Принцип работы системы воздушного отопления

В нашем государстве наиболее распространено водяное отопление дома. Однако есть более эффективные варианты, например, системы воздушного отопления частного дома. Она хорошо зарекомендовала себя в Америке и Европе, но в нашей стране едва начинает внедряться.

Достоинства

Достоинства системы воздушного отопления это отсутствие труб с горячей водой исключает опасность прорыва и затопления помещения. Все приборы имеют высокую степень защиты от поломок, а в случае, если происходит неисправность, работа немедленно блокируется.

В водяном отоплении дома сначала нагревается теплоноситель, от него трубы и радиаторы и только от них сам воздух в комнате. Здесь же нагрев начинается именно с воздуха, что значительно ускоряет процесс. Высокая эффективность воздушного отопления жилых домов позволяет экономно расходовать топливо и свести к минимуму теплопотери помещения. С помощью термостатов довольно легко регулировать уровень температуры помещения.

Устройство воздушного отопления

Само оборудование для воздушного отопления вполне доступно по цене и уже через год или чуть более окупит себя. В то же время, все детали системы очень долговечны, что при должном уходе позволяет использовать их в течение нескольких десятков лет.

Средняя стоимость на 1 м2

Строение системы отопления

В теплообменнике воздух нагревается до температуры 50-60 градусов, после чего он перемещается по вентиляционным каналам во все уголки дома. В результате отдачи части тепла, остывший воздух опускается, и по специальным отверстиям в полу и стенах возвращается к источнику нагрева. Важную роль играет система тепловых насосов, которые отвечают за скорость обращения воздушных масс по дому.

Нагрев дома может производиться с помощью теплового насоса или горячей воды из системы центрального водоснабжения. Также может использоваться горелка, работающая на газе, отработанном масле или дизельном топливе.

Принцип работы теплогенератора

Оптимальный размер воздуховода для обеспечения качественного отопления воздухом составляет 30 м.

В больших домах стоит оборудовать систему дополнительными нагревателями. Так как воздушные массы отдают тепло по мере движения по вентиляции, то в наиболее отдаленные комнаты прогреваются слабее.

Для комплексного обслуживания системы вентиляции, можно оборудовать её кондиционером. Это позволит не только отапливать помещение в холодное время, но и охлаждать его в жару. Чтобы качество воздуха в отоплении оставалось на высоте, можно снабдить систему стерилизующими и увлажняющими устройствами.

При воздушном обогреве помещения воздух может перемещаться самостоятельно под действием физических законов. Воздушное отопления дома имеет много недостатков: скорость прогрева всех комнат замедляется, холодный воздух не постоянно скапливается у пола. От этого снижается эффективность работы всего нагревательного оборудования. Зато процесс происходит полностью бесшумно.

При помощи насосов скорость нагрева существенно увеличивается. Для достижения заданной температуры нужно будет израсходовать меньше ресурсов, но даже самый хороший вентилятор не может работать абсолютно тихо.

Как выбрать оборудование

Прежде чем выбирать воздушное оборудование, владельцу дома нужно определиться с источником топлива в системе воздушного отопления. Если будет происходить процесс горения, необходимо приобрести соответствующие горелки и баки для топлива. Газовая система может подключаться к магистрали или работать на сжиженном газе. Следует оборудовать специальное помещение для хранения емкостей и установки нагревательных элементов.

Особое внимание нужно уделить воздуховодам, ведь они являются основными путями для распространения тепла.

Круглые трубы отопления имеют лучшие показатели эффективности за счет аэродинамических свойств. Однако они не всегда вписываются в дизайн помещения. По внешним признакам предпочтительнее использование воздуховодов с квадратным или прямоугольным сечением. В воздушной системе отопления часто сочетаются оба вида труб. Не стоит забывать о теплоизоляции участков воздуховода, которые проходят через неотапливаемые помещения.

