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.

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.