Воздушное отопление дома

Выбор системы отопления частного дома — важный вопрос, правильное решение которого обеспечивает комфортное проживание владельца дома и членов его семьи. Кроме того, оптимально подобранный вариант позволяет сэкономить определенную сумму денег и обеспечивает надежность функционирования, необходимую в условиях морозных зим. Рассмотрим один из малоиспользуемых, но вполне действенных типов обогрева дома — воздушное отопление.

Что представляет собой система воздушного отопления для частного дома

Воздушное отопление частного дома производится путем подачи в помещения теплого воздуха. От него нагреваются все предметы интерьера, мебель, стены и перекрытия дома.

Создается комфортная и уютная обстановка для жильцов. В отличие от распространенных водяного и электрического видов обогрева, воздушное отопление имеет более быстрое действие , меньшую инерционность и может регулироваться намного точнее и оперативнее . Кроме того, подобные системы часто совмещаются с вентиляционными, позволяя фильтровать циркулирующий воздух и удалять из него частицы пыли и прочие ненужные взвеси.

Производить нагрев воздуха проще и менее затратно, чем греть теплоноситель в котле, расходуя топливо или электроэнергию, поэтому эффективность и экономичность воздушного отопления вполне могут конкурировать с любым другим способом. Подобные системы сильно недооценены и имеют большие перспективы.

Устройство

Система воздушного отопления нуждается в следующих компонентах:

• нагревательный прибор (теплогенератор). В этом качестве может быть использован калорифер любого типа, газовый нагреватель, электрический , солнечный коллектор и т.д.
• теплообменник, в котором производится непосредственный нагрев воздуха
• система воздуховодов , распределяющая теплый воздух по всем помещениям дома
• устройство управления, позволяющее регулировать режимы работы и температуру в доме

Схема работы обогревательной системы достаточно проста: холодный воздух пропускается через нагревательный прибор и получает от него тепловую энергию. По системе каналов он доставляется в жилые помещения и, смешиваясь с внутренним воздухом, создает там наиболее комфортную температуру. Излишки воздуха удаляются из помещений через проемы, неплотности и прочие отверстия.

Примечательно, что воздушное отопление частного дома не создает чрезмерный подпор давления, вызывающий хлопающие двери или сложности при открывании окон. Перепады давления достаточно малы и незаметны, никаких неприятных ощущений или трудностей они не вызывают.

Преимущества и недостатки

Система воздушного отопления частного дома имеет ряд преимуществ:

• высокая эффективность и скорость обогрева
• экономичность . Расходы на воздушное отопление намного ниже, чем при использовании альтернативных способов
• КПД такого способа самый высокий — до 93%
• передача тепловой энергии производится напрямую, а не через промежуточные устройства (трубы, радиаторы и т.п.)
• управление системой достаточно легко и позволяет организовать в каждой комнате свой температурный режим
• с конструктивной точки зрения монтаж оборудования представляет собой несложную задачу, поскольку не имеется высокого давления и нет нужды в исключительной герметичности воздушных каналов. Если в одном воздухопроводе появляется отверстие, никаких аварий не происходит, никто от этого не страдает
• оборудование имеет довольно большой срок службы — по утверждениям специалистов, 20-летний период функционирования для системы вполне доступен
• себестоимость системы низка
• возможность самостоятельного монтажа наивысшая из всех имеющихся вариантов

Наряду с достоинствами имеются и некоторые недостатки:

• необходимость качественного расчета системы. Все ошибки вызовут недостаточность обогрева, которая проявится в самое неудачное время — в зимние морозы, поэтому точность расчета должна быть соответствующей
• Имеется необходимость в обслуживании и очистке воздушных каналов от копоти, пыли и конденсата. Скопления посторонних наслоений уменьшают тягу и нарушают режим обогрева помещений

Знание всех плюсов и минусов позволяет исключить возможность ошибок при проектировании, монтаже и эксплуатации оборудования.

Существует две основные системы воздушного отопления:

• с естественной циркуляцией
• с принудительной циркуляцией

Естественная циркуляция

Системы с естественной циркуляцией работают на принципе подъема горячего воздуха вверх . Поднимаясь, он вытесняет более холодные слои, постепенно прогревая все помещение. Для обеспечения функционирования такого метода необходимо наличие нагревателя в нижней точке дома (в подвале), образующего своеобразную подушку из нагретого воздуха, поднимающегося вверх и поступающего в помещения. Холодные массы поступают на замену поднимающимся горячим массам и все повторяется снова.

