Воздушное отопление: принцип действия, преимущества и недостатки

Воздушное отопление как один из вариантов обогрева зданий набирает в последнее время всё большую популярность, составляя конкуренцию традиционному водяному. Оно может быть реализовано в различных формах и направлено на поддержание комфортного микроклимата в одном помещении (сплит-системы) или иметь разветвлённую трубопроводную сеть, проходящую во всех комнатах дома.

Принцип работы этого типа отопления основан на преобразовании различных типов энергии в тепловую для её передачи воздушным потокам, циркулирующим внутри системы. Они в свою очередь прогревают помещения до комфортной температуры.

Их движение может происходить естественным путём за счёт разницы давлений или принудительно с использованием нагнетающих приспособлений.

Для работы такого комплекса необходимо следующее оборудование:

• Источник энергии. Является центральным элементом, от которого подпитываются все остальные звенья цепи. В его качестве может выступать тепловой насос или котёл, работающий чаще всего на газе или дизельном топливе. Электрические устройства более применимы для локального обогрева отдельных комнат.
• Воздуховоды. Сеть труб или коробов с большим сечением, по которым перемещаются горячие потоки. Обычно прокладывается скрыто внутри стен, потолка или под полом. Также сюда входят вентиляторы, создающие циркуляцию в случае необходимости, и решётки.
• Автоматика. Модули управления, позволяющие с минимальным участием пользователя поддерживать заданную им температуру. С их помощью можно обеспечить оптимизацию расхода энергии, внедряя суточные, сезонные режимы работы, обогревая комнаты по индивидуальным схемам.

Основные преимущества, благодаря которым воздушное отопление получило популярность:

• отсутствие необходимости в установке радиаторов, конвекторов или иных приборов, что существенно сокращает расходы на организацию и позволяет освободить пространство
• возможность обустройства системы с круглогодичным циклом функционирования, зимой направленным на отопление, летом – на охлаждение
• быстрый обогрев помещений за счёт высокой теплопроводности воздуха
• широкие возможности регулирования, так как данный тип теплоносителя является наиболее контролируемым
• простота обслуживания, в котором нуждается только источник энергии
• экономичность. Доказано, что воздушное отопление в 1,5-2 раза меньше расходует топлива по сравнению с водяным

Однако работа такого комплекса не обходится и без минусов:

• Во-первых , грамотная организации сети трубопроводов предполагает большой диаметр. Скрытое их размещение в коммуникациях здания предполагает уменьшение пространства помещений.
• Во-вторых , чаще всего воздуховоды монтируются под потолком. В результате хорошо прогреваются верхние слои комнат, в то время как нижние недополучают тепла. Решением этой проблемы может стать прокладка инженерных сетей в полу.
• Третья причина , по которой хозяева домов предпочитают водяное отопление, высокая инерционность воздушного. Пока работает котёл, происходит нагрев, но как только он отключается, излучение прекращается практически сразу. По этому показателю радиаторы, несомненно, лидируют, так как могут ещё долго остывать, передавая окружающему пространству тепло.

Произвести грамотный расчёт необходимой мощности генератора энергии, размеров сечений воздуховодов и их протяжённости практически невозможно без специальных знаний. Установка данной системы, которая должна производиться на стадии капитального ремонта, также достаточно сложна.

Воздушное отопление дома – плюсы и минусы

Обладать частным домом – это наличие определенных проблем. Всегда возникают трудности то с водоснабжением, то с отоплением, то с канализацией. С одной стороны это даже может быть занимательным. В процессе решения проблемы всегда узнаешь что-то из новых технических разработках и что-то начинаешь использовать сам. К примеру, в этой статье посмотрим как возможно использовать воздушное отопление дома.

Что такое воздушное отопление?

Наверное, все знают ее, а отдельные люди и даже пользовались обычной деревенской печкой. До того, как отопить дом или приготовить еду необходимо подготовить дрова и затопить печку. Подобный пример обогрева дома и есть один из лучших образов системы воздушного отопления частного дома. Воздух, который нагревается рядом с печкой, расходится по всему помещению и греет всю комнату.

На таком примере с обычной печкой представлено воздушное отопление, которое обладает естественной циркуляцией (гравитационной). Однако бывают системы и с принудительной циркуляцией горячего воздуха.

Естественная циркуляция теплого воздуха основывается на законах физики. Теплый воздух, т.к. он легче холодного, поднимается наверх, а холодный собирается внизу.

В качестве подтверждение можно посмотреть такой пример. Когда вы зимой открываете входную дверь, то холодный воздух быстрее всего проходит по полу, а теплый из помещения выходит поверху.

Принудительная циркуляция теплого воздух проводится с помощью специальных вентиляторов и насосов. Через обустроенные воздуховоды подогретый воздух (t° +45… +60) распространяется по всем жилым помещениям, обмениваясь своей теплотой и обогревая помещение. Остывший воздух опускается вниз, где он втягивается расположенные внизу воздуховоды и снова нагнетаются в теплогенератор или печь. И так с постоянным циклом.

