. Название изготовителя давно стало нарицательным для всех пиролизных печей с трубами-теплообменниками, обеспечивающими естественную циркуляцию нагретого воздуха. Печь располагается в любой точке дома. Для нее совсем необязательна котельная: в гостиной она не испортит дизайн помещения своим видом и не загрязнит воздух продуктами сгорания. В принципе булерьян способен прогреть дом с достаточно сложной конфигурацией помещений и за счет естественной циркуляции; однако при необходимости горячий воздух от него разводится алюминиевыми воздуховодами с естественной или принудительной циркуляцией по нескольким комнатам или этажам. Смонтировать систему воздушного отопления с булерьяном своими руками совсем не трудно.
Инструкция проста:
- Устанавливаем печь в любом месте, где она не будет мешать и рядом есть возможность хранить суточный запас дров.
- Крепим термостойким алюминиевым скотчем алюминиевые же воздуховоды сверху к трубам, опоясывающим топливник.
- Снизу крепим короткие отрезки тех же воздуховодов с зафиксированными в них канальными вентиляторами.
- Разводим рукава от печи по комнатам, которые планируется отапливать.
Здесь разводка сделана более дорогой, но и обладающей лучшими теплоизоляционными свойствами сэндвич-трубой. Весьма любопытная альтернатива - камины с воздушным отоплением. Обычный камин бесполезно отдает с продуктами сгорания большую часть тепла, здесь же произведенная при сгорании топлива тепловая энергия используется для нагрева воздуха в чугунном или стальном кожухе. Дальше нам все знакомо: воздух по системе воздуховодов разводится по комнатам.
ГАЗОВЫЕ КОТЛЫ И КЛИМАТИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ НА ИХ ОСНОВЕ
Они используются и как отдельное устройство, обеспечивающее дом теплом, и как часть климатического комплекса. В первом случае схема работы довольно проста: котел, сжигая газ, нагревает теплообменник, через который принудительно прогоняется воздух. Затем он разводится по помещениям. Решения второго типа включают, наряду с котлом, дополнительное оборудование:
- Систему рекуперации тепла;
- Систему кондиционирования воздуха (в этом качестве выступает, как правило, канальный кондиционер);
- Увлажнитель воздуха;
- Ультрафиолетовый очиститель, который обеззараживает циркулирующий по дому воздух;
- Фильтр для улавливания пыли.
Проект обойдется, разумеется, недешево. Отечественная климатическая система Антарес Комфорт, к примеру, может похвастаться стоимостью примерно в 3000 рублей на квадратный метр обслуживаемой площади, что для коттеджа площадью в 150 квадратных метров выльется в весьма впечатляющие 10 с лишним тысяч евро. Для сравнения: отопительное оборудование от известнейшего американского производителя Goodman обходится в 1300 - 1500 рублей на квадратный метр. Это тоже стоимость комплекса под ключ, однако он обеспечивает только обогрев. Разумеется, производитель готов предложить и комплексные решения по более высокой цене. Любопытно: Газовые котлы для воздушного отопления Goodman GMS, GDS и GMP имеют очень низкую температуру продуктов сгорания на выходе - всего около 40С, что позволяет использовать в качестве дымохода… пластиковые вентиляционные трубы.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ВОЗДУШНОГО ОТОПЛЕНИЯ
Простейшая и непревзойденная по дешевизне система электрического воздушного отопления - обычный тепловентилятор. Расходуя мощность около 2 киловатт, он быстро нагревает воздух, прогоняя его через раскаленную спираль. Увы - помимо низкой энергоэффективности, такая схема ухудшает состав воздуха в помещении, сжигая кислород. Разнообразные тепловые пушки и электрические конвекторы с обдувом низкотемпературного теплообменника уже более интересны. Они, будучи совмещенными с системами рекуперации тепла, уже могут создать в доме вполне комфортный климат. Затраты энергии будут несколько меньше, чем в случае применения электрического котла. Однако системы прямого обогрева все равно обходятся слишком дорого. К счастью, уже много лет существуют тепловые воздушные насосы для отопления, простейшим из которых является обычный оконный кондиционер. Они тратят тепло не на нагрев воздуха, а на перекачку тепла с более холодной улицы. Как вариант - насосы могут отнимать тепло у воды или грунта. Источник низкопотенциального тепла может быть любым. Принцип работы насоса общий для всех реализаций.