Эта методика хороша тем, что не создает многократной рециркуляции воздуха, накапливающего пыль, насыщаемого углекислотой и теряющего свое качество.

Принудительная циркуляция

Принудительная циркуляция дает возможность более точной, адресной регулировки поступающего в помещения потока. Движение воздушных масс обеспечивается вентилятором , который стабилизирует перемещение горячей струи, создает постоянное давление и расход воздуха. При этом, насыщенность такой системы оборудованием намного выше, кроме того, работа вентилятора зависит от наличия электроэнергии, а в случае перебоев, возможных в частных домах, обогрев помещений прекращается. Кроме того, вентиляторы, хоть и обладают большим ресурсом, сроком службы, иногда выходят из строя, что вынуждает владельца дома предусматривать альтернативный тип обогрева на случай возникновения неполадок основной системы.

Существуют разные виды теплогенераторов, по названию которых иногда классифицируют системы отопления, выделяя газовое, солнечное или электрическое воздушное отопление. Такая классификация представляется ошибочной, поскольку сама по себе система или принцип обогрева с изменением типа источника тепла не меняются.

Как производится расчет?

Расчет воздушного отопления включает в себя несколько шагов:
[fusion_checklist icon=»fa-check-square-o» iconcolor=»#1faee9″ circle=»» circlecolor=»#1faee9″ size=»20px» hide_on_mobile=»small-visibility,medium-visibility,large-visibility» ]

• определение теплопотерь помещений
• по величине потерь находится мощность теплогенератора
• количество воздуха, необходимое для подачи в помещения
• сечение воздуховодов
• давление и производительность вентилятора

Инженерами

Не являясь специалистом, правильно рассчитать воздушное отопление дома попросту невозможно. Необходимо знать методику расчета, которая имеет много вариантов, а самое главное — надо обладать соответствующим опытом, чтобы корректно подсчитать все потери и нужные мощности. Для этого наилучшим вариантом будет обратиться к специалисту . Только он, после тщательного обследования дома, материала стен, перекрытий, сопоставления объемов, прочих параметров помещений, сможет достаточно точно произвести необходимые расчеты.

Самостоятельно

Как вариант, можно использовать онлайн-калькулятор. Их много в сети на профильных ресурсах, где достаточно подставить свои данные по всем нужным параметрам, чтобы получить искомый результат. Такой способ расчета откровенно слаб , не может сравниться с расчетами специалиста, так как не все знают некоторые важные параметры дома. Тем не менее, способ существует, активно используется. Для большей точности, уверенности в качестве расчетов следует несколько раз продублировать их на других ресурсах, чтобы выбрать некое среднее значение из нескольких вариантов.

Критерии подбора оборудования

Выбор теплогенератора

Прежде всего, следует определиться с выбором теплогенератора. Его мощность известна из расчета, но каков его тип — это определяется по возможностям владельца дома, доступности топлива или ресурсов. При полном отсутствии каких-либо ресурсных поступлений выбирается либо котел на твердом топливе, либо газовый котел, работающий на привозном газе (в баллонах).

Наличие электроэнергии, подключения к системе ГВС или с газовой магистрали может изменить выбор на какой-либо другой. Обычно, основным критерием выбора при наличии нескольких вариантов служит наибольшая экономичность того или иного вида теплогенератора, его надежность, простота конструкции. Существуют конструкции котлов, способных работать на разных видах топлива. Для перехода с одного типа на другой требуется лишь поменять горелку, что весьма практично в условиях частного дома.

Оборудование

Выбор теплогенератора обуславливает подбор остального оборудования, соответствующего ему по мощности, производительности или пропускной способности. Тип котла определяет наличие, состав дополнительного оборудования для подачи или хранения топлива, регулировки режима горения. Здесь же выбирается наиболее удачная конструкция теплообменника, соответствующая по параметрам нагревателю. Большинство конструкций теплообменников основано на принципе действия калорифера — омывание или пропускание струи холодного воздуха сквозь близко расположенные нагретые элементы.

Воздуховоды

Выбор воздуховодов основан на их пропускной способности. Для частного дома хороши гибкие каналы, способные к установке в любых условиях, предоставляющие возможность замены при необходимости. Система каналов обычно заканчивается вентиляционными решетками .

Управление или выбор определенного режима может производиться вручную или с использованием автоматического управляющего устройства.

Порядок монтажа своими руками

Монтаж системы воздушного отопления частного дома заключается в установке и подключении нагревателя, теплообменника, системы каналов, транспортирующих горячий воздух в помещения. Для выполнения работ наиболее оптимальным временем станет этап строительства дома, когда все необходимые технологические отверстия могут быть сделаны без разрушения отделки или декора стен и перекрытий.

• Установка котла с теплообменником производится в специальном помещении, оборудованном по условиям эксплуатации оборудования.
• Подключение воздушных каналов производится по методу одного магистрального, проходящего по центральной оси дома, от которого елочкой расходятся каналы в помещения.
• Установка управляющего модуля производится в максимально удобном месте, чтобы не приходилось каждый раз спускаться в подвал или подниматься на чердак.
• Все соединения выполняются согласно требованиям оборудования, изложенным в паспортах, инструкциях.

Важно! Пробный запуск системы производится при минимальном режиме нагрева, который постепенно увеличивается до нужного значения.

Реальный опыт эксплуатации теплового насоса «воздух-вода»

Постоянный рост цен на энергоносители заставляет собственников загородной недвижимости задуматься, как сократить затраты на отопление. Один из вариантов — построить утеплённый дом с минимальными теплопотерями. Второй шаг — смонтировать низкотемпературную систему отопления. Третье — нагреть теплоноситель тепловым насосом класса «воздух-вода». На первый взгляд кажется, что это — неоправданно дорогое решение, а воздушный тепловой насос будет неэффективно работать зимой. Проверим, так ли это, на примере пользователей FORUMHOUSE, которые установили в доме тепловые насосы.

• Отопление зимой тепловым насосом «воздух-вода» — миф или реальность
• Сколько тепла вырабатывает тепловой насос «воздух-вода» при отрицательных температурах
• Выводы и рекомендации

Тепловой насос «воздух-вода» — реальные факты

Этот вид теплового оборудования вызывает массу споров. Пользователи делятся на два лагеря. Одни считают, что, для отопления дома, ничего лучше не придумано. Другие полагают что, из-за дороговизны тепловых насосов (ТН) и суровых климатических условий во многих регионах РФ, первоначальные вложения не отобьются. Выгоднее положить деньги в банк, а, на полученные проценты, отапливать дом электричеством. Как всегда, истина посередине. Забегая вперёд скажем, что, в статье речь пойдёт только о тепловых насосах «воздух-вода». Сначала немного теории.

Источники тепла для теплового насоса:

Важный момент: Тепловой насос не производит тепло. Он перекачивает тепло из внешней среды к потребителю, но, чтобы тепловой насос функционировал, требуется электричество. Эффективность работы теплового насоса выражается в соотношении перекаченной тепловой энергии к потреблённой из электрической сети. Эта величина называется коэффициент трансформации теплоты COP (coefficient of performance). Если в технических характеристиках теплового насоса заявлено, что COP = 3, то, это означает, что ТН перекачает в три раза больше тепла, чем «возьмёт» электричества.

Кажется, что вот оно, — решение всех проблем — условно говоря, потратив за один час 1 кВт электричества мы, за это время, получим 3 киловатт-часа тепла для системы отопления. В действительности, т.к. речь идёт о воздушных тепловых насосах с внешним блоком, установленным снаружи дома, коэффициент трансформации за отопительный сезон будет варьироваться в зависимости от температуры на улице. В сильные морозы (-25 — -30 °C и ниже) СОР воздушника падает до единицы.

Это останавливает загородных жителей от установки тепловых насосов «воздух-вода» — оборудования, в котором перекаченное тепло используется для нагрева жидкого теплоносителя. Люди считают, что для наших условий — не южных регионов страны, лучше всего подходят геотермальные тепловые насосы с закопанным в землю грунтовым теплообменником — системой труб, уложенных горизонтально или вертикально.

Я часто сталкиваюсь с мифом, что тепловой насос «воздух-вода» неэффективен в морозы, а вот геотермальный ТН — самый то. Сравните коэффициент трансформации теплоты оборудования весной. Геотермальный контур после зимы истощен. Хорошо если там температура около 0 градусов. А вот воздух уже достаточно прогрет. Потребность в тепле уменьшается, но не пропадает летом, т.к. горячее водоснабжение нужно круглый год. Геотермальные ТН отлично подходят для регионов с суровой зимой и длительным отопительным периодом. Для Южного федерального округа и Московской области ТН «воздух-вода» показывает сравнимый с геотермальником среднегодовой СОР.

Можно ли дешево отопить загородный дом зимой тепловым насосом «воздух-вода»

Я инженер. С 2003 года профессионально занимаюсь промышленными холодильниками и климатическими системами и поэтому в теме ТН. В феврале 2017 года я купил дом без внутренней отделки в пригороде Воронежа. Встал вопрос, как отопить коттедж. Была возможность за 400 тыс. руб. завести на участок магистральный газ. Но я выбрал тепловой насос «воздух-вода». На покупку потратил 8 тыс. евро и ничуть не жалею об этом.

Прежде, чем рассказать об эксплуатационных затратах Bavares36 и выгоде использования теплового насоса, опишем, а это важно знать, конструктив дома:

• Отапливаемая площадь двухэтажной «коробки» 130 кв. м.
• «Пирог» стен — панели из арболита толщиной 3.5 см, монолитный сердечник цемент + опилки — 25 см, несъёмная опалубка — пенопласт толщиной 9 см, отделка — декоративная штукатурка 0.5 см. Итого: общая толщина стены – 38 см.
• Перекрытие второго этажа деревянное.
• Крыша утеплена пенопластом толщиной 14 см.
• В доме, на первом и втором этаже, установлены большие окна в пол.

1. Отопление.

• На первом этаже дома смонтировано 8 контуров низкотемпературной системы отопления — тёплый пол (6 контуров) и теплые стены (2 контура).
• На втором этаже 6 отопительных контуров. Два контура теплых стен. Теплый пол в ванной и три контура в комнатах.

1. Система ГВС.

• В доме два санузла. Водопотребители — ванная, душ + мойка на кухне.
• В системе ГВС стоит циркуляционный насос.
• Дополнительно в доме, в санузлах, установлены полотенцесушители.

Для теплоснабжения дома используется тепловой насос «воздух-вода». Оборудование смонтировано и запущено 5 октября 2017 года. Важный нюанс! У ТН «воздух-вода» основная цена приходится на внутренний блок, т.к. в нём находятся: ТЭНы для нагрева воды для ГВС и для дополнительного нагрева теплоносителя в сильные морозы, теплоаккумулятор и прочее оборудование.

Переходим к цифрам. За шесть месяцев отопительного сезона Bavares36 потребил, по данным выделенного на ТН электросчётчика, электроэнергии:

• октябрь — 1000 кВт*ч;
• ноябрь -1000 кВт*ч;
• декабрь — 1000 кВт*ч;
• январь — 1700 кВт*ч;
• февраль — 1900 кВт*ч;
• март — 1900 кВт*ч.

Итого, общее потребление, с октября по март, составило 8500 кВт*ч. Тариф на электроэнергию — 2.52 руб. за 1 кВт*ч. Теперь считаем сколько заплатил пользователь за отопительный сезон включая ГВС: 8500х2.25= 21420 рублей.

За теплый период (с апреля по сентябрь включительно) счетчик теплового насоса «намотал» порядка 2500 киловатт-часов. Т.е. — 6300 руб. Итого, за календарный год, затраты на отопление и горячее водоснабжение — 27720 рублей. Я считаю, что тепловой насос «воздух-вода» отлично подходит для моих климатических условий. ТЭНы подключались периодически, при большом потреблении воды и при морозах -25 градусов Цельсия. А это всего две недели за зиму.

Для полноты картины приведём наблюдения пользователей портала, также эксплуатирующих тепловые насосы «воздух-вода».

У меня дом площадью 250 кв. м построенный из газобетона. Толщина газосиликатных блоков – 300 мм. Стены снаружи утеплены каменной ватой толщиной 10 см и оштукатурены. На первом этаже смонтированы теплые полы. Установленная температура +23 °C. На втором этаже радиаторы. Температуру выставил +24 °C.

Сначала пользователь отапливал дом электрокотлом мощностью 24 кВт. Потом, коттеджей в поселке стало больше, и начались проблемы с подачей электричества. Vovanadm поставил твердотопливный котел мощностью 30 кВт. Но ему быстро надоело быть кочегаром. В итоге пользователь установил тепловой насос «воздух-вода». Почему? Не нужно копать или бурить землю на участке под грунтовый теплообменник. ТН потребляет 2.35 кВт в час. СОР в отопительный сезон 3. Это дешевле, чем отапливать дом электричеством. Далее пользователь хочет перейти на дневной-ночной тариф. Ниже прилагаются фото со смонтированной системой и потреблёнными киловатт-часами с конца сентября по конец октября.