Система воздушного отопления для частного дома и коттеджа

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.


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.

Гравитационная система используется только в небольших постройках. Она отличается инерционностью, а главным ее преимуществом является энергонезависимый контур. Он может эффективно работать без установки дополнительных электрических приборов, за счет этого происходит экономия на монтаже.


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.

При использовании принудительного вида воздушного отопления воздух забирается извне, поэтому наблюдается регулярное его очищение.


Источники тепла для воздушного отопления


Выделяют три их вида:


  1. 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.

  2. 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.

  3. 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.

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:


Q = 1/R * (tв - tн) * S, где


  • 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.

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.


По упрощенной схеме расчетов, которая применяется и для других систем отопления, принято считать, что на 1 м2 вполне достаточно 40 ватт мощности теплового агрегата. Для каждого отдельного района страны нужно использовать свой коэффициент. Например, северных регионов он составляет 1,5-2. Если жилье имеет стандартную высоту потолков, равную 2,5-2,7 метра, то при расчетах можно придерживаться таких значений: на 10 м2 —1 кВт.


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:


Q = c * m (tв - tн), где


  • m — масса приточного воздуха (кг);

  • с — удельная теплоемкость воздушной смели (Вт/(кг*°С)). Коэффициент равен 0,28.

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.

Плюсы и минусы воздушного отопления


Положительные стороны:


  • 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.

Для частых домов и коттеджей воздушное отопление является оптимальной системой обогрева. Для ее выполнения необходимо предварительно грамотно провести все расчеты, выбрать воздушную отопительную систему, разработать схему и приступить к монтажу. Чтобы выполнить отопление грамотно, лучше привлечь специалистов.

скачать dle 12.1

Метки к статье: