Воздушное отопление на основе газовых воздухонагревателей

Предмет данной статьи это коммерческие, промышленные объекты.

Решающее влияние на выбор системы отопления, является смежный раздел — вентиляция (кондиционирование). Если вентиляция, как и отопление – это регулируемая строительными нормами и правилами область, то кондиционирование в промышленности обуславливаться особенностями технологии производства.

Вентиляция бывает естественной и механической.

Естественная вентиляция- это обустройство только вытяжки. Считается, что теплый воздух через вытяжку вылетит сам, а приточный воздух обеспечивается за счёт инфильтрации от ворот, дверей, окон (форточек), специальных жалюзей и т.д. Естественную вентиляцию возможно реализовать при незначительном объёме приточного воздуха. Тепловая мощность для ассимиляции уличного холодного воздуха передаётся на систему отопления.

Механическая же вентиляция это, как правило, контролируемая приточная и вытяжная вентиляция, предусматривающая перемещение воздуха с помощью вентиляторов с электроприводом. Механическая вентиляция по нормам должна быть с подогревом воздуха.

Воздушное отопление по работе с приточным (уличным) и/или рециркулируемым воздухом (теплым воздухом из помещения) может быть:

Вариант 1: используется только рециркулируемый воздух. Т.е. решается только задача отопления. Такой вариант реализуется, когда объём вентиляции мал и/или используется естественная вентиляция. Как правило, это какие- либо большие промышленные или коммерческие объекты.

Чаще в этом случае идет речь о использовании навесных газовых воздухонагревателях, хотя возможно использование напольных, которые могут быть вынесены вне обслуживаемого помещения.

Воздушное отопление частного дома газовыми воздухонагревателями

Воздушное отопление на основе каминов и т.д. и т.п. не тема статьи.

Профессионально занимаюсь воздушным отоплением для промышленного/коммерческого сектора с 2004 года, тут хотел бы поделиться в том числе личным опытом/знаниями для частного сектора. С 2011 года живу в своем дом с воздушной системой отопления на основе газового воздухонагревателя (без канальной фреоновой секции охлаждения и уличного ККБ). До этого был опыт эксплуатации газовых конвекторов. 😊

Принципиально воздушное отопление частного дома (коттеджа и т.д.) на основе газовых воздухонагревателей реализуется двумя вариантами:

— на основе газовых конверторов («децентрализованная» система).

Такой вариант широко распространен в Венгрии, Чехии, Турции и Аргентине, частично в Италии .

Газовые конвектора могут быть с закрытой и с открытой камерой сгорания (камины), могут работать как на природном (метан) так и на сжиженном (пропан, бутан) газе. Более дорогие модели (Made in Italy, как правило) оснащены вентилятором (диапазон мощностей от 1,5 до 11 кВт) для более интенсивного охлаждения теплообменника и иногда вентиляторной горелкой, что позволяет раздельно монтировать дымоход и воздуховод для воздуха на горение, т.е. размещать газовые конвектора не только на внешних стенах. Есть модели со встроенным кондиционером.

В данное время в России большее хождение получили более дешевые модели, использующие атмосферные горелки с пьезозажиганием и естественную конвекцию (диапазон мощностей от 1,5 до 5 кВт), т.е. конвекцию без охлаждения теплообменника вентилятором. Неоспоримым достоинством таких моделей является отсутствие потребности в электричестве для работы автоматики и вентилятора. Они будут обогревать вас при отключении электричества, в местах где электричества нет в принципе. Они позволят быстро и просто отопить небольшую дачу, строительный вагончик и т.д. и т.п. Из недостатков, при локальном размещении в более или менее многокомнатном доме необходимо делать разводку газопровода и устраивать дымоход от каждого конвектора.

Личный опыт : более комфортное отопление (равномерный и быстрый прогрев), а так же по факту реально высокий КПД от газовых конвекторов с вентилятором охлаждающим газовый теплообменник, по сути только этот вариант и является воздушным отоплением. Газовый конвектор без вентилятора, это аналог отопления от водяной батареи с естественной конвекцией. Так же производятся модели газовых конвектор с вентилятором, которые при отключении электричества могут работать с естественной конвекцией.

В США и Канаде наибольшее распространения для отопления малоэтажных частных домов получили системы воздушного отопления совмещенного с вентиляцией и кондиционированием на основе газовых (дизельных) воздухонагревателей. Так называемые централизованные системы. Есть аналогичные решения в Европе (Великобритания, Нидерланды, но с более высоким ценником).

Такое воздушное отопление занимает примерно 80 % рынка в малоэтажном строительстве за океаном. Почему? Потому, что американцы любят комфорт, они не представляют себе жилой дом не только без отопления зимой, но и без кондиционирования летом. Вентилировать помещение они так же привыкли автоматически, а не с помощью форточек, как делаем это мы.

В 90-х такие системы отопления частных домов стали появляться и в России. Пока такое решение новинка, хотя есть уже примеры целых посёлков под Москвой, в Ростовской области, Якутии и т.д.

Основным моментом применения воздушного отопления в частном домостроении является реализация её на стадии проектирования дома. В этом случае можно заранее предусмотреть систему воздуховодов в стенах, в перекрытиях, в полу или над навесным потолком. Реализация воздушного отопления в уже построенном доме зачастую проблематична.

Личный опыт / дополнительные нюансы :

— Очень важно сделать правильную разводку воздуховодов, с исключением перетока запахов с кухни, сан.узлов и исключением подачи отводом от одного и того же воздуховода в спальню и т.п. (передача звука). У американцев нет в системах никаких шумоглушителей, они проектируют систему (зачастую тупо по расчетным упрощенным табличкам) сразу с низкими скоростями воздуха. Что вполне по силам и нашим квалифицированным специалистами по вентиляции работающим с кафе, гостиницами, больницами.

— При наличии в системе приточно-вытяжной установки (ПВУ). Обычно это отдельный элемент:

А) лучше организовать подачу свежего воздуха прямо в дом (коридор), что рекомендуют и сами производители таких мини вентиляционных установок, чем в рециркулируемый канал воздухонагревателя (в частности потому что воздухонагреватель будет работать периодически).

Б) Обязательно установка увлажнителя. Т.к. буквально за одну зиму ПВУ высушит дом до неприемлемого уровня. За счет вывода влажного отработанного воздуха, а забора сухого уличного. Это происходит в той или иной степени в любом доме зимой, даже если вентиляция естественная (только вытяжка из сан.узлов, кухни т.д., а приток за счет инфильтрации через двери, окна и т.п.).

СанПИН указывает минимальный уровень относительной влажности для жилых помещений 30 %, рекомендуемый от 40 % до 60 %.

На цифровом пульте моей ПВУ ( в комплекте пластинчатый рекуператор с защитой от обмерзания) с расходом 210 м3/ч идет постоянная трансляция влажности. Гидростат (правда гораздом более грубый) есть и в составе адиабатического канального увлажнителя.

В Америке реально боятся образования конденсата в стенах своих «каркасно щелевых» (с) домов. Поэтому у них есть четкие рекомендуемые уставки для увлажнителей: уличная температура более 0 С — влажность 40 % в помещении; уличная температура -5 С — влажность 35 %; уличная температура -10 С — влажность 30 %; уличная температура -20 С — влажность 25 %; уличная температура -25 С — влажность 20 %; — уличная температура -30 С — влажность 15 %.

По факту у себя в доме (стена 460 мм: монолитный керамзитобетон + 50 мм пенополистирола + полкирпича) стараюсь держать зимой влажность в диапазоне 30-40 %. При влажности менее 30 % утром пересохшая носоглотка, а до уровня 40 % нет никакой плесени в доме даже на окнах в сан.узле.

И на последок рекламная пауза.)

У нас дом, жилая площадь (отапливаемая) около 190 м2 (+ неотапливаемые порядка 40 м2: теплогенераторная/мастерская, гараж/склад). 2,5 этажа дом (на фото).

Воздухонагреватель /Теплогенератор на 23 кВт. Проточный водонагреватель на 32 кВт. Плита обычная на 4 конфорки с духовкой. Регион — Лен.область (расчетная в регионе -26 С), между Питером и Тосно.
Живем пятером (3 детей, мне кажется у нас основной потребитель газа — это ГВС ) круглый год,
В отопительный период внутри дома (в контрольной точке в прихожей), днём + 20 ночью (с 23 до 6.30) +19 С.
Когда внизу +20 С на верху максимум +21.

Средний расход газа 205,3 м3 в месяц! Самый холодный месяц зимой 2018/2019 -350 м3 в месяц, летом 40 м3 (дети у бабушки в Крыму) .

Понравился дом у знакомого голландца. Первый этаж капитальный каменный, имеет водяной теплый пол, на полу плитка (тут гостевой холл и т.п.). В доме стоит напольный конденсационный котел. Второй этаж со спальнями — каркасный (пол деревянный) На чердаке ПВУ с водяным теплообменником отвечающая за вентиляцию дома и воздушное отопление второго этажа. Правда такая система дороже и требует постоянного проживания, есть риск протечек и разморозки.

Отопление дома при помощи приточно-вытяжных систем подачи воздуха

Эффективная система отопления — это важнейшая составляющая любого дома. Многие домовладельцы хорошо знакомы с традиционной водяной системой, однако далеко не все имеют представление об альтернативном методе отопления с помощью воздуха. Обо всех нюансах организации воздушной системы обогрева и её преимуществах мы расскажем в статье.

Принцип работы

Основой воздушной системы прогрева является непрерывная подача и распределение тёплого воздуха по помещениям, а с ролью ключевого элемента справляется теплогенератор. Именно он отвечает за нагрев воздушной массы до 45–65 °С, которая затем через воздуховоды поступает в комнаты.

Наиболее популярны сегодня теплогенераторы, работающие на газе или электричестве. В современных энергоэфективных домах вместе с воздушным отоплением используются геотермальные теплогенераторы, солнечные коллекторы и другие, чистые источники энергии. Циркуляция воздуха может быть организована следующими способами:

• естественным, когда воздух перемещается из-за температурного градиента;
• принудительным, в результате работы вентиляторов.

Важно понимать, что прогрев помещения воздухом предполагает сложный процесс регулирования тепла, ведь непосредственно нагрев воздуха дополняется ещё и вентилированием помещений.

1. Блок подготовки воздуха. 2. Внешние воздуховоды. 3. Внутренний воздуховод приточный. 4. Внутренний воздуховод вытяжной. 5. Воздухораспределительная решётка или диффузор

Преимущества отопления домов воздухом

Среди преимуществ можно выделить следующие:

1. Надёжность работы и нулевая вероятность замораживания.
2. Экономическая выгода. Отопление гармонично объединяется с кондиционированием, увлажнением или очисткой воздуха с единой сетью воздуховодов, которая позволит её владельцу немало сэкономить на монтаже и материалах.
3. Прогрев помещений воздухом исключает дополнительные теплозатраты на нагрев радиаторов и других элементов конструкции, чего нельзя сказать про водяное отопление.
4. Возможность автоматизации системы.
5. Минимальное время для прогрева помещения до нужной температуры. С учётом параметров рабочей системы и габаритов помещения время прогрева достигает 40–60 мин.
6. Отсутствие промежуточного теплоносителя (воды).
7. Нет необходимости в монтаже радиаторов отопления, воздушные каналы легко спрятать в стены и потолок.
8. Простота и доступность монтажа, лёгкость обслуживания.
9. Правильная организация системы и её эксплуатация позволяют пользоваться воздушным отоплением длительное время.

Несмотря на свою эффективность и рациональность, система не лишена и ряда недостатков, например, в отапливаемом доме нередким гостем является шум. Для равномерного прогрева требуется активная циркуляция воздуха в помещении. Требуется точный расчёт и выверенное распределение воздуховодов, чтобы устранить перепад температур у пола и под потолком, и при этом не создавать сильных сквозняков и воздушных потоков.

Для скрытной установки каналов приточно-вытяжной вентиляции используются плоские каналы прямоугольного сечения

Полноценное кондиционирование воздуха предполагает контроль влажности и фильтрацию, что усложняет конструкцию системы отопления. Для равномерного распределения требуется разветвлённая и сбалансированная сеть воздуховодов, которые можно проложить только в ходе строительства дома или капитального ремонта.

Воздушное отопление вполне резонно объединяется с системой вентиляции. С требованиями к функционированию и производительности данных систем можно ознакомиться в Своде правил СП 60.13330.2012 и СНиП 41–01–2003. При самостоятельном проектировании и сборке воздушного отопления не стоит забывать о различных требованиях к вентилированию жилых помещений, кухни, ванной комнаты и подсобных помещений.

Виды воздушных систем обогрева

По принципу работы отопление воздухом может быть прямоточным и рециркуляционным. Каждый из этих способов имеет свои специфические особенности и рекомендации при проектировании и эксплуатации.

Прямоточная

Схема функционирования достаточно проста:

1. Теплогенератор вырабатывает тепло, которое поступает в воздушный теплообменник.
2. Вентилятор нагнетает воздух с улицы с предварительной фильтрацией и пропускает его через теплообменник.
3. Горячий воздух распределяется с помощью воздуховодов по помещениям.
4. Вытяжка отводит отработанный воздух из помещения непосредственно на улицу.

Объём воздуха на подаче и вытяжке подбирается для обеспечения требуемой кратности воздухообмена и зависит от внутреннего объёма всех отапливаемых помещений. На подаче воздуха должно быть немного больше для создания повышенного давления в доме, чтобы исключить подсос холодного воздуха из щелей, окон и дверей.

Данная система предельно просто реализуется, но очень затратная в эксплуатации. Теплогенератору необходимо в прямоточном режиме нагреть холодный воздух с улицы до комфортной температуры, при этом вытяжка активно сбрасывает ещё теплый воздух уже после первого прохода по помещениям. Отлично подойдёт для обогрева небольшого загородного дома или дачи.

1. Воздуховод. 2. Фильтр. 3. Канальный вентилятор. 4. Электрический проточный воздухонагреватель

Рециркуляционная

Воздух из помещения не сбрасывается на улицу. Через вентиляционные каналы он возвращается к теплообменнику и вновь нагревается. Воздух в помещении многократно проходит по системе отопления, и для его нагрева требуется минимум энергии, необходимой лишь на восполнение естественных теплопотерь. Для такого метода обогрева характерна экономичность, однако в самом простом виде она не отвечает требованиям гигиены, ведь в замкнутой системе постоянно накапливается пыль и углекислый газ.

Система воздушного отопления с рециркуляцией эффективно использует повторно воздух из помещения, не выпуская тепло бесцельно наружу, но при этом обеспечивает доступ свежего воздуха с улицы.

Есть два варианта конструктивного исполнения:

1. С естественной циркуляцией (гравитационная система).
2. С принудительной приточно-вытяжной вентиляцией.

В первом случае от теплогенератора горячий воздух поступает по вентиляционным каналам в помещения, там он остывает, под действием сил гравитации опускается вниз обратно к теплообменнику. Простая реализация и минимум начальных вложений сочетается с энергонезависимостью, однако малоэффективна для поддержания комфортного микроклимата. В здании образуется значительный перепад температуры воздуха возле пола и под потолком.

Схема гравитационной воздушной системы отопления. 1. Теплогенератор. 2. Воздуховоды. 3 Вентиляционные решётки на лини подачи с регулируемым жалюзи. 4. Вентиляционные решётки или диффузоры вытяжки

В сочетании с полноценной приточно-вытяжной системой вентиляции отопление с рекуперацией даёт максимальный эффект и полный контроль микроклимата в доме.

Из помещения воздух попадает в рециркуляцию, где проходит фильтры грубой и тонкой очистки. Часть сбрасывается на улицу, а его место занимает порция свежего воздуха, смешиваясь с рекуперацией. Далее следует нагрев и при необходимости увлажнение или осушение. Кондиционированный воздух вновь поступает в помещения.

Воздушное отопление с рециркуляцией является наиболее эффективным и продуманным. Энергия тратится только на восполнение теплопотери дома через ограждающие конструкции и в ходе обновления воздуха в оптимальном объёме, достаточном для создания комфортного микроклимата.

Блок подготовки воздуха и рекуперации. 1. Заслонки с управлением сервоприводом. 2. Входной воздушный фильтр. 3. Рекуператор.4. Карманный канальный фильтр тонкой очистки. 5. Канальные вентиляторы. 6. Теплообменник на подогрев. 7. Теплообменник на охлаждение. 8. Термодатчик. 9. Датчик влажности

Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией и предварительной подготовкой воздуха может выступать не только в качестве воздушного отопления. Теплообменник, входящий в состав комплекса подготовки, может использоваться как для нагрева, так и для охлаждения. Так один набор оборудования, комплект воздуховодов, управления и настройки обеспечат круглогодичный контроль микроклимата в доме.

Основным преимуществом воздушного отопления с рекуперацией и принудительной циркуляцией воздуха является наиболее полная автоматизация процесса. Поступление свежего воздуха может управляться датчиком углекислого газа или для обеспечения требуемой кратности воздухообмена, используются клапаны и задвижки с сервоприводами. Одним контроллером управляются вентиляторы, блок увлажнения и осушения, работа теплогенератора. Пользователь может задавать режим обогрева или охлаждения, активность системы по расписанию или даже в полностью автоматическом режиме, опираясь на показания датчиков влажности температуры и состава воздуха.

Входной канал для подачи свежего воздуха с канальным вентилятором и заслонкой, управляемой сервоприводом

Специфика самостоятельного монтажа

Сегодня существует немало компаний, готовых разработать и провести на объекте воздушное отопление. Впрочем, его можно соорудить и своими силами. Весь процесс начинается с выбора ключевого оборудования — источника тепла, теплообменников и набора компонентов для воздуховодов. С ролью источника успешно справится газовый теплогенератор. Чтобы определиться с выбором конкретного прибора, необходимо учитывать предстоящий расход топливных ресурсов, а также площадь дома или помещения.

Эффективно используется в качестве теплогенератора газовый котёл, однако куда эффектнее и практичнее будет смотреться твердотопливный котёл типа «Булерьян», гармонично вписанный в интерьер дома

Нужно сказать, что без схемы и проведения подробных расчётов не обойтись. Малейшая допущенная ошибка грозит поломкой теплонагревателя, появлением сквозняков и шума работающих агрегатов. Важно подобрать сечения воздуховодов так, чтобы воздух распределялся равномерно и без перекосов между отдельными ветками и каналами. Рассчитывается объём и кратность воздухообмена, соотношение рециркуляции с притоком и вытяжкой.

В качестве воздуховодов могут применяться:

• каналы квадратного или круглого сечения из оцинкованной стали;
• гибкие гофрированные воздуховоды;
• ПВХ трубы.

Для минимизации теплопотерь воздуховоды снабжаются теплоизоляцией, которая одновременно снижает уровень шума как от работы компонентов системы отопления, так и распределение звука между помещениями.

1. Воздуховод оцинкованной стали круглого сечения. 2. Воздуховод гибкий гофрированный с утеплением 3. Воздуховод прямоугольного сечения. 4. Воздуховод жёсткий с утеплением. 5. Гибкий воздуховод

Комплект воздуховодов и соединителей из поливинилхлорида

В каждой комнате монтируются воздуховоды с решётками для распределения воздуха или полноценные внутренние блоки, с помощью которых можно задавать индивидуальный режим обогрева. Оптимально, если все работы по проектированию и установке системы производятся на стадии возведения дома. Воздуховоды в этом случае можно поместить в специальные ниши в стенах. Но если дом уже возведён, то для воздуховодов придётся соорудить фальшстены, подвесные потолки или иные конструкции, скрывающие элементы.

Стоимость

Конечная стоимость готовой системы индивидуальна для каждого дома, ведь в расчётах должны учитываться площадь обогреваемого помещения, модель и мощность нагревательного оборудования, общая длина воздуховодов, их количество и пропускная способность, затраты на оплату работ по монтажу и наладке оборудования, если этим будет заниматься сторонняя организация.

Компании, предоставляющие услуги по организации воздушного отопления, при расчёте стоимости учитывают следующие статьи расходов:

1. Стоимость проектирования.
2. Затраты на покупку оборудования, комплектующих и дополнительных приборов.
3. Стоимость профессионального монтажа и настройки.

Средняя цена монтажа воздушного отопления под ключ в доме площадью до 100 м² составляет 3500–4500 рублей за 1 м².