Воздушное отопление частного дома газовыми воздухонагревателями

Воздушное отопление на основе каминов и т.д. и т.п. не тема статьи.

Профессионально занимаюсь воздушным отоплением для промышленного/коммерческого сектора с 2004 года, тут хотел бы поделиться в том числе личным опытом/знаниями для частного сектора. С 2011 года живу в своем дом с воздушной системой отопления на основе газового воздухонагревателя (без канальной фреоновой секции охлаждения и уличного ККБ). До этого был опыт эксплуатации газовых конвекторов. 😊

Принципиально воздушное отопление частного дома (коттеджа и т.д.) на основе газовых воздухонагревателей реализуется двумя вариантами:

— на основе газовых конверторов («децентрализованная» система).

Такой вариант широко распространен в Венгрии, Чехии, Турции и Аргентине, частично в Италии .

Газовые конвектора могут быть с закрытой и с открытой камерой сгорания (камины), могут работать как на природном (метан) так и на сжиженном (пропан, бутан) газе. Более дорогие модели (Made in Italy, как правило) оснащены вентилятором (диапазон мощностей от 1,5 до 11 кВт) для более интенсивного охлаждения теплообменника и иногда вентиляторной горелкой, что позволяет раздельно монтировать дымоход и воздуховод для воздуха на горение, т.е. размещать газовые конвектора не только на внешних стенах. Есть модели со встроенным кондиционером.

В данное время в России большее хождение получили более дешевые модели, использующие атмосферные горелки с пьезозажиганием и естественную конвекцию (диапазон мощностей от 1,5 до 5 кВт), т.е. конвекцию без охлаждения теплообменника вентилятором. Неоспоримым достоинством таких моделей является отсутствие потребности в электричестве для работы автоматики и вентилятора. Они будут обогревать вас при отключении электричества, в местах где электричества нет в принципе. Они позволят быстро и просто отопить небольшую дачу, строительный вагончик и т.д. и т.п. Из недостатков, при локальном размещении в более или менее многокомнатном доме необходимо делать разводку газопровода и устраивать дымоход от каждого конвектора.

Личный опыт : более комфортное отопление (равномерный и быстрый прогрев), а так же по факту реально высокий КПД от газовых конвекторов с вентилятором охлаждающим газовый теплообменник, по сути только этот вариант и является воздушным отоплением. Газовый конвектор без вентилятора, это аналог отопления от водяной батареи с естественной конвекцией. Так же производятся модели газовых конвектор с вентилятором, которые при отключении электричества могут работать с естественной конвекцией.

В США и Канаде наибольшее распространения для отопления малоэтажных частных домов получили системы воздушного отопления совмещенного с вентиляцией и кондиционированием на основе газовых (дизельных) воздухонагревателей. Так называемые централизованные системы. Есть аналогичные решения в Европе (Великобритания, Нидерланды, но с более высоким ценником).

Такое воздушное отопление занимает примерно 80 % рынка в малоэтажном строительстве за океаном. Почему? Потому, что американцы любят комфорт, они не представляют себе жилой дом не только без отопления зимой, но и без кондиционирования летом. Вентилировать помещение они так же привыкли автоматически, а не с помощью форточек, как делаем это мы.

В 90-х такие системы отопления частных домов стали появляться и в России. Пока такое решение новинка, хотя есть уже примеры целых посёлков под Москвой, в Ростовской области, Якутии и т.д.

Основным моментом применения воздушного отопления в частном домостроении является реализация её на стадии проектирования дома. В этом случае можно заранее предусмотреть систему воздуховодов в стенах, в перекрытиях, в полу или над навесным потолком. Реализация воздушного отопления в уже построенном доме зачастую проблематична.

Личный опыт / дополнительные нюансы :

— Очень важно сделать правильную разводку воздуховодов, с исключением перетока запахов с кухни, сан.узлов и исключением подачи отводом от одного и того же воздуховода в спальню и т.п. (передача звука). У американцев нет в системах никаких шумоглушителей, они проектируют систему (зачастую тупо по расчетным упрощенным табличкам) сразу с низкими скоростями воздуха. Что вполне по силам и нашим квалифицированным специалистами по вентиляции работающим с кафе, гостиницами, больницами.

— При наличии в системе приточно-вытяжной установки (ПВУ). Обычно это отдельный элемент:

А) лучше организовать подачу свежего воздуха прямо в дом (коридор), что рекомендуют и сами производители таких мини вентиляционных установок, чем в рециркулируемый канал воздухонагревателя (в частности потому что воздухонагреватель будет работать периодически).

Б) Обязательно установка увлажнителя. Т.к. буквально за одну зиму ПВУ высушит дом до неприемлемого уровня. За счет вывода влажного отработанного воздуха, а забора сухого уличного. Это происходит в той или иной степени в любом доме зимой, даже если вентиляция естественная (только вытяжка из сан.узлов, кухни т.д., а приток за счет инфильтрации через двери, окна и т.п.).

СанПИН указывает минимальный уровень относительной влажности для жилых помещений 30 %, рекомендуемый от 40 % до 60 %.

На цифровом пульте моей ПВУ ( в комплекте пластинчатый рекуператор с защитой от обмерзания) с расходом 210 м3/ч идет постоянная трансляция влажности. Гидростат (правда гораздом более грубый) есть и в составе адиабатического канального увлажнителя.

В Америке реально боятся образования конденсата в стенах своих «каркасно щелевых» (с) домов. Поэтому у них есть четкие рекомендуемые уставки для увлажнителей: уличная температура более 0 С — влажность 40 % в помещении; уличная температура -5 С — влажность 35 %; уличная температура -10 С — влажность 30 %; уличная температура -20 С — влажность 25 %; уличная температура -25 С — влажность 20 %; — уличная температура -30 С — влажность 15 %.

По факту у себя в доме (стена 460 мм: монолитный керамзитобетон + 50 мм пенополистирола + полкирпича) стараюсь держать зимой влажность в диапазоне 30-40 %. При влажности менее 30 % утром пересохшая носоглотка, а до уровня 40 % нет никакой плесени в доме даже на окнах в сан.узле.

И на последок рекламная пауза.)

У нас дом, жилая площадь (отапливаемая) около 190 м2 (+ неотапливаемые порядка 40 м2: теплогенераторная/мастерская, гараж/склад). 2,5 этажа дом (на фото).

Воздухонагреватель /Теплогенератор на 23 кВт. Проточный водонагреватель на 32 кВт. Плита обычная на 4 конфорки с духовкой. Регион — Лен.область (расчетная в регионе -26 С), между Питером и Тосно.
Живем пятером (3 детей, мне кажется у нас основной потребитель газа — это ГВС ) круглый год,
В отопительный период внутри дома (в контрольной точке в прихожей), днём + 20 ночью (с 23 до 6.30) +19 С.
Когда внизу +20 С на верху максимум +21.

Средний расход газа 205,3 м3 в месяц! Самый холодный месяц зимой 2018/2019 -350 м3 в месяц, летом 40 м3 (дети у бабушки в Крыму) .

Понравился дом у знакомого голландца. Первый этаж капитальный каменный, имеет водяной теплый пол, на полу плитка (тут гостевой холл и т.п.). В доме стоит напольный конденсационный котел. Второй этаж со спальнями — каркасный (пол деревянный) На чердаке ПВУ с водяным теплообменником отвечающая за вентиляцию дома и воздушное отопление второго этажа. Правда такая система дороже и требует постоянного проживания, есть риск протечек и разморозки.

Как использовать котел воздушного отопления – варианты обогрева теплым воздухом

Применение канальных кондиционеров и тепловых насосов

Зачастую электрическое воздушное отопление дополняют такими элементами, как:

• многофункциональные кондиционеры, которые могут как охлаждать и подсушивать воздух, так и работать на нагрев;
• антипылевые фильтры;
• фильтры ультрафиолетового излучения, которые обеззараживают поступающий воздух;
• приточно-вытяжные вентиляционные системы.

В таких системах именно электроэнергия используется в качестве источника тепла. Судя по многочисленным отзывам, отопление с кондиционером отличается удобством эксплуатации и может обеспечить комфортные условия для проживания. Управление осуществляется одним блоком, который задает все необходимые параметры.

Если сравнить данную схему с системой, включающей газовый котел для воздушного отопления, целую сеть воздуховодов и вентиляторы на вентиляции, то первая выглядит более современно и продуманно.

Благодаря тому, что установка видимых нагревательных приборов (батарей и трубопроводов) не требуется, воздушное отопление не создает препятствий для дизайна интерьера. Нигде ничего не будет видно, кроме вентиляционных решеток.

Среди недостатков описываемой схемы воздушного отопления можно назвать высокую стоимость оборудования. Канальные кондиционеры даже небольшой мощности обойдутся достаточно дорого.

Кроме того, существуют некоторые ограничения по условиям работы внешнего блока кондиционера – он не рассчитан на температуру ниже -15 ℃ – -25 ℃, иначе, эффективность оборудования снижается.

Альтернативным решением для применения в особенно холодных регионах может стать геотермальный теплонасос. Какой бы ни была температура окружающего воздуха, ниже уровня промерзания температура грунта всегда остается на уровне 8-12 ℃. Если углубить теплообменник достаточной площади в грунт, то можно получить постоянный источник тепловой энергии и использовать его для обогрева дома.

Особенности проведения грамотного расчета

Несмотря на уверения горе-мастеров, самостоятельно рассчитать воздушное отопление очень сложно. Такая задача под силу только специалистам.

Заказчик может только проконтролировать наличие всех пунктов проекта, в число которых входят:

• Определение тепловых потерь каждого из отапливаемых помещений.
• Тип отопительного оборудования с указанием необходимой мощности, которая должна быть рассчитана исходя из реальных теплопотерь.
• Требуемое количество подогретого воздуха с учетом мощности выбранного отопительного прибора.
• Необходимое сечение воздуховодов, их длина и т.п.

Это основные пункты расчета отопительной системы. Правильно будет заказать проект у специалистов. В результате заказчик получит несколько вариантов расчета, из которых можно будет выбрать и воплотить в реальность наиболее понравившееся решение.

Система воздушного отопления – сложная конструкция, состоящая из множества элементов. Для ее расчета лучше привлечь профессионалов, для ознакомления с компонентами стоит подробно изучить схему (+)

Нормы монтажа

Условия монтажа ВК простые, но для специалистов, существует множество нюансов, которые надо знать, чтобы пользователь не разочаровался в выборе воздухогрейного котла.

Особенности установки ВК:

1. Установка котла осуществляется в помещении в процессе строительства здания.
2. Специалистами предварительно должен быть выполнен проект установки с учетом фактических отопительных и конструктивных характеристик здания, в соответствии с которым будет подбираться основное и вспомогательное оборудование.
3. Система должна быть оборудована резервным источником электроэнергии.
4. Для повышения КПД котёл устанавливаться в помещении с хорошей теплоизоляцией стен.
5. Топочная должна иметь хорошую систему вентиляции для проветривания.
6. Воздуховоды имеют смысл, если вы их устанавливаете в многоуровневых домах площадью более 100 м2.

Для выбора ВК потребуются следующие данные:

• мощность ВК с учетом потерь тепла в здании;
• скорость поступления подогретого воздуха в комнату;
• технические данные системы воздуховодов;
• место установки ВК.

Если монтаж котла потребителям кажется сложной и невыполнимой задачей, лучше его доверить фирме, которая выполнить весь комплект монтажно-наладочных работ системы отопления дома, в таком случае можно избежать несогласованности и обеспечить надежную и безопасную эксплуатацию оборудования на долгие годы.

Преимущества системы воздушного отопления

К неоспоримым преимуществам системы с использованием котлов описываемого типа можно отнести:

• Невысокий показатель инерционности системы — нагрев помещений до комфортной температуры происходит в течение часа. Также есть возможность использования «дежурного» отопления — во время отсутствия людей в помещениях температура снижается. Это дает возможность экономить до половины всех энергоресурсов;
• Сочетание в одной системе нескольких функций — отопления, кондиционирования, вентиляции, увлажнения воздуха и его очистки;
• Факт отсутствия воды в системе в качестве теплоносителя промежуточного типа позволяет говорить о том, что системе ни при каких условиях не страшна разморозка;
• Экономичность системы — экономия капитальных затрат наступает из-за снижения расходов на процесс установки системы. Воздушные системы гораздо менее металлоемки, чем водяные, например. Эксплуатационные затраты экономятся благодаря рациональной работе системы (малая инерционность и режим «дежурного» отопления).

Котлы воздушного отопления

Отопление горячим воздухом при помощи котлов в сочетании с отопительными печами и системами воздуховода – это более распространенный вариант. Так, сгорание топлива обеспечивает не теплоноситель, а воздух, который продувается через теплообменник. Горячий воздух по системе воздуховодов идет по дому. Чтобы уменьшить нецелевые тепловые потери, вентиляционная и отопительная системы прокладываются теплоизолированными рукавами, кладутся под чистовой пол между лагами, запрятываются в стены и устанавливаются над подвесным потолком.

Котлы воздушного отопления

Холодный воздух, который вытесняется из помещения, идет на улицу полностью или частично. Некоторая часть этого воздуха может быть использована снова ля нагревания.

Заметим, что, казалось бы, логичнее было бы подавать теплый воздух через решетки, которые расположены максимально близко к полу. Так, за счет конвекции воздух будет равномерно греть помещение. Но не в данном случае. Обычно вентиляционная система подает нагретый котлом воздух сверху, потом холодные массы воздуха вытесняются в те вытяжные решетки, которые расположены внизу.

Принцип работы воздушных котлов

Отопление жилых, производственных или общественных помещений осуществляется теплым воздухом, нагретым при помощи воздухонагревателя. Нагреватель соединен с системой воздуховодов, которые разведены в каждую комнату строения. Низкотемпературные (160 градусов и меньше) газообразные продукты сгорания выводятся наружу.

Использование воздухонагревателя позволяет не только быстро прогреть комнату, но и сделать это по всему объему помещения, то есть, равномерно. После остывания воздух посредством возвратных воздуховодов попадает назад в теплогенератор. Таким образом, принцип действия системы основан на рециркуляции воздушных масс, к которым подмешивается свежий уличный воздух.

Для поддержания нужного температурного режима в помещениях используется термостат (терморегулятор). Специальный дополнительный электронный блок позволяет очень тонко настроить любые климатические параметры воздуха. Основной электронный блок (процессор) используется для управления воздухонагревателем. Он отслеживает следующие параметры:

• Наличие и давление газа в системе;
• Состояние элементов безопасности;
• Параметры электропитания.

Кроме того, процессор занят в управлении увлажнителем, кондиционером, электронным фильтром и иным оборудованием. Все перечисленные функции при желании пользователя могут надстраиваться на базовую отопительную систему модульно.

Схема обогрева частного дома воздухом

Основной узел системы, как правило, устанавливается в подвале дома в его центре и включает в себя все основное оборудование:

• воздухонагреватель (теплогенератор);
• вентилятор;
• фильтр и очиститель;
• увлажнитель воздуха;
• внутренний блок кондиционера;
• различные датчики.

Не все перечисленные виды оборудования обязательны к установке. В минимальном наборе не будет вентилятора, очистителя, увлажнителя, кондиционера и датчиков. От главного узла системы, зачастую по центру дома, проходит вверх основной, магистральный воздуховод. По нему нагретый воздух подаётся на все уровни здания.

Фото 1. Схема воздушного отопления двухэтажного частного дома. Стрелками обозначены части отопительной конструкции.

Горизонтальные уровни нагревающих воздуховодов, как правило, находятся под полом каждого этажа, а также в потолке верхнего уровня, таким образом, охватывая здание как снизу, так и сверху. Отдельно монтируется система сбора воздуха внутри дома и снаружи. Внутренний воздух проходит очистку и увлажнение в основном узле, а внешний служит для дополнительной вентиляции и обновления.

Как установить

В установке подобной системы есть работы, для которых необходимо привлечь профессионалов, и те, что некоторые домовладельцы делают самостоятельно. К первым относятся:

• расчёт и проектирование системы;
• установка газового оборудования.

Ко второй категории относится монтаж некоторых частей системы (воздуховодов, датчиков). Это позволяет удешевить организацию обогрева. Проектирование и монтаж такого отопления оптимально начинать вместе с планированием дома, так как все части лучше скрыть в полах и потолках, а также сразу выделить место для установки основного узла.

Последовательность установки воздушного отопления дома:

1. проектирование системы;
2. закупка оборудования;
3. установка оборудования основного узла;
4. монтаж магистрального воздуховода;
5. монтаж остальных воздуховодов и решёток;
6. установка дополнительного оборудования (датчики температуры, влажности);
7. пусконаладочные работы;
8. отделочные работы, в результате которых составляющие отопительной системы закрываются.

Самостоятельный монтаж

Вы можете провести воздушное отопление своими руками, что поможет вам сэкономить средства. Лучше всего делать это еще на этапе строительства. Монтаж системы воздушного отопления состоит из следующих этапов:

Проведение расчетов

Это один из самых сложных и долгих этапов, требующий знаний, навыков и тщательной работы. Вам необходимо учесть несколько важных факторов:

• рассчитать потери тепла отдельно для каждого помещения;
• выбрать тип воздухонагревателя и его мощность в зависимости от показателей потери тепла;
• на основе показателей мощности нагревателя рассчитать количество теплого воздуха;
• произвести аэродинамический расчет всей системы;
• рассчитать необходимый диаметр воздушных каналов.

Покупка оборудования

Начать следует с покупки самой главной части — теплогенератора. Выбирать его следует исходя из размеров отапливаемой площади и показателей расхода топлива.

Воздуховоды, врезки и дроссельные заслонки лучше приобрести на специальном предприятии, выпускающем вентиляционное оборудование.

Всё же остальное, а именно алюминиевый скотч, саморезы, монтажную ленту, утеплитель и т.д., вы найдете на любом стоительном рынке.

Особенности монтажа

В процессе монтажа этой системы обогрева сначала монтируют магистральный воздуховод. Обычно его делают из оцинкованной стали, после чего обклеивают фольгированным утеплителем толщиной около 3-5 мм.

После этого монтируется система более мелких воздуховодов, которые ответвляются от главного. Чтобы система легко регулировалась, в каждом подающем воздуховоде необходимо установить дроссельную заслонку.

В конце магистрального воздуховода лучше оставить участок длиной 50 см, в котором не будет врезки тонких воздуховодов. Так на всей длине устройства будет равномерное давление и в боковые ветви будут попадать одинаковые объемы воздуха.

За всем этим следует монтаж самого воздухонагревателя. В нем предусмотрены все посадочные отверстия для дополнительного оборудования (фильтры, кондиционер, стерилизатор воздуха) и система крепежей. Сборка комплекса займет не больше часа. Однако подключение всего этого оборудования потребует времени.

Из всего этого можно сделать вывод, что воздушное отопление коттеджа – это современный и эффективный вариант, который уже давно используется за границей и потихоньку внедряется в Российские дома.

