Система воздушного отопления в частном доме и производственных помещениях

Система воздушного отопления в частном доме и производственных помещениях

Автономные системы отопления с жидким теплоносителем считаются самыми распространенными. Но сегодня хозяева частных домов рассматривают и другие варианты магистралей. Например, воздушное отопление дома – альтернативный способ получения тепла с помощью одного из самых дешевых теплоносителей. Рассмотрим особенности и возможности данного вида отопления.

Принцип работы и виды воздушного отопления

Различается два варианта получения прогрева:

1. С установкой калорифера. Способ идентичен системам с жидким теплоносителем, но вместо воды применяется воздух, который прогревается канальным прибором и перемещается по трубопроводам. Вариант применяется редко из-за расширений и сужений материала воздухопроводов. В результате из строя выходят стыки труб, повреждаются стеновые панели.
2. Открытый способ отопления. Принцип заключается в прогревании потоков теплогенератором, затем тепло транспортируется по трубам и попадает в помещение из раструба воздухопровода. В комнате теплый поток смешивается с холодным воздухом, за счет чего обеспечивается равномерный и мягкий прогрев. Физические свойства холодных потоков опускаться вниз помогают собрать холодный воздух в трубопроводы и снова направить к теплогенератору.

• местные — используются для обогрева одного объекта;
• центральные системы – нескольких строений.

Также есть отличия по схемам – с полной или частичной рециркуляцией, прямоточные.

Центральные тепловые магистрали относятся к прямоточным. В этом случае носитель прогревается в одной области отопления, затем поставляется к разным объектам через воздухопроводы, поэтому центральная схема всегда является канальной. Поскольку воздух в помещении при использовании центральной схемы постоянно обновляется, система применяется на производствах, которые выпускают или применяют токсичные, опасные вещества. Также схема показана для частных строений при условии подачи теплоносителя на большие расстояния в противном случае устройство длинных воздухопроводов не выгодно.

Действующие разновидности системы

На практике применяется несколько типов воздушного отопления, различаемых по множеству нюансов, – по циркуляции воздуха, размещению и прочим признакам. Стоит разобраться со всеми особенностями.

Системы с естественной циркуляцией

Данная система воздушного отопления работает по физическому принципу подогретых потоков – они поднимаются вверх. Для лучшей циркуляции в потолке обустраиваются отверстия, через которые потоки выходят наружу. К плюсам относят недорогую стоимость, но минусов больше – низкая скорость движения потоков, что объясняет длительный прогрев помещений. При оборудовании системы с естественной циркуляцией необходимо монтировать воздухоотводы под потолком, что не всегда удобно.

Конструкции с принудительной циркуляцией воздуха

Системы дополняются вентиляционным оборудованием для ускоренной циркуляции носителя. Мощность приборов подбирается в зависимости от длины воздуховодов – чем больше площадь обогреваемых помещений, тем больше устанавливается вентиляционных агрегатов. Принцип работы прост – прогретый воздух быстро перемещается по каналам и подается в комнаты. Есть различия по месту размещения.

Плюсы – быстрый прогрев помещений, оперативный возврат потоков к нагревательному элементу, за счет чего на повторный прогрев тратится меньше энергии. Минус – приобретение дополнительного оборудования.

Напольные воздушные системы

Воздуховоды размещаются в плинтусах или скрываются в стенах.

• воздух прогревается, поднимается вверх, обеспечивая равномерный прогрев;
• системы скрыты от глаз;
• холодные потоки опускаются вниз и оперативно всасываются в трубы, подаются к нагревательному элементу.

Минусов практически нет.

Подвесные воздушные системы

Отличаются размещением воздуховодов под потолком, вмуровываются в плиты перекрытия или стены. Недостаток – вверху воздух будет всегда теплее, чем внизу. Кроме того, спрятать навесную схему трубопроводов намного сложнее. Отличаются схемы по способу теплообмена.