Давайте рассмотрим принципиальные схемы работы воздушных тепловых насосов. Точнее, источники тепла в них.
ГРУНТ-ВОЗДУХ
У почвы ниже уровня промерзания температура постоянна круглый год и растет с увеличением глубины. Достаточно погрузить в грунт несколько глубинных зондов или горизонтальный коллектор - и можно круглогодично извлекать тепло для обогрева воздуха в доме. Геотермальные насосы наиболее универсальны. Их основная проблема - дороговизна как самого устройства, так и его монтажа.
ВОДА-ВОЗДУХ
Если у вас высокий уровень проточных грунтовых вод - задача резко упрощается. Достаточно, упрощенно говоря, вырыть неглубокий колодец и погрузить в него зонд-теплообменник. Та же схема может быть использована, если рядом есть незамерзающий естественный водоем. Ограничение понятно и очевидно: вода есть далеко не везде.
ВОЗДУХ-ВОЗДУХ
Здесь мы видим две основных категории устройств. Мультисплитсистемы применяются для поддержания климата в небольших домах. Ограничение связано с тем, что длина магистрали не может быть бесконечно большой: компрессор ведь должен прокачивать через трубки фреон, а стенки трубы оказывают ему заметное сопротивление. Канальные кондиционеры - это типичная, каноническая система воздушного отопления. От одного внутреннего блока теплового насоса воздух каналами-воздуховодами разводится по всем помещениям. В этом секторе рынка в России предлагают свою продукцию прежде всего японские производители - Daikin и Mitsubishi. Несколько реже можно встретить американские Lennox и Carrier.
Функция внешнего блока - охлаждать окружающий воздух и транспортировать тепловую энергию внутрь дома. Общая проблема устройств - зависимость степени их эффективности от температуры на улице.
Стоит оговорить: точный расчет воздушного отопления - совмещенного с вентиляцией или выполненного отдельной разводкой - выполняется специалистами с учетом длинного ряда факторов: Материала и толщины стен; Количества и площади окон; Количества людей, которые будут находиться в помещении; Количества и мощности дополнительных источников тепла и т.д. Упрощенная схема - та же, что и для других отопительных систем: 40 ватт тепловой мощности на кубометр отапливаемого помещения. Для районов Крайнего Севера с учетом крайне низких зимних температур берется коэффициент 1,5-2,0. Для домов с высотой потолков 2,5-2,7 метра можно отталкиваться от площади: 1 КВт на 10 м2. опубликовано
Каждый владелец недвижимости хочет иметь в ней эффективную и надежную отопительную систему. Желательно, чтобы она создавала максимально комфортные условия в помещениях, при минимуме затрат. На данный момент отопление воздухом является одним из наиболее перспективных и современных видов обогрева.
Особенности обогрева помещений воздухом
Подобные системы имею массу преимуществ, основные из них таковы.
Плюсы воздушного отопления
- Вследствие самого принципа работы, такое отопление имеет очень высокую надежность. В частности, отсутствует опасность замораживания трубопровода, протечек и пр.
- Система экономична, так как универсальна. Есть возможность совместить обогревание помещений с их кондиционированием, вентиляцией, увлажнением и очищением воздуха. Все эти инженерные коммуникации станут использовать одну и ту же воздуховодную систему. Благодаря этому, цена работ резко снизится, так как вы сэкономите на стройматериалах и монтаже.
- Отсутствие тепловых энергозатрат на нагревание ).
- Если использовать не только обыкновенные фильтры, но и дополнительно – угольные, это будет устранять все посторонние запахи.
- Воздушное обогревание имеет высокий коэффициент полезного действия — до 90%.
- Отопление теплым воздухом автоматизировано. Система сама подстраивается на вырабатывание нужного количества тепла. В то время, пока вы будете отсутствовать, можно снизить обогревание всех помещений до +6/7 градусов. Это не даст жилищу остыть, при этом — значительно сэкономит энергоресурсы.