При этом циркуляция может проводиться следующими методами:

• Как рекомендуется: с подачей свежего воздух извне;
• Полный закрытый цикл;
• Прямоточная циркуляция. Охлажденный воздух отправляется наружу, а свежий забирается на обогрев. Это не экономичный способ. Для жилых помещений не рекомендуется.

Естественный способ циркуляции не потребует использования электричества. А в случае с принудительной все наоборот.

Достоинства и недостатки воздушного отопления

Воздушное отопление в частном доме применяется большим количеством людей, что не может не говорить о его популярности.

Обсуждаемый обогрев обладает следующими достоинствами:

• Малое энергопотребление. Экономичность в материалах – не требуются радиаторы и трубы. Экономия энергии на подогрев – отсутствует промежуточная жидкость, которую нужно нагревать.
• Высокий КПД.
• Отсутствует риск протечек системы и ее перемерзания.
• Имеется возможность совмещения с другими системами: вентиляции и кондиционирования.
• Высокая скорость нагрева жилых площадей.
• Обладает широкими возможностями автоматического управления, что целиком исключает возможность полного остывания помещений.
• Эстетический вид – отсутствие батарей и труб, что обеспечивает широкие возможности для планировки и дизайна помещений.
• Скорость и легкость монтажа оборудования.
• Долговечность и простота в эксплуатации. Срок службы до 30 лет.
• Доступность по цене. Окупаемость в короткие сроки.

Однако было бы не честно не обозначить и недостатки воздушного отопления:

• Наличие некоторого шума во время работы системы воздушного отопления, который создается вентиляторами.
• Присутствие в воздухе частиц пыли, когда не установлены фильтры.
• Разница температуры вверху и внизу помещения, которая может быть до 10°С при обычных потолках и до 20°С при высоких потолках. А это ведет к увеличению затрачиваемой мощности в зимний период.

Для чего нужно воздушное отопление

В основном подобный вид отопления дома рекомендуют для каркасных домов, которые получили широкое распространение в последнее время.

Однако каркасное строительство – не одна область, в которой может быть установлен подобный вид обогрева. Он может быть установлен в любом типе помещения, но при условии расчета еще на стадии проекта будущего дома. Это все потому, что потребуется обустройство технологических ниш для монтажа воздуховодов.

Вердикт

Естественно, что воздушное отопление обладает большим количеством плюсов. Однако его деятельность будет наиболее эффективной в тех случаях, когда выполнены точные расчеты.

Преимущества воздушного отопления

Рис. 1. Принцип работы теплогенераторов

До недавнего времени в России для обогрева помещений использовались системы централизованного водяного отопления. Воздушное же отопление, широко распространенное за рубежом, в нашей стране применялось довольно редко. Однако теперь все чаще заказчики отдают предпочтение именно ему, ведь оно лишено таких недостатков традиционных теплосетей, как ощутимые потери тепла при транспортировке, сложность регулирования, инертность, риск появления протечек и вечная потребность в ремонте.

Что такое воздушное отопление?

Воздушное отопление — способ обогрева помещений подачей в него нагретого воздуха.

Основа системы воздушного отопления — работающий на газе или жидком топливе тепло­генератор. Его главные элементы — горелка и теплообменник. Раскаленные продукты сгорания проходят через теплообменник внутри, снаружи он обдувается воздухом. За счет непосредственного теплообмена воздух нагревается до 45–65 °C, после чего непосредственно или по системе воздуховодов подается в помещения.

Рис. 2. Пример использования теплогенераторов с канальной раздачей

Система воздушного отопления может работать в режиме рециркуляции, с частичным подмесом или стопроцентной подачей наружного воздуха.

Автономный обогрев при помощи теплогенераторов позволяет значительно уменьшить капитальные и эксплуатационные затраты по сравнению с использованием водяного отопления. Он особенно эффективен в производственных помещениях, выставочных павильонах, мастерских, гаражах, на станциях технического обслуживания, автомойках, киностудиях, складах, в общественных зданиях, спортзалах, супермаркетах, теплицах, оранжереях, животноводческих комплексах, птицефермах и на других подобных объектах.

Преимущества и недостатки систем воздушного отопления

Одно из важнейших преимуществ воздушного отопления перед водяным — его тепловая экономичность и малая инерционность. Благодаря прямому сжиганию топлива и отсутствию промежуточного теплоносителя КПД системы воздушного отопления достигает 94–96%. Малая инерционность системы позволяет прогреть помещение до рабочей температуры всего за 20–30 минут. А значит, нет необходимости в круглосуточной работе обогревателей, что приводит к значительной — до 50% — экономии топлива и электроэнергии.

Рис. 3. Теплогенератор для производства горячего воздуха (до 280 °С)

Применение программируемых термостатов для обеспечения «дежурного режима» — автоматического снижения температуры при отсутствии людей — дает возможность дополнительно сэкономить от 5 до 25% тепловой энергии.

