Воздушное отопление

Принцип работы воздушного отопления

Работа современных систем воздушного обогрева основана на нагреве воздуха теплогенератором. От него тёплый воздух подаётся в помещения по воздуховодам через вентиляционные решётки.

Холодный воздух к теплогенератору поступает как из здания, так и снаружи через отдельные воздуховоды и отверстия.

Воздух циркулирует естественно или принудительно. В первом случае это происходит без дополнительного оборудования за счёт того, что тёплый воздух легче, он поднимается, а холодный опускается. Эта схема чувствительна к открытию окон и дверей. Поэтому часто выбирают принудительную циркуляцию, которая осуществляется с помощью специального вентилятора.

Достоинства

Их несколько:

• экономичность эксплуатации;
• коэффициент полезного действия до 95%;
• быстрый прогрев помещений;
• отсутствие жидкого теплоносителя и связанных с ним проблем (например, повреждений труб при заморозке);
• эстетичность (нет труб, радиаторов);
• возможность с помощью такой системы очищать, вентилировать, кондиционировать и увлажнять воздух;
• автоматизация при установке специального оборудования;
• безопасность, обеспечиваемая различными датчиками;
• экономия при частичной самостоятельной установке.

Недостатки

Они также существуют, это:

• монтаж отопления при строительстве здания (иначе его части могут портить интерьер);
• потребность постоянного контроля и технического обслуживания;
• дороговизна в России, в том числе из-за низкого распространения;
• сложность проектирования, связанная со специальными расчётами;
• энергозависимость (в случае перебоев в центральном энергоснабжении требуется дополнительный источник питания).

Как сделать систему воздушного отопления для частного дома своими руками

Непосредственно перед монтированием системы воздушного отопления частного дома рекомендовано сделать проект. Следует рассчитать:

• площадь помещения;
• наличие теплопотерь (пол, потолки, стены, окна);
• мощность теплогенератора, который необходим для прогрева пространства;
• скорость подачи теплого воздуха;
• диаметр воздуховодов, их количество, а также крепежи к ним.

Основные используемые материалы:

• воздуховод нужной длины и диаметра;
• теплогенератор;
• решетки декоративные, которые крепятся на концах воздуховода;
• фильтра воздушные;
• вентиляторы;
• крепежные элементы;
• инструменты (шуруповерт, серебристый скотч, уровень, линейка, рулетка, карандаш).

Установка такой отопительной системы проходит следующие этапы:

1. Монтаж теплогенератора в отдельном помещении.
2. Прорезают отверстия для воздуховодов в стенах.
3. Соединяют все элементы, согласно выбранному проекту.
4. Располагают вентилятор под теплогенератором.
5. Крепят декоративные элементы.
6. Проводят диагностика всех соединений и запускается оборудование.

Для эстетики воздуховоды прячут в межпотолочное или напольное пространство.

От солнца 

Использование природной энергии сокращает расходы на обслуживание системы. Плотность выделяемой солнечной энергии зависит от времени года. Работает такой вариант за счет нагрева поверхностей воздушного коллектора солнцем и передачи тепла в помещения. Состоит из следующих элементов:

• теплоизолирующий корпус;
• абсорбирующий экран черного цвета;
• радиатор;
• стекло или поликарбонат;
• вентиляторы.

Воздух закачивается в коллектор, где, под действием нагретых солнцем абсорбирующих поверхностей, он прогревается. После он вентилятором перегоняется в помещение.

Материалы, необходимые для изготовления солнечной системы своими руками:

1. ДСП, фанера или бруски для внешнего корпуса.
2. Дно из профнастила, желательно покрыть черной краской и проложить изоляционный материал.
3. Радиатор можно взять от старых холодильников либо сделать из меди и алюминия. Многие собирают его из скрепленных между собой алюминиевых банок из-под напитков.
4. Крышка делается из стекла или поликарбоната.
5. Для теплоизоляции, корпус обклеивается пенополистиролом.
6. Вентиляторы. Можно использовать кулеры от старой техники.

Такие, собранные своими руками, системы могут работать от сети либо аккумулятора. 

На основе печи длительного горения

При наличии печи можно сделать дополнительную систему отопления от нее. Для этого делают планировку вентиляции – чтобы холодный воздух заходил в печь, а разогретый распространялся в помещении. Устанавливают гибкие каналы с теплоизоляцией, которые монтируют по всем помещениям. Они могут работать за счет естественной вентиляции, а можно также подключить вентиляторы.