- Помещения быстро нагреваются до необходимого режима температур. В зависимости от свойств смонтированной системы, а также объема комнаты, нагреть ее можно за полчаса/час.
- Несложная и быстрая сборка такого отопления.
- Простое текущее обслуживание.
- Срок эксплуатации достаточно продолжителен – около 30 лет.
Минусы подобного отопления
- Может возникать незначительный шум в обогреваемых помещениях.
- Если на воздуховодные выходы не поставить особые противопылевые фильтры , то вместе с нагретым воздухом по помещениям будет перемещаться и пыль.
Обратите внимание! Существенный недостаток, когда избирается отопление дома воздухом, то, что возникает большая вилка температур у пола и потолка. В обычных комнатах она достигает 10°, в больших по площади и высоких помещениях подобная разница увеличивается до 20°. Вследствие этого, зимой необходимо тепловую мощность системы увеличивать.
Как все работает
Воздушное отопление все чаще избирается при строительстве объектов недвижимости. Подобный тип обогрева используется в частных домах и коттеджах, торговых и производственных помещениях, на складах, сельскохозяйственных и спортивных сооружениях и пр.
Основным рабочим элементом воздушной отопительной системы является теплогенератор. Как правило, работает он на газе либо электричестве, реже – на дизельном или твердом топливе. Теплообменник и горелка, в свою очередь — главные детали самого генератора тепла.
Тепловой обменник обдувается внутри воздухом. В это же время через него проходят разогретые продукты сгорания (газы). Воздух, нагретый за счет них до +45/65°, поступает через воздуховодную систему в отапливаемые помещения. Там он отдает свой избыток тепла более прохладному окружающему аналогу, а затем, по обратным трубам воздуховода, возвращается для следующего нагревания в теплогенератор.
Следует отметить, что циркуляция воздушных потоков в подобной системе бывает двух типов:
- естественная, создающаяся вследствие температурного градиента;
- принудительная, в данной случае воздух должен нагнетаться вентилятором.
Основные виды подобных систем
Как показано на фото, воздушный обогрев, по принципу его работы, разделяется на три вида:
- полностью рециркуляционная система;
- аналог с частичной рециркуляцией;
- прямоточное обогревание.
Рециркуляционное отопление
В подобной конструкции осуществляется постоянная циркуляция и нагревание воздуха в помещениях. Вентиляция, при этом, может быть как естественной, так и принудительной. В последнем случае понадобится дополнительное оборудование.
Обычно, подобное обогревание монтируется на базе свободно рассеивающих нагревателей. Следует отметить, что собираемые при этом вентиляция и отопление совершенно не зависят друг от друга.
Также есть возможность смонтировать рециркуляционную воздушную систему на основе канальных генераторов тепла.
Отопление, имеющее частичный приток
Такое отопление использует исключительно канальные нагреватели воздуха. Основное его отличие от вышеописанного варианта — это соединение воздушного обогрева и приточной вентиляции. В подобной системе на вытяжной (возвратной) ветке воздуховода монтируется ответвление, идущее за пределы постройки, необходимое для забора внешнего воздуха.
Обратите внимание! При этом соотношение приточного и рециркуляционного воздуха в таком отоплении варьируется в самом широком спектре. В зависимости от выбранного проекта системы, смешение их может осуществляться до либо после (если используется дополнительный вентилятор) теплогенератора.
Первая вариация более рациональна, так как дает возможность не применять дополнительный кулер при монтаже отопления. Это значительно уменьшает нагрузки на основной вентилятор.
Однако есть системы, где смешивание воздуха происходит за нагревателем. При таком варианте, разогретый до высокой температуры воздух помещений перемешивается с приточным холодным. При этом получается смесь заданной температуры. Летом подобная конструкция может играть роль приточной вентиляции. А если установить дополнительные приспособления, то она будет увлажнять и охлаждать помещения.
