В качестве основного теплоносителя в отопительных системах традиционно применяется вода. Такой подход к обогреву имеет свои плюсы и минусы. Однако, при строительстве собственного жилья, возможности для выбора альтернатив часто вполне обширны.
Поэтому стоит рассмотреть различные альтернативные решения. Одним из наилучших вариантов является использование воздушного отопления для дачного дома. На этом аспекте мы сосредоточимся далее в нашем обсуждении.
Краткое содержание статьи
Как прогреть дом воздухом?
Воздух на самом деле может служить весьма эффективным теплоносителем, с рядом преимуществ по сравнению с водой. Простейший вариант такого обогрева — это простой тепловентилятор. Этот прибор, состоящий из вентилятора и нагревательного элемента, способен быстро прогреть небольшую комнату всего за несколько минут. Однако для обогрева загородного дома потребуются более мощные устройства.
В качестве источника тепла можно рассмотреть газовый или твердотопливный котел. Также будет уместным использование электрического обогревателя, однако этот выбор считается не самым экономным, так как затраты на электроэнергию могут вырасти.
Галерея изображений
В системах с воздушным теплоносителем сам воздух является вторичным носителем, который проходит предварительную обработку с помощью нагревательных приборов перед подачей в систему.
Воздух для таких систем может быть разогрет с использованием пара или воды, которые производятся всеми известными нагревательными устройствами.
В качестве оборудования для нагрева применяются печи, которые работают на различных типах топлива — твердых, жидких и газообразных.
В традиционных схемах отопления загородных домов часто используются русские печи. Их недостатком является то, что они могут эффективно обогреть не более трех смежных помещений.
Распространенная система обогрева частных домов включает в себя камин с подключенными теплоотводами.
Систему распределения теплопроводов для воздушного отопления часто размещают на чердаке или за подвесными потолками.
Экономичным способом получения энергии для воздухонагрева является использование теплового насоса воздух-воздух.
Внутренний блок теплового насоса воздух-воздух напоминает части климатического оборудования.
Принцип работы по нагреву теплоносителя
Установка с газовым калорифером
Огневая печь вне помещения
Печь как элемент отопления загородного дома
Камин как основа обогрева частного дома
Установка теплоотводов на чердаке
Внешний блок воздух-воздух теплового насоса
Внутренний блок системы воздух-воздух отопления
Инновационным и экологически безопасным методом обогрева является применение солнечных панелей или солнечного коллектора. Такую систему устанавливают на крыше. Она может непосредственно передавать солнечную теплоту на теплообменник или же преобразовывать ее в доступную электрическую энергию. В этом случае от панели также можно запитать вентилятор.
В теплообменнике воздух нагревается и затем распределяется по помещениям через воздуховоды. Эти конструкции, как правило, довольно громоздкие и выполняются из прочного металла. Их сечение значительно больше, чем диаметр труб в водяном отоплении.
Для воздушных отопительных систем подходят как газовые котлы, так и другие виды отопительного оборудования. Эффективность таких систем может достигать 90%. Они используются не только в жилых помещениях, но и в производственных цехах и складах.
При этом для воздушного отопления не требуются радиаторы. Теплый воздух просто поступает в комнаты через специальные решетки. Так как горячий воздух поднимается вверх, холодный будет вытесняться вниз.
Холодные потоки воздуха возвращаются обратно к теплообменнику, нагреваются и вновь попадают в помещения и так далее.
Эта схема наглядно демонстрирует организацию воздушного отопления рециркуляционного типа с частичным забором наружного воздуха, а также с кондиционером, ионизатором и ультрафиолетовым очистителем.
Практически все системы воздушного отопления предполагают установку вентилятора, который нагоняет горячий воздух и способствует его перемещению по системе. Наличие такого агрегата делает систему зависимой от электроснабжения.
Можно также создать систему, где горячий воздух будет двигаться естественным образом, без вентилятора. Но такие системы, как правило, работают менее эффективно, так как помещения прогреваются слишком медленно.
Основным аргументом в пользу установки воздушного отопления является отсутствие риска аварийных протечек и затопления, которые могут привести к повреждению имущества. Более того, при повреждении воздуховодов автоматика отключает систему.
Особенности воздушного отопления
Сравнительно с традиционными водяными системами, воздушные имеют множество положительных сторон. Например, КПД таких систем может достигать впечатляющих 90%, в то время как КПД водяного отопления редко превышает 65%.
Правильно организованный процесс воздушного отопления позволяет быстро прогреть помещения всего за считанные минуты. Температура в комнатах регулируется с помощью автоматических устройств, которые запускают и останавливают обогреватели по мере необходимости.
В результате в доме всегда поддерживается комфортная температура, а расходы на обогрев снижаются. В сравнении с традиционным водяным отоплением, управление системой воздушного обогрева проще. Воздуховоды реже засоряются, чем водяные трубы, что означает меньшую необходимость в регулярной очистке.
По очевидным причинам, владельцы воздушных отопительных систем не сталкиваются с проблемами, связанными с протечками, совсем так же как и с риском замерзания труб, если, например, в холодный период котел по каким-либо причинам выходит из строя.
Галерея изображений
В системах воздушного отопления отсутствуют традиционные обогревательные приборы. Тепло передается непосредственно в обслуживаемое помещение.
Горячий воздух, образованный в генераторе тепла, смешивается с внутренней воздушной массой и перемещается вдоль ограждений.
По принципу распределения горячего воздуха, системы воздушного отопления делятся на канальные и бесканальные. В бесканальных системах нагретый воздух перемещается в обрабатываемое помещение с помощью вентилятора.
Воздушное отопление быстрее других методов справляется с нагревом, и может использоваться как для сезонного, так и для постоянного обогрева.
По уровню обработки системы бывают местными и центральными. Местные системы предназначены для обогрева одного помещения, по сути, выступают в качестве водяного отопления с вентилятором.
Воздушное отопление превосходно сочетается с системой вентиляции, обеспечивая не только обогрев, но и благоприятные санитарно-гигиенические условия.
По способу перемещения воздуха системы бывают гравитационными и вентиляторными. В вентиляторных системах движение воздуха осуществляется при помощи вентилятора.
Нагрев воздуха в системах воздушного отопления осуществляется калориферами или котлами, которые сначала нагревают теплоноситель, а затем передают тепло воздуху.
Отсутствие отопительных приборов в системе воздуха
Принципы обогрева помещения
Бесканальная система воздушного отопления
Высокая эффективность этой системы
Популярные виды местного воздушного отопления
Сочетание воздушного отопления с вентиляцией
Специфика вентиляторной системы воздушного отопления
Водяной калорифер для воздушного отопления
Оценив все плюсы воздушного отопления, следует обратить внимание и на его недостатки. Во-первых, внедрить такую систему в уже построенное жилье бывает крайне сложно и не всегда возможно. Нельзя просто убрать трубы и радиаторы водяного отопления и заместо них установить воздуховоды и решетки, так как здесь используются совершенно иные принципы функционирования.
Громоздкие воздуховоды займет значительно много места, а их внешний вид может не соответствовать эстетическим требованиям. Обычно их прячут за подвесными потолками, фальш-панелями и так далее. Фактически, для реорганизации системы отопления потребуется капитальный ремонт всего дома.
Воздуховоды являются достаточно массивными конструкциями, которые желательно скрыть за подвесным потолком и в пространстве под полом.
Прежде чем приступить к демонтажу стен, нужно сделать серьезные инженерные расчеты. Поэтому лучше всего проектировать воздушное отопление на этапе строительства. Все необходимые расчеты выполняются еще на стадии проектирования здания, что дает возможность создать удобную, надежную и высокоэффективную систему отопления.
Другая проблема заключается в том, что функционирование воздушного отопления в доме напрямую зависит от наличия электроэнергии. Если вентилятор не работает, горячий воздух не может быть распределен, и помещения остывают так же быстро, как и нагреваются. Возможно, потребуется установка альтернативного источника энергии, например, генератора.
Принципы проектирования системы
При проектировании воздушных систем отопления учитывается множество важных аспектов. Прежде всего, это потребность каждого помещения в тепле, а также потери тепла в каждой комнате. Двери, окна, вентиляционные отверстия и другие элементы могут способствовать потере драгоценных килоджоулей тепловой энергии.
Печь-булерьян — это экономичный вариант нагревателя, который может использоваться для организации воздушного отопления. Также хорошим решением может стать дровяная печь длительного горения.
Ключевым моментом является наличие качественной теплоизоляции здания. Если в доме установлены пластиковые окна, хорошие двери и тщательно утеплен фасад, потери тепла будут минимальными, а затраты на отопление значительно снизятся. В случае реконструкции здания, с проектирования теплоизоляции нужно начинать в первую очередь.
Когда выявлена необходимость в тепловой энергии и учтены расходы, проводится расчет необходимой мощности отопительного оборудования и выбирается его тип. Далее собираются данные о параметрах потока горячего воздуха, и производятся специальные аэродинамические вычисления для определения нужных размеров воздуховодов.
В конце воздуховода устанавливается диффузор-решетка, форма и размеры которой могут оказать влияние на скорость движения воздушного потока.
Для предварительного расчета мощности системы можно ориентироваться на следующие значения: для обогрева 10 квадратных метров площади требуется примерно 0,7-0,8 кВт тепла, при условии качественной теплоизоляции. В противном случае может понадобиться более мощное оборудование. Однако для полноценного проектирования и детальных расчетов лучше обратиться к квалифицированному специалисту.
Ошибки в расчетах могут негативно повлиять на функционирование системы в будущем. Неправильное проектирование системы воздушного отопления может привести к частым поломкам устройств, перегреву воздуха и оборудования, образованию сквозняков и повышенному шуму.
В процессе разработки системы воздушного отопления рекомендуется также продумать расположение стационарной мебели. Приточные и вытяжные решетки должны находиться вдали от мест, где часто присутствуют люди.
Кроме того, они не должны быть скрыты под шкафами или другой мебелью, чтобы не мешать свободному движению воздуха.
В многоэтажном частном доме вытяжные решетки следует устанавливать так, чтобы на верхних этажах охлажденный воздух поступал в систему сверху, а на нижних — снизу. Это обеспечит равномерное распределение тепла по всем помещениям. Более подробную информацию о том, как правильно рассчитать систему воздушного отопления, можно найти в этом материале.
Галерея изображений
В системах воздушного отопления применяются две схемы подачи воздуха: наклонная и горизонтальная.
Наклонный способ подачи горячего воздуха чаще выбирают, так как он эффективно доставляет тепло к пользователям.
Горизонтальная подача теплого воздуха менее эффективна, но может быть удобнее вблизи нагревательного оборудования из-за высокой температуры потока.
В тепловых завесах, сочетающих водяное или электрическое отопление с воздушной схемой, поток горячего воздуха направляется вверх.
Разновидности систем воздушного отопления
Среди известных систем отопления выделяют три типа:
- прямоточную;
- рециркуляционную (гравитационную);
- рециркуляционную с частичным забором наружного воздуха.
Прямоточные системы – самые простые и древние по своей конструкции. Они использовались в Древнем Риме и были популярны в Лондоне до начала промышленной революции.
На данной схеме показана структура прямоточной воздушной отопительной системы, отличающаяся низкой эффективностью. Современные системы более сложны, но обладают существенно большей производительностью.
В прямоточном варианте нагревательный прибор, такой как дровяная печь или камин, размещался в нижней части дома, оптимально – в подвале. Тепло от нагретого воздуха поднималось вверх, передавая тепло стенам и перекрытиям.
Для улучшения циркуляции горячего воздуха и повышения эффективности отопления в полу делали специальные отверстия.
Остывший воздух покидал помещение через люки в крыше, в то время как печь (камин) обогревала свежие воздушные массы, поступающие извне, поскольку в те времена теплоизоляция зданий была недостаточной.
Низкая эффективность прямоточных систем понятна: они требуют значительных затрат топлива, причем львиная доля тепла уходит на прогрев стен, пола и потолка.
В результате в помещениях создаётся неравномерный температурный режим: снизу слишком горячо, а верхние комнаты могут оставаться холодными. Часть тепла также уходит через крышу вместе с воздухом.
Современная рециркуляционная система появилась благодаря газовому отоплению. Она позволяет нагревать конкретные воздушные массы, формируя воздушные потоки, которые поднимаются вверх в определенные помещения.
Горячие воздушные массы вытесняют холодный воздух, который выходит через решетки в полу. Холодный воздух поступает к нагревателю и возвращается в систему как горячий поток. Цикл рециркуляции непрерывно повторяется.
Тепловые потери в рециркуляционной системе обогрева значительно меньше, чем в прямоточном варианте, однако у неё есть свои недостатки. Закрытая система не обеспечивает должного обновления воздуха, что может ухудшить комфорт проживания.
В замкнутой рециркуляционной системе воздушные потоки непрерывно циркулируют между помещениями и отопительным прибором, передавая и забор тепла.
Частично решить эту проблему можно с помощью фильтров, ионизаторов, увлажнителей и др. Но качественные приборы этого типа могут быть дорогими, а их обслуживание требует дополнительных усилий и финансовых затрат.
Эффективно восстановить воздушные потоки помогут рециркуляционные системы обогрева с частичным забором наружного воздуха.
В данной системе предусмотрен частичный вывод небольшого объема воздуха на улицу и забор эквивалентного объема снаружи, что позволяет регулярно обновлять состав воздуха внутри помещения.
Рециркуляционные системы работают на основе гравитационных принципов: горячие потоки поднимаются вверх, а холодные опускаются вниз. Однако в некоторых зданиях такая циркуляция может работать неэффективно. В таких случаях устанавливают вентиляторы для принудительной рециркуляции.
Особенности монтажа системы
Если расчёты выполнены на высоком уровне и проект системы воздушного отопления коттеджа готов, монтаж можно осуществить самостоятельно.
Для этого потребуется:
- нагреватель;
- воздуховоды;
- вентилятор;
- решетки;
- крепежные элементы;
- инструменты для работы с воздуховодами и др.
В качестве нагревательного устройства обычно выбирается газовый генератор, что является наиболее экономичным вариантом. Воздуховоды могут иметь прямоугольное, квадратное, круглое или овальное сечение.
Подходящие конструкции обычно можно заказать на предприятии, занятом в производстве вентиляционных систем.
На схеме представлены элементы системы воздушного отопления, которые помогут выполнить монтаж воздуховодов согласно проектной документации.
Чаще всего воздуховоды изготавливаются из оцинкованной стали: они достаточно легкие, чтобы не создавать нагрузки на несущие конструкции, и имеют высокую стойкость к коррозии и износу. Для жестких воздуховодов потребуются специальные элементы, которые обеспечивают уклон на 45 или 90 градусов; для гибких это не обязательно.
Воздуховоды также могут быть выполнены из обычной стали, меди, пластика и других материалов, даже текстильных конструкций. В помещениях с высокой влажностью лучше использовать медные элементы, так как они более устойчивы к коррозии.
Пластиковые конструкции достаточно недороги и могут использоваться вдали от источников огня.
Монтаж воздуховодов производится под потолком или полом, а также внутри стен. Если нужно проложить воздуховод вдоль стены, его скрывают за фальш-панелью. В потолке и полу на концах воздуховодов устанавливаются вентиляционные решетки.
Жесткие воздуховоды из оцинкованной стали очень надежны и долговечны, для их монтажа понадобятся такие детали, как колена с углом поворота 45 и 90 градусов.
При движении воздуха в конструкции может возникать шум, поэтому рекомендуется скрывать воздуховоды под слоем шумоизоляции.
Часто этот материал также обладает теплоизоляционными свойствами, что повысит общую эффективность системы.
Для снижения уровня шума, создаваемого при работе воздушного отопления, следует рассмотреть установку изоляционного материала.
Рекомендуется также обратить внимание на воздуховоды, которые уже имеют изоляционный слой, это упростит и ускорит монтаж.
Если необходимо установить вентилятор или несколько таких приборов, обычно их размещают рядом с нагревателем. К вентилятору подводят электрический кабель и резервный источник питания.
В систему важно включить один или несколько фильтров, которые могут представлять собой механические устройства, препятствующие распространению частиц пыли. Также желательно установить угольный фильтр для удаления запахов. Разумеется, фильтры требуют периодической очистки или замены.
Часть воздуховода выводится на улицу для обеспечения притока свежего воздуха. Этот участок подводится к системе фильтров, затем воздух поступает на теплообменник нагревательного устройства. Если монтаж проводится на этапе строительства дома, это, как правило, не вызывает сложностей. Главное — наличие качественного проекта.
Для оптимизации микроклимата в жилом помещении в систему воздушного отопления могут быть интегрированы такие полезные устройства, как увлажнитель воздуха, ионизатор, ультрафиолетовый стерилизатор и многие другие. Эти компоненты не являются обязательными, но если финансовые возможности позволяют, от их установки стоит подумать.
Еще одним важным элементом является канальный кондиционер, который также монтируется в систему воздуховодов. Это позволяет эффективно использовать данную систему в теплый период для охлаждения воздуха в помещениях.
Системы автоматизации значительно повышают эффективность работы воздушного отопления, способствуя снижению затрат на обогрев и упрощая эксплуатацию всей системы.
Заключительным этапом является подключение системы автоматизации. Для этого потребуются датчики температуры в помещениях и контроллер, который будет обрабатывать полученные данные и настраивать работу отопительного оборудования.
Выводы и полезное видео по теме
Интересную информацию по расчету и проектированию воздушных отопительных систем можно найти здесь:
В этом видео представлены два способа относительно недорогого монтажа систем воздушного отопления, используя оборудование и материалы, произведенные в Российской Федерации:
Воздушное отопление выступает как достойный и экономически выгодный метод обогрева частного жилья. Он демонстрирует более высокий уровень эффективности по сравнению с традиционными водяными системами и существенно улучшает условия жизни в доме. Однако для успешной реализации этой идеи необходимо выполнить точные расчеты и профессиональное проектирование системы.
Возникли вопросы? Или у вас есть личный опыт эксплуатации воздушного отопления в своем доме? Пожалуйста, поделитесь своим мнением по этому поводу. Оставляйте комментарии, задавайте вопросы, делитесь рекомендациями в блоке ниже.
