Системы воздушного отопления

На американском континенте и в Европе уже долгое время системы воздушного отопления пользуются популярностью. В России же традиционно используют газовое отопление. Однако заметим, что водяная система обычно дает относительно низкий КПД, в то время как воздушная – 90%. Чем же еще хороша система воздушного отопления и как ее обустроить?

Преимущества воздушной отопительной системы

• Полная безопасность. Современная система автоматического контроля проверяет полную исправность всех элементов перед тем, как будет запущен процесс отопления. В случае обнаружения неисправности работа всего оборудования блокируется. Это дает возможность избежать любой проблемы. Кроме того, схема воздушного отопления является более безопасной, поскольку не имеет труб, заполненных теплоносителем – соответственно, исключается возможность прорыва, протекания и так далее.
• Более высокая скорость обогрева. Большинство систем, работающих на каком-либо типе теплоносителя, тратят львиную долю времени на его нагрев. Например, в водной системе отопление начинается лишь после того, как вода (выступающая теплоносителем) нагреется до определенного уровня и распространится по всем радиаторам – и только после этого начинается прогрев помещения. В воздушной системе отопления прогрев помещения происходит всего за 20-40 минут – это зависит от мощности оборудования и, конечно же, от размера самого помещения.
• Экономичность. Обладая высоким КПД, воздушная система использует достаточно мало ресурсов. А тот факт, что данная система не имеет промежуточных узлов (которые способствуют увеличению теплопотери), делает ее еще более выгодной.

• Большой срок службы. Правильно произведенные проектирование воздушного отопления и монтаж системы, а также регулярное ее сервисное обслуживание позволят вам наслаждаться ее качественной работой на протяжении минимум 17-20 лет.
• Легкость управления. Поскольку вся работа системы контролируется автоматикой, у вас не возникнет сложностей с ее эксплуатацией. Вы с легкостью сможете менять уровень температуры обогрева, повышая или понижая его в зависимости от необходимости.
• Доступность. Система воздушного отопления имеет вполне доступную стоимость. Также следует отметить, что окупается она за довольно короткий промежуток времени – от 7 месяцев до 1,5 года – в зависимости от интенсивности и частоты использования.
• Внешняя привлекательность. Особенностью системы, выгодно выделяющей ее среди остальных, является еще и то, что для нее не требуются батареи и трубы. Это позволит вам устанавливать любого размера окна, делать современный ремонт и не бояться, что из-за отопительных приборов его привлекательность будет снижена.

Строение и принцип работы системы

Для полноценной работы современной воздушной системы отопления необходимо использование теплогенератора. В теплообменник нагнетается воздух. Оптимальная температура нагрева 50-60 градусов. Далее по воздуховоду горячий воздух перемещается в помещение, где равномерно распределяется, нагревая комнату. Далее через специальные отверстия (решетки, вмонтированные в пол, или стены) остывший воздух вновь возвращается к теплогенератору. Нередко для подачи остывшего воздуха используются воздуховоды обрата.

При рассмотрении схемы становится понятно, что основными элементами теплогенератора выступают вентилятор, обеспечивающий перемещение воздуха, и теплообменник. Сегодня существует много видов воздушных отопительных систем. Одним из отличий можно выделить метод нагрева воздуха. Это возможно несколькими способами, которые показывает такая классификация систем воздушного отопления:

• посредством применения теплового насоса;
• использование газовой горелки. При этом допустимо как подключение к основной газовой магистрали, так и использование газового баллона.
• горячей водой из централизованной системы;
• использованием дизельной горелки, или воздушное отопление на отработанном масле.

В зависимости от размера отапливаемых помещений, расход воздуха в системе может варьироваться от 1000 до 4 000 м 3 /час. При этом средний показатель давления в системе – 150 Па.

Следует учитывать, что если воздуховод имеет достаточно большую протяженность (в больших помещениях), то это может вызвать некоторую теплопотерю. Ч тоб ее избежать, можно внедрить в систему несколько вспомогательных теплогенераторов. Важно помнить, оптимальная длина воздуховода (при которой уровень теплопотери минимален) составляет 30 м, а продолжительность ответвлений воздуховода не должна превышать 15 м.

Для получения максимального эффекта от эксплуатации системы рациональным является решение дополнить ее блоком кондиционирования. Таким образом, в прохладное время года с ее помощью вы будете совершать обогрев дома, а в жаркое – производить некоторое охлаждение. Это позволит круглый год поддерживать в доме наиболее комфортную температуру. Кроме того, вы сможете дополнить воздушное отопление на твердом топливе такими полезными устройствами, как, допустим, увлажнитель или стерилизатор воздуха.

Вентиляция системы может быть двух типов:

• естественная. Горячий воздух в системе просто поднимается вверх и произвольно перемещается по воздуховоду, нагревая его. Весомые минусы воздушного отопления в таком случае – то, что в случае попадания холодного воздуха в помещение (через окна, двери) он оседает в нижней части комнаты, создавая существенный дискомфорт. А в это время горячий воздух согревает потолок.
• принудительная. Более эффективная модель работы системы, поскольку циркуляция воздуха значительно ускоряется посредством применения мощных вентиляторов. Система работает прекрасно, но шум вентилятора, доносящийся из воздуховода, может создавать определенный дискомфорт.

Требования к выбору оборудования

При выборе воздушной отопительной системы для дома важно учесть тип топлива, которое будет использовано для нагрева воздуха. Для максимального удобства отдельными производителями были предложены модели систем, в которых допускается переход с одного типа топлива на другой. Например – с природного газа на сжиженное топливо. В таком случае вам необходимо будет лишь сменить горелку и насадку, подающую топливо.

В случае если вы остановили свой выбор на приобретении системы, работающей на жидком топливе, то необходимо предварительно позаботиться о наличии бака для хранения топлива, трубопровода для его подачи.

Такое воздушное отопление совмещенное с вентиляцией должно быть оснащено дополнительными фильтрами. Точно также некоторое вспомогательное оборудование необходимо будет приобрести для систем на жидком газе. А в случае использовании баллонов с газом возникает необходимость создания помещения для их хранения. Единственный тип топлива, не требующий дополнительного оборудования – природный газ.

Система предусматривает обязательное наличие воздуховодов. Оно могут быть:

• круглые – для их создания используются трубы диаметром 100-200 мм, которые скрепляются при помощи хомутов. Использование такого типа труб дает небольшое преимущество – они обладают небольшим аэродинамическим сопротивлением. А это, в свою очередь, положительно сказывается на КПД системы.
• квадратные (прямоугольные) – в силу большей эстетичности именно такой тип труб применяется для создания отопительной системы жилых домов.
• совмещенные – в системе используются как прямоугольные, так и круглые трубы. Важно учесть – если необходимо провести трубу через неотапливаемое помещение – обязательно наличие защитного термоизолирующего чехла, который предотвращает теплопотерю.

Предварительный расчет

Процесс планирования воздушной отопительной системы предполагает учет многих нюансов. Поэтому наиболее правильным является решение предоставить провести такой расчет воздушного отопления специалистам. Что они учитывают:

• теплопотерю в каждом помещении;
• тип и мощность нагревательного элемента;
• какое необходимо оптимальное количество нагретого воздуха;
• сечение трубопровода;
• снижение давления в системе.

В случае если вы закажете проект отопительной системы у специалистов, вам на рассмотрение будет представлено несколько проектов. И только учтя воздушное отопление плюсы и минусы каждого, можно принимать решение относительно того, как именно устраивать отопительную систему.

Не следует пытаться смонтировать воздушное отопление на дровах или газу самостоятельно, не зная всех требований и правил. Нередки случаи, когда неправильное планирование приводит к тому, что в помещении постоянно стоит шум от вентиляторов и присутствует сквозняк. Воздушная отопительная система прекрасно способна отапливать дом – но только в том случае, если она спланирована и смонтирована специалистами.

Системы воздушного отопления

Не все виды подачи воздуха и приточных устройств в одинаковой степени пригодны для воздушного отопления.

Подаваемый в помещение в виде турбулентных струйных течений теплый воздух стремится подняться вверх, а обогреть, как правило, требуется только рабочую зону (высотой 2 м) в нижней части помещения; это противоречие представляет основную сложность при организации воздушного отопления. Известно много случаев, когда из-за неправильного решения, особенно в высоких помещениях, верхняя зона перегревается, а нижняя остается холодной.

Чтобы доставлять теплоту в рабочую зону, инерционные силы в струе должны преобладать над гравитационными (архимедовыми). Отсюда следует, что для воздушного отопления наиболее приемлемы способы раздачи, в которых струи имеют большие скорости на истечении и повышенную дальнобойность, а потому они должны как можно меньше эжектировать окружающий воздух в процессе своего развития.

Действительно, подмешивание воздуха в струю приводит к снижению скоростей и температур по ее длине в равной степени. Инерционные силы пропорциональны квадрату скорости в струе, а гравитационные — перепаду температур между воздухом в струе и вне ее в первой степени. Поэтому с удалением от плоскости истечения инерционные силы убывают быстрее гравитационных, и чем интенсивнее снижаются скорости и температуры в струе, тем больше вероятность ее «всплывания», т. е. поступления в верхнюю зону без омывания и нагрева рабочей.

Изложенного достаточно, чтобы понять, почему непригодны для воздушного отопления системы с раздачей воздуха через перфорированные поверхности, сразу после истечения из которых на участке формирования из-за большой площади турбулентного обмена образующихся струй многократно увеличивается расход воздуха по сравнению с начальным, что приводит к резкому снижению скоростей в сформировавшемся потоке по сравнению со скоростями в отверстиях.

Воздушное отопление: каким бывает, где применяется, чем уникально

Воздушное отопление – инженерная система, с незапамятных времен работающая на благо человечества. Первые достижения в этой области принадлежат римлянам, применявшим нагретые в печах воздух и воду для циркуляции внутри полостей в полу и стенах зданий. Современные варианты воздушного обогрева широко используются в помещениях бытового, коммерческого и промышленного назначения разного объема.

