По данным практики, подавляющее большинство владельцев жилья в России предпочитают использовать системы отопления с жидким теплоносителем. Возможно, именно этот вариант в свое время считался наиболее удобным.
Тем не менее, технологии продолжают развиваться, и на рынке появляются более эффективные решения, такие как различные конструкции воздушного отопления, которые обеспечивают быстрое и экономичное отопление любых помещений.
Краткое содержание статьи
Принцип работы и виды воздушного отопления
Стоит отметить, что существуют два основных типа воздушного отопления, каждый из которых можно применять в зависимости от обстоятельств.
Первый из них работает на основе калорифера, что делает его аналогичным системам с жидкостным теплоносителем, однако здесь вместо жидкости используется нагретый воздух. Специальный нагреватель прогревает воздух и направляет его по трубам в отапливаемые пространства.
Воздушное отопление представляет собой систему, которая осуществляет обогрев одного или нескольких помещений с помощью нагретого воздуха, который предварительно подогревается с помощью пара, электроэнергии, огня или воды.
Главное отличие воздушных систем от других видов отопления в том, что в их конструкции отсутствуют традиционные отопительные приборы.
Как и в случае водяного отопления, воздушные системы делятся на гравитационные и принудительные. В принудительных системах движение воздуха инициирует вентилятор.
По методу доставки горячего воздуха различают канальные и бесканальные системы.
В канальных системах обычно применяется гравитационный принцип: подготовленный в нагревателе воздух движется самотеком по трубам, обогревая окружающее пространство.
Рациональным решением является комбинирование воздушного отопления с вентиляцией, что способствует улучшению санитарно-гигиенических характеристик воздуха.
В частных домах чаще всего воздух нагревается каминами или печами, в которые встроены калориферы.
Если используются водяные, газовые или электрические калориферы, рекомендуется устанавливать как минимум два устройства, чтобы в случае отказа одного из них, второе могло сохранять температуру не ниже +5 градусов.
Воздуховоды, наполненные горячим воздухом, обогревают помещение. Однако такие системы в настоящее время не так распространены, так как во время эксплуатации каналы неизбежно повреждаются. Колебания температуры приводят к тому, что воздуховоды расширяются и сужаются, что усугубляет соединения и вызывает появление трещин.
Это может нарушать распределение воздуха и вызывать неравномерный обогрев помещений, что не является желаемым результатом. Более предпочтительной считается система воздушного отопления открытого типа.
В конструкции воздушного отопления есть много общего с традиционными водяными и реже используемыми паровыми системами. Главным отличием является отсутствие стандартных радиаторов.
Система работает следующим образом: теплогенератор нагревает воздух, который поступает в отапливаемые помещения через систему труб. В этих помещениях горячий воздух выходит наружу и смешивается с уже имеющимся воздухом, что способствует повышению температуры.
Остуженный воздух опускается вниз, попадает в специальные трубы и возвращается в теплогенератор для повторного нагрева.
Теплоноситель в воздушных отопительных системах считается вторичным, поскольку его предварительно подогревают первичным теплоносителем — паром или водой.
Системы отопления с нагретым воздухом делятся на местные и центральные по радиусу действия. Местные системы обслуживают один объект (например, коттедж или несколько смежных комнат), а центральные — многоквартирные дома и общественные площадки.
Все системы можно классифицировать на полные, частичные рециркуляционные и прямоточные.
Местные системы, которые обеспечивают полную рециркуляцию воздуха, бывают как канальными, так и бесканальными. Эти схемы располагаются с естественным движением нагретого воздуха. Если отопление совмещается с вентиляцией, то чаще используются схемы с частичной рециркуляцией, в которых часть воздуха смешивается с уже находящимся в помещении без прохождения через воздуховоды.
Центральные системы, как правило, являются прямоточными. Воздушный теплоноситель нагревается в отопительном центре здания и затем распределяется по помещениям через устройства для распределения воздуха. Все центральные схемы обладают канальной конструкцией.
Прямоточные воздушные системы могут быть излишне дорогими для частного использования. Их обычно устанавливают там, где создают вентиляцию, способную обрабатывать объем воздуха, необходимый для отопления.
Центральное воздушное отопление устанавливается на производствах, где используются или производятся легко воспламеняющиеся, токсические и взрывоопасные вещества. Этот вид применяется для загородных домов, когда необходимо подводить нагретый воздух на большие расстояния.
Организация системы для частного сектора нецелесообразна из-за высокой потребности в мощном вентиляционном оборудовании.
Действующие разновидности системы
В настоящее время представлено несколько типов воздушного отопления, с которыми важно ознакомиться каждому, кто планирует установить подобную систему в своем жилье. Системы можно классифицировать по различным характеристикам. Начнем с метода циркуляции воздуха. Исходя из этого отличим два основных вида.
Естественная циркуляция подразумевает, что нагретый воздух поднимается вверх и самостоятельно передвигается по трубопроводам. Поэтому выходные отверстия воздуховодов располагаются исключительно в верхней части помещений.
Система с естественной циркуляцией воздуха
Работа такой конструкции основана на свойстве горячего воздуха подниматься. Нагретый воздух перемещается по воздуховодам, проложенным в стенах, в комнаты и через отверстия в потолке выходит наружу.
Основное преимущество данных систем заключается в их экономичности, так как нет необходимости в дополнительных расходах на оборудование.
Но у такой системы есть и ряд существенных недостатков. Прежде всего, скорость подъема воздуха по трубам невысока. Из-за этого процесс обогрева помещения занимает достаточно много времени.
Кроме того, в системах с естественной циркуляцией часто приходится устанавливать выходные отверстия воздуховодов в верхней части комнаты, что не всегда удобно.
Серьезный недостаток гравитационного воздушного отопления (систем с естественным движением теплоносителя) заключается в ограниченном радиусе действия, который составляет 8–10 метров.
Система с принудительным движением воздуха
Такое оборудование обязательно должно включать вентиляционную установку, мощность которой определяется протяжённостью и количеством воздуховодов. Для больших площадей необходимо устанавливать несколько приборов. Основная функция оборудования заключается в перемещении горячего воздуха по воздуховодам к отапливаемым комнатам. В результате скорость подачи воздуха увеличивается, что обеспечивает быстрое отопление помещений.
Несмотря на необходимость установки вентиляторов, такие системы оказываются более экономичными. Высокая скорость воздухообмена позволяет системе забирать из комнаты остывший воздух, который еще обладает достаточным количеством тепла.
Он просто не успевает остыть до низких температур. На его повторный подогрев уходит значительно меньше энергии, что в итоге обеспечивает существенную экономию средств.
Для того чтобы стимулировать движение воздуха к потребителю, отопительные системы оборудуются вентиляторами, что делает их зависимыми от электроэнергии, но значительно повышает эффективность работы.
По месту установки воздуховодов воздушные системы также классифицируются на две группы.
Напольное воздушное отопление
Особенность этой системы заключается в том, что воздуховоды встраиваются в пол или плотно располагаются в плинтусах. Это способствует более эффективному распределению горячего воздуха, который попадает в нижнюю часть помещения.
Теплый воздух поднимается вверх, что способствует быстрому смешиванию воздушных потоков и более быстрой температуре в помещении.
Напольное воздушное отопление предполагает, что выходы воздухопроводов располагаются в плинтусах или интегрированы непосредственно в пол.
Подвесные воздушные системы
Данная схема предполагает наличие воздуховодов, встроенных в потолочные перекрытия или стены, выводы которых находятся только в верхней части комнаты, чаще всего под потолком. Также могут быть использованы подвесные воздуховоды с аналогичными выходами.
Следует отметить, что такие системы, как правило, выглядят менее эстетично по сравнению с напольными. Однако существуют методы декорирования и маскировки воздуховодов.
Кроме того, применение напольной системы подразумевает более высокую температуру воздуха внизу. В верхней части комнаты воздух будет немного прохладнее.
Такое распределение температуры считается наиболее благоприятным для человека. Более того, выводы воздуховодов, встроенные в пол или плинтусы, практически незаметны, что значительно улучшает внешний вид интерьера помещения.
Одним из основных недостатков систем воздушного отопления, который особенно неприемлем для частных домов, является существенно более низкая температура воздуха у самого пола по сравнению с верхней частью помещения. Нагретый воздух быстро поднимается вверх и создает комфортные условия в верхней зоне, тогда как пол остается холодным. В связи с этим подобные системы используются редко в жилых домах, либо функционируют совместно с другими методами отопления.
Системы воздушного отопления классифицируются по способу теплообмена на три категории.
Монтаж воздуховодов лучшего всего проводить на этапе строительства, когда они могут быть скрыты во время отделочных работ.
Прямоточность отопления
Прямоточное отопление известно с древних времен. Такие системы использовались как в Древнем Риме, так и в средневековой Руси. Принцип работы этой схемы довольно прост: в нижней части здания, чаще всего в подвале, располагается отопительный прибор, который нагревает воздух, поступающий в него. Затем этот теплый воздух по воздуховодам направляется в отапливаемые комнаты.
На иллюстрации представлена схема организации прямоточности в отоплении. Эти конструкции были популярны еще в Древнем Риме.
После нагрева воздух проходит через воздуховоды и выбрасывается наружу. Это приводит к тому, что тепловая энергия расходуется не только на отопление внутренних помещений, но и на обогрев улицы, что делает прямоточную систему наименее эффективной из всех и создаёт высокие первоначальные и эксплуатационные расходы.
К основным преимуществам этой схемы можно отнести полное проветривание помещений. Она необходима, когда требуется соответствие объема вентиляции с объемом воздуха, необходимым для отопления. Это особенно актуально в помещениях, где осуществляется работа с опасными или запахом веществами.
В частных домах прямоточное отопление практически не используется. В случае необходимости установки такой системы следует задуматься о добавлении оборудования для рекуперации.
Это может быть воздушный обменник, который поможет использовать часть теплоты уходящего наружу воздуха для нагрева приточного потока. Так возможно снизить эксплуатационные затраты.
Рециркуляционная система отопления
В этой системе обогрев зданий осуществляется по замкнутому циклу. Сначала воздух подогревается теплогенератором и далее перемещается через трубы в помещение.
В комнате воздух постепенно остывает и опускается к полу, где расположены входы воздушных отводов. Проникнув в них, холодный воздух вновь возвращается к теплогенератору для повторного нагрева.
Полная рециркуляция воздушных масс применяется, если нет нужды в создании искусственной вентиляции.
Эта схема высокоэффективна, поскольку потери тепла минимальны. Однако значительным минусом является низкое качество воздуха, который циркулирует в отапливаемых помещениях.
Поэтому такие системы чаще используются для обогрева нежилых пространств или складов. Если их применяют в жилых домах, обязательна установка дополнительного оборудования для ионизации и увлажнения воздуха.
Система частичной рециркуляции
Эта схема позволяет устранить главный недостаток рециркуляционной системы – плохое качество воздуха. Для этого вводится дополнительных вентиляционных устройств, которые забирают наружный воздух и смешивают его с внутренними воздушными массами в нужных пропорциях. Остальное функционирование аналогично полной рециркуляции.
Системы частичной рециркуляции осуществляют забор некоторого объема внешнего воздуха и смешивают его с частью воздуха, находящегося в помещении. Затем эта смесь нагревается калорифером до необходимой температуры и направляется в комнату с помощью вентилятора.
Такую систему можно использовать в различных режимах: как вентиляционную, отопительную или комбинированную.
Система может забирать разное количество воздуха, нагревая или даже охлаждая его до нужной температуры. Частичная рециркуляция считается оптимальным решением для обустройства воздушного отопления в частных домах.
Аргументы в пользу выбора воздушной системы
В отличие от традиционных систем, использующих жидкие теплоносители, воздушные схемы обладают значительными преимуществами. Рассмотрим их подробнее.
- Высокий КПД воздушных систем. Эффективность нагрева воздуха достигает около 90%.
- Гибкость в работе оборудования. Отключение возможно в любое время года, даже в сильные морозы, без риска повреждения системы, что нельзя сказать о водяном отоплении.
- Низкие эксплуатационные расходы. Отсутствие необходимости в приобретении и установке дорогого оборудования: радиаторов, переходников и прочего.
- Совмещение отопления и кондиционирования. Это позволяет поддерживать комфортную температуру круглый год.
- Низкая инерционность системы. Обеспечивает быстрое прогревание помещений.
- Возможность добавления дополнительных устройств. Например, ионизаторов, увлажнителей и стерилизаторов для создания оптимального микроклимата.
- Равномерный прогрев без локальных зон. Это исключает перепады температур и нежелательную конденсацию.
- Универсальность. Систему можно использовать для отопления помещений разной площади и на любом этаже.
Тем не менее, у этой системы есть и свои недостатки. Одним из главных является зависимость от электроэнергии: в случае отключения питания отопление перестает работать, что критично в регионах с нестабильным электроснабжением. Также система требует регулярного обслуживания.
Воздушное отопление отличается экономичностью: первоначальные затраты на его организацию сравнительно низки, и эксплуатационные расходы тоже не высоки.
Еще одной негативной стороной воздушного отопления является то, что его монтаж предпочтительно производить в процессе строительства. Существующая система не поддается модернизации и практически не меняет своих эксплуатационных характеристик.
Возможно установить воздушное отопление в уже построенном здании, но тогда придётся использовать только подвесные воздуховоды, что не всегда эффективно и эстетично.
Основные элементы отопительной системы
Перед тем как самостоятельно заняться монтажом воздушного отопления, важно ознакомиться с его основными элементами.
Устройства для подогрева воздуха
Основная функция оборудования заключается в нагреве поступающего воздуха до необходимой температуры. Для этого могут использоваться различные источники тепла.
В зависимости от типа устройства, воздух прогоняется через теплообменник с горячей водой, паром и так далее, или нагревается непосредственно внутри нагревателя.
Теплогенераторы, используемые для подогрева воздуха в воздушных системах, не должны превышать температуру 70°C, чтобы избежать ухудшения его свойств как дыхательной среды, после смешивания с внутренним воздухом (+)
В качестве теплогенераторов могут использоваться четыре основных типа систем:
- Системы прямого нагрева на топливе. Здесь воздух нагревается за счет сгорания топлива. К таким системам относят угольные, газовые, дизельные и пеллетные нагреватели.
- Электрические установки прямого нагрева. Они представляют собой мощные тепловые вентиляторы, подключенные к воздуховодам.
- Приборы косвенного нагрева. Эти устройства используют теплообменники, через которые циркулирует горячая жидкость, нагретая, например, дровяной печью или другим отопительным прибором. Можно также подключить теплоноситель из централизованной системы отопления.
- Комбинированные устройства. Они объединяют две или три разные системы в одном устройстве. Комбинация электрической и жидкостной системы оказывается наиболее эффективной.
Комбинированные системы считаются наиболее надежными, обеспечивая дом теплом даже при отключении электроэнергии или отсутствии топлива. Однако такие устройства довольно дороги, и их покупка не всегда оправдана, особенно если перебои с электричеством случаи редки.
Воздуховоды изготавливаются из оцинкованного метала и представляют собой жесткие конструкции, к которым подсоединяются гибкие отводы.
Каналы для движения воздушных масс
Система отопления канального типа не сможет функционировать без воздуховодной сети. Именно по ним воздушные массы поступают в помещения и возвращаются к устройству, генерирующему тепло. Чаще всего применяется круговой способ транспортировки, так как однотрубные решения также могут быть использованы, но имеют ряд ограничений и недостатков. На схеме такая система напоминает два дерева.
Два жестких магистральных трубопровода, изготовленных из оцинкованного металла, выполняют функцию стволов. Один из них служит для подачи воздуха, другой – для обратного потока. К ним через специальные переходники подключаются «ветви».
Эти г flexible воздуховоды меньшего диаметра направляются в комнаты. Обязательно требуется их герметизация с использованием алюминиевого скотча и утепление. Утепление в данном случае не только сохраняет тепло, но и гасит звуки.
Для изоляции чаще всего применяются фольгированные утеплители различного типа. Для магистральных труб используют покрытия толщиной от 3 до 10 мм. Для ветвящих воздуховодов подойдут материалы с толщиной 25-30 мм.
Внутри одноэтажных зданий подогретый воздух поднимается снизу, что позволяет устанавливать воздуховоды в пол. В зданиях с двумя этажами система воздуховодов может быть проложена по потолку первого этажа или в перекрытии между этажами.
Изоляция воздуховодов обязательна. Она не только сохраняет энергию, но и гасит звуки.
В этом случае горячий воздух будет подаваться на первый этаж с потолка. Выходы воздуховодов на втором этаже размещаются внизу внутренних стен и на полу. Обратные потоки также располагаются по-разному.
На первом этаже воздухозаборники для охлажденного воздуха находятся на уровне пола, а на втором – под потолком. Здесь собирается горячий воздух, который отправляется в обратную систему.
Вентиляционные установки для циркуляции воздуха
Воздушные массы в трубопроводах движутся принудительно благодаря специальным канальным вентиляторам. Эти устройства устанавливаются как в обратных, так и в подающих воздуховодах. Кроме того, они зачастую входят в конструкцию воздухонагревателя.
При выборе вентилятора стоит учитывать не только технические параметры, но и следующие критерии:
- возможность работы на разных оборотах;
- низкий уровень шума;
- устойчивость к перепадам напряжения;
- наличие системы плавного старта;
- возможность регулировки скорости.
Важно понимать, что именно вентиляторы обеспечивают напорную производительность системы, фактически определяя её эффективность. Технические характеристики оборудования должны быть точно адаптированы под конкретную систему.
Схема установки вентилятора внутри воздуховода: 1 — осевой вентилятор; 2 — воздухонагреватель из медных труб с алюминиевыми пластинами; 3 — воздухораспределитель с регулируемыми жалюзи.
Распределение потоков: решетки и диффузоры
Все воздуховоды, ведущие в помещение, подключаются к вентиляционным решеткам или диффузорам. Эти элементы необходимы для разделения потоков воздуха, используемых для отопления, вентиляции и кондиционирования, а также для равномерного распределения воздушных масс в комнате.
Выпускаются настенные, потолочные и напольные устройства, среди которых можно найти модели с подвижными регулируемыми жалюзи.
Заслонки и клапаны в воздуховодах
Эти элементы служат для регулировки пропускной способности системы отопления. Обязательно устанавливаются дроссельные заслонки в подающих воздуховодах, они позволяют регулировать напор воздуха в разные комнаты и фиксировать его при необходимости.
Клапанами можно оснастить различные участки воздуховодов. Для этого устанавливаются приточные клапаны, которые контролируют поступление воздуха снаружи.
Кроме того, системы вентиляции могут включать клапаны для удаления дыма и противопожарные устройства. В случае пожаров они помогают предотвратить распространение огня и токсичных газов, а также удаляют дым и угар из помещений.
Оборудование для подготовки воздуха
Поскольку воздушное отопление нередко комбинируется с системами кондиционирования, подготовка воздуха становится важной задачей. В этом случае система может быть оснащена различными фильтрами: угольными, механическими и электростатическими.
Эти устройства очищают воздух от различных загрязнений. Дополнительно могут быть установлены увлажнители, ионизаторы, вентиляционные анемостаты, стерилизаторы, осушители и подобная техника.
Такой выглядит диффузор, который равномерно распределяет потоки воздуха на выходе из воздуховода.
Автоматизированные системы управления
Воздушное отопление, особенно в сочетании с вентиляцией и кондиционерами, представляет собой довольно сложную систему. Для её регулирования применяются автоматические контроллеры, которые позволяют быстро и точно настраивать параметры работы системы.
При необходимости владелец может задавать необходимые характеристики, создавая наиболее комфортные условия в доме.
Контроллеры отличаются функционалом и подбираются индивидуально под каждую конкретную отопительную систему. Правильно подобранная автоматика помогает не только полностью контролировать воздушное отопление, но и менять настройки дистанционно, реализовывать зонированное распределение воздуха и интегрировать систему в умный дом.
Особенности проведения грамотного расчета
Несмотря на заявления некоторых мастеров, самостоятельно рассчитать систему воздушного отопления достаточно тяжело. Это задача, требующая профессиональных навыков.
Заказчикам следует контролировать наличие всех элементов проекта, которые должны включать:
- Оценка тепловых потерь каждого отапливаемого помещения.
- Тип отопительного оборудования с указанием необходимой мощности, которая должна быть рассчитана исходя из реальных теплопотерь.
- Требуемое количество подогретого воздуха, учитывающее мощность выбранного отопительного прибора.
- Необходимые размеры и длина воздуховодов и так далее.
Это основные аспекты расчета системы отопления. Правильным решением будет обратиться за проектом к специалистам. Так заказчик получит несколько расчетных вариантов, из которых можно выбрать наиболее подходящее.
Система воздушного отопления — это сложная конструкция, состоящая из множества элементов. Для её расчета лучше привлечь профессионалов, предварительно ознакомившись с компонентами системы.
Выводы и полезное видео по теме
Причины, по которым выбирают воздушное отопление:
Как произвести расчёт системы воздушного отопления самостоятельно:
Основы организации воздушного отопления в частном доме:
Воздушное отопление считается безопасным, экономичным, долговечным и надежным решением. По этой причине его популярность растет. Самостоятельно установить систему несложно, однако провести корректные расчеты бывает затруднительно.
Ошибки в расчетах могут привести к снижению эффективности системы и возникновению сквозняков и других проблем. Наилучший подход – воспользоваться профессиональным проектом и при желании реализовать его своими силами.
Если у вас есть интересные факты о воздушном отоплении или предложения по его использованию, или вы хотите задать вопросы или оставить комментарии, пожалуйста, пишите в блок ниже.
