Воздушное отопление: варианты исполнения
все о биотопливе и твердотопливных котлах
- все категории
- Общая информация 242
- Брикеты из торфа 8
- Брикеты топливные 61
- Древесный уголь 36
- Дрова 34
- Пеллеты древесные 91
- Пеллеты из лузги 16
- Пеллеты из соломы 21
- Пеллеты из торфа 13
- Щепа, стружка, отходы 44
- Дымоходы 45
- Енергетические комплексы 10
- Камины, печи для дома 208
- Комплектующие 17
- Пиролизные котлы (печи) 25
- Твердотопливные котлы 111
- Отопление, энергосбережение 125
- Проекты и услуги 4
- Сбор и утилизация отходов 20
1. Что это такое
2. Плюсы и минусы:
2.1 Достоинства
2.2 Недостатки
2.3 Однако
3. Источники тепла:
3.1 Котлы на твердом топливе
3.2 Газовые котлы и климатические комплексы на их основе
3.3 Электрические системы воздушного отопления:
3.3.1 Грунт-воздух
3.3.2 Вода-воздух
3.3.3 Воздух-воздух
4. Как рассчитать воздушную отопительную систему
5. Заключение
Как организовать воздушное отопление коттеджа или склада? Какое оборудование для этого необходимо?
Что может послужить источником тепловой энергии и как развести тепло от него? Давайте постараемся разобраться.
Строго говоря, к этой категории относятся все способы обогрева без посредничества теплоносителя. Сюда относятся и тепловые пушки, и кондиционеры в режиме обогрева, и обычные тепловентиляторы.
В устоявшейся терминологии, однако, оборудование для воздушного отопления – это довольно ограниченный список устройств, предназначенных для нагрева воздуха и его подачи в воздуховоды. Источником тепла может служить и электричество, и сгорание газа, солярки или отработанного масла.
Мы не будем ограничивать себя в выборе какими-то рамками и постараемся рассмотреть наиболее практичные схемы реализации воздушного отопления, независимо от того, как позиционируются на рынке соответствующие устройства.
Стоит сделать небольшое лирическое отступление. Недостатки и преимущества придется все-таки обсуждать применительно к классической схеме: источник тепла находится в одном помещении; по всем другим теплый воздух разводится воздуховодами.
Однако: на практике для помещений большого объема без перегородок (для гаража, теплиц или цеха) используется либо несколько источников тепла, либо один с направленными с помощью заслонок воздушными потоками. Разводка теплого воздуха рукавами просто не требуется.
- Малая инерционность. Помещение после запуска воздушных отопителей прогреется за считанные минуты. Для сравнения: при конвекционном отоплении дома с посредничеством теплоносителя только выход воды в батареях на приемлемую температуру может занять до двух часов.
- Относительная дешевизна. Котлы воздушного отопления по стоимости не отличаются от предназначенных для водяных отопительных систем; а вот разводка заметно дешевле. Алюминиевый рукав и вентиляционная решетка несопоставимы по стоимости с радиатором, трубой и фитингами к ней.
- Устойчивость к низким температурам. Воздушное отопление производственных помещений можно смело останавливать на ночь и не бояться разморозки труб и радиаторов.
- Легкий скрытый монтаж. Водяное отопление подразумевает, что как минимум сами радиаторы или конвектора остаются на виду. Да, существуют и внутрипольные конвекторы отопления; но попробуйте утопить их в бетонное перекрытие в городской квартире. А поднять пол на необходимые несколько сантиметров не всегда позволяет высота потолков, да и объем работы при этом будет весьма немаленьким.
- Совмещенность с вентиляцией. Больше того: воздушные тепловые насосы для отопления могут при необходимости осуществлять и кондиционирование воздуха.
- Простота запуска. Отопление воздухом не требует долгой балансировки радиаторов, стравливания воздуха из расширительного бачка и радиаторов, настройки рабочего давления в системе отопления и прочих утомительных процедур.
Справедливости ради:балансировка выполняется только при первом запуске, а проблему стравливания воздуха позволит решить автоматический воздушный клапан отопления.
Он самостоятельно даст выйти воздуху и перекроет дорогу теплоносителю.
В сущности, серьезная проблема только одна. Если вытяжную вентиляцию в помещении легко расположить под потолком, где она никому не помешает, то монтаж воздушного отопления выполняется так, чтобы приток теплого воздуха был по возможности ближе к полу.
В этом случае можно обеспечить эффективное распределение тепла конвекцией при небольшой скорости воздушного потока. Да, можно нагнетать воздух из-под потолка мощным потоком, и он тоже эффективно прогреет комнату; но понравится ли вам постоянный сквозняк в спальне или гостиной?
А раз приток воздуха расположен внизу – значит, воздуховоды придется либо прятать за декоративное покрытие стен, уменьшая полезный объем помещения, либо укладывать под чистовой пол, между лаг.
Полезно: выходом может быть и сравнительно небольшой декоративный короб из гипсокартона.
Отопление кондиционером или тепловым насосом позволяет обойти все проблемы, связанные с разводкой теплого воздуха. Проект воздушного отопления может включать несколько независимых устройств, либо так называемую мультисплитсистему – один внешний блок и несколько внутренних.
Магистрали куда тоньше воздуховодов, и их легко расположить под потолком.
Какие источники тепла могут использовать теплогенераторы для воздушного отопления?
КОТЛЫ НА ТВЕРДОМ ТОПЛИВЕ
Самая, пожалуй, популярная печь для воздушного отопления – булерьян. Название изготовителя давно стало нарицательным для всех пиролизных печей с трубами-теплообменниками, обеспечивающими естественную циркуляцию нагретого воздуха.
Печь располагается в любой точке дома. Для нее совсем необязательна котельная: в гостиной она не испортит дизайн помещения своим видом и не загрязнит воздух продуктами сгорания.
В принципе булерьян способен прогреть дом с достаточно сложной конфигурацией помещений и за счет естественной циркуляции; однако при необходимости горячий воздух от него разводится алюминиевыми воздуховодами с естественной или принудительной циркуляцией по нескольким комнатам или этажам.
Смонтировать систему воздушного отопления с булерьяном своими руками совсем не трудно.
- Устанавливаем печь в любом месте, где она не будет мешать и рядом есть возможность хранить суточный запас дров.
- Крепим термостойким алюминиевым скотчем алюминиевые же воздуховоды сверху к трубам, опоясывающим топливник.
- Снизу крепим короткие отрезки тех же воздуховодов с зафиксированными в них канальными вентиляторами.
- Разводим рукава от печи по комнатам, которые планируется отапливать.
Весьма любопытная альтернатива – камины с воздушным отоплением. Обычный камин бесполезно отдает с продуктами сгорания большую часть тепла, здесь же произведенная при сгорании топлива тепловая энергия используется для нагрева воздуха в чугунном или стальном кожухе.
Дальше нам все знакомо: воздух по системе воздуховодов разводится по комнатам.
ГАЗОВЫЕ КОТЛЫ И КЛИМАТИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ НА ИХ ОСНОВЕ
Они используются и как отдельное устройство, обеспечивающее дом теплом, и как часть климатического комплекса.
В первом случае схема работы довольно проста: котел, сжигая газ, нагревает теплообменник, через который принудительно прогоняется воздух. Затем он разводится по помещениям.
Решения второго типа включают, наряду с котлом, дополнительное оборудование:
- Систему рекуперации тепла;
- Систему кондиционирования воздуха (в этом качестве выступает, как правило, канальный кондиционер);
- Увлажнитель воздуха;
- Ультрафиолетовый очиститель, который обеззараживает циркулирующий по дому воздух;
- Фильтр для улавливания пыли.
Проект обойдется, разумеется, недешево. Отечественная климатическая система Антарес Комфорт, к примеру, может похвастаться стоимостью примерно в 3000 рублей на квадратный метр обслуживаемой площади, что для коттеджа площадью в 150 квадратных метров выльется в весьма впечатляющие 10 с лишним тысяч евро.
Для сравнения: отопительное оборудование от известнейшего американского производителя Goodman обходится в 1300-1500 рублей на квадратный метр. Это тоже стоимость комплекса под ключ, однако он обеспечивает только обогрев.
Любопытно: Газовые котлы для воздушного отопления Goodman GMS, GDS и GMP имеют очень низкую температуру продуктов сгорания на выходе – всего около 40С, что позволяет использовать в качестве дымохода… пластиковые вентиляционные трубы.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ВОЗДУШНОГО ОТОПЛЕНИЯ
Простейшая и непревзойденная по дешевизне система электрического воздушного отопления – обычный тепловентилятор. Расходуя мощность около 2 киловатт, он быстро нагревает воздух, прогоняя его через раскаленную спираль. Увы – помимо низкой энергоэффективности, такая схема ухудшает состав воздуха в помещении, сжигая кислород.
Разнообразные тепловые пушки и электрические конвекторы с обдувом низкотемпературного теплообменника уже более интересны. Они, будучи совмещенными с системами рекуперации тепла, уже могут создать в доме вполне комфортный климат. Затраты энергии будут несколько меньше, чем в случае применения электрического котла.
Однако системы прямого обогрева все равно обходятся слишком дорого.
К счастью, уже много лет существуют тепловые воздушные насосы для отопления, простейшим из которых является обычный оконный кондиционер. Они тратят тепло не на нагрев воздуха, а на перекачку тепла с более холодной улицы. Как вариант – насосы могут отнимать тепло у воды или грунта.
Давайте рассмотрим принципиальные схемы работы воздушных тепловых насосов. Точнее, источники тепла в них.
У почвы ниже уровня промерзания температура постоянна круглый год и растет с увеличением глубины. Достаточно погрузить в грунт несколько глубинных зондов или горизонтальный коллектор – и можно круглогодично извлекать тепло для обогрева воздуха в доме.
Геотермальные насосы наиболее универсальны. Их основная проблема – дороговизна как самого устройства, так и его монтажа.
Если у вас высокий уровень проточных грунтовых вод – задача резко упрощается. Достаточно, упрощенно говоря, вырыть неглубокий колодец и погрузить в него зонд-теплообменник. Та же схема может быть использована, если рядом есть незамерзающий естественный водоем.
Ограничение понятно и очевидно: вода есть далеко не везде.
Здесь мы видим две основных категории устройств.
- Мультисплитсистемы применяются для поддержания климата в небольших домах. Ограничение связано с тем, что длина магистрали не может быть бесконечно большой: компрессор ведь должен прокачивать через трубки фреон, а стенки трубы оказывают ему заметное сопротивление.
- Канальные кондиционеры – это типичная, каноническая система воздушного отопления. От одного внутреннего блока теплового насоса воздух каналами-воздуховодами разводится по всем помещениям.
В этом секторе рынка в России предлагают свою продукцию прежде всего японские производители – Daikin и Mitsubishi. Несколько реже можно встретить американские Lennox и Carrier.
Общая проблема устройств – зависимость степени их эффективности от температуры на улице.
КАК РАССЧИТАТЬ ВОЗДУШНУЮ ОТОПИТЕЛЬНУЮ СИСТЕМУ
Стоит оговорить: точный расчет воздушного отопления – совмещенного с вентиляцией или выполненного отдельной разводкой – выполняется специалистами с учетом длинного ряда факторов:
- Материала и толщины стен;
- Количества и площади окон;
- Количества людей, которые будут находиться в помещении;
- Количества и мощности дополнительных источников тепла и т.д.
