Воздушное отопление. Виды и устройство. Работа и применение. Выбор

Сравнительно недавно появился такой способ обогрева дома, как воздушное отопление. Если раньше этот вариант применялся для отопления больших помещений, складов, офисов и магазинов, то сейчас его все чаще используют для обогрева частных домов.

Благодаря тому, что данный вид отопления подходит как для небольшого дома, так и для производственных помещений и стоимость такого оборудования будет меньше, по сравнению с другими типами обогрева, воздушное отопление быстро приобретает популярность.

Виды воздушного отопления

В этом случае основным теплоносителем является воздух, его нагрев происходит за счет первичного теплоносителя, это может быть горячая вода, пар или газ.

Разделение данного типа отопления на виды проводится по параметрам:

• Способ циркуляции воздуха. Это может происходить механическим путем, когда для движения воздуха используются вентиляторы или естественным, в этом случае воздушные массы перемещаются за счет разницы температуры.
• Тип устройства. Могут использоваться центральные устройства, которые находятся вне дома и воздух в помещении подается по специальным воздуховодам, или локальные – они находятся непосредственно в помещении и помогают поддерживать температуру в заданной зоне.
• Способ воздухообмена. Есть системы, использующие только воздух, находящийся внутри обогреваемого помещения, они называются рециркуляционные. Могут быть системы с частичной рециркуляцией и приточные – в них приток воздуха происходит с улицы.
• Тип расположения. Такие устройства могут располагаться на полу или быть подвесными.

Устройство воздушной системы отопления

Если в системе обогрева используются воздуховоды, то к ней относится:

• Установка, при помощи которой нагревают воздух.
• Вентилятор, он необходим для перемещения воздуха по воздуховодам.
• Система воздуховодов.

Такой тип обогрева позволяет не только отапливать помещение. Летом можно установить охлаждающую систему и таким образом, поддерживать в доме комфортную температуру. При использовании системы естественной циркуляции воздуха воздуховодов нет, и нагретый воздух сразу попадает в помещение.

Теплогенератор, который используется для нагрева воздуха, должен его разогревать не выше 70 градусов. Это надо для того, чтобы при смешивании его с воздухом в комнате, он оставался пригодным для дыхания.

Теплогенератор может быть нескольких видов:

• Прямого нагрева – нагрев воздуха происходит за счет сгорания топлива (газ, уголь, дизтопливо и др.).
• Электрическое оборудование прямого нагрева – используются мощные тепловентиляторы, которые одновременно нагревают и перемещают воздушные массы.
• Косвенного нагрева – есть теплообменник, в нем циркулирует вода и уже она нагревает воздух.
• Комбинированные устройства — оборудование нескольких типов объединяют в единую систему, что позволяет получить качественный и эффективный обогрев.

Кроме описанных элементов, такая система обогрева может включать в себя фильтры для очистки воздуха, увлажнители, ионизаторы, осушители, стерилизаторы и другое оборудование. Для управления могут использоваться автоматические системы, при помощи которых в помещении создаются комфортные условия.

Принцип действия

Воздух нагревается в теплогенераторе, после чего подается в помещение. Перед подачей нагретого воздуха, он проходит очистку при помощи системы фильтров, а после этого, по воздуховодам разводится в разные комнаты. На воздуховодах есть диффузоры, которые используются для регулировки подачи воздуха и таким образом, в помещении поддерживается заданная температура.

Обычно циркуляция воздушных масс проводится принудительно, то есть при помощи мощных вентиляторов. Воздуховоды могут иметь круглое или прямоугольное сечение. В интерьер лучше вписываются те, которые имеют прямоугольное сечение, но аэродинамическое сопротивление меньше у круглых. После охлаждения воздуха, он по возвратным воздуховодам снова попадает в теплогенератор и за счет его циркуляции происходит обогрев дома.

Область применения

Воздушное отопление широко применяется как в промышленных и общественных помещениях, так и в жилых домах. Если радиус действия системы не более 10 метров, то можно использовать системы отопления с естественной циркуляцией. Когда он будет больше, необходимо устанавливать вентиляторы, которые смогут обеспечить принудительную циркуляцию воздуха.

Рециркуляционные системы можно использовать только там, где воздух не загрязняется различными выделениями. Если он загрязняется, например, вредными микроорганизмами или другими источниками, то необходимо устанавливать прямоточную систему отопления, которая связана с приточной вентиляцией.

Воздушное отопление экономически более выгодное, чем паровое или водяное, так как для его создания требуется меньше металла, а монтаж проводится намного проще и быстрее.

