Воздушное отопление. Виды и устройство. Работа и применение. Выбор

Сравнительно недавно появился такой способ обогрева дома, как воздушное отопление. Если раньше этот вариант применялся для отопления больших помещений, складов, офисов и магазинов, то сейчас его все чаще используют для обогрева частных домов.

Благодаря тому, что данный вид отопления подходит как для небольшого дома, так и для производственных помещений и стоимость такого оборудования будет меньше, по сравнению с другими типами обогрева, воздушное отопление быстро приобретает популярность.

Виды воздушного отопления

В этом случае основным теплоносителем является воздух, его нагрев происходит за счет первичного теплоносителя, это может быть горячая вода, пар или газ.

Разделение данного типа отопления на виды проводится по параметрам:

• Способ циркуляции воздуха. Это может происходить механическим путем, когда для движения воздуха используются вентиляторы или естественным, в этом случае воздушные массы перемещаются за счет разницы температуры.
• Тип устройства. Могут использоваться центральные устройства, которые находятся вне дома и воздух в помещении подается по специальным воздуховодам, или локальные – они находятся непосредственно в помещении и помогают поддерживать температуру в заданной зоне.
• Способ воздухообмена. Есть системы, использующие только воздух, находящийся внутри обогреваемого помещения, они называются рециркуляционные. Могут быть системы с частичной рециркуляцией и приточные – в них приток воздуха происходит с улицы.
• Тип расположения. Такие устройства могут располагаться на полу или быть подвесными.

Устройство воздушной системы отопления

Если в системе обогрева используются воздуховоды, то к ней относится:

• Установка, при помощи которой нагревают воздух.
• Вентилятор, он необходим для перемещения воздуха по воздуховодам.
• Система воздуховодов.

Такой тип обогрева позволяет не только отапливать помещение. Летом можно установить охлаждающую систему и таким образом, поддерживать в доме комфортную температуру. При использовании системы естественной циркуляции воздуха воздуховодов нет, и нагретый воздух сразу попадает в помещение.

Теплогенератор, который используется для нагрева воздуха, должен его разогревать не выше 70 градусов. Это надо для того, чтобы при смешивании его с воздухом в комнате, он оставался пригодным для дыхания.

Теплогенератор может быть нескольких видов:

• Прямого нагрева – нагрев воздуха происходит за счет сгорания топлива (газ, уголь, дизтопливо и др.).
• Электрическое оборудование прямого нагрева – используются мощные тепловентиляторы, которые одновременно нагревают и перемещают воздушные массы.
• Косвенного нагрева – есть теплообменник, в нем циркулирует вода и уже она нагревает воздух.
• Комбинированные устройства — оборудование нескольких типов объединяют в единую систему, что позволяет получить качественный и эффективный обогрев.

Кроме описанных элементов, такая система обогрева может включать в себя фильтры для очистки воздуха, увлажнители, ионизаторы, осушители, стерилизаторы и другое оборудование. Для управления могут использоваться автоматические системы, при помощи которых в помещении создаются комфортные условия.

Принцип действия

Воздух нагревается в теплогенераторе, после чего подается в помещение. Перед подачей нагретого воздуха, он проходит очистку при помощи системы фильтров, а после этого, по воздуховодам разводится в разные комнаты. На воздуховодах есть диффузоры, которые используются для регулировки подачи воздуха и таким образом, в помещении поддерживается заданная температура.

Обычно циркуляция воздушных масс проводится принудительно, то есть при помощи мощных вентиляторов. Воздуховоды могут иметь круглое или прямоугольное сечение. В интерьер лучше вписываются те, которые имеют прямоугольное сечение, но аэродинамическое сопротивление меньше у круглых. После охлаждения воздуха, он по возвратным воздуховодам снова попадает в теплогенератор и за счет его циркуляции происходит обогрев дома.

Область применения

Воздушное отопление широко применяется как в промышленных и общественных помещениях, так и в жилых домах. Если радиус действия системы не более 10 метров, то можно использовать системы отопления с естественной циркуляцией. Когда он будет больше, необходимо устанавливать вентиляторы, которые смогут обеспечить принудительную циркуляцию воздуха.

Рециркуляционные системы можно использовать только там, где воздух не загрязняется различными выделениями. Если он загрязняется, например, вредными микроорганизмами или другими источниками, то необходимо устанавливать прямоточную систему отопления, которая связана с приточной вентиляцией.

Воздушное отопление экономически более выгодное, чем паровое или водяное, так как для его создания требуется меньше металла, а монтаж проводится намного проще и быстрее.

Как выбрать воздушное отопление

Если решено установить в доме воздушное отопление, надо сначала определиться с источником тепла, который используется в теплогенераторе:

• Твердотопливный котел, этот вариант нагрева является самым простым и доступным. При нагреве булерьяна происходит естественная циркуляция воздуха, что позволяет обогревать небольшой дом, если организовать принудительную циркуляцию воздуха по воздуховодам, то обгорев, проводится еще более эффективно.
• Газовыйкотел, во время сжигания газа в теплообменнике нагревается воздух, после чего он принудительно разводится по комнатам.
• Электрические системы, такое решение реализуется при помощи тепловентиляторов, тепловых пушек или электрических конвекторов с обдувом теплообменника.
• Тепловой насос, самым простым вариантом является оконный кондиционер, особенностью теплового насоса является то, что он берет тепло из воздуха, воды или грунта и отдает его для нагрева помещения.

Во время проведения расчета такой системы отопления, надо учитывать следующее:

• Из каких материалов построен дом.
• Какими материалами и насколько качественно выполнена его теплоизоляция.
• Размер и число окон.
• Сколько в доме постоянно проживает людей.
• Используются ли дополнительные источники тепла и какая у них мощность.

Специалисты рекомендуют при проведении расчета учитывать, что на кубический метр отапливаемого объема надо затратить 40 Ватт тепловой мощности, для северных районов с суровыми зимами этот показатель увеличивают в 1,5-2 раза.

Проще планировать такое отопление на стадии строительства дома, так как воздуховоды можно спрятать в стенах или оставить для них пустоты. В готовом здании это сделать сложнее и не всегда получается сделать их незаметными.

Достоинства и недостатки

Воздушное отопление используется очень часто, что указывает на его популярность, которая объясняется следующими преимуществами такого обогрева:

• Низкие затраты энергии.
• Нет радиаторов и труб, что позволяет экономить на материалах и на времени создания такой системы обогрева.
• Высокий КПД, он часто больше, чем у систем водяного отопления.
• Такой теплоноситель, как воздух не замерзает и не протекает.
• Есть возможность совмещать в одной системе отопление дома и системы вентиляции, кондиционирования.
• Быстрый нагрев помещения, достаточно 20-40 минут, чтобы нагреть помещение, в котором была отрицательная температура.
• При установке автоматической управляющей системы, можно настроить необходимую температуру, в момент нахождения людей в доме и когда их в нем нет.
• Так как нет труб и радиаторов, экономится пространство комнаты и не портится ее эстетичный вид.
• Быстрая окупаемость.
• Большой срок службы, при правильной эксплуатации, такая система будет работать минимум 30-40 лет.
• Доступная стоимость.

Но нельзя сказать, что воздушное отопление является идеальным вариантом, как и у других способов обогрева, есть у него и ряд недостатков:

• Во время работы вентиляторов создается определенный шум, чтобы его уменьшить, их надо устанавливать в отдельных помещениях.
• На уровне пола и потолка будет значительная разница температуры и чтобы ее уменьшить, надо увеличивать мощность используемого оборудования.
• Если забор воздуха происходит с улицы, и нет фильтров или они загрязнились, то в дом будет попадать пыль.

Особенности расчета

Для самостоятельного расчета такой системы обогрева, надо иметь специальные знания и навыки, поэтому лучше воспользоваться услугами специалистов. Заказчик может только проконтролировать выполнение расчетов, в их число входят такие этапы:

• Расчет тепловых потерь в каждой комнате.
• Выбор типа отопительного оборудования и определение его мощности.
• Какое необходимо количество подогретого воздуха, с учетом выбранного оборудования.
• Длина и сечение воздуховодов.

В таком случае заказчик получает несколько вариантов расчетов, сделанных специалистами, и сможет выбрать тот, который полностью удовлетворит его требованиям.

Промышленное воздушное отопление

NORTEC Group проектирует, поставляет и монтирует системы воздушного отопления с 2005 г.

Сегодня воздушное отопление применяется для отопления производственных и складских помещений, торговых центров, спортивных объектов, цехов, ангаров, тентовых конструкций и промышленных зданий, шахт и буровых установок. Также воздушное отопление применяется и для отопления частных домов и коттеджей, чему способствует множество преимуществ данного вида отопления перед водяным.

В настоящее время практически не используется прямой нагрев воздуха продуктами сгорания. Для отопления используется чистых воздух, нагретый в специальных агрегатах — теплогенераторах различных видов, имеющих в своем составе рекуперативный теплообменник.

В теплообменнике отходящие газы с высокой температурой отделены от нагреваемого воздуха. В помещение подается чистый воздух с нужной температурой, а продукты сгорания удаляются через дымоход.

Устройство и принцип действия теплогенератора

Внешний вид теплогенератора Tecnoclima со снятой боковой стенкой

Большинство воздухонагревателей для воздушного отопления, называемых также «теплогенераторами», состоит из камеры сгорания, теплообменника рекуперационного типа, вентиляторной секции и горелки. Теплогенераторы могут быть выполнены как в вертикальном, так и в горизонтальном исполнении, для наружной или внутренней установки. Они могут работать на дизельном топливе, газе, отработанном масле и других видах топлива.

Тем не менее, и сегодня существуют системы обогрева производственных помещений с загрязненной средой, где приточный воздух нагревается газовыми горелками прямого нагрева. В этом случае содержание некоторого количества продуктов сгорания газа в приточном воздухе несущественно по сравнению с загрязненностью воздуха в помещении.

Преимущества и особенности воздушного отопления

Главным достоинством воздушного отопления является отсутствие воды в системе. Из этого следует:

• высокий общий КПД системы;
• отсутствие длинных магистралей для воды;
• отсутствие протечек;
• нет риска разморозки системы зимой;
• не нужны сантехники;
• не нужно ежегодно опрессовывать систему и готовить ее к сезону;
• можно включать систему только в нужное время, даже зимой;
• быстрый прогрев помещений, низкая инерция;
• сопряжение с системой вентиляции и кондиционирования;

В системах воздушного отопления тепло передается напрямую от источника к воздуху, подаваемому в помещение, без применения промежуточного теплоносителя. Таким образом, из системы исключается основной источник проблем – жидкость.

В системе воздушного отопления не бывает протечек, коррозии, отсутствуют потери тепла в длинных подводящих магистралях.

Еще одним преимуществом является возможность объединения системы воздушного отопления с системой приточной вентиляции.

Система воздушного отопления может работать с подмесом наружного воздуха до 100%, т.е. при необходимости быть полностью приточной. Это бывает необходимо для помещений класса взрывопожаробезопасности А или Б.

Тем не менее, воздушное отопление имеет ряд особенностей, ограничивающих его применение, в основном, промышленными объектами:

• повышенная шумность;
• необходимость в разводке громоздкой вентиляционной сети;
• большие габариты теплогенераторов;

Экономический эффект от применения воздушного отопления

Высокий (до 30%) экономический эффект от применения воздушного отопления связан со следующими факторами:

1. Децентрализация.
   • Уход от центральной котельной позволяет существенно сократить издержки на строительство протяженных магистралей от котельной до обогреваемых помещений.
     Газовая магистраль той же длины в строительстве обходится существенно дешевле.
   • Теплопотери, неизбежные при передаче тепла теплоносителем на большие расстояния, полностью отсутствуют в децентрализованной системе.
2. Cнижение эксплуатационных расходов.
   • Для обслуживания вентиляционной системы предприятию не требуется содержать штат сантехников, сварщика и т.д. Это существенно снижает издержки.
   • Не требуется проводить регулярные опрессовки системы, ежегодно сдавать систему проверяющим органам.

Снижение рисков для предприятия

Для предприятий, имеющих дело с хранением или производством продукции, боящейся воды, наличие магистралей с теплоносителем, проходящих, как правило, по опорным конструкциям над производственным или складским помещением, является существенным риском.

В случае воздушного отопления данный риск отсутствует.

В случае непредвиденной остановки системы отопления в холодный период, риск разморозки также полностью отсутствует.

Кроме того, децентрализованность системы воздушного отопления на предприятии исключает риски, связанные с выходом из строя единственной общей котельной или прорыва главной тепловой магистрали.

Задать вопрос специалисту:

Варианты применения систем воздушного отопления

Воздухонагреватели небольшой мощности могут применяться для обогрева частных домов, но с ростом мощности применение нагревателей воздуха переходит в промышленную область.

Это связано с тем, что большие объемы нагретого воздуха сложно перемещать в условиях частного дома, т.к. сечение магистральных воздуховодов будет велико. При этом для соблюдения баланса давлений необходимо предусматривать обратные воздуховоды того же сечения.