Воздушное отопление в каркасном доме

К отоплению каркасного дома следует подходить основательно, так как каркасная технология (при качественной сборке) предполагает весьма низкие теплопотери. Каркасный дом, из-за его сильного утепления, является домом — «термосом», который герметичен, и не пропускает в себя и из себя воздух. Именно Воздушное отопление– решение проблем обогрева и вентиляции каркасного дома.

Общие подходы

Такой дом имеет отличные теплотехнические характеристики, особенно если сравнивать с деревянными домами без дополнительного утепления. Он экономичен в эксплуатации, его теплопотери невелики (если сравнивать среднестатистические дома по каркасной технологии и деревянные, то теплопотери ограждающих конструкций в каркасном доме меньше в 2-3 раза). Но теплопотери дома состоят не только из потерь ограждающих конструкций, но еще и из энергозатрат на нагрев воздуха с улицы, с помощью которого мы проветриваем дом. Существуют различные варианты проветривать (вентилировать) дом: открыть окно (форточку), сделать клапана в окнах, поставить приточную вентиляцию или установить климатическую систему.

Если пойти классическим путем, смонтировать батареи отопления и изредка проветривать помещения через открытые форточки, то такой вариант допустим для деревянного дома. Ведь когда форточки закрыты излишняя влага будет удаляться через неплотности древесины, и через них же будет добавляться понемногу чистый воздух (это называется инфильтрация). Такая конфигурация в каркасном доме приведет в углах дома к конденсации влаги и образованию плесени. Потому что никакой инфильтрации в нем нет. Каркасный дом можно правильно использовать только с системой принудительной вентиляции.

В США и Канаде большинство домов делается по каркасной технологии. Поэтому там так популярно воздушное отопление загородных домов. Неудивительно, ведь она сочетает в себе вентиляцию, отопление и охлаждение воздуха.

Существуют различные конфигурации оборудования, в зависимости от доступных ресурсов и требований к системе.

Выбор конфигурации

Система воздушного отопления может совмещать множество различных конфигураций дополнительного оборудования, рассмотрим самые распространенные.

• Газовый котел + Водяной теплообменник
• Электрический котел + Водяной теплообменник или Электрическая кассета прямого нагрева
• Тепловой насос «воздух-воздух», цена которого в Москве вполне доступна, + резервный источник тепла (электричество, дизель и т.д.).

Поскольку система является модульной, отдельные модули можно устанавливать в процессе эксплуатации, тем самым улучшая микроклимат в помещениях.

Проектирование

Проектирование системы воздушного отопления для каркасного дома лучше всего делать на этапе проектирования самого дома. Это позволит спрятать воздуховоды в межбалочное пространство и, тем самым, сэкономить высоту потолка в помещениях. В случае необходимости можно увеличить толщину перекрытия, чтоб поместились все коммуникации.

Установка

Установка климатической системы может производиться на различных этапах строительства. Главное проложить трассы воздуховодов до отделки помещений. Монтаж самого теплогенератора можно выполнять и после выполнения отделочных работ, главное предусмотреть подвод всех коммуникаций. Воздушное отопление для каркасного дома является оптимальным вариантом по соотношению первоначальных затрат, эксплуатационных расходов и качества микроклимата в помещениях.

Воздушное отопление каркасного дома

Воздушное отопление дома является разумной альтернативой водным или электрическим греющим система. Этот способ обогрева жилищ применялся ещё в Древнем Риме. Суть применения данного метода состоит в качественном прогреве воздуха и обеспечении его перемещения по всем жилым комнатам.

Содержание

Краткая история воздушного отопления

История становления воздушной системы обогрева жилищ исчисляется несколькими столетиями. Так во время археологических раскопок в Лапландии (возле городка Воуллерим, Швеция) при изучении Аркаимского поселения (3-2 тыс. до н. э.) были найдены первые воздушные греющие системы, включающие: костровую яму, подземный воздуховод для подачи тепла и дымоход.

Первое письменное упоминание воздушной отопительной системы было сделано древнеримским архитектором Витрувием ещё в 1 в. до н. э. Описанная им технология применялась для обогрева общественных бань (терм) и состояла из отопительной печи (она находилась за пределами обогреваемого жилища) и системы труб и полостей, по которым перемещался тёплый воздух.