Приточный вариант воздушного обогревания
В такой системе осуществляется нагревание только наружного воздуха. Как указывает любая инструкция, при монтаже подобного обогрева нужно обязательно спроектировать мощную вытяжную вентиляцию.
Следует сказать, что своими руками легче всего и дешевле сделать отопление на основе рециркуляции воздуха в помещениях. Но использовать такое обогревание не всегда удается, исходя из санитарных требований, а также строительных норм.
Обратите внимание! При создании проекта такой системы необходимо учесть не только теплопотери ограждающих конструкций строения, на также и тепловые потери от активного вентилирования помещений. Важны и динамические переохлаждения. Они могут быть связаны, например, с открыванием въездных ворот. Помимо всего этого, следует принять во внимание высоту помещений, а также кратность воздухообмена в них.
Наряду с традиционным водяным отоплением с помощью радиаторов в частном строительстве все большее распространение получают системы воздушного обогрева. Особенно актуален обогрев воздухом в частных коттеджах большой площади и этажности или там, где требования к интерьеру помещений повышены. В первом случае традиционные системы теряют эффективность, а во втором не допускается установка батарей. В данном материале мы раскроем тему, каким способом можно устроить воздушное отопление в частном доме своими силами.
С чего начать?
Задумку с воздушным обогревом рекомендуется выполнять поэтапно, тщательно проверяя свою работу, потому что цена ошибки слишком велика. Конечно, лучше всего это делать на стадии проектирования жилища, но при желании это можно реализовать и на готовом объекте. Последовательность такая:
- Выполнение расчетов тепловой мощности, потребной на обогрев дома.
- Выбор воздушной отопительной системы.
- Разработка схемы.
Пройдя эти этапы, вы выйдете на подбор и приобретение оборудования, а после перейдете к монтажным работам, которые сможете выполнить своими руками или с помощью специализированных организаций.
Совет. По результатам своей работы рекомендуется проконсультироваться со специалистами, занимающимися проектированием подобных систем. Это поможет прояснить многие нюансы, а также проверить свои расчеты.
Расчет воздушного отопления
Прежде чем выполнять расчет, следует знать, что воздушное отопление можно совместить с вентиляцией. От этого будет зависеть и ход вычислений, но в любом случае сначала определяются тепловые потери через наружные стены, окна, кровлю и полы для каждого помещения. Для этого используется формула, приведенная для стены:
Qстены = 1/Rстены х (tв – tн) х Sстены , где:
- Rстены – сопротивление теплопередаче, (м2 ºС / Вт);
- Sстены – площадь стены в пределах рассматриваемого помещения, м2;
- tв и tн – соответственно, температура внутреннего и наружного воздуха.
Эта же формула применяется и для вычисления теплопотерь окон и прочих ограждающих конструкций. Зная материалы, из которых построены или будут строиться эти конструкции, просчитывается сопротивление теплопередаче R для каждой из них:
R = δ / λ , здесь:
- δ – толщина конструкции в метрах;
- λ – коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м · ºС). Данная величина – справочная, ее нетрудно найти в технической литературе.
Полученные значения для всех строительных конструкций, ограждающих помещение от внешней среды, складываются и получаем величину тепловой мощности отопительной системы для компенсации потерь сквозь эти конструкции. Если надо произвести расчет воздушного отопления, совмещенного с системой вентиляции, то к полученной величине прибавляется тепловая энергия, затрачиваемая на прогрев приточного воздуха. Ее рассчитывают по формуле:
Qвент = cm (tв – tн) , где:
- Qвент – энергия, уходящая на подогрев приточного воздуха, Вт;
- m – масса приточного воздуха, кг;
- tв и tн – температура внутреннего и наружного воздуха;
- с – удельная теплоемкость воздушной смеси, равна 0.28 Вт / (кг ºС).
Чтобы выполнить дальнейший расчет системы воздушного отопления, надо узнать массу воздушной смеси m (кг). Для этого сначала определяется ее количество в м3, после чего умножается на плотность, ее значения при разных температурах приведены в технических справочниках. Количество приточного воздуха для жилых комнат принимается по их объему, что соответствует кратности обмена 1 раз в час.
Системы воздушного отопления
Любое воздушное отопление частного дома, сделанное своими руками, можно условно разделить на местное и централизованное. К первому виду относятся все аппараты, подогревающие воздушную среду в пределах одной комнаты. Это электрические тепловентиляторы, сплит – системы, местные приточные установки и прочие подобные устройства. Централизованные системы характеризуются наличием одного источника тепла, - котла. Производимая им энергия передается теплоносителю и распределяется по комнатам различными способами (с помощью воздуховодов или труб с теплоносителем).
По способу нагрева система воздушного отопления частного дома может быть нескольких видов:
- с полной рециркуляцией;
- с частичной рециркуляцией;
- прямоточная;
- прямоточная с рекуперацией тепла.
Принцип, по которому работает схема рециркуляционного отопления, заключается в том, чтобы пропускать через электрический или другой нагреватель воздушную среду помещения без добавления свежего воздуха извне. Примером такого нагревателя может служить та же сплит – система, тепловентилятор или фанкойл централизованной установки.
Примечание. Исключением являются кондиционеры и фанкойлы с функцией подмешивания приточного воздуха.
Если хозяин жилища хочет использовать отопление с полной рециркуляцией, то о вентиляции в здании придется побеспокоиться отдельно. Обычно в такой ситуации применяется приточно-вытяжная вентиляция с естественным побуждением. Частичная же рециркуляция позволяет объединить эти две системы – отопления вентиляции – в одну. При этом устройства, подогревающие воздушные массы внутри, захватывают часть воздуха с улицы, очищают его, нагревают и смешивают с рециркуляционным. Тогда о дополнительном притоке беспокоиться не нужно, надо только обеспечить дополнительную подачу тепловой энергии на подогрев наружного воздуха, происходящий в воздушных системах отопления.
При прямоточной схеме необходимое количество воздушной смеси извне нагревается в теплообменнике вентиляционной установки и подается внутрь, при этом вытяжная система просто выбрасывает отработанный воздух наружу. Температура притока рассчитывается таким образом, чтобы поступающей с ним тепловой энергии хватало на компенсацию потерь через наружные ограждения. Например, если в комнате требуется температура 20 ºС, то прямоточная система отопления нагреет приток до 25-30 ºС, чтобы компенсировать теплопотери.
Примером прямоточных систем могут служить местные приточные агрегаты, встраиваемые в стены или котлы воздушного отопления, тепло от которых расходится по дому с помощью воздуховодов. Учитывая, что прямоток – не самое экономичное решение, то для отбора теплоты у вытяжного воздуха стали использовать теплообменники – рекуператоры, в них происходит передача энергии от вытяжного потока приточному, в результате чего на подогрев последнего затрачивается на 50-60% меньше теплоты.
Воздушные тепловые насосы для отопления
В последние годы стало актуальным использование тепловых насосов в качестве источников тепла вместо котельных установок. Это касается установок, извлекающих тепловую энергию из окружающей воздушной среды, чья стоимость становится все более доступной.
Для справки. Существуют геотермальные тепловые насосы, использующие энергию земли, но их стоимость в наше время нельзя назвать доступной.
Принцип, по которому осуществляется отопление дома воздушным насосом, весьма схож с работой сплит – системы на обогрев. На самом деле воздух, чья температура выше абсолютного нуля, содержит в себе тепловую энергию, поэтому данный аппарат отбирает ее, охлаждая воздушные массы на улице еще сильнее. Полученное тепло передается внутреннему воздуху и распределяется по жилищу. Нельзя не отметить, что данный метод – наиболее эффективный среди всех существующих. Затраты электроэнергии, идущие на работу вентиляторов и компрессора, составляют только третью часть от количества тепла, извлекаемого из воздушной среды. Поэтому тепловой насос для отопления коттеджа – самое лучшее решение, хотя и самое дорогостоящее.
Заключение
После того как выбран тип системы, понадобится схема воздушного отопления вашего дома. Ее лучше разрабатывать с помощью специалистов, поскольку понадобится оптимально проложить трубопроводы и воздуховоды, а также правильно подобрать оборудование, имеющее немалую стоимость.