Как выбрать воздушное отопление

Если решено установить в доме воздушное отопление, надо сначала определиться с источником тепла, который используется в теплогенераторе:

• Твердотопливный котел, этот вариант нагрева является самым простым и доступным. При нагреве булерьяна происходит естественная циркуляция воздуха, что позволяет обогревать небольшой дом, если организовать принудительную циркуляцию воздуха по воздуховодам, то обгорев, проводится еще более эффективно.
• Газовыйкотел, во время сжигания газа в теплообменнике нагревается воздух, после чего он принудительно разводится по комнатам.
• Электрические системы, такое решение реализуется при помощи тепловентиляторов, тепловых пушек или электрических конвекторов с обдувом теплообменника.
• Тепловой насос, самым простым вариантом является оконный кондиционер, особенностью теплового насоса является то, что он берет тепло из воздуха, воды или грунта и отдает его для нагрева помещения.

Во время проведения расчета такой системы отопления, надо учитывать следующее:

• Из каких материалов построен дом.
• Какими материалами и насколько качественно выполнена его теплоизоляция.
• Размер и число окон.
• Сколько в доме постоянно проживает людей.
• Используются ли дополнительные источники тепла и какая у них мощность.

Специалисты рекомендуют при проведении расчета учитывать, что на кубический метр отапливаемого объема надо затратить 40 Ватт тепловой мощности, для северных районов с суровыми зимами этот показатель увеличивают в 1,5-2 раза.

Проще планировать такое отопление на стадии строительства дома, так как воздуховоды можно спрятать в стенах или оставить для них пустоты. В готовом здании это сделать сложнее и не всегда получается сделать их незаметными.

Достоинства и недостатки

Воздушное отопление используется очень часто, что указывает на его популярность, которая объясняется следующими преимуществами такого обогрева:

• Низкие затраты энергии.
• Нет радиаторов и труб, что позволяет экономить на материалах и на времени создания такой системы обогрева.
• Высокий КПД, он часто больше, чем у систем водяного отопления.
• Такой теплоноситель, как воздух не замерзает и не протекает.
• Есть возможность совмещать в одной системе отопление дома и системы вентиляции, кондиционирования.
• Быстрый нагрев помещения, достаточно 20-40 минут, чтобы нагреть помещение, в котором была отрицательная температура.
• При установке автоматической управляющей системы, можно настроить необходимую температуру, в момент нахождения людей в доме и когда их в нем нет.
• Так как нет труб и радиаторов, экономится пространство комнаты и не портится ее эстетичный вид.
• Быстрая окупаемость.
• Большой срок службы, при правильной эксплуатации, такая система будет работать минимум 30-40 лет.
• Доступная стоимость.

Но нельзя сказать, что воздушное отопление является идеальным вариантом, как и у других способов обогрева, есть у него и ряд недостатков:

• Во время работы вентиляторов создается определенный шум, чтобы его уменьшить, их надо устанавливать в отдельных помещениях.
• На уровне пола и потолка будет значительная разница температуры и чтобы ее уменьшить, надо увеличивать мощность используемого оборудования.
• Если забор воздуха происходит с улицы, и нет фильтров или они загрязнились, то в дом будет попадать пыль.

Особенности расчета

Для самостоятельного расчета такой системы обогрева, надо иметь специальные знания и навыки, поэтому лучше воспользоваться услугами специалистов. Заказчик может только проконтролировать выполнение расчетов, в их число входят такие этапы:

• Расчет тепловых потерь в каждой комнате.
• Выбор типа отопительного оборудования и определение его мощности.
• Какое необходимо количество подогретого воздуха, с учетом выбранного оборудования.
• Длина и сечение воздуховодов.

В таком случае заказчик получает несколько вариантов расчетов, сделанных специалистами, и сможет выбрать тот, который полностью удовлетворит его требованиям.

Как сделать воздушное отопление частного дома

Существует несколько систем отопления помещений в частном домостроении. Воздушное отопление дома приобретает всю большую популярность, отодвигая в сторону такие традиционные способы, как водяное отопление котлами на твёрдом и жидком топливе.

Особенно актуально воздушное отопление загородных домов. Организовать его может почти любой собственник частного домовладения.

Что представляет собой воздушное отопление?

В основу воздушного отопления заложена система терморегуляции и распределения потоков, нагретых и охлаждённых воздушных масс в помещениях дома.

Нагретый воздух поступает в специальные воздуховоды (трубы), проложенные в комнатах здания. Разветвлённая система труб обеспечивает теплопередачу во внутреннее пространство помещений.

Источником нагрева воздуха является тепловой генератор или водяной котёл. Проходящий через зону нагрева, воздушный поток уносит тепло по своим каналам и отдаёт его внутри дома.

Принудительное движение прогретых масс обеспечивают специальные вентиляторы.

Принципиальная конструкция воздушного отопления

Систему воздушного отопления дома можно представить, как комплекс отопительного оборудования, состоящего из следующих элементов:

Тепловой узел воздушного отопления

Тепловой узел для воздушного обогрева домовладения представляет собой воздухонагреватель, соединённый с сетью воздуховодов. Также существуют компактные модели для автономного обогрева комнат в доме.

Воздуховоды

Теплопроводы устанавливают по всему дому. Воздушные каналы по своему сечению бывают коробчатого и трубного вида. Высота установки каналов должна быть определена с учётом свойств нагретого теплоносителя.

Согласно закону физики, прогретая воздушная масса вытесняется более тяжёлым холодным воздухом вверх. Следовательно, высоко расположенные воздуховоды могут не давать проникать прогретому воздуху в нижние помещения. Нагретая воздушная масса, не достигнув пола, будет уходить под потолок.

Чтобы этого не происходило, в окнах воздуховодов устанавливают поворотные жалюзи, которые меняют направление исходящих потоков горячего воздуха.

Вентилятор

Вентилятор, встроенный в систему воздуховодов, обеспечивает принудительную доставку теплоносителя непосредственно в помещения дома.

Плюсы и минусы воздушного отопления

Система воздушного отопления частного дома имеет свои преимущества и недостатки. Это связано с исходными условиями: конструкцией здания, климатической обстановкой месторасположения жилища, доступностью определённого вида топлива или наличием сети электроснабжения.

Помимо этого, играет роль экономический фактор и целесообразность применения определённой системы отопления.

Плюсы

К положительным свойствам относят:

• быстрый прогрев внутреннего пространства дома;
• вентиляторы в летний сезон могут способствовать понижению температуры внутри здания;
• отсутствие громоздких радиаторов и трубопроводов на стенах помещений;
• возможность встраивания в окна воздуховодов фильтров, очищающих воздух.

Минусы

• установка нагревателя (котла или газогенератора) и его подключение к системе питания может сопровождаться некоторыми сложностями;
• воздушный обогрев требует особой точности предварительных расчётов и проектирования системы обогрева помещений дома;
• монтаж оборудования исключает участие непрофессионалов в этой области;
• во время аварийного отключения электроснабжения нужно предусмотреть альтернативный источник тепла.

Виды систем воздушного отопления

Системы воздушного отопления по способу доставки теплоносителя разделяют на два вида – естественный и принудительный.

Естественный

Нагретый воздух движется по каналам, постепенно заполняя собой пространство помещений. Двигаться прогретым массам помогает эффект изменения плотности воздуха.

Такой способ называют ещё гравитационным. Естественная вентиляция каналов малоэффективна и медленно поднимает температуру внутри комнат

Принудительный

Принуждают двигаться теплоноситель по воздуховодам вентиляторы, встроенные в каналы. Это может быть один или несколько приборов. Управление ими осуществляют с помощью пульта в ручном или автоматизированном режиме.

Вентиляторы могут включаться с помощью электронного блока. Блок подсоединён к температурным датчикам, которые установлены в помещениях дома.

Назад охлаждённый воздух возвращается через обратный воздуховод и вентиляционные решётки.

Виды циркуляции воздуха

По типу циркуляции воздушных масс внутри теплопроводов воздушного отопления дома, различают два вида устройства отопления – прямоточный и рециркуляционный.

Прямоточное воздушное отопление

Принцип прямоточной доставки нагретого воздуха зачастую используется в самадельной конструкции. Воздух, нагнетаемый вентилятором, проходит через нагреватель. Прогретые массы воздуха заходят в теплопроводы и проникают внутрь помещений. Обратно охлаждённая масса теплоносителя покидает дом через шахту в атмосферу.

Уходя наружу, отработанный теплоноситель уносит с собой аллергены и вредоносные микроорганизмы. С экономической точки зрения данный метод обогрева требует больших затрат на питание газогенератора или электронагревателя, поскольку отработанный теплоноситель забирает с собой в атмосферу существенное количество тепла.

Рециркуляционная система обогрева

Данная система рассчитана на повторное использование теплоносителя. Охлаждённый воздух не уходит в атмосферу, а отправляется на повторный нагрев, по пути собирая излишние тёплые массы. Процесс всё время повторяется, частично пополняясь наружным воздухом.

В отличие от прямоточного метода рециркуляция, обеспечивает более быстрый прогрев помещений в доме. Затраты на топливо существенно сокращаются. Рециркуляционная система не нуждается в принудительной вентиляции.

К недостаткам следует отнести то, что воздух не обновляется полностью и есть риски образования скоплений вредных микроорганизмов и веществ.

Проектирование и расчёт воздушного отопления

Даже если хозяин решил устроить воздушное отопление в собственном доме самостоятельно, всё равно нужно произвести точный расчёт системы обогрева и составить проект. Следует заметить, что если домовладение имеет внушительные размеры, то это дело нужно доверить специалистам.

Редко кто может произвести проектирование и расчёт системы воздушного отопления самостоятельно – следует обратиться в специальную фирму, занимающуюся подобными работами.

Сервисная служба выполнит следующие расчёты:

1. Определит скорость движения нагретого воздушного потока.
2. Подсчитает оптимальную мощность теплогенератора.
3. Определит тип воздухонагревателя и уточнит конкретную модель агрегата.
4. Выполнит технико-экономическое обоснование использования твёрдого топлива, газа или электроэнергии.
5. Сделает расчёт площади поперечного сечения и конфигурации (короб или труба) воздуховодов.
6. Выполнит проектирование воздушной системы с подробными схемами монтажа оборудования.

Как правило, такие организации занимаются монтажом воздуховодов и установкой оборудования. Конечно, это дополнительные затраты, но фирма по окончании монтажных работ возьмёт на себя сервисное обслуживание системы отопления и предоставит свои гарантии.

Выбор воздухонагревателя

От выбора теплогенератора во многом зависят затраты на устройство воздушного отопления дома. Установки для обогрева помещений в доме делятся на два вида:

Стационарные теплогенераторы

Воздухонагреватели стационарного типа представляют собой габаритные агрегаты напольного расположения. Для их установки часто выделяют отдельное помещение. Самые распространённые модели работают на природном газе. Если централизованное газоснабжение отсутствует в месте расположения дома, то применяют теплогенераторы на твёрдом топливе.

Стационарные тепловые установки имеют замкнутую камеру сгорания и отдельную трубу дымоудаления, их используют для отопления больших площадей.

Автономные

К автономным воздухонагревателям относятся тепловые электровентиляторы. Они представлены в подвесном и напольном исполнении.

Подвесные калориферы помещают на стенах под потолком. Модернизированные устройства управляются с помощью пульта – можно устанавливать температуру обогрева помещения, время работы, а также поворачивать жалюзи в нужную сторону. Установки обогревают отдельные помещения. По такому же принципу работают напольные калориферы.

Состав оборудования воздушного отопления дома

Частное загородное домовладение выгодно оснащать системой воздушного отопления. В состав оборудования входят следующие компоненты:

1. Теплогенератор;
2. Дымоходная труба;
3. Воздуховоды;
4. Вентиляторы;
5. Трубопроводы для подсоса наружного воздуха;
6. Крепёж воздуховодов на стенах дома.

Необходимые инструменты для монтажа воздушного отопления частного дома

Для успешной установки системы воздушного отопления дома, потребуется:

• перфоратор-дрель;
• ручной инструмент (молоток, пассатижи и прочее);
• набор гаечных головок;
• угловая машинка с пильным диском.

Советы по установке воздушного отопления дома

Устройство воздушного отопления в собственном доме состоит из нескольких этапов:

1. Проектирование и расчёт оборудования воздушного отопления дома.
2. Составление сметы.
3. Закупка необходимого оборудования и материалов.
4. Установка теплогенератора и его испытание.
5. Устройство дымовой трубы.
6. Монтаж вентилятора.
7. Навеска воздуховодов на стенах помещений дома.
8. Устройство дополнительного забора наружного воздуха.
9. Проверка герметичности стыков секций воздуховодов.
10. Окончательное испытание системы и доработка обнаруженных дефектов.

Печь Бутакова

Печь Бутакова тоже можно считать системой воздушного отопления помещений. Это своеобразный отопительный котёл, который использует принцип рециркуляции нагретых масс воздуха. Агрегат используется для автономного обогрева помещения.

Печи Бутакова имеют в своих корпусах входные отверстия и выходные патрубки. Воздух поступает в камеру сгорания твёрдого топлива, и в нагретом состоянии покидает печь через верхние отводы.

Компактные напольные термофоры изготавливают в4 модификациях, каждая из которых предназначена для обогрева определённого объёма помещения. Печи Бутакова можно смело относить к системе воздушного отопления – такие приборы удобно использовать на дачах в зимний период года.

Газогенераторные агрегаты Бутакова из-за своей топливной всеядности (уголь, брикеты, торф, дрова, опилки, прессованные бумажные отходы и прочее) и компактного исполнения приобрели огромную популярность в местах, где отсутствует централизованное газо и электроснабжение.

Заключение

Правильно установленное воздушное отопление частного дома, загородной дачи или собственных мастерских даст ощутимую экономию затрат на обогрев помещений. Одно из главных преимуществ системы воздушного отопления заключается в использовании безопасного теплоносителя – воздуха.