Говоря о Европейских странах, воздушное отопление активно применялось в немецких замках, где тёплый воздух проникал сквозь щели в полу.

В 15 в. была придумана русская система отопления, или русская печь. Эта технология предполагала нагрев воздуха за счёт непосредственного контакта последнего с печной поверхностью. При этом все продукты горения удалялись через дымоход. За счёт того, что сама печь размещалась внутри обогреваемого помещения, выделяемое ею тепло расходовалось максимально эффективно.

Важно: По своей сути русскую печь нельзя отнести к полноценным воздушным системам, так как её конструкция не предполагает наличия воздуховодов. Однако на её основе были разработаны более совершенные отопительные приборы.

В середине 18 в. шведский учёный Кристофер Польгем сделал чертёж первой полноценной отопительной системы с воздушными клапанами, располагающимися непосредственно под полом.

Позднее, в конце 18 в. инженером Францем Карловичем была сконструирована водяная батарея, которая в последствие заняла лидирующие позиции среди всех прочих систем обогрева.

Общий принцип работы конструкции и её элементы

Под воздушным отоплением принято понимать систему, обеспечивающую обогрев жилой площади горячим воздухом. В состав описанной конструкции входят:

• Воздухонагерватели — в них воздушную массу доводят до необходимой температуры;
• Воздуховоды – они применяются для подведения воздуха в отапливаемые комнаты;
• Воздухозаборочные и воздухоподающие решётки – непосредственно через них в комнату подаётся нагретая воздушная масса и она же забирается для поступления в воздухонагреватель;
• Запорно-регулирующие клапаны – они необходимы для регулирования работы воздуховодов.

Нагорев воздуха в конструкции может осуществляться за счёт сгорания разных видов топлива, нагрева жидкости или солнечной энергии.

общая схема отопления

Из выше сказанного может показаться, что если в нагрев реализуется за счёт сгорания топлива, то такая система ничем не отличается от печного отопления (или другого в зависимости от источника энергии). Однако, принципиальное различие состоит в том, что во всех остальных системах воздушная масса статична, т.е. вентиляции помещения и постоянного перемещения холодного и тёплого воздуха не происходит, в то время как весь принцип работы воздушной системы обогрева основан именно на непрерывной транспортировке воздуха от нагревателя к отапливаемому помещению и обратно по воздухопроводящей системе. Наиболее совершенным в этом отношении является воздушное отопление совмещённое с вентиляцией.

Разновидности

В зависимости от вида используемого топлива можно выделить следующие разновидности воздушных греющих систем:

1. Газовое воздушное отопление – данная система производит нагрев воздушных масс за счёт энергии, выделяемой при горении соответствующего вида топлива. Процесс работы подобной конструкции выглядит следующим образом: холодный воздух попадает в вентилятор нагревателя, по мере горения газа он согревается и посредством другого вентилятора перемещается по воздуховоду и поступает обратно в комнату;
2. Помимо газа источником энергии могут быть дизельное топливо, электричество, дрова или уголь. Общий принцип работы описанных агрегатов такой же, как и у газового оборудования;
3. Воздушное солнечное отопление – оно представляет собой косвенную греющую систему. Солнечная энергия используется для нагрева находящейся в системе воды, которая в свою очередь уже применяется для нагрева воздуха;
4. Система прогрева тепловым насосом – в этом случает в виде теплоносителя применяется хладагент теплового насоса. Он может использоваться в сочетании с любой другой греющей системой. Такие насосы плохо переносят большие отрицательные температуры, однако, помогут заметно сэкономить на тепле в межсезонье.

Видео о воздушном отоплении в каркасном доме:

Особенности монтажа

Непосредственно перед установкой конструкции, нужно осуществить расчёт воздушного отопления.

На этом этапе определяется:

• Мощность воздухонагревателя – её должно хватать для обогрева всего дома с учётом всех возможных тепловых потерь;
• Скорость подачи тёплого воздуха;
• Потери тепла через стены и пол;
• Размер воздуховодов – они должны быть достаточно ёмкими для обеспечения нормального передвижения воздушных масс.

Следующим этапом является определение места для установки воздухонагревающего агрегата. Как таковой инструкции по этому вопросу нет. Однако, для того, чтобы обеспечить не только прогрев, но и качественное движение воздуха, воздуховоды обычно объединяют с потолочной вентиляционной системой.

Так тёплый воздух проходит сквозь вентиляционные решётки и по специально смонтированным рукавам доставляется во все помещения.

схема движения воздуха в доме

Экономическая целесообразность

Говоря об экономической целесообразности, зачастую стоимость и установка системы воздушного отопления дома на порядок ниже, чем стоимость организации водяной системы. Связано это с тем, что для воздушного обогрева вам не нужно дополнительно монтировать конструкцию для циркуляции теплоносителя. К тому же,воздушное отопление каркасного дома можно подключить к центральной вентиляции помещений и в летнее время использовать для дополнительного кондиционирования комнат.

Скептики о воздушном отоплении:

Монтаж и обустройство системы воздушного отопления в каркасном доме

Часто владельцы загородных строений самостоятельно справляются с обустройством отопительной системы. Воздушная отопительная система не слишком часто используется, но, несмотря на это отлично поддерживает комфортные условия для жизнедеятельности человека.

Для того чтобы обогреть строение нет необходимости устанавливать радиаторы и бесконечно их обслуживать. Воздушное отопление представляет собой экономичную систему, поскольку для того чтобы обогреть помещение нет необходимости в наличии «посредников». Нагреваемые воздушные массы практически мгновенно попадают в помещение. При установке дополнительного оборудования владельцы получают более расширенные возможности.

К примеру, можно совместить вентиляционную систему с отоплением. Благодаря этому можно спокойно получать потоки свежего воздуха, при этом температура в строении останется неизменной, потому что все находится под контролем специальных температурных датчиков.

Плюсы и минусы воздушного отопления

Данная система, у которой много положительных качеств, может смело соперничать с популярными видами отопления:

• Период отопительного сезона определяется только владельцем, потому что система работает в автономном режиме.
• Автоматически система включается только при снижении оптимальной температуры. Благодаря этому значительно экономятся ресурсы, которые затрачиваются при работе системы.
• Возможность отключения системы на неопределенный период. Последствий от этого не будет никаких.
• Благодаря отсутствию радиаторов значительно облегчается процесс монтажа.
• Потоки нагретого воздуха отлично отапливают помещения. Коэффициент полезного действия системы колеблется в интервале от 90 до 93%.
• Безопасная эксплуатация. В случае с данной системой не стоит опасаться утечек воды или возгорания.
• Можно подключить канальное оснащение, которое будет поддерживать влагосодержание в нужном значении.

Естественно, что нет систем, у которых бы отсутствовали недостатки:

• В том случае, если была выполнена ошибочная проектировка и последующий монтаж возможно наличие сильного шума и неправильной подачи нагретого воздуха.
• Иногда необходима установка магистралей большого размера, а это значительно влияет на высоту потолка.
• В случае неожиданного возгорания вредные вещества могут очень быстро разойтись по дому через воздуховоды, если установлены нагреватели, работающие на газу либо топливе.

Принцип работы системы

• Вентилятор, который предназначается для всасывания холодного воздуха из строения и направляющий его в камеру теплообмена, располагается под камерой сгорания теплогенератора. После нагревания данный воздух расходится потоками по воздуховодам в каждый уголок дома. Через дымоходную трубу выводятся остаточные продукты после сгорания.
• Объяснимо законами физики, что нагретый воздух оттесняет воздух с низкой температурой вниз, где располагаются воздухозаборники. Так работает естественная система вентиляции. Но возможно скопление всего теплого воздуха под потолок из-за наличия сквозняков, направленных от окон или дверей. Это очень существенный минус данной системы.
• При монтаже принудительной вентиляции работа системы будет намного эффективнее, и распространение теплых воздушных масс станет равнонаправленным и достаточно быстрым. Но здесь тоже есть некоторый отрицательный момент. Принудительная вентиляция образует в магистральной линии шум, который неблагоприятно действует на состояние любого человека.

Классификация агрегатов, предназначенных для воздушной отопительной системы

Распространение воздушных масс происходит в системе механически, в случае применения вентилятора либо самостоятельно, за счет разницы температур.
Данная отопительная система подразделяется на центральную и локальную. Центральная система предназначается для помещений с большой площадью, а локальная – для небольших.

Воздухообмен делится на три типа:

• Рециркуляционный. Здесь воздух, который достаточно уже охладился, автоматически поступает обратно в теплообменник.
• Частично рециркуляционный.
• Приток воздуха поступает с улицы.

С применением данного типа отопления можно значительно улучшить микроклимат помещение и тем самым повлиять на организм владельцев, поскольку благодаря потокам воздуха, направленным с улицы появляется дополнительная система вентиляции. Данную систему можно использовать не только для нагревания, но и для охлаждения воздуха. Также ее можно дополнить специальным устройством, которое будет следить за влажностью помещения.

Для того чтобы уменьшить количество пыли в комнатах можно выполнить установку фильтрующих элементов. Можно заметить, что подбор данных фильтров зависит только от предпочтений владельцев о степени очистки помещения. Для того чтобы делать профилактику различных заболеваний возможно подключение дополнительного ультрафиолетового оборудования, которое можно периодически включать для выполнения стерилизации помещения.

При монтаже данной системы не нужно устанавливать объемные радиаторы, трубы и котлы. Это положительное замечание, поскольку владельцам дома не придется познакомиться с коррозией и различными протечками труб.

Проектирование системы воздушного отопления

Для того чтобы с оставить проект стоит обратиться к специалистам, потому что очень важно учитывать некоторые показатели:

• Мощность оснащения, которое должно работать на нагрев. При расчетах необходимо учитывать количество тепловых потерь.
• Скорость, необходимая для правильной подачи нагреваемого воздуха.
• Не менее важно уделить внимание аэродинамическим показателям магистрали, поскольку от этого напрямую зависит размер воздуховодов.

В том случае, если расчет будет выполнен неверно и последует некачественный монтаж можно получить систему отличную от ожиданий. Разработка проекта должна производиться вместе со строительством дома. Это позволит подготовить поверхность для расположения воздуховодов и другого оборудования.

Оборудование для нагрева воздуха

Важным устройством в монтаже всей системы считается оборудование, которое должно работать на нагревание воздуха. Именно от него отходит магистральная линия, которая должна равномерно распределять воздух по помещению. На рынке существует большое количество оборудования, которое отличается друг от друга техническими показателями, способами установки и различными дополнениями.

Для воздушной системы отопления применяются калориферы, которые нагревают воздух в тот период времени, когда он проходит по магистральной линии. Также применяется другое оснащение, которое называется теплогенераторами.

Данные приборы способны работать на нескольких типах топлива:

• Природный либо сжиженный газ;
• Жидкое топливо, такое как дизель;
• Электричество;
• При отоплении комбинированным вариантом происходит объединение воды и электричества.

При выборе оснащения для воздушной отопительной системы, необходимо уделить внимание возможности изменения скорости сжигания топлива. Оборудование, для которого в качестве топлива применяется газ, обязательно должно быть дополнено автоматикой, которая будет самостоятельно включать, и отключать систему, основываясь на встроенные датчики для регулировки температуры.

Благодаря применению некоторых типов агрегатов возможно обустройство не только традиционной системы отопления, но и установка теплого пола, а также организация системы горячего водоснабжения.

Технология монтажа системы воздушного отопления

• После того как все оборудование приобретено и подготовлено можно приступать к монтажу системы.
• Для начала необходимо выполнить установку основных магистральных линий, которые предназначаются для притока и оттока воздуха.
• К данным магистралям выполняется присоединение разводки из труб. Для этого в воздуховодах делаются специальные отверстия. После присоединения швы тщательно заделываются с помощью специального скотча.
• Для соединений продольного и углового характера применяются соответственно Н-образные и Г-образные профили, которые крепятся с помощью специального клея.
• Для того чтобы не нарушать равномерность подачи воздуха отверстия не должны выполняться на конечном участке линии.
• К подающим воздуховодам крепятся заслонки.
• Выбирать воздуховоды можно круглой и прямоугольной формы. Стоит заметить, что проходимость воздуха по прямоугольному воздуховоду значительно хуже.
• Для устройства обратного воздухозабора необходимо запастись трубой, диаметр которой будет равен 125 мм.

Для монтажа воздушной системы отопления понадобится много усилий не только физических, но и моральных. Много сложностей возникает при проектировании системы и подборе необходимого оборудования. Поэтому качественнее и безопаснее будет обратиться к специалистам.