Разводка воздуховодов

Такие воздуховоды стойки к температуре и обеспечивают прекрасную теплоизоляцию.

С другой стороны, канальный кондиционер может использовать обычные вентиляционные каналы из пластика.

Как развести воздуховоды — зависит от планировки помещений и применяемых материалов. Если позволяет место под полом — то между лагами, если у вас планируется подвесной потолок — то над ним.
Стены из гипсокартона тоже могут скрывать воздуховоды.
В самой магистрали используется принудительное нагнетание воздуха, и циркуляция сверху вниз возможна. А вот вентиляционные решетки, через которые нагретый воздух поступает в комнаты, располагаются строго внизу: только в этом случае воздушные массы в комнате будут перемешиваться конвективными потоками.

Нагнетать теплый воздух нужно как можно ближе к полу

На сегодняшний день существует много видов воздушного отопления, которые, помимо обогрева помещений, еще выполняют функции увлажнения, очистки, вентиляции и кондиционирования воздуха.

В зависимости от способа прокладки сетей системы классифицируются на два типа.

• Подвесная. Воздуховоды в данном случае прокладывают непосредственно по потолочной поверхности, и воздух подается сверху вниз.
• Напольная. Устройство устанавливают в конструкции пола по всему периметру комнаты. Подобная конфигурация является самой выгодной, так как позволяет не только экономить пространство помещения, но и обеспечивает доступ теплого воздуха прямо в зону проживания.

По виду циркуляции воздуха различают два варианта систем.

• Естественная. Принцип циркуляции теплых потоков основан на конвекторном движении. Тепловые массы располагаются в верхней части комнаты, так как их место занимает тяжелый холодный воздух. Главным плюсом такой схемы считается полная энергонезависимость, а минусом – возможная нестабильность и низкая температура обогрева отдельных участков комнаты.
• Напорная. Циркуляция тепла в данном случае происходит благодаря работе вентиляторов, диапазон рабочего давления выставляется в зависимости от размеров помещения и составляет от 100 до 2000 Па. Преимуществом системы является стабильная работа, быстрый нагрев и маневренность, но отопление напрямую зависит от подачи электрической энергии. По канадской методике данные конфигурации делают совмещенными с приточной вентиляцией. Это повышает их эффективность и теплоотдачу.

Так как тепловой обмен в воздушном отоплении может происходить различными способами, то системы подразделяют на прямоточные, рециркуляционные и комбинированные.

• Прямоточные. Объединяют в себе одновременно вентиляцию и нагрев. Воздух поступает в устройство снаружи помещения, после чего он достигает нужной температуры и передается в зону отопления. В комнатах достигаются высокие показатели микроклимата, но наблюдается огромный расход топлива.
• Рециркуляционные. Основаны на работе в замкнутом цикле. Холодные потоки забираются из комнат, нагреваются, после чего передаются обратно в нее. Система считается оптимальным вариантом для отопления, так как характеризуется высокими показателями нагрева воздуха и минимальными затратами топлива.
• Комбинированные. Отопление включает в себя одновременно прямоточный и рециркуляционный комплекс. Благодаря такому объединению потоки воздуха постоянно наполняются новыми подогретыми массами.

Помимо этого, воздушное отопление может отличаться источником энергии, в зависимости от которого имеет разную эффективность.

• Электрическое воздушное отопление работает за счет дорого ресурса электроэнергии, в этом и заключается его главный недостаток.
• Газовое является намного экономичным, но для установки систем требуется наличие специальной магистрали.
• Его аналог – газовоздушное отопление – также успешно зарекомендовало себя высокими эксплуатационными свойствами и быстрым нагревом, для которого нужен не только природный газ, но и дополнительные установки.
• Самым доступным и практически «бесплатным» считается солнечное воздушное отопление, которое работает на основе энергии солнечного света и тепла.