Воздушная система отопления частного дома

Воздушное отопление частного дома – выгодное и эффективное решение

Воздушное отопление частного дома своими руками позволяет сделать обогрев помещения быстрым, эффективным и экономичным.

Во многом это зависит от выбора системы воздушного отопления частного дома.

Воздушное отопление частного дома – общая схема

Выбор системы воздушного отопления частного дома зависит от нескольких факторов. Положительным в таком выборе является то, что все они доступны и доказали свою работоспособность при эксплуатации.

Одним из таких вариантов отопления является системы воздушного отопления частного дома. Такой вариант обустройства отопления является недорогим, а также достаточно экономичным и эффективным.

Схема такой системы отопления включает в себя следующие элементы:

• Теплогенератор — водный калорифер, который и является собственно устройством, которое нагревает воздух;
• Воздуховоды – разветвленные каналы для поступления теплых воздушных потоков в помещения или части помещений, которые требуется обогреть;
• Вентилятор (распределительные головки) – приспособление для направления нагретого воздуха по самому помещению.

Как работает воздушное отопление

Преимущества и недостатки систем воздушного отопления

К преимуществам систем воздушного отопления относятся следующие:

• Высокий уровень коэффициента полезного действия (на уровне 90%);
• В схеме отопления нет промежуточных передаточных элементов (труб, радиаторов и т.п.);
• Отопительная воздушная система может быть объединена с климатической системой, что для жилых помещений весьма важно, так как, таким образом, может поддерживаться необходимый микроклимат внутри помещения;
• Возможность быстрого обогрева помещения за счет малой инерционности.

Имеются и недостатки систем воздушного отопления:

• Эффективное воздушное отопление должно монтироваться в процессе строительства самого частного дома;
• Система воздушного отопления довольно требовательна в отношении регулярного технического обслуживания;
• Постоянная потребность в электропитании требует предусмотреть возможность резервного источника электроснабжения;
• Невозможность модернизации такой системы в процессе эксплуатации.

При естественной (гравитационной) отопительной системе циркуляция нагретого воздуха происходит из-за изменения удельной плотности воздуха при изменении его температуры. Такая схема в меньшей мере зависит от электроснабжения, но, в то же самое время, имеет существенные недостатки.

Схема гравитационной системы воздушного отопления

Любые сквозняки или другие потоки холодного воздуха из-за открытого окна или двери вызывают нарушение циркуляции потоков воздуха в помещении. Это приводит к тому, что пространство под потолком перегревается, а рабочая часть помещения – охлаждается.

Схема работы принудительной схемы воздушного охлаждения

Принудительная схема воздушного охлаждения предусматривает применения вентилятора. Распределение нагретого воздуха происходит по воздуховодам, созданным этим вентилятором давлением.

Такой вентилятор устанавливается под камерой сгорания и, очищая отобранный из помещений воздух от пыли, различных посторонних запахов и микробов, подает его в нагретый теплообменник.

После теплообменника нагретый воздух по воздуховодам подается в помещение. Возвращается в теплогенератор воздух через вентиляционные решетки или по обратным воздуховодам.

Проектирование и расчет системы воздушного отопления

Этапы расчета системы:

• Мощность воздухонагревателя. Она должна быть достаточной для того, чтобы помещение получило достаточный обогрев при учете компенсации тепловых потерь;
• Скорость подачи нагретого воздуха ;
• Теплопотери через стены, полы, потолки, окна и двери помещения;
• Диаметр воздуховодов. К этому относится расчет аэродинамических характеристик системы. Целью такого расчета служит определение размера потери воздушного напора.

Последствиями неправильного расчета системы могут стать:

• Перегрев теплонагревателя;
• Вибрация и шум при работе;
• Сквозняк в помещениях.

После того, как все предварительные вопросы были рассмотрены, необходимо определить место установки воздухонагревателя. Общая инструкция по этому поводу отсутствует. Теплый воздух обычно подводится посредством припотолочной вентиляционной системы.

Теплоноситель (теплый воздух) через вентиляционные решетки доставляется ко всем помещениям через специальные воздуховоды. Ими служат смонтированные рукава.

Выходы таких воздуховодов проектируются в полу или внизу помещения возле пола. Сами решетки воздуховодов следует проектировать в местах, где люди будут находиться чаще всего.

Совет. При проектировании обязательно следует учитывать качество вентиляционной системы. Через нее в помещение ведется подача свежего воздуха. При расчетах следует принимать во внимание, что это порядка 25% общего притока воздуха в помещение.

Одно из прогрессивных решений теплонагрева при организации такой системы – это солнечное воздушное отопление. В этом случае при расчете системы принимают во внимание среднее число солнечных дней в году.

На основании этих данных принимают решение о количестве нагревательных элементов – солнечных коллекторов для отопления дома .

Эти элементы устанавливаются на крышах и стенах зданий и сооружений. Для них могут возводиться специальные конструкции. Преимущества такого решения – выгодная цена и возможность самостоятельного монтажа

Изготовление и монтаж системы

Теплогенератором для системы воздушного обогрева может служить либо электронагреватель, либо отопительный котел (твердотопливный или газовый) .

Теплогенератор для системы воздушного охлаждения

Важно. Если для теплогенератора выбирается твердотопливный отопительный котел, то его конструкция обязательно должна предусматривать возможность изменения скорости горения топлива.
Газовый котел должен быть оборудован автоматической системой выключения и включения, а также системой контроля температуры теплоносителя в необходимом диапазоне.

Элементы системы воздушного обогрева

Гибкие рукава, воздуховоды, заслонки и другие элементы системы воздушного обогрева приобретаются в готовом виде. Как они выглядят можно увидеть на фото внизу.

Особо следует остановиться на том, если планируется установка кондиционера. В этом случае обязательно следует предусмотреть утепление воздуховодов. Конденсат не будет появляться на поверхности утепленных воздуховодов.

Сами воздуховоды обычно изготавливаются из листовой оцинкованной стали. В качестве утеплителя можно применять удобный самоклеющийся теплоизолятор.

В зависимости от конструкции понадобятся и жесткие и гибкие воздуховоды, которые скрепляются между собой хомутами или армированным скотчем. С монтажом системы можно ознакомиться в тематическом видео:

В целом воздушная система отопления частного дома будет пригодна для установки в любых помещениях.

Воздушное отопление частного загородного дома: принципы устройства, подбор оборудования и расчет

Продвинутые Америка и Европа давно уже благополучно отапливают свои жилища воздухом, в то время как в России при проектировании системы отопления чаще всего традиционно выбирается водяная. Тогда как решившись на воздушное отопление загородного дома можно получить 90% КПД, а от водяной системы – максимум 60%. Чем же еще так привлекательно отопление при помощи воздуха? Давайте разбираться.

Как работает такая система?

Отопление воздухом очень практично. Счастливые владельцы, обогревающие свои дома таким способом, отмечают неоспоримые преимущества:

• Абсолютная безопасность. Высокочувствительная автоматика четко контролирует все процессы. При малейшей угрозе утечки или другой опасности она моментально блокирует оборудование. Кроме того в системе отсутствуют наполненные теплоносителем трубы, следовательно в принципе невозможны их разрывы, подтекания и т.п. неприятности.
• Высокая скорость обогрева. На полное прогревание помещения уходит от 20 до 40 минут, даже если начальная температура в доме была отрицательной.
• Экономичность. Низкое энергопотребление, высокий КПД и отсутствие промежуточных теплоносителей делают воздушное отопление частного дома чрезвычайно выгодным.
• Надежность и долговечность. При условии грамотного проектирования, монтажа, регулярном обслуживании и необходимом ремонте система прослужит минимум 20 лет.
• Простота в эксплуатации. Автоматическое управление процессами запуска, остановки и сменой режимов позволяет без труда регулировать температуру в доме и одновременно страхует от возможных ошибок.
• Доступная стоимость установки и достаточно быстрый срок окупаемости вложений.
• Эстетичность. Отсутствие в помещении привычных батарей дает возможность устанавливать окна практически любого размера, освобождает пространство и открывает возможности для дизайнерских экспериментов.

Традиционно системы воздушного отопления предполагают использование теплогенератора. Нагнетаемый в теплообменник воздух прогревается до 45-60° и, двигаясь по воздуховодам, нагревает помещение. Остывший воздух через решетки в полу или по обратным воздуховодам возвращается в теплогенератор.

Основными частями теплогенератора являются теплообменник и направляющий воздух вентилятор

Разогрев воздуха можно осуществлять при помощи нескольких вариантов:

• тепловым насосом;
• газовой горелкой с использованием как баллонного, так и магистрального газа;
• горячей водой из централизованной котельной;
• дизельной горелкой.

Средний расход воздуха в системе – от 1 000 до 3 800 куб. м в час, давление при этом составляет 150 Па. В больших помещениях могут появляться потери тепла из длинных воздуховодов. В таких случаях стоит подумать об обустройстве нескольких теплогенераторов, которые работают без воздуховодов. По подсчетам специалистов длина основного воздуховода не должна быть более 30, а ответвлений – 15 м.

Использование системы исключительно для обогрева помещений несколько нерационально, поэтому чаще всего в устройство внедряется блок охлаждения воздуха, от которого отводится внешний блок кондиционирования. Таким образом система совмещает в себе отопление и кондиционирование, позволяя поддерживать комфортную температуру в доме в любое время года. Кроме того можно использовать дополнительное оборудование: увлажнитель и стерилизатор воздуха, создавая в комнатах уникальный здоровый микроклимат.

Обустроить воздушное отопление коттеджа можно при помощи:

• Естественной вентиляции. Самый простой вариант, когда воздух поднимается вследствие первоначального нагрева. В комнаты он попадает по воздуховодам, нагревает их и возвращается в теплообменник. Основные недостатки естественной вентиляции ярко проявляются в случае дополнительного поступления прохладного воздуха через двери или окна. В этом случае холодный воздух, которого оказывается больше, скапливается в нижней части помещения, создавая перекос температурного режима и мешая нормальному функционированию системы.
• Принудительной вентиляции. Циркуляция воздуха обеспечивается вентилятором, создающим давление в системе. Помещение прогревается намного быстрее в силу большей скорости перемещения воздуха. Так же в устройствах с принудительной вентиляцией легче регулировать температуру в комнатах. Небольшим недостатком конструкции может считаться шум, доносящийся из воздуховодов.

Правила подбора основного оборудования

Тепловые генераторы для систем воздушного отопления могут функционировать на разном топливе. Важно подобрать для своего дома наиболее подходящий по всем параметрам вариант. Это может быть жидкое или сжиженное топливо, природный газ. Производители предусмотрели возможные переходы с одного вида топлива на другой. Для этого будет достаточно всего лишь заменить горелку, как в случае с дизельным топливом и газом, или установить сменную насадку с другим диаметром проходных отверстий при переходе со сжиженного газа на природный.

Целостная система состоит из огромного количества составных частей, которые нужно правильно подобрать для корректной работы друг с другом (нажмите на изображение для увеличения)

Система, работающая на жидком топливе, потребует дополнительной установки фильтров, бака для хранения топлива и трубопровода к нему. Дополнительное оборудование потребуется и для установки, работающей на сжиженном газе. Если предполагается использование баллонов, нужно будет обустроить помещение для их хранения. Как вариант можно рассмотреть устройство резервуара для газа, вкопанного в землю, так называемого газгольдера. Только системы на природном газе не потребуют дополнительных устройств.

Воздуховоды так же могут быть разными:

• Круглые. Имеют небольшое аэродинамическое сопротивление, что несколько увеличивает общую эффективность системы. Скрепляются друг с другом при помощи хомутов и шпильки. Внутренний диаметр труб варьируется в пределах от 100 до 200 мм.
• Прямоугольные. Чаще всего их устанавливают в воздуховодах с большим сечением. Более гармонично вписываются в интерьер, поэтому им отдается предпочтение при обустройстве отопительных систем жилых домов.

Оба вида конструкций закрепляются к потолку с помощью анкеров. В случае если воздуховоды приходится прокладывать через неотапливаемые участки, во избежание теплопотерь их обязательно утепляют. При установке конструкций между перекрытиями монтируется особый металлический чехол, размером больше, чем воздухопровод. Обязательно осуществляют теплоизоляцию системы. На участках выхода воздуховода в помещение устанавливаются воздухораспределители, а так же воздухозаборные устройства.

Воздухораспределители и воздухозаборы обязательно устанавливаются на местах вывода воздуховодов в помещение

Как выполнить предварительный расчет?

На самом деле, самостоятельный расчет воздушного отопления произвести очень сложно. Часто это под силу только специалистам. В расчете определяются:

• тепловые потери по каждому помещению в отапливаемом доме;
• тип нагревателя и его мощность, которая должна быть сопоставима с величиной теплопотерь;
• необходимое количество прогретого воздуха с учетом мощности нагревателя;
• нужный диаметр воздушных каналов;
• потери напора в воздушной установке и т. д.

Правильным решением будет заказать пример расчета воздушного отопления дома у специалистов. Вероятно, что в результате инженеры предложат несколько вариантов, останется только выбрать из них наиболее приемлемый.

Отопление при помощи воздуха экономично, безопасно, чрезвычайно просто в использовании и при этом долговечно и надежно. Не удивительно, что оно завоевывает все большую популярность. Однако обустроить воздушное отопление своими руками достаточно сложно. Возможные ошибки могут привести к неприятным последствиям в виде сквозняка в комнатах, шума, перегрева оборудования и т.п. Тем, кто выбирает эту практичную систему, стоит обратиться за помощью к профессионалам. Грамотно спроектированная и качественно смонтированная система будет радовать теплом в доме не один десяток лет.

Воздушное отопление — это вообще-то древняя вещь. И не стоит говорить что, опять же, Европа с Америкой — впереди планеты всей. Потому что это не так! Ведь обычная русская печка — это тоже один из вариантов воздушного отопления! А сколько в России деревень, где до сих пор пользуются таким методом отопления? Таких — хватает! И да — такую печь я бы не отнес к экологичным. Все-таки при сжигании топлива — дров ли, газа ли — наносится вред нашей планете. Но воздушное отопление можно сделать и совершенно без вреда для природы. Ведь можно воспользоваться энергией солнца! Эта идея уже не такая и новая, и даже есть люди кто ее воплотил в жизнь!

Системы воздушного отопления

Занимаясь постройкой собственного дома, необходимо позаботиться о выборе для него отопления. В современных условиях производители предлагают множество решений, которые способны повысить эффективность этого процесса. Некоторые технологии предполагают модернизацию газовых систем отопления, а есть варианты менее популярные в нашей стране, но успешно внедряемые за ее пределами.

К одному из таких способов обогрева домов относятся системы воздушного отопления. Лидерами по внедрению подобной аппаратуры являются страны североамериканского континента. Там частные домовладения в большинстве случаев оснащены именно этим типом отопительных установок.

Актуальность внедрения

Для воздушной системы отопления характерны режимы терморегуляции, при которых доведенный до необходимой температуры воздух (разогретый либо охлажденный) подается по разветвленным в помещении каналам непосредственно в каждую комнату.

Данный вариант компоновки имеет определенные преимущества перед классическими радиаторными системами обогрева:

• в конструкции не используется промежуточный теплоноситель (вода или антифриз), что существенно облегчает обслуживание, потребность в контроле необходимого объема воды либо наличии завоздушивания системы;
• присутствует возможность зонированного обогрева помещений с индивидуальными температурными режимами для каждого помещения в зависимости от текущей ситуации;
• в схеме системы воздушного отопления отсутствуют радиаторы, что позволяет рационально использовать пространство и повышает безопасность комнат для маленьких детей;
• общий коэффициент теплоотдачи является относительно высоким, при этом минимизированы затраты на теплогенерацию;
• в систему встроена дополнительная электронная фильтрация воздуха, обеспечивающая защиту от распространения пыли и вредных микроорганизмов.

Зарекомендовавшими себя на этом рынке являются такие мировые бренды, как «GOODMAN», «RUUD», «RHEEM». Они имеют разветвленную сеть представительств даже в нашей стране.

ВИДЕО: Особенности конвекционного типа обогрева

Сопоставление воздушных с водяными системами

Основными конкурентами для систем воздушного отопления частного дома являются системы с жидким теплоносителем. Поэтому уместно их сравнивать по основным параметрам:

• За счет отсутствия посредника-теплоносителя удается повысить общий КПД системы, который достигает в разных моделях воздушных систем 80-95%. Наличие в цепи программируемого термостата способно повысить дополнительную экономию в 5-15%. В этом случае используются дежурные режимы, понижающие температуру при отсутствии хозяев на 5-7 0 С.
• Минимальная инертность позволяет выходить аппаратуре в рабочий режим за считанные минуты. Так как происходит быстрая циркуляция воздуха, то обогреть помещение также удается за 10-20 минут, в зависимости от его объема.
• Так как система не имеет жидкости в разветвленных магистралях, то даже при значительном понижении температуры не происходит какого-либо перемерзания системы.
• Максимальная степень автоматизации позволяет генерировать именно столько тепловой энергии, сколько нужно для выхода в заданный режим, снижая потери и гибко реагируя на текущую потребность.

Срок эффективной службы воздушного отопления дома по канадской методике составляет до 40 лет. При этом можно монтировать в качестве дополнения установку, занимающуюся увлажнением воздуха.

Принцип работы

Организация воздушного отопления в двухэтажном доме

Главным элементом в цепи является нагреватель воздуха. Он оснащен вентилятором, нагнетающим воздушные потоки для транспортировки их к месту применения. Струя проходит сквозь установленный фильтр. Теплогенератором могут выступать такие элементы:

• газовая горелка;
• электрический ТЭН;
• топка твердотопливного котла.

Использовать теплогенераторы для воздушного отопления на твердом топливе уместно в регионах, где этот тип топлива является широко распространенным.

Забор внутреннего воздуха осуществляется сквозь вмонтированные каналы, по которым он отправляется через фильтр к теплообменнику, где происходит передача тепловой энергии поступившим потокам. Внутренний нагретый воздух получает небольшую порцию наружного свежего воздуха, таким образом обеспечивается приток чистого кислорода в комнату.

Внешний забор воздуха установлен по периметру здания в районе окон или дверей, где происходит наибольшая теплопотеря. Процедура является цикличной, позволяя добиться нужной температуры на термостате. Все управление системой ведется через термостат, который можно запрограммировать на различные режимы, например, лето/зима, вариативность по времени суток и дням недели.

В теплое время года вся система быстро перенастраивается на режим охлаждения. Циркуляция воздуха проводится не через обогревательные элементы, а через хладагенты.

Разновидности отопительных воздушных систем

Существует несколько популярных систем, использующих разнообразные принципы работы. Наиболее популярными из них являются прямоточная и рециркуляционная система обогрева. Разберемся в их устройстве.

Прямоточная

Для прямоточной системы необходимо отдельное помещение в цокольном этаже или подвале. Разогрев воздуха осуществляется посредством сжигания каменного угля либо дров. Далее он перемещается благодаря естественному процессу в верхние полости, расположенные за отверстием в полу или в стенах. Далее осуществляется его выход наружу. При этом он успевает отдать тепловую энергию элементам здания – полу и стенам. Данный вид обладает меньшим КПД, поэтому используется гораздо реже, хотя стоит дешевле остальных.

Рециркуляционная

Рециркуляционные системы воздушного обогрева в большинстве случаев используют для обогрева воздуха газовые горелки в комплекте с большим числом фильтров. Разогретый воздух проходит по всем каналам и попадает в верхнюю область здания, где, остывая, опускается и вместе замещающими его объемами нового воздуха циркулирует в системе. В процессе можно полагаться на естественную циркуляцию за счет температурного расширения. Однако, более эффективно применять принудительное перемещение воздуха за счет установки вентиляторов.

Комбинированный вариант

Это различные комбинации воздушно-водяных или масляных схем отопления помещений, которые предлагаются в большинстве случаев для нескольких, соединенных между собой единой воздушной магистралью. Принцип работы заключается в том, что теплоноситель поступает от котельной по всем помещениям, а в качестве теплоотдающего элемента используется очень мощный радиатор.

Пример организации с частичным притоком свежего воздуха

Эти принципы работы опробованы в крупных промышленных помещениях в нашей стране, но также они являются перспективными для внедрения в бытовых условиях частных домостроений.

Что нужно для монтажа воздушного отопления

И хотя на сегодняшний день только в России работает несколько тысяч компаний по установке и монтажу воздушного отопления, его несложно собрать собственноручно.

Первое и основное – выбрать теплогенератор, который будет продуцировать тепло в дом. Марка теплогенератора и его мощность зависят от площади дома или квартиры, где будет монтироваться такая система.

Что еще понадобится для монтажа системы:

• гибкий воздуховод – специальная оцинкованная труба, по которой будет циркулировать горячий воздух;
• тройники для соединения труб и создания полноценной воздушной магистрали;
• решетки для подачи горячего и забора охлажденного воздуха;
• алюминиевый скотч для обеспечения герметичности соединения воздушной магистрали;
• нож и монтажные крепежи.

Рекомендации по возведению

1. Идеальный вариант, когда вентиляционные каналы проектируются еще на стадии строительства дома, для чего в стенах или перекрытиях монтируются специальные ниши, размер которых достаточен для расположения воздуховода.
2. При монтаже отопления в уже построенном доме понадобится возводить фальш-стены или подвесные потолки, которые смогут замаскировать массивные трубы.

В целом это удобная и перспективная система отопления, при которой затрачивается минимум средств на обогрев. Есть некоторые нюансы по обустройству и монтажу, но это действительно тонкости, которые по сравнению с обвязкой котла и монтажом радиаторов кажутся незначительными.

ВИДЕО: Экономичное воздушное отопление частного дома

Источники: http://otoplenie-gid.ru/gde/dom/64-vozdushnoe-otoplenie-chastnogo-doma, http://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/vozdushnoe-otoplenie-zagorodnogo-doma.html, http://www.portaltepla.ru/montagh-otopleniya/vozdushnoe-otoplenie-doma-po-kanadskoj-metodike/

Как вам статья?