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.

Автономные системы отопления

Автономная система отопления — надежный способ контролировать свои расходы, кроме того, она позволяет установить в каждом помещении независимый температурный режим. Все хозяева загородных домов и коттеджей сталкиваются с проблемой выбора экономичной и надежной системы отопления на самых ранних этапах строительства.

Сравниваем системы отопления

В первую очередь, автономные системы отопления различаются теплоносителем — то есть веществом, которое нагревается и передает тепловую энергию воздуху в доме. Каждый вариант имеет свои особенности, поэтому выбирать способ отопления нужно в зависимости от потребностей и возможностей обитателей коттеджа.

Воздушная система отопления

Воздушные системы отопления хороши тем, что не грозят локальной аварией и ЧП. Горячий воздух не может прорвать трубу и затопить помещение, как бывает с водяными системами, кроме того, отопление воздухом экономично и удобно. Можно установить единый температурный режим для всего дома, а можно вывести отдельные воздуховоды в каждое помещение, тогда вы сами сможете решать: где устроить тропики, а где оставить прохладный уголок. Главное достоинство этого варианта — возможность совместить сразу две инженерные коммуникации: отопление и вентиляцию. Это сэкономит и деньги заказчика, и время монтажа, и пространство в доме.

Воздушная система отопления

В центре системы находится теплогенератор, состоящий из горелки и теплообменника. Следуя законам физики, происходит теплообмен, воздух нагревается до 45-70 градусов и распределяется по помещениям через систему воздуховодов. Режим рециркуляции подразумевает использование одного и того же «материала», при других опциях возможна частичная или стопроцентная подача наружного воздуха.

Система парового отопления

Система парового отопления еще экономичнее воздушной — на прокладывание труб требуется меньше металла, сами приборы достаточно компактны, при этом температуру в помещении можно менять довольно оперативно. Оборудование обходится владельцу недорого, комплектующие и запчасти также весьма бюджетны, а потери тепла минимальны. Система парового отопления работает с наилучшим КПД на больших площадях, поэтому в крошечном коттедже она встречается редко. Неприятной особенностью паропроводов считается шум и высокая температура отопительных приборов — их поверхность раскаляется до 100 градусов по Цельсию и выше.

Система парового отопления

Принцип работы системы следующий: в паровом котле кипит вода, испаряется, в газообразном состоянии (в виде пара), под воздействием давления проникает в нагреватели, остывает, выпадает конденсатом и возвращается обратно в котел. Обычно в быту используются агрегаты с давлением 100-170 кг/м², как более низкие, так и более высокие значения встречаются редко. Закрытая система подразумевает, что конденсат возвращается в котел по широким трубам сам, в открытой (разомкнутой) — он скапливается в специальных емкостях, и только затем насосом перекачивается в бак.

Водяная система отопления

Водяная система отопления имеет массу достоинств, поэтому она очень распространена в загородном домостроительстве, но есть у нее и особенности, которые необходимо учитывать. Например, при замерзании вода расширяется, что может привести к прорыву труб — но эта проблема решается заменой жидкости на антифриз. Во всем остальном такая система крайне практична, удобна и доступна.

Водяная система отопления

Теплоноситель (вода или, иногда, другая жидкость) нагревается в котле и, за счет уменьшившейся плотности и увеличившегося объема, движется вертикально вверх по стояку, где и попадает в расширительный бак. Оттуда чуть остывшая вода стекает по нисходящим трубам к отопительным приборам — батареям, которым и передает оставшееся тепло. Окончательно остывая, теплоноситель попадает обратно в котел — такой принцип действия системы называется «естественной циркуляцией». Принудительная циркуляция осуществляется за счет мощного насоса.

Газовая система отопления

Газовые системы достаточно экзотичны в нашем, северном регионе. Их суть в том, что теплоноситель (сжиженый газ) поступает локально к отопительным приборам, сгорает и выделяет тепло. Стоит это недорого, газопровод подведен к большинству домов, в крайнем случае, можно успешно обойтись газовым баллоном.

Газовая система отопления

Электрический обогрев

Электрический обогрев не использует теплоноситель: воздух нагревается напрямую. В предыдущем материале мы рассказывали об электрических полотенцесушителях в интерьере.

Классическое электрическое отопление, Gidotopleniya

Котельное оборудование

Выбирать котел следует с большим вниманием. Во-первых, нужно учитывать предполагаемый тип теплоносителя, во-вторых — режим эксплуатации. В частном коттедже для постоянного проживания котел будет работать в режиме «24/7», а на легкой летней даче — в лучшем случае, по выходным.

Газовые котлы

Чаще всего в загородном строительстве используются газовые котлы. Они компактны, относительно дешевы, просты в эксплуатации. За ними не надо следить, современное оборудование полностью автономно и справляется с работой без оператора. Газовый агрегат одинаково хорошо подходит для отопления и роскошной усадьбы, и скромного гостевого домика. Помните, что для установки этого типа оборудования требуется согласование, поэтому внести его в проект в последний момент, уже после начала строительства, будет проблематично. Такие котлы требуют проработанной системы вентиляции — в частности, к ним необходимо подводить дымоход для отвода отработанных газов — разумеется, каждый вид работ должен сопровождаться лицензией. Ранее мы рассказывали, как сделать разводку отопления в частном доме. В автономную систему, которую мы использовали, входил настенный газовый котел.

Газовый котел, Atem

Газовые котлы — пожалуй, самые компактные и простые в эксплуатации агрегаты из всех видов отопительного оборудования. Грубо говоря, они состоят из горелки, теплообменника и разнообразной автоматики. В камере сгорает топливо, выделившаяся энергия разогревает теплоноситель в теплообменнике, тот распределяется по трубам и отапливает помещения. Одноконтурный котел отвечает только за обогрев дома, двухконтурный также берет на себя и горячее водоснабжение.

Дизельные котлы

Дизельные котлы отличаются высоким КПД, также представлены на российском рынке в широком ассортименте, они потребляют энергию в меньшем количестве, чем их газовые аналоги, менее пожароопасны. Правда, эксплуатация этих агрегатов достаточно дорога, но снизить расходы можно за счет установки энергосберегающего оборудования.

Дизельный котел, Kiturami STS — 21R

Чтобы котел работал бесперебойно и не доставлял владельцам никаких проблем, важно, чтобы использовалась солярка высокого качества, без примесей — такое топливо тоже стоит недешево. Принцип работы дизельных агрегатов ничем не отличается от их газовых «коллег» — топливо поступает в камеру сгорания (горелку), где выделяет тепло, обогревает теплоноситель (чаще всего — воду), продукты горения выводятся наружу через дымоход.

Электрические котлы

Электрические котлы, обходятся своим владельцам очень дорого, кроме того, чтобы использовать этот вид отопления, нужно проложить специальную электросеть, способную выдерживать значительные нагрузки. В отдельных случаях их применение оправдано — когда, например, к дому невозможно провести газопровод и негде хранить топливные брикеты. Принцип работы такого котла предельно прост: электроэнергия преобразуется в тепловую. В зависимости от принципа работы, электрокотлы бывают тэновые, индукционные и электродные. При минимальных затратах получать максимальную отдачу можно с помощью электрического электродного котла.

Электрический котел, Protherm

Котлы на твердом топливе

Котлы на твердом топливе — наверное, самый экологичный вид отопления — они работают на прессованных брикетах, изготовленных из стружки и других отходов деревообработки. Для этого оборудования требуется отдельное помещение, также за агрегатом нужно следить и несколько раз в день подкладывать топливо. Выделяют котлы классического горения и длительного горения (пиролизные и «тлеющие»). Пиролиз — процесс выделения древесного газа под действием высоких температур в условиях нехватки кислорода. Такие агрегаты имеют две камеры: в первой происходит собственно пиролиз, во второй полученная смесь газов горит при большом количестве O2. Одной загрузки брикетов хватает на 12 часов отопления, зола практически не остается, топливо расходуется по-максимуму. В «тлеющие» котлы по периметру встроена водяная рубашка, горение идет сверху вниз. В огромную загрузочную камеру можно поместить топливо на несколько дней вперед, и забыть о нем.

Котел на твердом топливе, GreenVolt

Отопление и другие инженерные коммуникации

Все инженерные системы в доме связаны в единую сеть, их проработка — важный этап подготовки проекта. И канализация, и водопровод, и электропроводка должны быть проложены так, чтобы дополнять работу друг друга. Ранее мы рассматривали наиболее популярный и дешевый вид утилизации — устройство канализации при помощи бетонных колец. В контексте отопления особенно важно уделить внимание качественной вентиляции: любая отопительная система так или иначе выжигает кислород и сушит воздух, нужно позаботиться о восстановлении баланса. От качества вентиляции будет зависеть не только самочувствие обитателей дома, но и работа бытовых электроприборов, внешний вид и состояние меблировки, долговечность самого коттеджа. Например, повышенная температура и влажность создают идеальные условия для появления плесени, например, в двуслойной стене или за отделочной плиткой, один из способов предотвратить эту беду —рационально продуманная вентиляция.

Также отопление напрямую связано с водоснабжением. В частности, двухконтурный котел отвечает и за прогревание помещения, и за температуру воды в бойлере — получается, две системы имеют общий «корень». Кроме того, водяное или паровое отопление непосредственно зависит от водопровода. Здесь же стоит упомянуть и канализацию, которая также является неотъемлемой частью трубопровода. В отличие от квартиры, три основные инженерные системы загородного дома — отопление, канализация и водоснабжение — требуют постоянного внимания владельцев. Поскольку все три системы находятся в тесной взаимосвязи, при замене любой из них часто приходится менять оборудование и на двух оставшихся.

Особенности загородного водоснабжения

Отправной точкой для принятия решения о типе водоснабжения являются не пожелания владельцев и даже не их финансовые возможности, а доступный источник воды. При удачном расположении участка, это может быть открытый водоем. При современной экологии чистота воды в реках и озерах, конечно, вызывает серьезные сомнения, но фильтры смогут сделать из технической воды питьевую. Несложная насосная станция и бойлер обеспечат небольшой загородный коттедж горячей водой в достаточных для среднестатистической семьи количествах. В предыдущем материале мы рассказывали о том, как правильно установить бойлер своими руками.

Если водоема в непосредственной близости от постройки нет (или он уж слишком грязный и мелкий), есть смысл соорудить шахтный колодец — вода в нем будет гораздо чище и качественнее, но выйдет такое водоснабжение дороже. Кроме того, необходимо знать глубину залегания грунтовых вод, и если она превышает 20 метров — колодец на таком участке построить нельзя, придется бурить артезианскую скважину. Для функционирования этой системы тоже достаточно насоса (в этот раз, погружного) и водонагревательного оборудования.

Наконец, скважина. Ее бурение стоит приличных денег, зато в результате вы получаете чистейшую воду, обладающую непревзойденными вкусовыми качествами и уникальной мягкостью. Возможно, придется собрать пакет разрешительной документации и обратиться за помощью к разнообразным специалистам, начиная от геодезистов и заканчивая инженерами, так что общая стоимость этого типа водоснабжения окажется «кусачей», зато этот вариант подходит для любого вида грунта и гарантирует, в общем итоге, наилучший результат.

Камины

В современном загородном доме камин часто выполняет чисто декоративную функцию (он может быть даже заменен полностью искусственной имитацией), но этот элемент интерьера также может использоваться для отопления помещения. У него довольно низкий КПД и тепло в комнатах держится недолго — но это только при классическом исполнении. Сегодня популярность набирают камины с водяным контуром — по сути, это другая форма котла на твердом топливе с полным набором тех же достоинств и недостатков. Такой камин полностью автономен, ему нужны только топливные брикеты и хорошая вытяжка (снова вспомним про вентиляцию), но, к сожалению, процесс подачи топлива никак нельзя автоматизировать, придется подкидывать пеллеты вручную. Это не единственный вариант решения камина, но один из наиболее удобных Также бывает топка с распределителем воздуха, моноблок с воздушным контуром и еще целый ряд разнообразных моделей.

Современный и стильный камин с водяным контуром, Lechma