Прямоточная отопительная схема

Конструкционно схема выглядит так – отопительный агрегат установлен в подвале, от него проложены трубопроводы, по которым перемещается нагретый теплоноситель. Воздуховоды прокладываются по всем жилым/нежилым помещениям и имеют отводы на улицу. Вывод большого количества тепла на улицу – минус, из-за которого прямоточные схемы редко применяются для отопления частного дома. Но есть и плюс – помещения хорошо вентилируются. Поэтому для комнат, где важно постоянно обновлять воздух, прямоточные схемы являются единственно возможными.

Совет! Если обустраивается прямоточное воздушное отопление дома своими руками, следует предусмотреть установку прибора рекуперации. Например, обменника, позволяющего использовать часть тепла, выходящего наружу для прогрева приточных масс воздуха.

Рециркуляционная система обогрева

Транспортировка теплоносителя осуществляется по замкнутому контуру – воздух прогревается генератором, перемещается по трубам в помещения, затем остывает и опускается к полу, откуда засасывается в воздуховоды и подается к нагревательному прибору.

Плюсы – эффективность, малозатратность, нет потери тепла. Минус – потоки циркулирующего воздуха не обновляются, поэтому рекомендуется применять схему в нежилых помещениях или обустроить прибор приточной вентиляции, увлажнения воздуха.

Схема с частичной рециркуляцией

Это система, в которой есть замкнутый цикл перемещения, но с интеграцией вентиляционного оборудования. То есть исключается минус полной рециркуляции – воздух обновляется. К плюсам относят работу в нескольких режимах – на вентилирование и обогрев помещения, плюс контроль объема забора свежего (холодного) потока. Такие схемы считаются оптимальными для обустройства в частных домах.

Аргументы в пользу выбора воздушной системы

Отопление воздухом имеет широкий ряд достоинств и некоторые недостатки. Плюсы:

1. Высокий КПД. Производительность схемы при нагревании воздухом достигает 94%.
2. Запуск оборудования в работу в любое время года. Можно не бояться за размораживание трубопроводов, прорыв – там нечему замерзать, поэтому при отключении магистрали и последующем включении в зиму не будет аварий.
3. Сниженная эксплуатационная стоимость. Нет необходимости покупать дорогое оборудование, запорную арматуру и прочее.
4. Можно соединить систему прогрева и охлаждения, обеспечивая комфортный температурный режим в течение всего года.
5. Пониженная инерционность схемы, которая гарантирует быстрый прогрев комнат.
6. Можно устанавливать любое дополнительное оборудование для поддержания комфортного микроклимата – увлажнители, ионизаторы, стерилизаторы.
7. Универсальность. Система применяется для помещений любой площади, строений разной этажности.
8. Равномерность прогрева. Не будет локальных зон с сильным нагревом.

Недостатки воздушного отопления:

• энергозависимость – отключат электричество, перестанет работать вентилятор, воздух не пойдет по трубопроводам;
• необходимость регулярного наблюдения, обслуживания схемы;
• монтаж конструкции выполняется на этапе строительства, система не меняется и не может модернизироваться в процессе всего срока эксплуатации.

Основные элементы отопительной системы

Конструкция состоит из основных и вспомогательных узлов, деталей. Чтобы самодельное воздушное отопление работало бесперебойно, следует подробно рассмотреть всю линейку элементов.

Подогревающие воздух устройства

Задача приборов – подогрев воздуха. Использоваться могут все возможные источники тепла, в зависимости от типа которых воздушные потоки пропускаются через теплообменники с горячим паром или прогреваются внутри прибора.

