Обычно в качестве теплоносителя в системах отопления используют воду. Этот привычный способ обогрева имеет и достоинства, и недостатки. При строительстве собственного жилья возможности для экспериментов у владельца почти неограниченны.
Имеет смысл разглядеть альтернативные варианты. Самый интересный из них — воздушное отопление загородного дома. На нем и остановимся более тщательно в этой статье.
Как прогреть дом воздухом?
Воздух — вполне эффективный теплоноситель, гораздо удобнее, чем вода. Самый простой альтернат такого отопления — обычный тепловентилятор. Небольшую комнату этот прибор, состоящий из вентилятора и греющей спирали, может прогреть практически за считанные минуты. Разумеется, для частного дома понадобится более серьезное оборудование.
В качестве источника тепла можно использовать газовый или твердотопливный котел. Подойдет и электро нагреватель, но этот вариант считается не слишком выгодным, поскольку затраты на электроэнергию значительно возрастают.
Фото из В системах воздушного теплоносителя сам воздух — вторичный теплоноситель, проходящий перед подачей обработку обогревательными агрегатами Воздух для систем воздушного отопления обогревается водой или паром, подготовка которых проводится всеми известными видами обогревательного оборудования В качестве нагревательного оборудования используются огневые печи, перерабатывающие твердые, жидкие и газообразные варианты горючего До сих пор в схемах отопления загородных домов используются русские печи. Их недостаток в том, что нормально обогреть они могут не более 3-х смежных комнат Распространенный вариант отопления частных коттеджей основан на использовании камина с подключенными к нему теплоотводами Развязку теплопроводов воздушной отопительной системы обычно устраивают в границах чердака или располагают за подвесными потолочными конструкциями Весьма экономный способ получения энергии для подогрева воздуха подразумевает использование теплового насоса воздух-воздух В схеме работы теплового насоса воздух воздух внутренний блок снаружи напоминает собой аналогичную часть климатического оборудования Принцип нагрева теплоносителяУстановка с газовым калориферомОгневая печь за пределами помещенияПечь в отоплении пригородного домаКамин в формировани отопления частного домаУстройство теплоотводов в пределах чердакаВнешний блок теплонасоса воздух-воздухВнутренний блок системы отопления воздух-воздух
Увлекательный и экологически чистый вариант отопления — использование солнечных батарей или солнечного коллектора. Такие системы располагают на крыше. Они либо сразу передают тепловую энергию солнца на теплообменник, либо преобразуют ее в недорогую электро энергию. В последнем случае от батареи можно также запитать и вентилятор.
Воздух нагревается в теплообменнике и поступает в отдельные помещения по воздуховодам. Это достаточно громоздкие конструкции, выполненные из прочного металла. Сечение воздуховодов значительно больше, чем диаметр трубы водяного отопления.
Для воздушного отопления подходят и газовые котлы, и остальные виды отопительной техники. Эффективность таких систем достигает 90%, их используют не только в жилых помещениях, но также в цехах и на складах
А вот радиаторы для воздушного отопления не необходимы. Теплый воздух просто наполняет комнаты через специальные решетки. Как известно, горячий газ стремится ввысь. Холодный воздух при этом будет вытеснен вниз.
Отсюда холодные потоки воздуха перемещаются назад к теплообменнику, нагреваются, поступают в комнаты и т.д.
Эта схема наглядно демонстрирует устройство воздушного отопления рециркуляционного типа с частичным забором внешнего воздуха, а также с кондиционером, ионизатором и ультрафиолетовым очистителем
Почти все системы воздушного отопления предусматривают установку вентилятора, который нагнетает теплый воздух и заставляет его перемещаться по системе отопления. Наличие такого прибора делает систему зависимой от электро энергии.
Можно сделать и такую систему, в которой горячий воздух будет перемещаться естественным образом, без всякого вентилятора. Но эффективность работы таких систем обычно оставляет желать лучшего, поскольку помещения в этом случае прогреваются очень медленно.
Убедительный аргумент в пользу организации системы воздушного отопления заключается в исключении аварийных протечек и затопления с итоговым повреждением имущества. К тому же в случае повреждения воздуховодов автоматика приостановит работу системы
Особенности воздушного отопления
По сравнению с традиционным водяным отоплением воздушные системы имеют огромное количество преимуществ. Например, отмечается высокий КПД такой системы, который может составлять 90%. КПД водяного отопления изредка достигает 65%.
Если воздушное отопление устроено правильно, воздух прогревает комнаты исключительно быстро, практически за считанные минуты. Температура в помещениях регулируется с помощью автоматического оборудования, которое включает и отключает нагревательный прибор по мере необходимости.
В итоге в доме всегда тепло, а расходы на обогрев сокращаются. Пользоваться системой воздушного отопления проще. Воздуховоды не засоряются так нередко, как трубы водяного отопления, соответственно, они реже нуждаются в очистке.
