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.

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.