Расчет и проектирование системы

Эффективный воздушный обогрев помещения возможен при учете ряда нюансов, к ним относят вероятность снижения давления воздуха и потери тепла в каждой комнате, а также необходимый объем нагретого воздуха. Большое значение имеют выбор нагревателя необходимым параметром мощности и диаметр сечения вентиляционных труб.

Владелец дома может воспользоваться услугами специалистов для составления проекта отопительной системы и проведения расчетов тепла для воздушного отопления своего частного дома. Они предоставят несколько вариантов оборудования обогрева помещения и расчет эффективности различных типов систем в процессе эксплуатации. Окончательное решение останется за заказчиком.

Установку такого чувствительного оборудования лучше доверить специалистам, которые смогут осуществить настройку, и будут гарантировать качественную работу приборов. Особенно это касается систем, которые работают на газу или жидком топливе, ведь продукты горения могут попасть в вентиляцию и привести к непоправимым последствиям.

Воздушное отопление частного дома. Аргументы «за» и «против»

Представьте, что вы находитесь на стадии проектирование собственного дома. Учитывая тематику нашего портала, это несложно сделать. Один из важнейших вопросов, который вам предстоит изучить – это выбор отопительной системы. Традиционно, когда речь заходит о выборе индивидуальной системы отопления, будущие владельцы частных домов задумываются лишь о том, какой источник энергии будет для них наиболее предпочтительным и доступным. Что же касается самой системы, то тут все просто: котел, преобразующий энергию в тепло, система трубопроводов, заполненная теплоносителем и отопительные радиаторы или теплые полы. Такая система нам привычна и понятна.

Вместе с тем, жидкостные системы отопления далеко не единственный способ обогрева жилища. В последнее время особый интерес и много вопросов у застройщиков вызывает тема воздушного отопления дома, которое непременно упоминается в контексте современных инженерных систем. Почему именно современных? Просто потому, что воздушные системы отопления – это основной вид отопительных систем в Северной Америке. А маркетинг у нас работает очень предсказуемо: если американское, значит самое передовое, лучшее и современнее некуда. В действительности все несколько проще. По факту, воздушное отопление ничем не современнее традиционных для нашей страны жидкостных систем. Просто традиции у нас разные, и любую из систем можно реализовать как на простейшем уровне, так и с использованием последних достижений научно-технического прогресса.

Впрочем, вернемся к воздушному отоплению. Исторически системы воздушного отопления известны достаточно давно, и все они реализовывались по принципу передачи тепла от сгорания топлива непосредственно воздушным массам. В свое время огневоздушная система, называемая «русской системой», произвела небольшую революцию. Устройство отопления было такое: холодный воздух через воздухозаборную шахту подводился к установленной на первом или цокольном этаже печи, где, касаясь её раскалённой поверхности, нагревался. После по горизонтальным и вертикальным кирпичным распределительным каналам подводился в обогреваемые помещения. Оттуда через вытяжные каналы отдавший теплоту воздух выводился обратно в атмосферу. Циркуляция воздуха была естественной, за счёт разности плотностей горячих и холодных воздушных масс. Так что печь Ивана Бояринцева – это отнюдь не инновация, а своего рода один из вариантов реализации огневоздушной системы отопления.

Отечественный рынок сегодня представлен большим количеством моделей различных отопительных печей из металла, работающих по принципу естественной конвекции воздуха. При изрядной доле изобретательности с помощью таких печей можно собрать и принудительную систему воздушного отопления.

С определенной натяжкой обычный электрический «ветродуй», гоняющий через себя воздушные потоки, можно назвать локальным воздушным отоплением. Но в контексте современности наибольший интерес представляют автоматические климатические системы с использованием магистрального природного газа.

Комплектация системы

Воздушное отопление – это сложный инженерный комплекс, состоящий из множества компонентов, которые плотно взаимосвязаны между собой, выполняя при этом свои конкретные функции.

Газовый воздухонагреватель с теплообменником закрытого типа. То есть, нагреваемые воздушные массы непосредственно не контактируют с открытым пламенем. Коэффициент утилизации топлива у высокоэффективных воздухонагревателей более 94%. Обычно этот факт фигурирует в качестве преимуществ воздушной системы. Но данный показатель отнюдь не превосходит показатель эффективности привычных нам конденсационных газовых котлов.

Дополнительные элементы системы

1. Центральное кондиционирование дома. Воздушная система отопления позволяет реализовать функцию охлаждения воздуха путем установки центрального кондиционера. Внешний ККБ кондиционера устанавливается на улице, а внутренний монтируется непосредственно на выходе из воздухонагревателя.
2. Рекуператор. Монтаж данного устройства в систему не является обязательным. Однако, при организации воздушного отопления в прямоточной конфигурации или с частичной рециркуляцией, внешние воздушные потоки могут подвергаться рекуперации для экономии тепла. При этом, рекуператор в системах воздушного отопления является вторичным агрегатом, подключаемым к контроллеру СО.

Принцип действия и различные конфигурации.

Главной отличительной чертой воздушного отопления является наличие сети воздуховодов, по которой массы воздуха подаются в комнаты и возвращаются обратно. Воздух доводится до необходимой температуры в контуре воздухонагревателя.

Далее нагретый воздух принудительно нагнетается в магистральный подающий воздуховод. Из магистрального воздуховода теплые воздушные массы распределяются по каналам, идущим к отапливаемым помещениям. Конкретное место выхода подающего канала в каждую комнату определяется на стадии проектирования. Так, в одноэтажных домах тёплый воздух направляют снизу, а сами каналы монтируются в полу, либо в стене непосредственно над полом, а обратка организуется под потолком. В двухуровневых коттеджах сеть воздуховодов проще всего разместить внутри межэтажного перекрытия, либо по потолку первого этажа. В этом случае подача теплого воздуха на первый этаж производится с потолка, а на второй – с пола или из внутренних стен над полом. Обратка первого этажа собирается на уровне пола, где массы наиболее холодные, а на втором этаже – у потолка, где накапливается излишне нагретый воздух.

Забор воздуха из помещений осуществляется по системе обратных воздуховодов. Воздух проходит через систему фильтрации, увлажняется и поступает обратно в воздухонагреватель, где происходит его догрев или охлаждение, таким образом обеспечивается его циркуляция.

Различают несколько конфигураций воздушных систем отопления исходя из качества подаваемого воздуха:

— Прямоточные. В них нагревается и подается только наружный воздух, и в таком же количестве воздух из помещения удаляется по каналу;

— Системы с полной рециркуляцией. В них нагревается и подается только воздух, забираемый из помещения;

— Системы с частичной рециркуляцией. Наиболее распространенный вид современных систем воздушного отопления. В них нагревается и подается смесь из наружного и рециркулируемого воздуха. При этом дозирование рециркулируемого и внешнего воздуха осуществляется исходя из расчетов вентиляционной системы.

Таким образом, правильно рассчитанная и собранная система воздушного отопления, оснащенная автоматикой, по сути своей представляет полноценную климатическую установку, обеспечивающую не только обогрев, но и кондиционирование, и подготовку воздуха (вентиляция, увлажнение) в жилых помещениях.

Проектирование и монтаж

Одной из главных причин малого распространения воздушных систем отопления является необходимость привлечения профессионалов к их проектированию и монтажу. Справедливости ради стоит отметить, что на нашем форуме есть тема, подробно описывающая самостоятельную установку воздушного отопления с использованием природного газа. В теме приводиться ряд небесспорных, но вполне логичных доводов и советов по упрощению и удешевлению воздушных систем. Но все же классический вариант предполагает большое количество профессиональных расчетов непосредственно под каждый проект, поскольку каждая такая система является штучным продуктом.

Чтобы воздушное отопление дома функционировало без сбоев и было экономичным необходимо провести следующие расчеты:

Расчет теплопотерь будущего дома. Они выполняются для каждого помещения и учитывают материал ограждающих конструкций, в том числе окон и дверей.

Расчет теплопотерь на вентиляцию зависит от количества постоянно проживающих людей, для обеспечения людей свежим воздухом.

Расположение основных элементов системы в проекте инженерных систем. Большое внимание здесь уделяется сети воздуховодов, учитывая их немалые габариты и протяженность. Воздушные магистрали должны согласовываться не только с другими инженерными сетями, но и с интерьером дома. Их необходимо учитывать при планировании высоты потолков.

Подбор оборудования исходя из расчетных параметров системы. Сюда относятся: выбор воздухонагревателя соответствующей мощности, подбор кондиционера, увлажнителя, системы фильтров и, при необходимости рекуператора.

Проект должен включать расчет всех компонентов системы, объема и стоимости материалов и расходников. Можно ли сделать его самостоятельно? Пожалуй да, но придется освоить немало дисциплин по специальности «Теплоснабжение и вентиляция».

Монтаж системы подразделяется на несколько этапов:

1. Подготовительный этап. При его производстве выполняются необходимые технологические отверстия в перекрытиях и стенах в местах, где будут проходить магистральные воздуховоды. Количество данных отверстий, их сечение и точное место расположения определяются еще на стадии проектирования, а сам комплекс работ лучше всего производить в момент строительство дома, делая в необходимых местах закладные.
2. Монтаж воздуховодов. Воздуховоды и соединительные элементы изготавливаются из оцинкованной стали и должны иметь сечение, соответствующее проектным расчетам. Обязательным этапом монтажа является утепление и звукоизоляция воздуховодов, а также герметизация мест соединения алюминиевым скотчем. Соединенные и утепленные магистрали должны быть надежно зафиксированы к несущим конструкциям дома.

Преимущества и недостатки воздушных систем отопления

Для того, чтобы говорить о преимуществах и недостатках воздушного отопления ,нужно быть, как минимум, пользователем подобной системы, причем на протяжении довольно длительного времени. Но если проанализировать различные отзывы, то можно выделить следующие преимущества, не требующие дискуссии:

— Универсальность. Воздушное отопление частного дома обеспечивает не только нагрев или охлаждение, но еще и вентиляцию, очистку и увлажнение воздуха, по сути являясь климатической системой для создания оптимального микроклимата в здании.

— Повышенная надежность. Система практически не выходит из строя, нуждается в более редком обслуживании. За счет отсутствия жидкости отсутствует риск образования воздушных пробок или утечки теплоносителя. Такая система отопления может полностью отключаться в доме сезонного проживания, а при необходимости запускаться даже в сильный «минус» быстро доводя жилье до комфортной температуры.

— Долговечность. При условии правильного монтажа воздушная система отопления способна работать в течение нескольких десятилетий без капитального ремонта.

Такие факторы как: более дешевая стоимость, повышенная энергоэффективность и более удобная эксплуатация, которые нередко приписывают воздушным системам отопления, будем считать дискуссионными.

К очевидным недостаткам воздушных систем относятся:

— Необходимость проектировать систему заранее. Что в этом плохого? Дело в том, что сегодня большинство возводимых у нас частных домов редко имеют полноценный проект. Это и довольно дорого, и зачастую ненужно. Как следствие, грамотно увязать воздушную систему с остальными инженерными коммуникациями и интерьером достаточно проблематично.

— Большая площадь поперченного сечения воздухопроводов требует увеличивать высоту потолков или толщину стен.

— Повышенный шум из-за постоянно работающих вентиляторов, с которым приходится бороться.

В целом можно признать, что при правильной организации и профессиональном исполнении воздушная система отопления, да и еще и при наличии магистрального природного газа, является достаточно практичным и технологичным решением.