Другие плюсы таких систем: надежность, отсутствие рисков замораживания, простота в монтаже и обслуживании. Традиционные системы водяного отопления не могут работать при перебоях в подаче газа и электричества. При минусовых температурах возникает риск замерзания воды в системе отопления и, как следствие, ее недешевого ремонта. Конечно, систему можно заполнять не водой, а специальным незамерзающим составом-антифризом, но это значительно увеличит стоимость монтажа. Кроме того, при эксплуатации систем водяного отопления всегда существует риск разгерметизации, в результате которой вытекшая из труб жидкость может повредить находящееся в помещении имущество. Наконец, для водяной системы недостаточно установить котел и проложить трубопровод. Для ее безаварийной работы требуются станция водоподготовки, а также бесперебойная подача электроэнергии для питания насосов, обеспечивающих циркуляцию теплоносителя.

В случае с воздушным обогревом все намного проще. Необходимо просто установить нагреватель в подходящем помещении или даже на улице, смонтировать систему воздушных каналов для подачи нагретого воздуха и дымоход. Если же нагреватель устанавливается непосредственно в помещении, где требуется отопление, задача упрощается еще больше. Все, что нужно в этом случае, — обеспечить отвод продуктов сгорания и подключить теплогенератор к электросети.

При эксплуатации необходимо лишь раз в год — перед отопительным сезоном — проводить технический осмотр нагревателя и при необходимости производить очистку теплообменника. Понятно, что ни о каких протечках теплоносителя, приводящих к порче имущества, не может быть и речи, так как им является воздух.

Также среди достоинств воздушного отопления следует отметить возможность его интеграции с другими системами поддержания климата. Например, объединив его с вентиляционной системой, можно организовать частичный приток наружного воздуха в помещение. А летом, отключив подогрев, использовать воздухонагреватель как установку приточной вентиляции. Дополнительно можно установить фильтры и увлажнители нагреваемого воздуха.

Рис. 4. Низкотемпературные установки (до -55 °С) с высоким расходом воздуха: до 140000м 3 /ч (для обогрева шахт)

Еще одно немаловажное преимущество — высокая степень автоматизации систем воздушного отопления. В сочетании с высокой надежностью оборудования это позволяет до минимума сократить обслуживающий персонал.

Наконец, капитальные затраты на строительство или реконструкцию воздушной системы, как правило, значительно ниже расходов на организацию водяного или лучистого отопления. Отсутствие промежуточного теплоносителя позволяет отказаться от строительства и содержания котельной, теплотрасс и станции водоподготовки. Это, в свою очередь, позволяет резко снизить эксплуатационные расходы. Срок окупаемости системы обычно не превышает одного-двух отопительных сезонов.

К недостаткам воздушного отопления можно отнести шум и подвижность воздуха. Однако при промышленном использовании системы эти факторы не имеют существенного значения, так как в данном случае санитарные нормы не нарушаются.

Рынок систем воздушного отопления. Оборудование Tecnoclima

Динамичный рост российского рынка систем воздушного отопления обусловлен, во-первых, активным строительством промышленной и коммерческой недвижимости средних и больших площадей, создающим повышенный спрос на оборудование для отопления, охлаждения и обработки воздуха. Во-вторых, тем, что технические характеристики систем воздушного обогрева делают это оборудование идеально подходящим для нашего климата, отличающегося резкими перепадами температуры.

Рис. 5. Теплогенератор с модуляцией мощности и нижней раздачей (для тепличной отрасли)

С учетом перманентного повышения стоимости природных ресурсов и электроэнергии требуются новые экономичные и экологичные технологии. Такие как применяемая в оборудовании Tecnoclima инновационная технология непосредственного теплообмена Dry с применением запатентованных теплообменников Tecnoclima. Она позволяет максимально эффективно перемещать тепловую энергию в помещение, в котором необходимо создать определенный температурный режим. Использующие ее приборы представляют собой автономные моноблоки, что дает большую свободу при их установке.

При максимальной производительности технология Dry отличается очень малым потреблением энергии, а значит — минимальным воздействием на окружающую среду. Преимущества Dry по достоинству оценены такими ведущими европейскими компаниями, как Ferrari, Siemens, Whirlpool.

Продукция Tecnoclima — это более 300 моделей сертифицированного оборудования, зачастую не имеющего аналогов, отличающегося оптимальным соотношением цены и качества. Кроме того, имеется возможность индивидуального подхода к производству техники.

Специально для жестких климатических условий в ассортименте компании имеются устройства с нестандартными техническими показателями, такими как очень высокая температура нагрева воздуха или большое статическое давление.

Особенным успехом в России пользуются выпускаемые Tecnoclima S.p.A. руфтопы с фреоновым контуром охлаждения и газовой секцией нагрева серии CF-GAS , универсальные теплогенераторы серий TE, TC-E , TCO-E , газовые настенные теплогенераторы с атмосферными горелками серий РА, а также водяные воздухонагреватели AZN .

Все агрегаты автономны и не требуют подключения дополнительного оборудования при эксплуатации.

И это лишь часть продукции Tecnoclima, предназначенной для воздушного отопления и обработки воздуха. Более полную информацию об оборудовании, стоимости и срокам поставки можно получить у официального дистрибьютора Tecnoclima на территории РФ — компании «Венткор».

Статья подготовлена компанией «Венткор»