По понятным причинам владельцы воздушных систем отопления не имеют заморочек с протечками, как и с угрозой заморозки труб, если в холодное время года котел по какой-то причине перестал работать.
Фото из В системах воздушного отопления нет как таких традиционных приборов. Передача тепла производится непосредственно в обслуживаемое помещение Нагретый в генераторе тепла воздушный поток смешивается с внутренней воздушной массой, перемещаясь повдоль ограждающих конструкций По принципу поставки горячего воздуха класс систем воздушного отопления подразделяется на канальные и бесканальные. В бесканальных схемах подогретый в калориферах воздух вентилятором перемещается в обрабатываемое помещение Воздушный вид отопления быстрее прочих обогревает помещение, может быть применено как периодически эксплуатируемая или дежурная система По возможностям обработки воздушные системы делятся на местные и центральные. Работа местных разновидностей направлена на обработку одного помещения, по существу, это уже паровое или водяное отопление с вентилятором Воздушное отопление отлично совмещается с системами вентилирования, благодаря чему за исключением обогрева еще и обеспечивает благоприятные санитарно-гигиенические условия По способу перемещения воздуха в пределах системы они делятся на гравитационные и вентиляторные. Движение потоков в вентиляторном типе подталкивает вентилятор Нагрев воздуха в схемах воздушного отопления осуществляется калориферами или котлами, нагревающими сначала теплоноситель, который передает тепло воздуху Отсутсвие устройств отопления в воздушной системеПринцип обогрева обрабатываемого пространстваБесканальный вариант устройства воздушного отопленияВысокая производительность и эффективностьОдин из известных видов местного воздушного отопленияСовмещение воздушного отопления с вентиляциейСпецифика вентиляторной системы воздушного отопленияВодяной калорифер для воздушного отопления
Узнав о преимуществах воздушного отопления, следует дать оценку и его недостатки. Для начала, установить такую систему в уже построенном доме очень сложно, да и не всегда возможно. Нельзя просто-напросто демонтировать трубы и радиаторы водяного отопления и установить вместо них воздуховоды и решетки, поскольку здесь употребляются совсем другие принципы.
Громоздкие воздуховоды займут значительно больше места, да и смотреться вдоль стенок они будут не слишком эстетично. Обычно их размещают за подвесными потолками, фальш-панелями и т.п. Фактически для такой реорганизации отопления пригодится серьезный капитальный ремонт всего дома.
Воздуховоды — это достаточно громоздкие конструкции, которые лучше вообще всего скрыть за подвесным потолком и в пространстве под полом
Перед тем, как начать ломать стены, придется провести довольно серьезные инженерные расчеты. Именно поэтому устраивать в доме воздушное отопление рекомендуется на этапе его постройки. А все нужные расчеты выполняются еще во время проектирования здания. В этом случае можно получить удобную, надежную и высокоэффективную отопительную систему.
Еще одна неувязка — зависимость работы воздушного отопления частного дома от наличия электроэнергии. Вентилятор не крутится, теплый воздух не перемещается, комнаты остывают так же быстро, как и нагрелись. Придется потратиться на какой-то альтернативный источник электроэнергии, к примеру, на генератор.
Принципы проектирования системы
При проектировании систем воздушного отопления учитывают множество важных причин. Прежде всего, это потребность каждого отдельного помещения в тепле, а также потери тепла для каждой комнаты. Двери, окна, вентиляционные отверстия и остальные объекты способствуют тому, чтобы драгоценные килоджоули тепловой энергии уходили наружу.
Печь-булерьян — экономный вариант нагревателя, который можно использовать для организации воздушного отопления. Отличным решением может стать и дровяная печь долгого горения
Важнейший момент — наличие качественного утепления здания. Если в доме стоят пластмассовые окна, хорошие двери, а его фасад надежно утеплен, потери тепла будут меньше, а затраты на отопление получится заметно сократить. Если речь идет о реконструкции здания, начать следует именно с проектирования утепления.
После того, как соотнесена потребность в термический энергии и ее затраты, рассчитывается мощность нагревательного оборудования и выбирают его тип. Затем просчитываются параметры потока теплого воздуха. Выполняют специальные аэродинамические расчеты, чтобы вычислить необходимые размеры воздуховодов.
На выходе из воздуховода устанавливают решетку-диффузор. Ее размеры и конфигурация могут отразиться на скорости перемещения воздушного потока
Заблаговременно рассчитать мощность оборудования можно, ориентируясь на следующие цифры: для обогрева каждых 10 кв. метров помещения пригодится около 0,7-0,8 кВт тепла. Это при условии, что дом качественно утеплен, иначе понадобится более мощное оборудование. Но полное проектирование и подробные расчеты лучше поручить опытнейшему инженеру.
Неправильные расчеты могут сказаться на состоянии готовой системы очень печально. Для непрофессионально спроектированной системы воздушного отопления свойственны такие проблемы, как частые поломки оборудования, перегрев воздуха в помещениях, перегрев оборудования, сквозняки, завышенный уровень шума.
Одновременно с проектированием системы воздушного отопления имеет смысл продумать и расстановку стационарных предметов мебели в доме. Приточные и вытяжные решетки обязаны располагаться в местах, удаленных от постоянного присутствия людей.
Они также не должны быть скрыты под шкафами, тумбами или иными объектами, которые затрудняют свободное перемещение воздушных масс.
В многоэтажном частном доме вытяжные решетки рекомендуется располагать таким образом, чтобы на верхних этажах остывший воздух отбирался в систему сверху, а на нижних этажах — снизу. Это обеспечит более равномерное рассредотачивание тепла по всем помещениям. Подробнее о том, как правильно произвести расчет воздушного отопления читайте в этом материале.
Фото из В системах воздушного отопления употребляются две схемы подачи воздушного потока: наклонная и горизонтальная Наклонному способу подачи теплого воздуха обычно отдают предпочтение, просто потому что он поставляется в зону нахождения потребителей Горизонтально направленный поток теплого воздуха действует менее отлично, но при близком расположении к нагревательному агрегату лучше воспользоваться им из-за высокой температуры потока В тепловых завесах, совмещающих принципы водяного или электро отопления с воздушной схемой, поток воздуха направлен вверх Наклонное направление воздушного потокаСхема действия наклонной подачи теплого воздухаГоризонтальное направление подачи теплаВертикальная поставка теплого воздушного потока
Разновидности систем воздушного отопления
Посреди известных науке систем отопления можно выделить три разновидности:
Прямоточные системы — самые древние и простые по конструкции. Они использовались еще в Древнем Риме и были обширно распространены в Лондоне до начала промышленно-технической революции.
На этой схеме показано устройство прямоточной воздушной системы отопления, которая отличается низкой эффективностью. Современные системы устроены труднее, но обладают значительно более высоким КПД
При прямоточной системе нагревательный прибор, т.е дровяная печь или камин, размещался в нижней части дома, оптимально — в подвале. Тепло от нагретого печью воздуха поднималось ввысь, передавалось на стены и перекрытия.
Чтобы улучшить циркуляцию горячего воздуха и эффективность отопления, в полу проделывали спец отверстия.
Остывший воздух покидал помещение через отверстия в крыше, а печь (камин) прогревал свежие воздушные массы, поступившие извне, поскольку серьезная теплоизоляция зданий в те времена еще была не развита.
Низкая эффективность прямоточных систем ясна. Она требует сгорания большого количества топлива, но значительная часть тепла поглощается материалом стен, пола и перекрытий.
При этом помещения прогреваются неравномерно: понизу слишком жарко, а верхние комнаты уже не успевают нагреться. Часть тепла вообще покидала дом через крышу совместно с воздухом.
Более современная рециркуляционная система появилась благодаря развитию газового отопления. Отопительное оборудование этого типа разрешает прогревать не весь дом целиком, а только конкретные воздушные массы. Из них формируются воздушные потоки, которые направляются снизу ввысь в конкретные помещения.
Горячие воздушные массы при этом вытесняют холодный воздух, который уходит буквально через решетки, устроенные в полу комнаты. Холодный воздух по воздуховодам поступает к нагревателю и возвращается в систему в виде теплого потока. Цикл рециркуляции повторяется снова и снова.
Затраты тепловой энергии при рециркуляционной системе подогрева в разы меньше, чем при использовании прямоточной схемы. Но есть в этом варианте и недостатки. Закрытая система препятствует обновлению воздуха, что усугубляет качество жизни в доме.
В замкнутой рециркуляционной системе воздушного отопления потоки воздуха постоянно циркулируют меж комнатами и отопительным прибором, отдавая и забирая тепло
Частично проблему можно решить, используя такие средства, как фильтры, ионизаторы, увлажнители и т.п. Но отличные приборы этого типа довольно дороги, а их обслуживание потребует дополнительных усилий, а также средств автоматизации.
Более отлично проблему восстановления воздушных потоков можно решить с помощью рециркуляцонной системы обогрева с частичным забором воздуха извне.
При обустройстве таковой схемы предусматривают частичный вывод небольшого количества воздуха наружу и забор соответствующего объема воздушных масс с улицы. В итоге состав воздуха внутри здания регулярно обновляется.
Рециркуляционные системы работают на гравитационном принципе: теплые потоки поднимаются вверх, а холодные — опускаются вниз. К сожалению, не во всяком здании такая циркуляция выполняется достаточно эффективно. В таком случае в систему включают вентилятор, чтобы осуществлять процесс рециркуляции принудительно.
Характерности монтажа системы
Если расчеты выполнены на высоком профессиональном уровне, и проект системы воздушного отопления коттеджа составлен, можно выполнить спец монтаж самостоятельно.
Для этого понадобится:
В качестве нагревателя обычно употребляют газовый генератор как самый экономически выгодный вариант. Воздуховоды могут иметь прямоугольное, квадратное, круглое или округлое сечение.
Обычно подходящие конструкции можно заказать на предприятии, которое изготавливает вентиляционные системы.
На схеме представлены элементы системы воздушного отопления, которые позволят выполнить спец монтаж воздуховодов в точном соответствии с проектной документацией
Обычно воздуховоды делают из оцинкованной стали, они достаточно легкие, чтобы не перегружать несущие конструкции дома, а также владеют повышенной устойчивостью к износу и коррозии. Для жестких воздуховодов понадобятся специальные элементы, обеспечивающие уклон на 45 или 90 градусов. А для эластичных изделий такие элементы не нужны.
Воздуховоды также изготавливают из обычной стали, меди, пластика и других материалов. Есть даже текстильные конструкции этого типа. В местах с повышенной влажностью рекомендуется использовать медные элементы, как более устойчивые для таких критерий.
Конструкции из пластика относительно недороги, их можно использовать вдали от потенциальных очагов возгорания.
Воздуховоды закрепляют под потолком и полом, а также снутри стен. Если есть необходимость проложить воздуховод не внутри, а вдоль стены, его закрывают фальш-панелью. В потолке и полу на концах воздуховодов монтируют вентиляционные решетки.
Жесткие воздуховоды из покрытой цинком стали очень надежные и долговечные. Для их успешного монтажа понадобятся колена с углом поворота 45 и 90 градусов
Воздушные массы, перемещаясь снутри конструкции, могут издавать определенный шум. Чтобы снизить это негативное влияние, рекомендуется скрыть воздуховоды под слоем звукоизоляции.
Обычно этот материал обладает также теплоизоляционными свойствами, что только увеличивает эффективность работы системы.
Чтобы конструкции воздушного отопления во время работы издавали как можно меньше шума, рекомендуется покрыть их слоем изолирующего материала
Стоит разглядеть вариант приобретения воздуховодов, на которые уже нанесен такой изоляционный слой. Это позволит упростить и ускорить монтажные работы.
Если есть необходимость в установке вентилятора, или нескольких таких устройств, то его обычно включают в систему рядом с нагревателем. К вентилятору подводят электропитание, а также обеспечивают резервный первоисточник электроэнергии.
В систему также включают один или несколько фильтров. Это могут быть фильтры механической чистки, которые препятствуют распространению частичек пыли. Наряду с этими устройствами рекомендуется установить и угольный фильтр, который поглощает разные запахи. Разумеется, фильтры нуждаются в периодической очистке и/или замене.
Часть воздуховода выводят на улицу, чтобы обеспечить приток свежайшего воздуха. Этот отрезок подводят к системе фильтров, а затем воздух подают на теплообменник нагревательного прибора. Если монтажные работы производятся на этапе строительства дома, то их выполнение обычно больших трудностей не вызывает. Главное — хороший спецпроект.
Для улучшения микроклимата в доме в систему воздушного отопления встраивают такие полезные элементы как увлажнитель воздуха, ионизатор, ультра-фиолетовый стерилизатор и т.п. Эти элементы не являются неотклонимыми, но если средства позволяют, не стоит от них отказываться.
Еще одно полезное устройство — канальный кондиционер. Его также встраивают в систему воздуховодов. Это позволит использовать систему в теплое время года, чтобы охладить воздух в комнате.
Системы автоматического управления значительно улучшают работу воздушной системы отопления и позволяют сократить расходы на тепло, а также упрощают эксплуатацию оборудования
Оканчивающий этап — подключение системы автоматического управления. Понадобятся датчики температуры воздуха в комнатах и пульт управления с микропроцессором, который будет обрабатывать поступившие данные и регулировать работу отопительного оборудования.
Выводы и полезное Video по теме
Интересная информация по расчетам и проектированию воздушного отопления показана здесь:
В этом видео можно поглядеть два варианта относительно недорогого монтажа воздушных отопительных систем с использованием приборов и материалов российского производства:
Воздушное отопление — достойный и прибыльный вариант обогрева частного дома. Он отличается более высокой эффективностью по сравнению с традиционными водяными системами и разрешает заметно улучшить качество жизни в доме. Но чтобы гарантировать успешную реализацию этой идеи, система должна быть верно просчитана и профессионально спроектирована.
Появились вопросы? Или есть опыт личного использования воздушного отопления для дома? Поделитесь, пожалуйста, своим мнением по этому вопросу. Оставляйте комментарии, задавайте вопросы, делитесь советами в расположенном ниже блоке.