Чаще всего теплогенераторами являются 4 вида конструкций:

1. Прибор прямого нагрева. Это котлы сгорания любого топлива – угольные, газовые. Как вариант – воздушное газовое отопление, где потоки прогреваются за счет сгорания газа, то есть применения газового котла.
2. Прибор косвенного нагрева. Это агрегат с теплообменником, где перемещается нагретая жидкость, разогреваемая любым способом. Может использоваться вариант подключения теплоносителя из центральной тепломагистрали.
3. Электрооборудование прямого нагрева. Чаще всего выглядит как электрический тепловой вентилятор, подключенный к трубам воздуховодов.
4. Комбинированная схема. В этой системе интегрируются несколько типов оборудования, например, циркуляция жидкого теплоносителя и подключение электрического тепловентилятора.

На заметку! Домашние системы последнего типа считаются самыми удобными. В случае отключения электроэнергии горячая вода будет нагревать воздух и за счет разницы давления потоки транспортируются по воздуховодам. Однако схема требует больших затрат на обустройство.

Каналы для перемещения воздушных масс

Сеть воздуховодов обустраивается в виде круговой конструкции, так как однотрубные схемы имеют ограниченный функционал. Чертеж двухтрубной круговой схемы выглядит как два жестких магистральных ствола из оцинкованного металла, один из которых подающий, второй – обратный. К стволам подсоединяется сеть гибких воздуховодов меньшего сечения. Подключение через переходники с обязательной герметизацией алюминиевым скотчем и утеплением фольгированными изоляционными материалами толщиной 3-10 мм. Для разводящих каналов применяется материал толщиной до 30 мм.

В одноэтажных строениях воздух направляется только вверх, поэтому допускается монтаж воздуховодов на уровне пола, в многоэтажных объектах проводка прокладывается в межэтажных перекрытиях, встраивается под потолок первого этажа. Таким образом на первом этаже подача осуществляется с потолка, а на втором и последующих этажах выходы системы воздуховодов монтируются в нижнюю часть стеновых панелей, по полу.

Размещение обратки должно выбираться по типу подачи потоков. Например, на первом этаже воздухозаборники оборудуются на уровне пола, а на втором – на уровне потолка для сбора перегретых масс, транспортировки их к нагревателю.

Вентиляторы для обеспечения циркуляции воздуха

Для принудительного перемещения нагретого носителя используются вентиляторы канального типа. Монтаж оборудования производится на трубопроводы подачи и обратного перемещения, также они являются элементами воздухонагревателя.

Выбор осуществляется с учетом следующих нюансов:

• работа в разных режимах;
• сниженный уровень шума;
• стойкость к перепадам температуры, напряжения;
• наличие системы плавного пуска;
• плавная регулировка изменения скорости работы оборудования.

Чтобы воздушное отопление вентиляцией работало безупречно, требуется тщательно подбирать агрегаты для поддержания необходимой напорной производительности всей схемы.

Распределение потоков: решетки и диффузоры

Воздуховоды подсоединяются к решеткам или диффузорам, которые нужны для разделения воздушных потоков, необходимых для прогрева или вентиляции, кондиционирования комнат. В продаже есть стеновые, потолочные, напольные приборы с подвижными регулируемыми или стационарными жалюзи.

Внутриканальные заслонки и клапаны

Это детали, применяемые для настройки пропускной способности конструкции. Подающие трубопроводы оснащаются дроссельными заслонками, необходимыми для регулировки напора потока, поступающего в разные помещения и фиксации объема поступающего воздуха. А клапана нужны для разных участков системы и различаются по своему типу, например, приточные клапаны регулируют потоки поступающего с улицы воздуха для поддержания чистоты объема носителя в системе.

Оборудование для подготовки воздуха

Для очистки потоков воздуха, используемого для отопления, кондиционирования, магистрали дополняются фильтрами – угольными, электростатическими, механическими. Приборы очищают воздух от механических, прочих примесей. Также в схему интегрируются ионизаторы, увлажнители и прочее оборудование для обеспечения комфортного микроклимата.

Автоматические системы управления

Если воздушное отопление производственного помещения или дома совмещено с вентиляцией, системой кондиционирования, управление схемой является сложным и требуется настройка всех узлов. Чтобы скоординировать работу всех узлов применяются автоматические блоки управления для быстрого и точного изменения настроек, фиксирования оптимального режима работы.

Различаются блоки управления по технологическим возможностям и подбираются для каждой системы в индивидуальном порядке. Автоматика снимает с пользователя необходимость контроля за работой схемы и помогает распределять потоки по интенсивности прогрева, зонировать подачу воздуха, запускать прогрев и очистку и многое другое.

Особенности проведения грамотного расчета

Выполнить расчет воздушного отопления может только специалист, а заказчик должен проконтролировать пункты проекта, куда входят:

1. Расчет тепловых потерь каждого помещения. Это нужно для подбора мощности подачи воздуха чтобы обогреть комнату.
2. Тип выбранного отопительного оборудования. В расчет берется мощность агрегата, подобранная с учетом реальных тепловых потерь.
3. Объем воздуха для подогрева. Просчет ведется с опорой на мощность выбранного источника нагревания.
4. Выбор сечения воздуховодов и прочее.

Заказывая проект у специалиста, пользователь получает несколько вариантов обустройства схемы, из которых может выбрать то, что ему подходит больше всего.

Достоинства и недостатки воздушного отопления

Альтернативным видом отопления является система, функционирующая по принципу терморегуляции с участием нагретых до определенной температуры воздушных масс. При правильной организации такой отопительной системы эффективно можно обогревать частные дома и коттеджи, а также большие площади складских помещений и производственных цехов. Прогрессивный метод применяется уже более полувека в Канаде и США, он идеально подходит для малоэтажных домов со сложной планировкой. Что же представляет собой воздушное отопление дома?

Принцип работы воздушного отопления

Система отопления, где тепловым носителем являются горячий воздух, отличается практичностью и простотой в эксплуатации. Принцип работы такой системы основан на терморегуляции. Такой способ применяется как для обогрева, так и для кондиционирования. Функцию теплового генератора выполняет различное оборудование — это может быть электрический нагреватель, котел либо печь, работающие на газу, твердом или жидком топливе.

Независимо от того, какое будет установлено оборудование, рабочий алгоритм одинаковый:

• Тепло, полученное путем сгорания топлива, направляется в теплообменник.
• Воздушная масса, прогретая до определенной температуры (45-60 градусов), движется по воздуховодам (круглым или прямоугольным). Преимуществом круглых воздуховодов является низкое аэродинамическое сопротивление. Элементы с прямоугольным сечением благодаря современному дизайну гармонично вписываются в интерьер.
• В помещение теплый воздух поступает через специальные распределители, которые установлены на выходе каждого воздуховода.

Остывший воздух возвращается в теплогенератор для повторного нагрева через решетки, установленные в полу, либо по обратным воздуховодам. В среднем расход воздуха в системе варьирует от 1000 до 3800 куб. метров в час. Рабочее давление — 150 Па.

Естественная циркуляция воздуха

Самым простым вариантом является подача теплоносителя путем первоначального нагрева. Поднимающийся воздух попадает в комнаты по воздуховодам, после чего опускается вниз и возвращается на повторный обогрев. Единственный недостаток естественной циркуляции заключается в наличии большого количества холодных воздушных масс, которые поступают в помещение через окна и двери. В этом случае нарушается циркуляционный процесс и идет сбой в работе всей системы. Для создания оптимального температурного режима и климата параметры основного воздуховодного канала должны быть более 30 метров в длину, а ответвлений – 15 метров.

Принудительная вентиляция

Создать хорошую циркуляцию теплоносителя позволяет вентилятор, который создает необходимое давление в системе отопления. Основным преимуществом принудительной циркуляции является быстрый прогрев помещения. Кроме этого намного легче регулировать температуру в помещениях. При наличии вентилятора создается дополнительный шум, что является единственным недостатком.

Конструкционные особенности оборудования для воздушного отопления

В традиционном исполнении нагреватель воздуха или теплогенератор оснащен:

• Камерой сгорания, выступающей основным источником тепла;
• теплообменником рекуперационнного типа, предназначенным прогревать воздух и не допускать смешивания с вредными отходами (продуктами сгорания);
• Горелкой, которая может быть дизельной, газовой или комбинированной. Для оборудования, работающего на паллетах, разработаны специальные горелки;
• Нагнетательной группой, в том числе вентилятором;
• Сетью воздуховодов, перенаправляющих потоки теплоносителя к внутренним помещениям;
• Фильтром, увлажнителем и освежителем, поддерживающими качество воздушной массы. Выполняется очистка воздуха от бактерий и пыли;
• Системой автоматизации, которая предназначена регулировать температуру и скорость движения теплоносителя. Включение и выключение выполняется в автоматическом режиме. Кроме этого должна присутствовать опция контроля над температурным режимом топлива, благодаря чему не допускается превышение обозначенных параметров.
• Центральным кондиционером для создания комфортной температуры в летний период.

В системе воздушного отопления обязательно должны присутствовать каналы для вывода токсичных продуктов горения.

Достоинства и недостатки

Система воздушного отопления обладает следующими преимуществами:

• Быстрый обогрев помещений. Полное прогревание осуществляется в течение 20-40 минут, в зависимости от температуры и площади.
• Высокая производительность (до 92%).
• Безопасность. Все процессы находятся под контролем автоматики и при появлении утечки либо другой опасной ситуации блокируется вся система.
• Экономичность. При низком энергопотреблении и высоком КПД система является экономически выгодной.
• Отсутствие дополнительных элементов — радиаторов, труб и т.д.
• Возможность подключения к климатической системе контроля, что позволяет создавать благоприятный микроклимат в помещениях.
• Надежность и простота в эксплуатации. Запуск, смена режима обогрева и остановка осуществляются в автоматическом режиме.
• Долговечность. Главным условием безупречной работы и длительного срока эксплуатации является грамотное проектирование, установка, регулярное обслуживание и своевременный ремонт.
• Отсутствие конденсата за счет равномерного распределения теплого воздуха по все комнате.
• Быстрая окупаемость при доступной цене.

Одним из достоинств системы является отсутствие жидкого теплоносителя, которым наполнены трубы, что полностью исключает порывы и протекания.

Недостатки системы:

• Обязательное проектирование на этапе разработки проекта. Только в этом случае можно создать эффективную систему отопление и разместить в нужных местах воздуховоды, которые становятся необъемлемой частью здания и не подлежат демонтажу. Поэтому если придется по какой-либо причине отказаться от воздушного отопления, то избавиться от ее элементов не получится.
• При обогреве больших помещений, в которых установлены слишком длинные воздуховоды, возможна значительная потеря тепла. Поэтому следует разработать вариант с несколькими теплогенераторами.

Не приемлемо воздушное отопление в квартирах. Причина заключается в объемной конструкции воздуховодов. Кроме этого присутствует технический шум, который не приемлем для многоэтажных домов.

Как выполняется расчет?

Доверить расчет системы воздушного отопления для дома лучше специалистам, так как требуются определенные знания, чтобы подсчитать тепловые потери для каждого помещения.

При расчетах следует учитывать:

• Мощность и тип нагревателя. Показатели мощности должны сопоставляться величине тепловых потерь.
• Диаметр воздуховода, который будет соответствовать количеству прогретого воздуха.
• Потерю давления в системе.

Инженеры могут предложить не один, а несколько вариантов, поэтому выбирать придется наиболее актуальный и эффективный. Неграмотный проект приведет к таким неприятным моментам, как перегрев оборудования, много шума и неэффективная работа всей системы воздушного отопления.

Источник https://dizain-vannoy.ru/sistema-otopleniya/sistemy-otopleniya/parovoe-vozdushnoe/vozdushnoe-otoplenie.html

Источник https://www.bazaznaniyst.ru/vozdushnoe-otoplenie-doma/

Источник

Источник