Воздушное отопление частного дома: состав, преимущества и недостатки

Воздушное отопление частного дома: состав, преимущества и недостатки

Как прогреть дом воздухом?

Воздух – вполне эффективный теплоноситель, гораздо удобнее, чем вода. Самый простой вариант такого отопления – обычный тепловентилятор. Небольшую комнату этот прибор, состоящий из вентилятора и греющей спирали, может прогреть буквально за считанные минуты. Разумеется, для частного дома понадобится более серьезное оборудование.

В качестве источника тепла можно использовать газовый или твердотопливный котел. Подойдет и электрический нагреватель, но этот вариант считается не слишком выгодным, поскольку затраты на электроэнергию значительно возрастают.

В системах воздушного теплоносителя сам воздух — вторичный теплоноситель, проходящий перед подачей обработку нагревательными агрегатамиВоздух для систем воздушного отопления обогревается водой или паром, подготовка которых проводится всеми известными видами нагревательного оборудованияВ качестве нагревательного оборудования используются огневые печи, перерабатывающие твердые, жидкие и газообразные варианты топливаДо сих пор в схемах отопления загородных домов используются русские печи. Их недостаток в том, что нормально обогреть они могут не более трех смежных комнатРаспространенный вариант отопления частных коттеджей основан на использовании камина с подключенными к нему теплоотводамиРазвязку теплопроводов воздушной отопительной системы обычно устраивают в пределах чердака или располагают за подвесными потолочными конструкциямиВесьма экономный способ получения энергии для подогрева воздуха предполагает использование теплового насоса воздух-воздухВ схеме работы теплового насоса воздух воздух внутренний блок внешне напоминает собой аналогичную часть климатического оборудованияПринцип нагрева теплоносителяУстановка с газовым калориферомОгневая печь за пределами помещенияПечь в отоплении загородного домаКамин в формировани отопления частного домаУстройство теплоотводов в пределах чердакаВнешний блок теплонасоса воздух-воздухВнутренний блок системы отопления воздух-воздух

Интересный и экологически чистый вариант отопления – использование солнечных батарей или солнечного коллектора. Такие системы размещают на крыше. Они либо сразу передают тепловую энергию солнца на теплообменник, либо преобразуют ее в недорогую электрическую энергию. В последнем случае от батареи можно также запитать и вентилятор.

Воздух нагревается в теплообменнике и поступает в отдельные помещения по воздуховодам. Это довольно громоздкие конструкции, выполненные из прочного металла. Сечение воздуховодов значительно больше, чем диаметр трубы водяного отопления.

Котел для воздушного отопления
Для воздушного отопления подходят и газовые котлы, и другие виды отопительной техники. Эффективность таких систем достигает 90%, их используют не только в жилых помещениях, но также в цехах и на складах

А вот радиаторы для воздушного отопления не нужны. Теплый воздух просто наполняет комнаты через специальные решетки. Как известно, горячий газ стремится вверх. Холодный воздух при этом будет вытеснен вниз.

Отсюда холодные потоки воздуха перемещаются обратно к теплообменнику, нагреваются, поступают в комнаты и т.д.

Схема воздушного отопления
Эта схема наглядно демонстрирует устройство воздушного отопления рециркуляционного типа с частичным забором наружного воздуха, а также с кондиционером, ионизатором и ультрафиолетовым очистителем

Почти все системы воздушного отопления предусматривают установку вентилятора, который нагнетает горячий воздух и заставляет его перемещаться по системе отопления. Наличие такого прибора делает систему зависимой от электрической энергии.

Можно сделать и такую систему, в которой горячий воздух будет перемещаться естественным образом, без всякого вентилятора. Однако эффективность работы таких систем обычно оставляет желать лучшего, поскольку помещения в этом случае прогреваются слишком медленно.

Схема устройства и действия воздушного отопления коттеджа
Убедительный аргумент в пользу организации системы воздушного отопления заключается в исключении аварийных протечек и затопления с итоговым повреждением имущества. К тому же в случае повреждения воздуховодов автоматика остановит работу системы

Способы нагрева воздуха

Существует несколько видов нагрева воздуха для отопления помещений:

  1. Электрический нагреватель — в систему устанавливается канальный электрический нагреватель, который непосредственно греет воздух.
  2. Водяной теплообменник, подключается по водяному контуру к водогрейному котлу (котел может работать на любом виде теплоресурсов — газ, пеллеты, дизельное топливо и т.д.) или теплоцентрали.
  3. Тепловые насосы, использующие тепло внешней среды и работающие по принципу холодильника, только «наоборот». В воздушном отоплении используются тепловые насосы «воздух-воздух», работающие от электричества, и помогающие экономить до 2-3 раз по сравнению с обычными электрическими нагревателями и помимо нагрева в зимний период, добавляют функцию охлаждения в летний период.

Последний вариант включает наиболее передовые технологии и помогает экономить дорогой ресурс — электричество.

Контроль и управление

Осуществляются с помощью центрального блока автоматики и зонального или головного термостата. Блок автоматики на основе сигналов термостата определяет, сколько воздуха подавать в помещения для достижения нужного климата. Работа таких температурных регуляторов, как правило, управляется программой, задаваемой жильцами.

«Воздушное отопление» – что это такое?

air-heating
В России  термином “воздушное отопление” принято именовать канальные системы обработки воздуха. Воздух нагревается (различными устройствами при помощи газа, электричества, воды и т.д.) и распределяется по помещениям через каналы воздуховодов прямого (подача) и обратного (возвратного) потока (специалисты именуют его “обратка”). Выбор оборудования – ответственный шаг. Оно подбирается исходя из целесообразности по используемому топливу (наиболее экономичный вид – газовые воздухонагреватели, или газовые теплогенераторы), мощность оборудования рассчитывается на основе инженерного расчета, учитывающего тепловые потери помещений для обогрева конкретного жилого строения и общую отапливаемую площадь.

Современное воздушное отопление

В настоящее время воздушное отопление с успехом применяется для обогрева промышленных, торговых и складских помещений различного объема, а также индивидуальных жилых домов, коттеджей и других строений. Принцип работы системы воздушного отопления основан на принудительном обдуве нагретой поверхности (теплообменника) и непосредственной подаче подогретого воздуха в контролируемую зону. Источником тепла для нагрева может служить электроэнергия (ТЭН), горячая вода или газ (природный или сжиженный). Основным достоинством при этом является непосредственное управление температурой самого контролируемого параметра, то есть воздуха, и оперативное воздействие на него с целью поддержания заданного значения. Наибольший экономический эффект позволяет получить газовое оборудование, в котором воздух нагревается от горячей поверхности теплообменника при сгорании газа. Это исключает промежуточное звено для передачи тепла в виде горячей воды и все возможные проблемы, связанные с эксплуатацией системы водяного отопления — так как в данном случае система полностью защищена от протечек, разморозки, коррозии.

Оборудование для воздушного отопления может быть двух типов — канальное и локальное [3] . Локальное оборудование устанавливается непосредственно в отапливаемой зоне (локальные воздухонагреватели). Канальное оборудование передаёт тепло в контролируемую зону через воздухораспределительную систему, собранную из воздуховодов. В совокупности это представляет собой централизованную систему для обработки воздуха. Она может обрабатывать полностью рециркуляционный воздух, подавая и забирая его из помещений для доведения до нужной температуры, смешанный — частично подмешивая воздух с улицы к рециркуляционному, или полностью уличный воздух. Центральная система воздушного отопления может подразделяться на зоны. [4] , то есть группы помещений или отдельные помещения с индивидуальным контролем температурного режима. В каждой такой зоне устанавливается свой датчик температуры или отдельный блок управления с датчиком температуры для анализа текущего значения и подачи соответствующей команды основному оборудованию и исполнительным устройствам, распределяющим воздушные потоки. Непосредственное управление контролируемым параметром, то есть температурой воздуха, позволяет затрачивать на отопление только такое количество энергоносителя, которое необходимо в данный момент времени.

Какое отопление лучше – воздушное или водяное

Главный аргумент в пользу воздушного варианта отопления – отсутствие радиаторов под окнами, трубной разводки и вообще, посредника в виде теплоносителя. Но даже это утверждение не выдерживает критики – водяные теплые полы тоже полностью скрыты, а посредник все равно присутствует – сам воздух.

Уточнение. При обогреве сплит-системами либо тепловыми насосами посредником выступает фреон, меняющий агрегатное состояние. Тепло к фанкойлам доставляет вода или антифриз, в остальных случаях энергию переносят воздушные массы.

Обвязка вентиляторного доводчика
В России  термином “воздушное отопление” принято именовать канальные системы обработки воздуха. Воздух нагревается (различными устройствами при помощи газа, электричества, воды и т.д.) и распределяется по помещениям через каналы воздуховодов прямого (подача) и обратного (возвратного) потока (специалисты именуют его “обратка”). Выбор оборудования – ответственный шаг. Оно подбирается исходя из целесообразности по используемому топливу (наиболее экономичный вид – газовые воздухонагреватели, или газовые теплогенераторы), мощность оборудования рассчитывается на основе инженерного расчета, учитывающего тепловые потери помещений для обогрева конкретного жилого строения и общую отапливаемую площадь.

Современное воздушное отопление

В настоящее время воздушное отопление с успехом применяется для обогрева промышленных, торговых и складских помещений различного объема, а также индивидуальных жилых домов, коттеджей и других строений. Принцип работы системы воздушного отопления основан на принудительном обдуве нагретой поверхности (теплообменника) и непосредственной подаче подогретого воздуха в контролируемую зону. Источником тепла для нагрева может служить электроэнергия (ТЭН), горячая вода или газ (природный или сжиженный). Основным достоинством при этом является непосредственное управление температурой самого контролируемого параметра, то есть воздуха, и оперативное воздействие на него с целью поддержания заданного значения. Наибольший экономический эффект позволяет получить газовое оборудование, в котором воздух нагревается от горячей поверхности теплообменника при сгорании газа. Это исключает промежуточное звено для передачи тепла в виде горячей воды и все возможные проблемы, связанные с эксплуатацией системы водяного отопления — так как в данном случае система полностью защищена от протечек, разморозки, коррозии.

Оборудование для воздушного отопления может быть двух типов — канальное и локальное [3] . Локальное оборудование устанавливается непосредственно в отапливаемой зоне (локальные воздухонагреватели). Канальное оборудование передаёт тепло в контролируемую зону через воздухораспределительную систему, собранную из воздуховодов. В совокупности это представляет собой централизованную систему для обработки воздуха. Она может обрабатывать полностью рециркуляционный воздух, подавая и забирая его из помещений для доведения до нужной температуры, смешанный — частично подмешивая воздух с улицы к рециркуляционному, или полностью уличный воздух. Центральная система воздушного отопления может подразделяться на зоны. [4] , то есть группы помещений или отдельные помещения с индивидуальным контролем температурного режима. В каждой такой зоне устанавливается свой датчик температуры или отдельный блок управления с датчиком температуры для анализа текущего значения и подачи соответствующей команды основному оборудованию и исполнительным устройствам, распределяющим воздушные потоки. Непосредственное управление контролируемым параметром, то есть температурой воздуха, позволяет затрачивать на отопление только такое количество энергоносителя, которое необходимо в данный момент времени.

Какое отопление лучше – воздушное или водяное

Главный аргумент в пользу воздушного варианта отопления – отсутствие радиаторов под окнами, трубной разводки и вообще, посредника в виде теплоносителя. Но даже это утверждение не выдерживает критики – водяные теплые полы тоже полностью скрыты, а посредник все равно присутствует – сам воздух.

Уточнение. При обогреве сплит-системами либо тепловыми насосами посредником выступает фреон, меняющий агрегатное состояние. Тепло к фанкойлам доставляет вода или антифриз, в остальных случаях энергию переносят воздушные массы.

Воздушное отопление частного дома: состав, преимущества и недостатки
Предлагаем сравнить водяное отопление с воздушным, опираясь на рекламные заявления:

  1. У системы ВО более высокий КПД. Это неправда, эффективность одинакова при условии, что в обоих случаях применяются теплогенераторы на одном топливе. Исключение – кондиционеры, потребляющие 300 Вт электричества на подачу 1 кВт тепла.
  2. ВО можно отключить посреди зимы, ничего не замерзнет, трубы не лопнут. Это верно, но радиаторная сеть, заполненная антифризом, тоже не пострадает от мороза.
  3. Невысокая стоимость эксплуатации ВО. Утверждение правдиво по отношению к печам, кондиционерам, фанкойлам и водяным системам. При отоплении вентиляцией вам придется чистить спрятанные воздуховоды от пыли, бактерий. Операция выполняется специализированной техникой.
  4. Для воздушного отопления не придется покупать дорогостоящую запорную арматуру, трубопроводы, батареи, гребенки. Правда, оцинкованные вентканалы стоят дешевле оборудования водяной сети. Но воздуховоды Ø300 мм (эквивалент – квадрат 200 х 350 мм) надо где-то прокладывать, зашивать. Стоимость монтажа выйдет немалой.
  5. ВО быстрее протапливает комнаты. Неверно, ВО быстро нагревает воздух, окружающие предметы остаются холодными. На полный прогрев у обеих систем уйдет одинаковое количество времени.
  6. Совместно с воздушными системами применяется дополнительное оборудование очистки, увлажнения, ионизации. Качество воздуха повышается. Все правильно, теплые полы либо радиаторная сеть не занимается очисткой домашней атмосферы.

Остальные доводы весьма неубедительны. Пример: воздушным способом можно отопить помещение какой угодно площади на любом этаже. Непонятно, что мешает проложить 2 трубы на 20-й этаж, поставить там батареи или фанкойлы. Вместо этого предлагается тянуть туда здоровенный воздуховод.

Все аргументы за и против подробно изложит известный эксперт Виктор Сухоруков в своем видеоролике:

3 способа воздухообмена

Так мы плавно подошли к схемам воздухообмена, коих существует три:

  1. Описанный выше способ называется полной рециркуляцией. Через печь или кондиционер прогоняется один и тот же воздух, обновление отсутствует либо организовано другими средствами. Например, приток обеспечивается стеновыми клапанами, естественная вытяжка – вертикальными шахтами внутри стен.
  2. При частичной рециркуляции внутренний воздух разбавляется притоком в размере 30–50% от общего объема. Столько же загрязненных газов выбрасывается наружу. Естественная вентиляция исключена, воздухообменом занимается система с механическим побуждением, другим способом пропорции не отрегулируешь.
  3. Прямоток. Весь приточный воздух забирается с улицы, подогревается и направляется в помещения. Вытяжная система полностью выкидывает загрязненные воздушные массы наружу.

Первый тип воздухообмена работает при воздушном отоплении дровяной печкой, кондиционерами и фанкойлами. Способ позволяет экономить энергоресурсы, но качество воздушной среды остается сомнительным, поскольку зависит от работы естественной вентиляции.

Второй вариант – это компромисс между чистотой домашней атмосферы и энергосбережением. Мы частично освежаем микроклимат помещений, но одновременно теряем тепло вместе с удаляемыми воздухом.

Схема отопления с двумя нагревательными установками
Прямоточная схема нагрева воздуха. Чтобы не класть вентканалы по комнатам, применено 2 теплогенератора: газовая печка (в подвале) и электрический калорифер на чердаке

Третья схема дает нам полностью свежий воздух, но заставляет тратить максимум топлива на подогрев притока. Чтобы не выкидывать тепло на улицу, придуманы рекуператоры (утилизаторы) – устройства, забирающие теплоту вытяжной струи и отдающие его притоку. В зависимости от условий окружающей среды и конструкции утилизатора в доме остается 50…80% тепла, нагреватель потребляет меньше энергии.

Вентиляция, совмещенная с воздушным отоплением, действует по одной из двух последних схем – частичная рециркуляция либо прямоток с рекуперацией теплоты. Последний вариант – самый дорогой, ведь помимо сети каналов и воздухонагревателя нужно приобрести теплообменник-утилизатор.

Принцип работы и виды воздушного отопления

Надо знать, что существует два различных вида отопления воздушного типа, каждый из которых может использоваться на практике.

Первый реализуется в системах с калорифером. Он по своей сути аналогичен отоплению с жидкостным теплоносителем с той разницей, что вместо жидкости используется разогретый воздух. Канальный нагреватель разогревает воздух, который движется по специальным трубам в отапливаемые помещения.

Воздушное отопление — это система обогрева одного или группы помещений нагретым воздухом, который предварительно нагревается паром, электричеством, огнем или водойОсновное отличие воздушных систем от прочих видов отопления заключается в том, что в их схеме отсутствуют приборы отопленияПо аналогии с водяным отоплением воздушные контуры бывают гравитационными и принудительными. В принудительных схемах движение воздуха стимулирует вентиляторПо способу доставки нагретого воздуха воздушные системы подразделяются на канальные и бесканальныеВ канальных воздушных контурах используется в основном гравитационный принцип: подготовленный в нагревателе воздушный поток движется самотеком по трубам, нагревающим окружающее пространствоРациональным решением устройства воздушного отопления является совмещение его с вентиляцией, благодаря чему существенно повышаются санитарно-гигиенические показатели воздушной средыВ частных домах в большинстве случаев нагрев воздуха производится каминами или печками с вмонтированным в систему калориферомПри использовании водяных, газовых или электрических калориферов на помещение устанавливают не менее двух, чтобы при отказе одного агрегата второй мог поддержать температурный фон не меньше +5 градНагревательное оборудование воздушного отопленияСистема без стандартных радиаторовПринудительный тип воздухной системыБесканальный вариант воздушного отопленияКанальный вариант воздушного отопленияСовмещение с вентиляциейНагревательный агрегат для частного сектораКалорифер для воздушных схем отопления

Наполненные горячим воздухом воздуховоды обогревают комнату. Такие системы сегодня мало используются, поскольку в процессе эксплуатации каналы неизбежно повреждаются. От чередования нагрева с охлаждением воздуховоды то расширяются, то сужаются, из-за чего ослабляются стыки, а в стенках появляются трещины.

Это приводит к нарушению процесса распределения воздуха и, как следствие, к  неравномерному обогреву помещений, что нежелательно. Более практичной считается система воздушного отопления открытого типа.

Схема устройства системы воздушного отопления
В устройстве воздушного отопления много общего с традиционным водяным видом и реже используемым паровым. Основное отличие заключается в отсутствии стандартных приборов отопления – радиаторов

Принцип ее действия заключается в следующем. Теплогенератор разогревает воздух, который через систему труб подается в отапливающиеся помещения. Здесь он выходит наружу и смешивается с присутствующим в комнате воздухом, тем самым повышая в ней температуру.

Остывший воздух направляется вниз, где попадает в специальные трубы и по ним вновь поступает в теплогенератор для нагрева.

Схема системы канального воздушного отопления
Теплоноситель воздушных систем отопления относится к разряду вторичных, т.к. перед этим нагревается первичным теплоносителем – паром или водой (+)

По радиусу действия системы отопления нагретым воздухом делятся на местные и центральные. К первым относятся контуры, предназначенные для обслуживания одного объекта (коттеджа, комнаты, двух или более смежных помещений), ко вторым многоквартирные дома, общественные и производственные объекты

Все системы подразделяются на схемы с полной рециркуляцией теплоносителя, с частичной рециркуляцией и прямоточные.

Схемы организации воздушного отопления
Местные системы с полной рециркуляцией воздуха бывают канальными (а) и бесканальными (б). Это схемы с естественным движением нагретого воздуха. Если отопление совмещается с вентиляцией, то применяются другие схемы (в,г) с частичной рециркуляцией. Согласно чему часть воздуха подмешивается к имеющейся в помещении воздушной массе без передвижения по каналам

Все центральные системы относятся к категории прямоточных. Для них воздушный теплоноситель нагревают в отопительном центре здания, а затем поставляют в помещения через воздухораспределители. Центральные схемы бывают только канальными.

Центральное воздушное отопление
Воздушные прямоточные системы слишком затратны для частного сектора. Их устраивают там, где сооружается вентиляция, обрабатывающая воздушную массу, равную по объему воздушной массе, требующейся для отопления

Центральное воздушное отопление устраивают на производствах, выпускающих или применяющих в изготовлении возгораемые, токсичные, взрывоопасные и т.д. вещества. В обустройстве загородных домов этот вид применяется, если требуется транспортировка нагретого воздуха на большое расстояние.

Организация схемы для частников нецелесообразна из-за необходимости в использовании мощного вентиляционного оборудования.

Плюсы и минусы воздушного отопления

Как и у любого оборудования или системы, канальное отопление воздухом имеет свои очевидные достоинства, но и свои минусы, о которых стоит знать заранее, прежде чем приступать к проектированию и установке системы. 

Достоинства воздушной отопительной системы

– Универсальность: Вы получаете отопление, вентиляцию, кондиционирование, очистку воздуха «в одном флаконе» – то есть полноценную климатическую систему, а не только обогрев воздуха в помещениях. При этом данная система может легко стать частью “умного” дома, когда автоматика и искусственный интеллект дарит поистине безграничные возможности по управлению климатом. К тому же гибкость и модульность системы позволяет встраивать в нее дополнительное оборудование – электронные фильтры тонкой очистки, увлажнитель, антибактериальный (и анти-вирусный) УФ-обеззараживатель воздуха, кондиционер. – Легкость, скорость, дизайн: управление производится автоматически при помощи новейших «умных» термостатов в виде новомодных электронных программируемых гаджетов; скорость нагрева обеспечивается отсутствием промежуточных звеньев (теплоносителя в трубах и радиаторах отопления) – воздух нужной температуры сразу поступает в помещения, то есть помещения начинают нагреваться сразу после поступления сигнала на обогрев. Не нужно ждать, когда сначала прогреются батареи, а потом воздух начнет прогреваться от них. – Высочайшая эффективность системы, достигающая 96% – с конденсационными газовыми воздухонагревателями. Логистика работы и оперативное управление температурой позволяет значительно снизить общий расход энергоносителя и экономит деньги. Для сравнения, традиционные системы водяного отопления имеют энергоэффективность не более 60%. – Высочайшая надёжность при газовом нагреве. Отсутствие жидкого теплоносителя исключает протечки, воздушные пробки и необходимость разморозки системы зимой при ее отключении. – Простота обслуживания. Достаточно своевременно чистить или менять воздушный фильтр. Никаких протекших труб и фитингов, никаких засоров, воздушных пробок, отложений, отказавших насосов и т.д. – что является постоянной головной болью “счастливых” обладателей “традиционных” водяных систем.

Недостатки отопления воздухом:

– воздушное отопление подходит для домов площадью от 100 кв.м. – при меньшей площади установка системы нецелесообразна – монтаж воздушной системы производится ДО финальной внутренней отделки, поэтому оптимальный вариант – ее проектирование и установка на этапе строительства – воздуховоды занимают определённое пространство, что может повлечь (но не обязательно) уменьшение высоты в местах их размещения –  максимально до 20 см. Примечание: наша компания использует бесфланцевые прямоугольные воздуховоды с замковым соединением. Они легко и быстро монтируются силами бригады из 2-3 человек и прекрасно декорируются под любой интерьер. – правильная реализация системы требует профессиональных расчётов и  разработки проекта. Хотя сборка воздуховодов может производиться своими руками, без помощи специалистов, но требует наличия определённых инструментов. На самом деле, мы крайне не рекомендуем идти на многочисленные уловки непрофессионалов, размещающих в интернете статьи на тему “как сделать систему воздушного отопления своими руками”. На самом деле, это попросту невозможно. Для установки нужны сложные инженерные расчеты, хорошее знание оборудования и всех нюансов работы с ним. Устанавливайте систему отопления воздухом руками профессионалов – выйдет и лучше, и дешевле.

Типы систем — назначение, особенности, плюсы и минусы

Независимо от типа применяемого нагревательного прибора могут быть реализованы различные типы систем воздушного отопления дома. Они отличаются в основном направлением движения воздушных потоков, возможность использовать оставшуюся тепловую энергию за счет рециркуляции.

Чаще всего для обогрева частных загородных домов применяют следующие возможные решения.

Прямоточная

Наиболее распространенная система, которая применялась еще в средние века и даже раньше. Принцип ее действия предельно прост:

  • Нагревательный прибор размещается в нижней части дома.
  • Нагретый воздушный поток поступает в вентканалы или специально сделанные проемы в перекрытиях.
  • Попадая в комнату, теплый воздух смешивается с уже остывшим, что позволяет несколько поднять температуру в помещении.
  • Отработанный остывший воздух выводится за пределы помещения, двигая по воздуховодам на чердак или улицу.

Основной плюс такого воздушного отопления коттеджа — минимальные затраты на обустройство. В отдельных случаях от воздуховодов совсем отказываются, оставляя только проемы в перекрытиях, которые закрывают декоративными решетками.

Важно! Эффективность такой схемы крайне низка. Это связано с тем, что из помещения выводится воздушный поток, который еще не успел остыть полностью. В результате таких потерь тепловой энергии стоимость отопления существенно возрастает.

Рециркуляционная

Более совершенная схема, принцип действия которой основан на повторном использовании воздуха, не успевшего полностью остыть. Обычно реализована схема, при которой теплый поток поступает в помещение через воздуховоды и размещенные на потолке решетки.

При этом более холодный воздух смешивается с теплым только частично, а в большей части вытесняется через сеть воздуховодов и повторно поступает к нагревательному прибору.

Важно! Недостаток, которым обладает такое отопление, связан с тем, что воздух циркулирует по замкнутому кругу и не обновляется. А это уже плохо с точки зрения санитарных норм и вентиляции.

Рециркуляционная с частичным забором внешнего воздуха

Этот недостаток был устранен при помощи именной системы. Ее особенность — часть отработанного воздуха выводится за пределы помещения и замещается таким же объемом свежего. Это позволяет решить проблему с проветриванием дома.

Для того чтобы наружный воздух имел более комфортную температуру, на входах в помещения могут устанавливаться дополнительные обогреватели (электрические или водяные калориферы, системы рекуперации тепла).

Источники тепловой энергии

Источники тепла для воздушного отопления бывают трех видов:

  1. Земля-воздух. Грунт ниже точки промерзания круглый год хранит высокую температуру, и чем глубже он залегает, тем она выше. Данное тепло можно использовать постоянно, если опустить горизонтальный коллектор и несколько глубинных зондов.
  2. Воздух-воздух. Типовым представителем системы такого отопления являются канальные кондиционеры. Их принцип действия основывается на выходе горячего воздуха из теплового насоса и последующем его перемещении во все комнаты по взаимосвязанным воздуховодам.
  3. Вода-воздух. Такой источник тепла применяется в случае неглубокого залегания грунтовых вод. При эксплуатации подобного комплекса необходимо выкопать колодец, а в него опустить зонд-теплообменник. Данную схему используют, когда рядом со строением имеется незамерзающий водоем, поскольку вся суть процесса завязана на стабильном доступе к воде. Это делает использование подобной системы отопления очень редким.

Воздушное отопление частного дома: состав, преимущества и недостатки

Список оборудования для воздушного обогрева

Чтобы организовать эффективную систему обогрева дома при помощи воздуха, необходимо установить необходимое оборудование:

  1. Теплогенератор. В его роли может выступать водяной калорифер, газовый воздухонагреватель, тепловая пушка или солнечный радиатор. Один из данных прибором станет источником тепловой энергии.
  2. Теплообменник. Функция данного приспособления — подогрев воздуха, в нем не позволяется смешивания теплоносителя с газом. Он также именуется рекуператором и экономайзером. Его монтаж является обязательным для крупных систем.
  3. Воздуховоды. По ним прогретые воздушные потоки подаются в отдельные помещения. Выпускаются квадратного, прямоугольного и круглого сечения, представлены они в определенных типоразмерах. Их совмещение друг с другом не представляет ничего сложного, поэтому монтаж можно осуществлять самостоятельно.
  4. Фильтр, который выступает в качестве освежителя и увлажнителя, может поддерживать чистоту воздуха.
  5. Автоматическая система отслеживания температуры в сооружении, она контролирует работу теплогенератора.
  6. Кондиционер. Внедряется в систему и используется в летний период.

В конструкции теплогенератора также имеются: горелка, камера сгорания и калорифер. Прохладный воздух попадает в теплообменник из-под вентилятора. Энергия выделяется в камере сгорания, за счет нее совершается подогрев воздуха в теплообменнике. Горелка может сжигать любое топливо независимо от того, какой вид теплообменника применяется в отопительной системе. При необходимости горелку можно заменить.

Как рассчитать воздушный обогрев?

Перед расчетом, необходимо учесть некоторые важные факторы, влияющие на правильность вычислений:

  1. Потери тепла высчитываются отдельно для каждого помещения.
  2. Аэродинамический расчет нужно сделать для всей отопительной системы.
  3. Выбор мощности и вида нагревателя зависит от расчетных потерь тепла.
  4. Количество получаемого воздуха вычисляется в зависимости от мощности нагревателя.
  5. Понадобится точно рассчитать сечение воздушных каналов.