Оглавление:

Как действует воздушное отопление

Воздушное отопление зданий предполагает использование в качестве теплоносителя воздушной массы. Она подается на нагревательный элемент, после чего фильтруется и поставляется обратно в помещение. Перемешивание воздуха осуществляется принудительно посредством вентилятора.
Воздух может служить как первичным теплоносителем, так и вторичным, если нагревается при прохождении через водяной теплообменник. В стенах и под натяжными потолками обычно оборудуются воздуховоды.
Разновидность энергии для функционирования обогревателя и его тип можно выбирать согласно своим предпочтениям и доступности определенных ресурсов. Фильтры для очистки воздуха, используемые для работы устройств воздушной системы отопления, требуют регулярной замены. Дополнительно можно применять специализированные системы фильтрации:

Системы воздушного отопления: сильные и слабые места

Преимущества систем воздушного отопления помещений достаточно весомы.

1. Основным плюсом воздушного отопления служит его экономическая целесообразность. Его стоимость в среднем на 30% ниже таковой для системы водяного обогрева.
2. Управление воздушным отоплением осуществляется непосредственно вручную или в автоматическом режиме, что позволяет снизить затраты на оплату ресурса, используемого для работы системы обогрева.
3. Монтаж агрегатов воздушного отопления обходится дешевле, нежели установка оборудования для использования воды в качестве теплоносителя.
4. Воздушное отопление домов и других жилых помещений позволяет создавать эстетичный интерьер, поскольку оно внешне незаметно: системы труб и батарей, где нередко копится грязь и пыль, не используются.
5. Большинство вариантов отопительных приборов для воздушных систем обогрева допустимо смонтировать самостоятельно, их запуск может производиться в любое время года (в том числе и при температуре ниже 0°C).
6. Приборы воздушного отопления одновременно работают и как вентиляционные, что ощутимо снижает затраты на оборудование инженерных конструкций помещения. В данную систему обогрева можно встраивать канальные кондиционеры, обеспечивающие при необходимости охлаждение комнат.
7. Применение воздушного отопления позволяет быстро поднимать температуру в помещении независимо от сезона.
8. Желаемый температурный режим в комнатах разного назначения можно спроектировать заранее, самостоятельно рассчитав необходимые параметры. Системы воздушного отопления производственных помещений позволяют создавать требуемый по нормативным документам микроклимат с высокой точностью.

Мировая практика эксплуатации устройств для воздушного отопления не выявила серьезных недостатков в их функционировании. Они повсеместно применяются в США, Канаде и странах Европы. В России на сегодняшний день традиционным вариантом остается использование систем водяного обогрева зданий, хотя они имеют значительно более низкий КПД, затратны по материалам и оборудованию, а также требуют профессионального подхода к проектированию и монтажу.

Какими бывают способы обогрева воздухом?

Классификации систем воздушного отопления учитывают:

• тип используемого для их работы источника энергии;
• место размещения обогревательного прибора;
• особенности конструкции системы;
• способ циркуляции воздуха;
• наличие рекуператора;
• метод нагрева воздуха.

Способ циркуляции воздуха оказывает значительное влияние на энергозатратность системы обогрева:

• воздушное отопление, совмещенное с приточной вентиляцией, является дорогостоящим вариантом, поскольку для прогрева больших объемов уличного воздуха требуется мощное оборудование;
• способ воздушного отопления с полной или частичной рециркуляцией предполагает нагрев воздуха из помещения без притока наружных атмосферных масс или с незначительным их применением.

Системы воздушного отопления в зависимости от используемого источника энергии имеют различную эффективность.

1. Электрические системы полностью зависят от бесперебойного снабжения здания электроэнергией. Плановое или экстренное ее отключение, а также относительная дороговизна ресурса – серьезные недостатки электрического воздушного отопления.
2. Газовые системы являются одними из наиболее экономически привлекательных, но для их работы необходима газовая магистраль.
3. Дровяные и угольные системы воздушного отопления имеют как преимущества, так и недостатки. Они требуют выделения места под хранение топлива и имеют низкий КПД, однако позволяют достичь некоторой автономности и независимости от наличия газа и электричества.
4. Солнечное воздушное отопление позволяет задействовать бесплатную энергию солнечного тепла и света, доступную в любой точке земного шара. Системы такого типа работают посредством промежуточного нагрева воды или в паре с электрическим нагревателем.

Применение воздушного коллектора для отопления помещений

Обогрев любых помещений может быть частично или полностью осуществлен за счет применения солнечных коллекторов. Минусом систем воздушного отопления этого типа способен послужить недостаток мощности солнечного излучения в некоторых регионах России или обилие пасмурных дней. Решением вопроса является использование аккумуляторов или резервных устройств для обогрева.
Отлично зарекомендовало себя применение гелиопанелей для обустройства воздушного отопления купольных домов и других загородных жилых построек. Они высоко ценятся за возможность создания полностью автономных и пожаробезопасных инженерных систем обогрева. Воздушное отопление бассейнов, теплиц, овощехранилищ и других специализированных объектов с использованием возобновляемого источника энергии становится все более популярным.