Принцип работы и особенности системы воздушного отопления

Человечество с давних времен использует самые разнообразные способы и средства для обогрева жилых помещений. С техническим прогрессом в наш быт пришли газ, электричество, другие виды топлива, благодаря которым стало возможным с высокой эффективностью отапливать здания самого разного назначения. Однако в этот ряд с точной уверенностью можно поставить отопление воздухом – технология, которой вот уже практически 2000 лет.

В наши дни, с появлением новых видов нагревательного оборудования, воздушные системы утратили свою актуальность. В основном подобная схема обогрева используется в промышленных масштабах, где имеют крупные по площади технические здания и сооружения. Отопление для многих нас играет решающую роль. Мы всегда стараемся оборудовать свой дом, квартиры максимально эффективной схемой нагрева, используя для бытовых целей газовые и электрические котлы. Воздушное отопление не заслуженно позабыто, хотя у него есть целый ряд неоспоримых преимуществ, на которых стоит остановиться для ознакомления.

Отопление с использованием воздуха — принцип работы

Отопление с использованием воздушной массы, поступающей внутрь помещения, построено на принципе терморегуляции. Другими словами, нагретый или охлажденный до определенной температуры воздух подается непосредственно внутрь помещений. Т.е. таким образом, может осуществляться и обогрев внутренних пространств и кондиционирование.

Основным элементом системы является нагреватель — печь канального типа, оснащенный газовой горелкой. В процессе сгорания газа вырабатывается тепло, которое поступает в теплообменник и уже после этого, нагретые до определенной температуры массы поступают в воздушное пространство отапливаемого помещения. Система воздушного отопления обязательно должна быть оборудована сетью воздуховодов и каналом для выхода наружу токсичных продуктов горения.

За счет постоянного притока свежего воздуха печь получает приток кислорода, который является одним из основных компонентов топливной массы. Смешиваясь в камере сгорания с горючим газом, кислород увеличивает интенсивность горения, повышая тем самым температуру топливной массы. В старых системах, используемых еще древними римлянами, основная проблема заключалась в попадании в отапливаемые помещения вместе с теплым воздухом вредных продуктов горения.

Важно! При работе печи канального типа количество угарного газа в составе воздуха, поступающего во внутренние помещения, превышает норму на 10-15%. Для примера можно взять домашний камин или печь, которые, при плохой работе вытяжки, в процессе горения топлива в больших количествах выделяют опасные для человеческого организма продукты горения.

Автономные структуры отопления, построенные на принципе нагрева воздушных масс, нашли свое применение в системе обогрева больших промышленных зданий и объектов. С появлением компактных и удобных в эксплуатации воздухонагревателей, для работы которых используется газ, твердое или жидкое топливо, стало возможным применение систем такого обогрева в быту. Обычный, традиционный нагреватель воздуха, который принято называть теплогенератор, имеет камеру сгорания, теплообменник рекуперационнного типа, горелку и нагнетательную группу.

Установка печей воздушного отопления в частных и загородных домах вполне оправдана и экономически выгодна. Для квартиры данная схема обогрева не подходит, ввиду необходимости прокладки большого количества громоздких воздуховодов, присутствия технического шума и высокой пожароопасности.

Современные комплексы отопления в основном построены на подобном принципе, однако в большинстве конструкций прямой нагрев воздушной массы не предусматривается. Нагрев осуществляется с помощью тепловых генераторов, которых на сегодняшний день достаточно много. Такие агрегаты имеют в своей конструкции рекуперативные теплообменники, благодаря которым происходит отделение высокотемпературных дымовых газов от подогретого воздуха. Такая технологическая особенность современных воздушных отопительных систем, подавать в помещения чистый, нагретый до необходимой температуры воздух.

Продукты сгорания в данном случае уходят через дымоход. Хорошо отлаженная работа вытяжки и чистый дымоход, обеспечивают безопасность всей системы обогрева подобного типа во время работы.

Преимущества и недостатки системы воздушного отопления

Благодаря своим преимуществам, воздушное отопление получило широкое распространение в странах Запада. В Великобритании, а затем в США и в Канаде, где большинство частных домовладений было принято оборудовать печами-каминами канального типа, со временем стало традиционным оборудовать жилые постройки автономными системами этого нагрева. Такие системы обогрева очень удобны для обогрева больших по площади внутренних пространств. К тому же, монтаж воздуховодов в крупных каменных постройках значительно проще, чем прокладка коммуникаций водяного отопления.

Главное достоинство такой схемы — совмещение сразу двух важных для жилья компонентов, обогрева и вентиляции. Это позволяет существенно сэкономить средства домовладельца на прокладку этих коммуникаций.

К преимуществам отопления помещений теплым воздухом относятся:

• отсутствие в структуре промежуточного теплоносителя, что значительно упрощает эксплуатацию;
• отсутствие завоздушивания, проблемы воздушных пробок, которые являются постоянными спутниками водяных систем;
• возможность регулировки температурного режима в любом помещении;
• отсутствие батарей дает широкие возможности для создания оригинального интерьера внутренних помещений.

Важно! Новые теплогенераторы обладают высоким коэффициентом теплоотдачи, расходуя при этом минимальное количество топлива. Современные модели тепловых генераторов оснащены функцией фильтрации воздуха и увлажнителями, благодаря которым воздух внутри жилых помещений проходит дополнительную санитарную обработку и соответствует оптимальным физическим параметрам.

Говоря о преимуществах данной системы отопления, следует отметить, что зона основного обогрева в жилом доме не сосредоточена непосредственно вокруг печей и конвекторов. Тепло равномерно циркулирует по всему дому. Ввиду отсутствия резких перепадов температур в помещении, оборудованном воздушным обогревом, отсутствует конденсат. Новые модели теплогенераторов рассчитаны на возможность установки даже в квартире, которая может быть переоборудована в соответствии с проектом.

Что касается недостатков, то таковых у данной системы отопления просто нет.

Единственный минус, который имеет далеко идущие последствия – это при отказе от воздушного обогрева, многие элементы системы, включенные в домовые конструкции, останутся.

Проектировать систему необходимо вместе с разработкой проекта жилого дома, так как многие элементы (вентиляционные шахты, каналы и воздуховоды) являются неотъемлемой частью внутридомовых конструкций.

Особенности воздушного отопления в домашних условиях

В отличие от традиционных у нас схем водяного отопления, которые сильно подвержены опасности быть размороженными в зимнее время, воздушное отопление таких недостатков не имеет. Тепловые генераторы легко запускаются в любое время года. Главное, что бы имелось топливо для горения и постоянный доступ свежего воздуха. Такие устройства идеальны для загородных домов, которые не нуждаются в постоянном обогреве.

К тому же работающий нагреватель не выделяет абсолютно никаких токсичных веществ. Нагретый до температуры 45-70 0 С воздух в процессе теплообмена распространяется по всему объему отапливаемой жилплощади. Благодаря рециркуляции достигается возможность использовать для обогрева одну и ту же воздушную массу. В ряде случаев автономные системы оборудуются другими опциями, допускающие подачу наружного воздуха. Наличие в системе внешнего блока создает условия для охлаждения внутренних помещений в жаркий период.

Автоматические терморегуляторы поддерживают необходимый температурный баланс в доме. Автономная система домашнего отопления с использованием нагревателя канального типа одновременно выполняет функции вентиляции.

Важно! Существующий миф о том, что воздушное отопление сильно иссушает окружающее пространство внутри жилого помещения, в корне не верен. В современных системах Пыль улавливается на специальном фильтре., а Для увлажнения существуют специальные приборы – увлажнители воздуха. Подающие решетки необходимо устанавливать возле мест частого пребывания людей.

Разновидности воздушного отопления

Как и в других отопительных системах, воздушное отопление имеет разновидности. Прямоточная, самая простая и распространенная в прошлые века система, подразумевает обычное сжигание топлива в печи, установленной в подвальном помещении. Топливом могут быть дрова, каменный или древесный уголь. Нагретая воздушная масса самотеком поднимается по каналам, оборудованным в стенах, распространяется по полостям в полу. Выход отработанной воздушной массы осуществлялся просто через отверстия в крыше.

Обогрев в помещении в данном случае осуществлялся опосредованно, от нагреваемых стен и пола. На рисунке – схеме представлена обычная система отопления воздухом, практикуемая еще нашими предками.

Эффективностью подобная система не отличалась. Большая часть тепловой энергии уходило на обогрев в глубину конструкций здания. За счет разницы температур внутри и снаружи создавалась необходимая тяга.

Другой, более современный вид отопления воздухом — рециркуляционная система. Принцип работы основан на использовании чистого топлива, количество продуктов горения которого ничтожно мало. Воздух, нагретый при помощи газовых горелок или электрических приборов накаливания, поступает по воздуховодам в самую верхнюю точку здания. В результате теплообмена, остывший воздух замещается новыми подогретыми воздушными массами и поступает снова в тепловой нагреватель.

На рисунке представлена принципиальная схема работы рециркуляционной системы воздушного отопления.

Отопительный сезон, который все с нетерпением ожидают, с помощью системы воздушного отопления можно начать в любое время. Рециркуляционный вид называется гравитационным ввиду того, что весь процесс происходит естественным образом благодаря законам физики и гравитационным силам. Такой способ обогрева жилого дома наиболее прост, экономичен и удобен в эксплуатации. В отличие от прямоточной системы отопления, которую выгодно использовать только в домашних условиях, рециркуляционные системы идеальны для обогрева крупных промышленных зданий и сооружений.

Экономическая составляющая воздушного отопления

Основной эффект, который достигается за счет применения воздушного отопления — это полная автономность. Наличие любого топлива может обеспечить работу системы и достижение желаемого результата. При работе без теплоносителя практические тепловые потери сведены к минимуму. Высокий КПД достигается за счет минимального расхода топлива и большого теплового эффекта.

В обслуживании системы нет необходимости. Отсутствует необходимость проводить регулярные опрессовки системы отопления. Достаточно следить за состоянием дымохода и периодически чистить его.

Индивидуальная система отопления — лучший выбор для дома и квартиры

Централизованная подача тепла в зимний период все больше теряет свою актуальность по сравнению с индивидуальной системой отопления. Если раньше автономное оборудование устанавливалось преимущественно в частных домах, то сейчас на него стали переходить и жители многоэтажек. Обустроить собственную небольшую котельную сможет каждый желающий, но сначала нужно узнать про все нюансы, связанные с этим процессом.

Особенности индивидуальной отопительной системы

В зависимости от топлива, предназначенного для обогрева помещения, можно установить систему отопления, работающую на электричестве, газе, воде или твердом топливе. Выбор определяется типом жилища, стоимостью оборудования и особенностью эксплуатации. Учитываются также интересы соседей в многоквартирном доме.

Хотя вариантов для обустройства автономного отопления в квартире меньше, чем для частного дома, выбор остается достаточно большим. Оптимальным вариантом, в котором идеально сочетается соотношение цена-качество, остается монтаж двухконтурного газового котла и подключение его к централизованной системе газа и воды. Если нужды в горячей воде нет, то рациональней будет отдать предпочтение одноконтурному устройству. Такое отопление работает полностью автономно и экономно.

Электрическое отопление также подойдет для установки в квартире. Кроме котла на электричестве могут работать тепловой насос, система «теплый пол» или конвектор. Эти варианты можно совмещать, включать попеременно или все вместе.

По варианту монтажа котлы делятся на напольные и настенные. Первые работают более эффективно, но требуют отдельного помещения, поэтому для квартиры это не лучший вариант. Рекомендуется отдать предпочтение настенному оборудованию с коаксиальным дымоходом.

Достоинства и недостатки системы индивидуального отопления в квартире

Основной плюс автономного отопления — полная независимость от центрального отопления. Общие котельные не могут похвастаться эффективностью и бесперебойностью. Индивидуальная система работает «на хозяина» и обладает следующими преимуществами:

• возможность отапливать дом даже в период межсезонья, когда центральная котельная или еще не включилась, или уже отключилась, а температура за окном далека от высокой;
• выбор комфортной температуры и поддержание ее на установленном уровне;
• некоторые модели котлов оснащены несколькими режимами работы и дистанционным управлением. Например, снижение градуса, когда дома никого нет и его повышение как раз к приходу жильцов;
• оптимальный расход энергии, что позволяет значительно экономить на оплате коммунальных услуг;
• установка двухконтурного котла увеличит экономию и даст возможность отказаться от централизованной подачи горячей воды, которая часто подается с перебоями.

Индивидуальная система отопления позволить экономить на тепле

Есть у автономного обогрева свои недостатки и касаются они в основном его подключения. Переход на индивидуальную систему отопления должен согласовываться со специальными службами. Кроме этого, необходимо подготовить определенный пакет документов для отказа от централизованной подачи тепла, создать проект на подключение собственной системы и получить разрешение на установку соответствующего оборудования. В частном доме для монтажа котла потребуется оборудовать отдельное помещение с хорошей вентиляцией. Главный минус состоит в стоимости перехода на индивидуальное отопление. В смету войдет оформление документов, покупка котла и сопутствующих коммуникаций, а также расходы на установку и подключение оборудования.

Еще один недостаток заключается в возможном сбое в работе котла. Перепады напряжения в электросети, некачественный теплоноситель и снижение давления в газовом контуре становятся причинами отключения или поломки оборудования.

Несмотря на большие затраты и риски, автономная система отопления гораздо выгодней централизованной и очень быстро себя окупает. При соблюдении правил безопасности и эксплуатации, отопительный котел прослужит не один десяток лет.

Пакет необходимых документов

Функциональные показатели централизованной подачи тепла, постоянные аварии в теплосетях, теплоноситель одинаковой температуры независимо от уличных погодный условий и все это наравне с достаточно высокими тарифами толкает людей переходить на индивидуальные системы. Потребитель имеет полное право на отказ от услуг государства, если у него нет долгов пред коммунальными службами. Владельцам частных домов намного проще, т. к. переход на автономный обогрев никак не скажется на соседях. К тому же разработать схему подключения можно уже на этапе строительства дома.

Первое, что нужно сделать хозяину квартиры, получить одобрение газовой и отопительной служб об отключении конкретной квартиры от централизованной подачи услуг. Далее у специалистов заказывается проект с расчетами и заключениями, подтверждающими, что отключение централизованного отопления в квартире не отразится на работе всей системы. Далее в местную администрацию подается следующий пакет документов:

• ходатайство о проведении перепланировки в жилище;
• документ, подтверждающий владение квартирой;
• техпаспорт на квартиру;
• справка о составе семьи;
• разработанный проект;
• пакет технической документации на подключение индивидуальной системы.

В случае отказа административные органы руководствуются действующими нормами и правилами. Если перепланировка нарушает комфортное проживание других жильцов дома, разрешение на подключение индивидуального отопления в квартире не выдается.

Газовое отопление в квартире

Отопление газом на сегодняшний день считается самым выгодным в связи с его низкой стоимостью в сравнении с другим видом топлива. Для установки в квартире самый оптимальный вариант — настенный двухконтурный котел с закрытой камерой сгорания.

В газовом агрегате в обязательном порядке должно присутствовать автоматическое отключение в случае затухания пламени, отсутствия электропитания, снижения давления в системе или неполадках в дымоотводе. Также рекомендуется отдавать предпочтение устройствам, которые работают при максимальной температуре теплоносителя в 95 градусов и мощности не более 1 мПа.

При подаче заявления на подключение автономного отопления должен быть указан тип котла — одноконтурный или двухконтурный. В выборе места установки предпочтение отдается внешней стене с окном. Так будет легче обеспечить вентиляцию и обустроить горизонтальный дымоотвод.

Отдельного внимания заслуживает помещение, в котором планируется устанавливать газовый котел. Есть несколько требований, обязательных к соблюдению:

• оборудование устанавливается только в нежилом помещении с площадью не менее 4 кв. м.;
• должна присутствовать дверь шириной не меньше 80 см, ограждающая комнату с котлом от других помещений;
• должно присутствовать окно, выходящее на улицу;
• между котлом и мебелью должно быть определенное расстояние. То же самое касается и других газовых приборов, например, плиты, которая должна быть удалена от агрегата на 30 см;
• поверхности, соприкасающиеся с котлом, должны быть из негорючих материалов.

Несоблюдение данных требований приведет к отказу комиссии на ввод в эксплуатацию отопительного оборудования.

Варианты автономного электрического отопления

Работа индивидуальной системы отопления на электричестве возможна в двух вариантах: прямом и опосредованном. Выбор того или иного должен быть основан на характеристиках каждого.

Электрическое отопление прямого обогрева

При прямом обогреве электрическая энергия напрямую будет преобразовываться в тепловую. Есть несколько систем, которые возможно обустроить в квартире.

1. Установка радиаторов или конвекторов. Первые представляют собой устройства, функционирующие на минеральном масле. Их работу можно контролировать за счет установленного регулятора температуры. Некоторые модели оснащены автоматикой. Преимущества радиаторов отопления в быстром нагреве, что позволяет за достаточно короткий срок отопить помещение. Также устанавливать их можно в любом месте, где есть подвод к электричеству. В отличие от радиаторов конвекторы работают на воздухе, разогреваемом встроенными ТЭНами. Монтировать такие устройства можно как на стене, так и на полу.
2. «Теплый пол». Представляет собой специальные маты или кабеля, уложенные под напольное покрытие или стяжку. При включении, происходит обогрев всей площади пола, что позволяет распространяться теплу равномерней. Система оснащена датчиками, которые следят за температурным режимом в помещении. Как только градус поднимется до заданного, обогрев автоматически отключается и, наоборот, когда температура снижается, система включает отопление. Также возможно установить в разных комнатах свой уровень тепла. Преимущества «теплых полов» в их безопасности, быстром нагреве и простом монтаже в любое напольное основание. Из минусов можно выделить большое потребление электроэнергии, поэтому такую систему отопления рекомендуется использовать как дополнительную.
3. Инфракрасное отопление. Представляет собой собранные из специальной пленки поверхности с графитовой пастой, которые укладываются на пол или потолок. При прохождении тока через пасту появляется инфракрасное излучение.Лучи движутся до тех пор, пока не встречают на пути непреодолимую преграду в виде мебели, пола или потолка. Они задерживаются и начинают нагревать предмет, преградивший им путь. Разогревшись, пол или потолок отдают тепло в воздух и температура в помещении быстро поднимается. Главное достоинство инфракрасного отопления в максимально комфортном для человека распределении температур, при котором снизу помещения всегда будет теплее, чем вверху. В систему встроены датчики регулирования температуры, способные включать и отключать отопление по мере надобности. Пленка монтируется в отделку пола или потолка и совершенно не портит внешний вид комнаты.
4. Водяное электроотопление. Представляет собой замкнутый контур, в котором теплоноситель нагревается электрическим котлом. Экономичность системы зависит от типа используемого котла. Самый распространенный вариант с ТЭНом, когда для работы оборудования используются трубчатые электронагреватели. Недостаток подобных в маленьком КПД и большом потреблении электроэнергии. Есть также электродные котлы. Расход электроэнергии в них тот же, но прослужат они гораздо дольше ТЭНовых.

«Теплый пол» – один из вариантов индивидуальной системы отопления

Покупать отопительное оборудование, работающее на электричестве можно как в качестве основного, так и в дополнение к газовому или твердотопливному котлу.

Электрическое отопление опосредованного обогрева

Представляет собой насосное тепловое оборудование разного типа. Электричество в таких системах расходуется только лишь для поддержания работы насоса, который аккумулирует тепло из воздушных масс в помещении. Использовать такой вариант обогрева лучше в той местности, где нет сильных морозов, а температурный режим относительно стабилен.

Для обогрева квартиры используются насосы типа «воздух-воздух» или «воздух-вода». Первые по функциональности похожи на кондиционеры, поэтому могут летом использоваться для охлаждения воздуха внутри помещения. Недостаток опосредованного обогрева в высокой стоимости оборудования и монтажа, но в будущем оно себя окупит.

Выбор необходимого оборудования и материалов

Наиболее распространенные алюминиевые секции, из которых можно собрать батарею любой длины. Особое внимание требует выбор труб. Они должны выдерживать максимальную температуру теплоносителя и давление в системе. В частном одноэтажном доме давление в трубопроводе небольшое, поэтому можно использовать полипропиленовые металлопластиковые трубы. В зависимости от типа труб подбираются соединительные элементы и фурнитура.

Для самостоятельного монтажа системы индивидуального отопления понадобятся следующие инструменты:

• перфоратор;
• болгарка;
• дрель;
• молоток;
• рулетка;
• карандаш;
• емкость для замешивания растворов.

Для монтажа индивидуальной системы отопления понадобится перфоратор

Установку котла и прокладку труб лучше предоставить специалистам, дабы исключить любые ошибки при подключении.

Нюансы монтажа

После выбора оборудования и всех необходимых материалов, необходимо продумать схему подключения. Одноконтурная отличается простотой обустройства и малой стоимостью работ. Если же индивидуальная отопительная система состоит из двух контуров, потребуется подсоединение котла отдельно к водопроводу и газовой магистрали.

Перед подключением автономного отопления необходимо провести отключение квартиры от централизованного обогрева и горячего водоснабжения. Последующую установку выбранного котла также выполняет специалист энергетической компании, имеющий задокументированный доступ к подобным работам.

Самостоятельно можно проложить трубы и разместить радиаторы, но только, если есть навыки в проведении таких манипуляций. Независимо от типа котла разводка трубопровода и установка других элементов выглядит одинаково.