Упрощенная схема – та же, что и для других отопительных систем: 40 ватт тепловой мощности на кубометр отапливаемого помещения. Для районов Крайнего Севера с учетом крайне низких зимних температур берется коэффициент 1,5-2,0.
Дополнительную информацию о том, как можно реализовать воздушное отопление дома, вы найдете в видео в конце статьи.
Твердотопливные котлы
Твердотопливные котлы выпускаются для систем отопления, работающих на твердом топливе. Топливом для твердотопливных котлов могут быть дрова (дерево), бурый или каменный уголь, кокс. Существуют котлы, которые могут работать на всех вышеуказанных видах топлива, так и работающие на некоторых из них, но имеющие при этом больший КПД.
По принципу работы твердотопливные котлы разделяются на классические котлы на твердом топливе, пеллетные и газогенераторные или твердотопливные пиролизные котлы отопления. Обычный твердотопливный котел (котел на дровах, котлы на угле) сжигает топливо, в результате чего нагревается теплоноситель (вода). С помощью радиаторов нагретый теплоноситель отапливает помещение. Пеллетные котлы используют в качестве топлива пеллеты изготовленные из сухой древесины. Главное преимущество пеллетных котлов заключается в длительности горения, такие котлы могут оснащаться автоматической подачей топлива из топливного бункера, в таком случае котел может работать несколько суток без дозагрузки топлива. Газогенераторный котел твердотопливный (котлы пиролизные) функционирует по-другому. При работе этого твердотопливного котла задействован принцип пиролизного сжигания или разложения топлива на летучую часть и кокс. Газогенераторный пиролизный котел на твердом топливе, как правило, топится максимально сухой древесиной для достижения наибольшего эффекта.
Среди преимуществ такой установки, как твердотопливные пиролизные котлы называют увеличенный период от одной загрузки до другой (между загрузками в такой твердотопливный котел проходит до 7 часов), а также их экологичность. Производители пиролизных котлов на твердом топливе утверждают, что газы на выходе из котла практически не содержат вредных примесей. Такой котел на твердом топливе выбрасывает в атмосферу меньше углекислого газа, чем обычный твердотопливный котел отопления. Стоит отметить, что котлы пиролизные твердотопливные стоят существенно дороже, чем обычные котлы на твердом топливе – котлы на угле или котлы на дровах .
Твердотопливные котлы с чугунным и стальным теплообменниками
Твердотопливные котлы можно классифицировать по материалу теплообменника — важного элемента любого котла на твердом топливе. Твердотопливные котлы с чугунными теплообменниками считаются более долговечными. Особенностью чугунного теплообменника является то, что он долго нагревается и медленно остывает. Что касается недостатков твердотопливных котлов с чугунными теплообменниками, то здесь стоит учесть то, что чугун – материал, подверженный «температурному шоку» в результате перепада температур. Это негативно отражается на целостности и работе котла твердотопливного с чугунным теплообменником. Ряд производителей сумели решить проблему хрупкости чугуна, и некоторые современные твердотопливные котлы способны выдержать перепады температур.
Котел твердотопливный со стальным теплообменником более устойчив к капризам температуры, однако сталь, как известно, склонна к коррозии, причиной которой становится конденсат. Поэтому твердотопливные котлы со стальными теплообменниками менее долговечныи более дешевы. Длительность стабильной работы такого твердотопливного котла зависит от качества стали, ее толщины и условий эксплуатации.
Одним из основных достоинств большинства твердотопливных котлов является то, что с их помощью можно создать полностью автономную систему отопления. Поэтому чаще всего такие котлы используются в районах, где есть проблемы с подачей магистрального газа и электричества.
Еще два довода, говорящие в пользу твердотопливных котлов – доступность и невысокая стоимость топлива. Недостаток большей части представителей котлов этого класса тоже очевиден – они не могут работать в полностью автоматическом режиме, так как требуют регулярной загрузки топлива.