Система воздушного отопления дома на основе печи длительного горения на естественной вентиляции способна отапливать до 4 комнат.

Монтируют такую модель следующими этапами:

• устанавливают печь длительного горения;
• проектируют расположение воздуховодов;
• их крепят к печке и монтируют по дому;
• внизу устанавливают вентилятор для увеличения скорости подачи воздуха в патрубки;
• проводят проверку всех соединений и запускают оборудование.

При горении выделяется сажа, поэтому такой вариант воздушного отопления требует дополнительных фильтров, которые устанавливают в воздуховоды и решетки на выходе.

На основе булерьяна

Бульеран – удивительная печка, работающая на принципе газогенерации. В нее снизу идут ненагретые массы, а сверху выходят теплые. В этом случае к такой печи подключают алюминиевые или жестяные патрубки, которые распространяют тепло по помещениям. Это еще один вариант системы воздушного отопления от печи для частного дома.

При монтировании этой системы, необходимо:

• спроектировать расположение воздуховодов;
• присоединить их к булерьяну;
• скрепить все элементы между собой, проверить их прочность и запустить систему.

Воздушное отопление набирает популярность использования в частных домах. Это простой и удобный способ прогреть все помещения сразу. Выше рассмотрены методы, как сделать системы воздушного отопления для частного дома своими руками. Они несложные и подобные конструкции можно провести в доме самостоятельно

Важно учитывать расположение всех коммуникаций и правильно рассчитать необходимую мощность обогрева

При бережной эксплуатации, постоянной диагностике и прочистке элементов, такая система отопления прослужить долго без перебоев. Она создаст комфортные условия для нахождения в помещениях в любое время года.

Удобство систем

воздушное отопление

• простота установки
• эргономичность
• быстрый прогрев
• безопасность и долговечность
• комфорт

Системы воздушного отопления не нуждаются в разводке труб с теплоносителем по всем помещениям. Воздуховоды легко монтируются и прячутся в конструкцию.
Отсутствие радиаторов и конвекторов в помещении, только решетки на потолке, полу или в стенах. Вы можете использовать все пространство комнаты по своему усмотрению.
Возможно оперативное изменение температуры в соответствии с режимом дня. Быстрый прогрев с минимальной температуры до комфортной.
Отсутствие труб с теплоносителем в помещениях исключает разрывы и нарушение герметичности трубы, предотвращая протечки. Расчетный срок эксплуатации оборудования – более 20 лет, а воздухораспределительной системы более 50 лет!
Автоматическое поддержание заданной температуры, более равномерное распределение тепла по помещению, возможен постоянный приток свежего воздуха с улицы, фильтрация воздуха от пыли. Поддержание заданного уровня влажности (опция).

водяное отопление

• сложный монтаж
• наличие нагревательных устройств (радиаторов)
• инерционность
• аварийность
• духота и сухость

Cистемы водяного отопления требуют более длительного и сложного монтажа, применения специального оборудования.
Трубы и радиаторы не только занимают часть помещения, но и выделяются визуально, а встраиваемые конвекторы очень дороги и ненадёжны.
Необходимость постоянного поддержания комфортной температуры или долгое ожидание прогрева после её понижения.
Аварии и протечки в системах водяного отопления – явление регулярное.
Сложное управление температурой воздуха, частый перегрев, неравномерное распределение температуры по помещению, образование пыли и её скопление на батареях, духота, сухость.

Что такое система воздушного отопления и как она устроена

Существует два вида воздушного отопления: локальное и канальное. В первом случае система располагается в самой отапливаемой зоне, а во втором — тёплый воздух подаётся при помощи воздуховодов.

Система способна не только подавать воздух в помещение, но и забирать его оттуда, для того чтобы подогреть и отправить обратно. Есть возможность добавлять воздух с улицы, частично или полностью.

Локальная система состоит из обогревателя и подойдёт исключительно для небольших помещений, потому что обогревает только территорию вокруг себя. И чем дальше от источника тепла, тем холоднее. На деле такой метод чаще применяют в хозяйственных помещениях, где нет необходимости в равномерном и постоянном обогреве.

Намного сложнее система канального отопления. Здесь понадобится система с вентиляторами, увлажнители, фильтры, воздуховоды на приток и обратно, различные датчики. Но сложность системы оправдывается её эффективностью. А установив микродатчики в разных зонах, получится осуществлять индивидуальный контроль и поддерживать везде разный температурный режим. Такой способ позволит рационально использовать ресурс энергоносителя.

Плюсы и минусы обогрева помещений в доме воздухом

При видимой сложности, установить воздушную систему отопления под силу самому. Достаточно для этого воспользоваться специальными схемами. Но прежде чем принять решение, ознакомьтесь со всеми достоинства и недостатками. Очевидные плюсы:

Простота сборки и использования. А ещё давление воздуха на стенки труб меньше, чем у воды. Поэтому риск протечки минимален и даже если такое случиться, то не повлечёт за собой серьёзных последствий. По той же причине требования к трубам ниже, чем для водяной системы.

• Возможность не только обогревать, но и увлажнять воздух. Работая без увлажнителя, такое отопление сушит воздух и предотвращает появление плесени.
• Справится с аллергенами и пылью, за счёт воздухосборников, оснащённых фильтрами и ионизаторами.
• Отсутствие необходимости в радиаторах. Воздушные каналы размещаются внутри стен или совмещаются с шахтами для кондиционирования.
• Отсутствие труб и других громоздких конструкций позволяет говорить об эстетичности данной системы.
• В тёплое время года воздушное отопление с принудительной тягой способно подавать холодный воздух в помещение.
• Экономичность.
• Вентилятор в системе помогает быстро прогревать помещение до нужной температуры.
• Большой выбор нагревательного элемента.
• Отсутствие сквозняков. Да, имея воздушное отопление, форточки для проветривания открывать не нужно. Система подаёт тёплый и чистый воздух.
• Стоимость монтажа и возможность установки отопления в любое время года.
• Контроль над температурой в разных зонах.

К минусам относится:

Фильтры не справляются полностью со своей задачей и в помещение попадает пыль с улицы. Но если воздухозаборник размещён не снаружи, а внутри, то проблема не возникнет.

Фото 1. Фильтры для систем воздушного отопления. Защищают от попадания пыли и грязи с улицы в помещение.

• Необходимость регулярной замены фильтров в системе.
• Быстрое охлаждение здания после отключения обогревателя.
• Зависимость от электричества. При отключении света, вентиляторы перестают работать и нагнетать тёплый воздух. Хорошо иметь на этот случай источник бесперебойного питания.
• Невозможность полностью герметизировать отапливаемое здание из-за риска попадания СО в системе, который быстро распространится по дому и приведёт к риску для жизни людей.

Строение и принцип работы системы

Для полноценной работы современной воздушной системы отопления необходимо использование теплогенератора. В теплообменник нагнетается воздух. Оптимальная температура нагрева 50-60 градусов. Далее по воздуховоду горячий воздух перемещается в помещение, где равномерно распределяется, нагревая комнату. Далее через специальные отверстия (решетки, вмонтированные в пол, или стены) остывший воздух вновь возвращается к теплогенератору. Нередко для подачи остывшего воздуха используются воздуховоды обрата.

Принцип работы теплогенератора

При рассмотрении схемы становится понятно, что основными элементами теплогенератора выступают вентилятор, обеспечивающий перемещение воздуха, и теплообменник. Сегодня существует много видов воздушных отопительных систем. Одним из отличий можно выделить метод нагрева воздуха. Это возможно несколькими способами, которые показывает такая классификация систем воздушного отопления:

• посредством применения теплового насоса;
• использование газовой горелки. При этом допустимо как подключение к основной газовой магистрали, так и использование газового баллона.
• горячей водой из централизованной системы;
• использованием дизельной горелки, или воздушное отопление на отработанном масле.

Следует учитывать, что если воздуховод имеет достаточно большую протяженность (в больших помещениях), то это может вызвать некоторую теплопотерю. Чтоб ее избежать, можно внедрить в систему несколько вспомогательных теплогенераторов

Важно помнить, оптимальная длина воздуховода (при которой уровень теплопотери минимален) составляет 30 м, а продолжительность ответвлений воздуховода не должна превышать 15 м

Группа воздуховодов системы воздушного отопления

Для получения максимального эффекта от эксплуатации системы рациональным является решение дополнить ее блоком кондиционирования. Таким образом, в прохладное время года с ее помощью вы будете совершать обогрев дома, а в жаркое – производить некоторое охлаждение. Это позволит круглый год поддерживать в доме наиболее комфортную температуру. Кроме того, вы сможете дополнить воздушное отопление на твердом топливе такими полезными устройствами, как, допустим, увлажнитель или стерилизатор воздуха.

Вентиляция системы может быть двух типов:

• естественная. Горячий воздух в системе просто поднимается вверх и произвольно перемещается по воздуховоду, нагревая его. Весомые минусы воздушного отопления в таком случае – то, что в случае попадания холодного воздуха в помещение (через окна, двери) он оседает в нижней части комнаты, создавая существенный дискомфорт. А в это время горячий воздух согревает потолок.
• принудительная. Более эффективная модель работы системы, поскольку циркуляция воздуха значительно ускоряется посредством применения мощных вентиляторов. Система работает прекрасно, но шум вентилятора, доносящийся из воздуховода, может создавать определенный дискомфорт.

Естественная и принудительная системы вентиляции частного дома

Преимущества и особенности воздушного отопления

Главным достоинством воздушного отопления является отсутствие воды в системе. Из этого следует:

• высокий общий КПД системы;
• отсутствие длинных магистралей для воды;
• отсутствие протечек;
• нет риска разморозки системы зимой;
• не нужны сантехники;
• не нужно ежегодно опрессовывать систему и готовить ее к сезону;
• можно включать систему только в нужное время, даже зимой;
• быстрый прогрев помещений, низкая инерция;
• сопряжение с системой вентиляции и кондиционирования;

В системах воздушного отопления тепло передается напрямую от источника к воздуху, подаваемому в помещение, без применения промежуточного теплоносителя. Таким образом, из системы исключается основной источник проблем – жидкость.

В системе воздушного отопления не бывает протечек, коррозии, отсутствуют потери тепла в длинных подводящих магистралях.

Еще одним преимуществом является возможность объединения системы воздушного отопления с системой приточной вентиляции.

Система воздушного отопления может работать с подмесом наружного воздуха до 100%, т.е. при необходимости быть полностью приточной. Это бывает необходимо для помещений класса взрывопожаробезопасности А или Б.

Тем не менее, воздушное отопление имеет ряд особенностей, ограничивающих его применение, в основном, промышленными объектами:

• повышенная шумность;
• необходимость в разводке громоздкой вентиляционной сети;
• большие габариты теплогенераторов;

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.

Основные принципы работы

Зачастую, теплогенератор оснащен горелкой, камерой сгорания и калорифером. В теплообменник остывший воздух попадает из вентилятора. В процессе сгорания топлива выделяется тепловая энергия, которая приводит к нагреванию теплообменника. Таким образом, нагрев теплообменника приводит к обогреву попадаемого холодного воздуха. Уже нагретые потоки воздуха проходят в воздухоотводы, которые распределяют тепло в разных направлениях комнаты.

Для теплогенераторов используют различные виды топлива. Они могут работать как на дизельном топливе, так и на сжиженном баллонном газе. А универсальная горелка перерабатывает любое вещество. Отработанные генератором газы уходят в дымоход.

Воздухоотводы также бывают нескольких видов: круглые и квадратные. Круглые воздухоотводы практически не имеют аэродинамического сопротивления, в среднем их диаметр достигает 15 см. Что же касается последних, то они имеют форму коробов. Такой вид воздухоотвода занимает минимум пространства и просты в установке.

Последовательность действий при устройстве воздушного отопления

Для устройства системы воздушного отопления цеха и прочих производственных помещений необходимо придерживаться следующей последовательности действий:

1. Разработка проектного решения.
2. Монтаж системы отопления.
3. Проведение пусконаладочных работ и испытаний по воздуху и срабатыванию систем автоматики.
4. Приемка в эксплуатацию.
5. Эксплуатация.

Ниже рассмотрим более подробно каждый из этапов.

Проектирование системы воздушного отопления

Правильное расположение источников тепла по периметру позволит в одинаковом объёме отапливать помещения. Нажмите для увеличения.

Воздушное отопление цеха или склада необходимо монтировать в строгом соответствии с предварительно разработанным проектным решением.

Не следует заниматься выполнением всех необходимых расчетов и подбором оборудования самостоятельно, так как ошибки при проектировании и монтаже могут привести к нарушению работоспособности и появлению различных дефектов: повышенный уровень шума, дисбаланс подачи воздуха по помещениям, дисбаланс температуры.

Разработку проектного решения следует доверить специализированной организации, которая на основании представленных заказчиком технических условий (или технического задания) займется решением следующих технических задач и вопросов:

1. Определение тепловых потерь в каждом помещении.
2. Определение и подбор воздухонагревателя требуемой мощности с учетом величины тепловых потерь.
3. Расчет количества нагретого воздуха с учетом мощности воздухонагревателя.
4. Аэродинамический расчет системы, производимый для определения потерь напора и диаметра воздушных каналов.

Недостатки

Воздушное отопление коттеджа не лишено определенных недостатков:

1. Прокладка эффективных воздушных схем возможно только на этапе возведения здания. В процессе его эксплуатации сделать это весьма затруднительно.
2. Воздушное отопление дома по канадской методике нуждается в постоянном квалифицированном обслуживании.
3. Подобный обогрев полностью зависим от наличия электричества, поэтому приходится обзаводиться резервным источником электроснабжения.
4. По ходу эксплуатации усовершенствование и доработка системы невозможна.

Естественное гравитационное отопление работает по принципу изменения удельной плотности воздушных масс, что достигается их нагреванием: как результат, теплый воздух начинает двигаться вверх, а холодный – вниз. В этом случае наличие электричества не является обязательным условием, что очень удобно. Недостатками таких схем является их чувствительность к сквознякам и другим потоках охлажденного воздуха, которые возникают при открывании дверей или окон. Подобные явления могут нарушать эффективность циркуляции воздушных потоков внутри жилища, из-за чего участки возле потолка нагреваются, а рабочая часть остается охлажденной.

Частью воздушного отопления загородного дома являются специальные вентиляторы, с помощью которых нагретый воздух равномерно распределяется по всему объему помещения. Для этих целей используются специальные воздуховоды. Местом установки такого вентилятора выступает участок возле камеры сгорания. Также в системе имеются специальные фильтры для удаления из отобранных из комнаты воздушных потоков пыли, микроорганизмов и неприятных запахов. После очистки воздух попадает внутрь нагретого теплообменника, после чего по специальным воздуховодам двигается по всему дому. Забор охлажденных потоков осуществляется через вентиляционные отверстия, оснащенные решетками.

Разновидности отопительных систем

Существует несколько способов организовать у себя дома электрическое отопление. Каждый из них обладает своими преимуществами и недостатками. Некоторые обходятся более дешево на этапе покупки, а некоторые значительно экономят во время эксплуатации. Давайте рассмотрим, какие особенности имеет каждый способ:

Установка электрического котла, предназначенного для нагрева воды, ходящей по трубам отопительной системы. Пожалуй, наиболее известный способ, но при этом далеко не самый эффективный на сегодняшний день. Производители заверяют о том, что нынешние модели стали гораздо производительнее и теперь расходуют на 80% меньше энергии, но это вопрос спорный. Ручное включение-отключение котла, конечно, непрактично, а автоматическое с заданным интервалом не учитывает температурный режим дня и ночи. Более-менее экономичный вариант – установить термостаты и соответствующую автоматику, для включения в зависимости от температуры в комнатах, однако это сложно с точки зрения монтажа и очень затратно. Модели пониженной мощности с равной производительностью тоже – не более чем реклама. У такого котла, скорее всего, не хватит «сил» на обогрев крупного частного дома.
Инфракрасные панели. Это не просто способ обогрева помещений, а принципиально отличная технология. Суть заключается не в прогревании воздуха (что имеет очень низкое КПД), а в воздействии на предметы, расположенные в комнате. Под светом ИК-ламп полы и мебель нагреваются и начинают сами издавать тепло. Принципиальная разница еще в том, что традиционный «радиаторный» способ отопления помещений фактически греет потолок (теплый воздух от батареи поднимается вверх), а полы остаются холодными. С инфракрасным обогревом все наоборот. Свет направлен вниз, а, значит, самое теплое место – пол. Дополняете систему терморегуляторами — и экономичное отопление дачного, частного дома или гаража готово. А мнение о вреде ИК излучения на человека – не более чем миф. Главное – не находиться под лампой длительное время, и ничего опасного не произойдёт.
Использование конвекторов. По заверениям производителей – это самый эффективный способ обогрева помещений, который сочетает в себе высокую производительность и экономное энергопотребление. Оба этих утверждения являются предметом долгого спора, поскольку в основе технологии лежит все тот же «радиаторный» принцип, а в обогреве дома следует учитывать множество индивидуальных особенностей. Главное отличие заключается в существенной простоте установки и эксплуатации и более низкой цене

Важным достоинством конвекторов является пожаробезопасность, что очень важно при отоплении дачного или частного дома из дерева. Конвекторы позволяют устанавливать их последовательно от помещения к помещению, компактны и приятны на вид, а также защищены от перепадов питающей сети.