На точность расчетных данных также будут оказывать влияние:

  • толщина стен и их материал;
  • количество жильцов, которые будут постоянно находиться в доме;
  • количество оконных проемов и их общая площадь;
  • мощность и теплоотдача дополнительных источников тепла.

Характеристики расчета находятся в зависимости также от того, будет ли вводиться вентиляционная система или нет, поэтому далее рассмотрим оба варианта.

Расчет отопления без вентиляции. Для вычисления потерь тепла через стены, окна, кровлю и полы применяется следующая формула:

Q = 1/R * (tв — tн) * S, где

R — сопротивление теплопередачи ограждения конструкции, то есть стены, окна, пола или кровли (м?*?С/Вт); tв — температура внутреннего воздуха; tн — температура наружного воздуха; S — площадь ограждения конструкции.

Чтобы воспользоваться этой формулой, сначала необходимо выяснить сопротивление теплопередачи. Для расчета используется такая формула:

R = ? / ?, где

? – толщина конструкции (м); ? – коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м*?С).

Когда будут вычислены потери тепла всех ограждений, показатели следует сложить и высчитать величину оптимальной мощности отопительной системы, при которой можно компенсировать потери тепла через стены, пол, окна и кровлю.

По облегченной методике расчетов принято считать, что на 1 кв.м. вполне хватает 40Вт мощности котла. Однако для каждого отдельного региона страны необходимо применять частный коэффициент. К примеру, для северных регионов он составляет 1,5-2. Если у строения стандартная высота потолков, равная 2,5-2,7 метра, то при расчетах можно придерживаться таких значений: на 10 кв.м. – 1 кВт.

Расчет отопления с вентиляцией. В этом случае к полученной выше величине нужно добавить тепловую энергию, которая будет затрачиваться на прогрев приточного воздуха. Вычисляется она по такой формуле:

Q = c * m (tв — tн), где

m — масса приточного воздуха (кг); с — удельная теплоемкость воздушной смели (Вт/(кг*?С)). Коэффициент равен 0,28.

Особенности монтажа системы

Если расчеты выполнены на высоком профессиональном уровне, и проект системы воздушного отопления коттеджа составлен, можно выполнить монтаж самостоятельно.

Для этого понадобится:

  • нагревательный прибор;
  • воздуховоды;
  • вентилятор;
  • решетки;
  • крепежные изделия;
  • инструмент для работы с воздуховодами и т.п.

В качестве нагревателя обычно используют газовый генератор как самый экономически выгодный вариант. Воздуховоды могут иметь прямоугольное, квадратное, круглое или овальное сечение.

Обычно подходящие конструкции можно заказать на предприятии, которое изготавливает вентиляционные системы.

Элементы системы воздушного отопления
На схеме представлены элементы системы воздушного отопления, которые позволят выполнить монтаж воздуховодов в точном соответствии с проектной документацией

Обычно воздуховоды делают из оцинкованной стали, они достаточно легкие, чтобы не перегружать несущие конструкции дома, а также обладают повышенной устойчивостью к износу и коррозии. Для жестких воздуховодов понадобятся специальные элементы, обеспечивающие уклон на 45 или 90 градусов. А для гибких изделий такие элементы не нужны.

Воздуховоды также изготавливают из обычной стали, меди, пластика и других материалов. Существуют даже текстильные конструкции этого типа. В местах с повышенной влажностью рекомендуется использовать медные элементы, как более устойчивые для таких условий.

Конструкции из пластика относительно недороги, их можно использовать вдали от потенциальных очагов возгорания.

Воздуховоды закрепляют под потолком и полом, а также внутри стен. Если есть необходимость проложить воздуховод не внутри, а вдоль стены, его закрывают фальш-панелью. В потолке и полу на концах воздуховодов монтируют вентиляционные решетки.

Воздуховоды из оцинкованной стали
Жесткие воздуховоды из оцинкованной стали очень надежные и долговечные. Для их успешного монтажа понадобятся колена с углом поворота 45 и 90 градусов

Воздушные массы, перемещаясь внутри конструкции, могут издавать определенный шум. Чтобы снизить это негативное влияние, рекомендуется скрыть воздуховоды под слоем шумоизоляции.

Обычно этот материал обладает также теплоизоляционными свойствами, что только увеличивает эффективность работы системы.

Изоляция воздуховодов
Чтобы конструкции воздушного отопления во время работы издавали как можно меньше шума, рекомендуется покрыть их слоем изолирующего материала

Стоит рассмотреть вариант приобретения воздуховодов, на которые уже нанесен такой изоляционный слой. Это позволит упростить и ускорить монтажные работы.

Если есть необходимость в установке вентилятора, или нескольких таких приборов, то его обычно включают в систему рядом с нагревателем. К вентилятору подводят электропитание, а также обеспечивают резервный источник электроэнергии.

В систему также включают один или несколько фильтров. Это могут быть фильтры механической очистки, которые препятствуют распространению частичек пыли. Наряду с этими устройствами рекомендуется установить и угольный фильтр, который поглощает различные запахи. Разумеется, фильтры нуждаются в периодической очистке и/или замене.

Часть воздуховода выводят на улицу, чтобы обеспечить приток свежего воздуха. Этот отрезок подводят к системе фильтров, а затем воздух подают на теплообменник нагревательного прибора. Если монтажные работы выполняются на этапе строительства дома, то их выполнение обычно больших трудностей не вызывает. Главное – хороший проект.

Для улучшения микроклимата в доме в систему воздушного отопления встраивают такие полезные элементы как увлажнитель воздуха, ионизатор, ультра-фиолетовый стерилизатор и т.п. Эти элементы не являются обязательными, но если средства позволяют, не стоит от них отказываться.

Еще одно полезное устройство – канальный кондиционер. Его также встраивают в систему воздуховодов. Это позволит использовать систему в теплое время года, чтобы охладить воздух в комнате.

Автоматическое управление воздушным отоплением
Системы автоматического управления существенно улучшают работу воздушной системы отопления и позволяют сократить расходы на тепло, а также упрощают эксплуатацию оборудования

Завершающий этап – подключение системы автоматического управления. Понадобятся датчики температуры воздуха в комнатах и пульт управления с процессором, который будет обрабатывать поступившие данные и регулировать работу отопительного оборудования.

Аргументы в пользу выбора воздушной системы

По сравнению с привычными системами, работающими на жидком теплоносителе, воздушные схемы имеют значимые преимущества. Рассмотрим их поподробнее.

  1. Высокий КПД воздушных систем. Производительность контуров нагрева воздухом достигает порядка 90%.
  2. Возможность отключения/включения оборудования в любое время года. Прерывание работы возможно даже в самые сильные зимние холода. Это означает, что отключенная отопительная система не придет в негодность при отрицательных температурах, что, например, неизбежно для водяного отопления. Включить в работу ее можно в любой момент.
  3. Невысокая эксплуатационная стоимость воздушного отопления. Отсутствие необходимости приобретения и монтажа достаточно дорогостоящего оборудования: запорной арматуры, переходников, радиаторов, труб и др.
  4. Возможность объединения систем отопления и кондиционирования. Результат объединения позволяет поддерживать в здании комфортную температуру в любой сезон.
  5. Низкая инерционность системы. Это обеспечивает предельно быстрый прогрев помещений.
  6. Возможность установки дополнительногооборудования, которое используется для поддержания оптимального микроклимата. Это могут быть ионизаторы, увлажнители, стерилизаторы и тому подобное. Благодаря этому можно подобрать комбинацию приборов и фильтров, точно соответствующую потребностям жильцов дома.
  7. Максимально равномерный прогрев помещений без локальных зон подогрева. Указанные проблемные участки обычно находятся около радиаторов и печей. За счет этого удается предотвратить температурные перепады и их следствие – нежелательную конденсацию водяных паров.
  8. Универсальность. Воздушное отопление можно использовать для обогрева помещений любой площади, расположенных на каком угодно этаже.

Есть у системы и некоторые недостатки. Из числа наиболее значимых стоит отметить энергозависимость конструкции. Таким образом, при отключении электроэнергии отопление перестает функционировать, что особенно заметно в местностях с перебоями в электроснабжении. Кроме того, система требует частого технического обслуживания и наблюдения.

Воздушное отопление своими руками
Воздушное отопление очень экономично. Первоначальные затраты на его обустройство невелики, эксплуатационные расходы тоже невысокие

Еще одна отрицательная особенность воздушного отопления заключается в том, что монтаж конструкции должен осуществляться в процессе строительства. Установленная система не подлежит модернизации и практически не меняет свои эксплуатационные характеристики.

При необходимости возможен монтаж воздушного отопления в построенном здании, но в этом случае используются только подвесные воздуховоды, что не эстетично и не всегда эффективно.

Источники

  • https://sovet-ingenera.com/otoplenie/razvodka-o/vozdushnoe-otoplenie-zagorodnogo-doma.html
  • https://atm-climat.ru/vozdushnoe-otoplenie-doma
  • https://www.tgsv.ru/vozdushnoe-otoplenie
  • https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%88%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5
  • https://otivent.com/sistemy-vozdushnogo-otopleniya-doma
  • https://sovet-ingenera.com/otoplenie/razvodka-o/sistemy-vozdushnogo-otopleniya.html
  • https://zen.yandex.ru/media/roofkey_ru/7-sposobov-vozdushnogo-otopleniia-zagorodnogo-doma-5d55261de6cb9b00ae22ae3f
  • https://SantehnikPortal.ru/otoplenie/vozdusnoe.html

[collapse]
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: