Воздушное отопление частного дома
Santeh-nik.ru

Инженерные системы

Воздушное отопление частного дома

Система воздушного отопления для частного дома и коттеджа

Альтернативой водяному и электрическому отоплению является воздушное отопление частного дома по канадской методике. Такая система предполагает, что тепловой воздух будет циркулировать в трубопроводе, равномерно распределяя тепловую энергию по всему периметру помещения. Воздушное отопление может быть интегрировано с вентиляционной системой, дополняясь фильтрующими элементами, кондиционерами и увлажнителями.

Принцип воздушного отопления для частного дома

Такая система нагрева предполагает использование специально разработанной терморегуляции, при которой воздух вначале нагревается до требуемой температуры, а затем передает свое тепло в помещение, обогревая все вокруг — мебель, предметы и тело человека. Нагрев воздуха при использовании воздушного отопления происходит без посредников в виде радиаторов или других агрегатов, поэтому при нем нет бессмысленных теплопотерь.

Такое отопление, как правило, применяется для домов каркасной конструкции, которые широко распространены в Канаде, откуда и пошло название технологии. Дело в том, что каркасные дома, в отличие от кирпичных сооружений, не могут эффективно удерживать тепло, которое продуцируется батареями, а воздушный обогрев создает оптимальный микроклимат с минимальными финансовыми затратами.

Визуального схема воздушного отопления на примере двухэтажного дома выглядит следующим образом:

Разновидности воздушного отопления

Выделяют два основных вида такой системы.

Естественная (гравитационная)

Система предполагает циркуляцию воздуха по такой схеме:

  • Теплый воздух от печи расширяется, и когда становится легче, распространяется по радиаторам.
  • Теплый воздух уменьшает давление, и в образовавшееся пространство затягиваются холодные массы.
  • Холодные массы подогреваются, и цикл повторяется с первого пункта.
  • Попадающие в дом теплые массы вытесняют холодный поток.
  • Обогрев происходит до тех пор, пока работает котел.

Отопление двухэтажного дома по такому принципу реализуется по такой схеме:

Принудительная

Такое отопление реализуется с применением внешнего источника энергии для обеспечения необходимой интенсивности циркуляции. Принцип такой системы заключается в следующем:

  • Главным узлом отопления является вентилятор, который необходимо устанавливать под нагревателем. Например, в качестве вентилятора может выступать воздушная пушка.
  • В вентилятор поступает разогретый теплогенератором воздух, где очищается от мусора и микробов.
  • Сквозь решетки вентилятора воздух поступает в воздуховоды и обогревает помещение. Воздуховоды необходимо утеплить, если в дальнейшем будет устанавливаться кондиционер, в противном случае будет скапливаться конденсат.

Источники тепла для воздушного отопления

Выделяют три их вида:

  • Грунт-воздух. Почва ниже точки промерзания круглый год сохраняет высокую температуру, и чем глубже он залегает, тем она выше. Это тепло можно извлекать круглосуточно, если погрузить горизонтальный коллектор и несколько глубинных зондов.
  • Воздух-воздух. Типичным представителем канонической системы такого отопления выступают канальные кондиционеры. В них принцип работы основан на выходе горячего воздуха из теплового насоса и последующем его перемещении во все помещения по взаимосвязанным воздуховодам.
  • Вода-воздух. Этот источник тепла используется в случае неглубокого прохождения грунтовых вод. При использовании такой системы нужно вырыть колодец, а в него опустить зонд-теплообменник. Такую схему применяют, когда рядом с постройкой есть незамерзающий водоем. Так как вся суть процесса завязана на постоянном доступе к воде, то применение такой системы отопления встречается нечасто. Схема такого отопления:

Оборудование, задействованное в воздушном отоплении

Чтобы обогреть воздух и перенаправить его в нужном направлении, следует установить необходимое оборудование:

  • Теплогенератор. В его качестве может выступать газовый воздухонагреватель, тепловая пушка, водяной калорифер или солнечный коллектор. Один из них на выбор будет являться источником тепла.
  • Теплообменник. Назначение этого устройства – нагрев воздуха, в нем не допускается смешивания теплоносителя с газом. Он также называется рекуператором и экономайзером. Его установка обязательна для больших систем.
  • Воздуховоды. По ним нагретый воздух подается в отдельные помещения. Бывают квадратного, прямоугольного и круглого сечения, представлены они в определенных типоразмерах. Их соединение друг с другом не представляет ничего сложного, поэтому монтаж можно выполнять самостоятельно.
  • Фильтр, выступающий в качестве освежителя и увлажнителя, способен поддерживать чистоту воздуха.
  • Автоматическая система отслеживания температуры в помещениях, она контролирует работу теплогенератора.
  • Кондиционер. Встраивается в систему и применяется в летние знойные дни.

Конструктивно в теплогенераторе имеются: горелка, камера сгорания и калорифер. Холодный воздух поступает в теплообменник из-под вентилятора. Энергия выделяется в камере сгорания, за счет нее происходит нагрев воздуха в теплообменнике. Горелка может сжигать любое топливо независимо от того, какой вид теплообменника используется в отопительной системе. При необходимости горелку можно заменить совместно со всей подводящей системой.

Расчет воздушного отопления

Перед тем как заняться расчетом, нужно учесть несколько факторов, которые влияют на правильность расчетов:

  • Потери тепла считаются отдельно для каждой комнаты.
  • Аэродинамический расчет проводится для всей отопительной системы.
  • Выбор мощности и вида воздухонагревателя будет зависеть от расчетных потерь тепла.
  • Количество получаемого воздуха рассчитывается в зависимости от мощности нагревающего устройства.
  • Потребуется точно рассчитать сечение воздушных каналов.

На точность расчетных данных будет влиять:

  • толщина стен и их материал;
  • численность людей, которые будут постоянно находиться в комнате;
  • количество окон и их общая площадь;
  • мощность и теплоотдача дополнительных источников тепла.

Особенности расчета зависят от того, будет ли устанавливаться вентиляционная система или нет, поэтому далее рассмотрим оба варианта:

Расчет отопления без вентиляции

Для расчета тепловых потерь через стены, окна, кровлю и полы используется такая формула:

  • R — сопротивление теплопередачи ограждения конструкции, то есть стены, окна, пола или кровли (м?*?С/Вт);
  • — температура внутреннего воздуха;
  • — температура наружного воздуха;
  • S — площадь ограждения конструкции.

Чтобы воспользоваться этой формулой, изначально нужно высчитать сопротивление теплопередачи. Для расчета применяется такая формула:

  • ? – толщина конструкции (м);
  • ? – коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м*?С).

Когда будут подсчитаны теплопотери всех ограждений, значения необходимо сложить и получить величину оптимальной мощности отопительной системы, при которой можно компенсировать потери тепла сквозь стены, пол, окна и кровлю.

Расчет отопления с вентиляцией

Если система воздушного отопления совмещается с вентиляцией, к полученной в предыдущем разделе величине необходимо добавить тепловую энергию, которая будет затрачиваться на прогрев приточного воздуха. Рассчитывается она по такой формуле:

  • m — масса приточного воздуха (кг);
  • с — удельная теплоемкость воздушной смели (Вт/(кг*?С)). Коэффициент равен 0,28.

Об этапах расчета воздушной системы, кратно о плюсах, минусах и частых ошибках вы узнаете из видео:

Самостоятельное выполнение воздушного отопления (видео)

Как только на руках будет готовые расчеты, можно переходить к подготовке монтажа выбранной системы. Вначале прорисовывается схема примерного прохождения воздуховодов и их завязка между собой.

Набросав предварительный план подключения системы, лучше его обговорить со специалистами, даже если имеется свой личный опыт в этом деле, чтобы посторонний человек смог объективно оценить и найти скрытые недочеты, которые могут привести к появлению в процессе эксплуатации системы вибрации, сквозняка и постороннего шума.

Знающий специалист может помочь с выбором подходящей модели теплогенератора, которая бы обеспечивала нагрев воздуха до необходимой температуры и не перегревалась при интенсивной работе. Если устройство достаточно громоздкое, для него лучше отвести дополнительное помещение, прилегающее к дому. Тепловые установки бывают двух типов:

  • Стационарные. Они чаще всего работают на газовом топливе, из-за внушительных размеров должны устанавливаться только в отдельных помещениях. В основном их используют фермеры для обогрева больших зданий, так же часто их устанавливают в заводских цехах.
  • Мобильные. Удобны тем, у кого есть дачи и загородные коттеджи, они выполнены не с такими большими, как стационарные аналоги. Их камера сгорания изолирована, но для обеспечения безопасности окружающей среды такие агрегаты необходимо располагать в помещениях со встроенной системой дымоотвода. Такой тип также известен как калориферный.

Алгоритм самостоятельной установки воздушного отопления состоит из нескольких этапов:

  • Монтаж котла и установка теплообменника. Первый монтируется обычно в подвальном помещении. Его газовую версию подключать самостоятельно запрещено, это должно быть согласовано с соответствующими службами.
  • Создание в стене помещения, где стоит теплообменник, дыры. В нее будет выведен рукав воздухоотвода.
  • Соединение теплообменника с подающей трубой воздуха.
  • Установка под камеру сгорания вентилятора. Подвод к его внешней стороне обратной трубы.
  • Выполнение разводки воздухоотводов и их крепеж. Чаще всего, они выбираются с круглым сечением, для него необходимо подобрать специальные кронштейны.
  • Монтаж подающих каналов и обратного воздуховода, их утепление.

Монтаж климатической системы для каркасного дома демонстрируется на видео:

Плюсы и минусы воздушного отопления

  • Возможность экономии энергии. В ночное время термостат прикручивают, а в дневное, наоборот, возвращают его показатели в прежнее состояние, чтобы дом прогрелся.
  • Отсутствие протечек. Теплоносителем в такой системе выступает воздух, и он не может самопроизвольно выходить из системы. Его промерзание также невозможно. Это свойство особенно актуально в загородных домах, владельцы которых наведываются в них очень редко.
  • Отсутствие дополнительного оборудования и, как следствие, экономия на нем.
  • Высокая экономичность системы. Если монтаж отопления доверить высококвалифицированному специалисту, то после этого КПД отопления будет на уровне 93%. В сравнении с другими видами отопления, это большой показатель. Например, при использовании водяного отопления он едва достигает 75%.
  • Функция охлаждения. В летний сезон если организовать дополнительную тягу, то с помощью воздуха можно охладить помещение.
  • Минимальные расходы топлива. Теплоноситель такой системы нагревается быстро, при этом работа теплогенератора происходит в «щадящем» режиме. Его включение регулируют автоматические датчики, которые срабатывают на понижение температуры в помещениях.
  • Отсутствие затрат на приобретение других отопительных или кондиционирующих устройств.
  • Бесшумность. Воздух по трубам продвигается, не создавая дополнительных звуков.

Преимущество для эстетов заключается в том, что такое отопление можно грамотно сочетать с любимым дизайном, например:

  • Такое отопление в старом доме не выполнишь. Его проект нужно продумать еще до возведения жилья.
  • Система нуждается в регулярном техобслуживании.
  • Водяное отопление предполагает постоянное регулирование уровня влажности и необходимость проверки чистоты фильтров.
  • Без запасного источника электричества в далеко расположенных коттеджах в случае перебоев электричества система работать не будет.

Видео-советы специалиста

Получить советы специалиста об обустройстве эффективного обогрева дома при помощи котла для воздушного отопления можно на прилагаемом внизу видео: