Система воздушного отопления: разновидности и принцип работы

Как это работает?

Принцип работы воздушной системы построен на применении теплогенератора, в теплообменнике которого воздух нагревается до оптимальных показателей 50-60С. Затем горячие потоки по воздуховоду распределяются и перемещаются в комнаты, равномерно их нагревая. Система также имеет в своей конструкции специальные отверстия в виде решеток, вмонтированных в стены или пол. Сквозь них остывший воздух обратно попадает к теплогенератору при помощи воздуховодов. Таким образом, можно сказать, что подобное устройство выступает одновременно нагревающим элементом, вентилятором и теплообменником.

Воздушные системы часто работают с применением теплового насоса или газовой горелки, но иногда нагрев воздуха осуществляется горячей водой, поступающей из центральных коммуникаций. Скорость обогрева помещений, как правило, зависит от их размеров. Поэтому расход воздуха может составлять от 1000 до 4000 м3 в час при условии, что давление в системе имеет показатель не ниже 150 Па. Для того чтобы минимизировать тепловые потери в больших комнатах, устройство дополняют вспомогательными тепловыми элементами. Кроме этого, рекомендуется устанавливать воздуховоды длиной до 30 м, они сокращают путь прохождения воздуха, сохраняя его температуру.

Эксплуатационный эффект системы также повышается за счет монтажа блоков кондиционирования. Благодаря такой схеме в холодное время года помещения будет хорошо прогреваться, а летом – охлаждаться. Это позволит поддерживать постоянный микроклимат, благоприятный для проживания в доме.

Качество российского газа и административные проблемы.

Недостаток газового воздушного отопления. Американские газовые печи воздушного отопления плохо работают на нашем газе. Дело в том, что в российском газе много парафинов, которого нет в газе американском. Горелки печей не рассчитаны на работу с нашим газом, и рано или поздно остатки сгоревших парафином намертво забивают форсунки горелок. Прочистка горелок может быть весьма проблематичным делом. Возможно в будущем американцы и адаптируют свои печи под наш газ, но пока этого нет.

Кроме того, любое газовое оборудование, устанавливаемое в доме, должно быть утверждено и взято на баланс местными газовиками. Поскольку воздушное отопление пока еще мало распространено в России, то газовые компании не знакомы с ним и очень неохотно берутся лицензировать и обслуживать неизвестное оборудование.

Преимущество системы воздушного отопления Антерес Комфорт. Как видно из схемы воздушного отопления Антарес Комфорт, у нас агрегат воздушного отопления АВН (1) отделен от отопительного котла (2). Это приводит к тому, что для отопления дома можно использовать любой котел. Причем не обязательно газовый! Это может быть и дизельный, и электрический котел, и даже котел на пеллетах или отработке. Т.е. вы можете заказать установку любого газового котла в любой аффилированной с местными газовиками компании и установить то, что они порекомендуют. В этом случае проблем с лицензированием и взятием на баланс не будет. Главное – чтобы отопительный котел подошел по мощности.

Более того, вы можете использовать купленный отопительный котел не только для воздушного отопления, но еще и для горячего водоснабжения и для теплых полов. А при установке газового воздушного отопления вам бы кроме газовой печи пришлось бы еще покупать и газовый котел для горячей воды. И получать отдельное разрешение на каждый агрегат. А для системы воздушного отопления Антарес Комфорт достаточно купить и лицензировать всего лишь один котел для снабжения всех инженерных систем дома.

Воздушное отопление тепловым насосом. Виды тепловых насосов.

Существуют несколько типов тепловых насосов, различающихся как по стоимости, так и по своей эффективности.

Тепловые насосы “воздух”-“воздух”.

Наиболее дешевые тепловые насосы, использующие для отопления тепло уличного воздуха (тепловые насосы “воздух”-“воздух”). Так же, как и кондиционеры, они состоят из внутреннего и наружного блоков. У фирмы Goodman есть модельный ряд канальных кондиционеров с функциями теплового насоса. Однако эффективность таких насосов очень зависит от температуры уличного воздуха. Современные тепловые насосы “воздух”-“воздух” могут работать при температуре воздуха до -25 °С (самые современные, но и более дорогие модели – до -40 °С), но их КПД при этом падает до 150%. Обычно средний КПД теплового насоса “воздух”-“воздух” не превышает 220% за отопительный сезон. Более эффективно применение таких насосов и теплых и прибрежных климатических областях – например в Сочи или в Краснодарском крае. А в средних и тем более в северных районах нашей страны их применение менее эффективно. С другой стороны, тепловой насос может здорово выручить, если для отопления дома есть только электричество, но выделенной мощности недостаточно для отопления. В этом случае для отопления может хватить теплового насоса даже с небольшим КПД в 150%. Стоимость тепловых насосов “воздух”-“воздух” Goodman для отопления загородных домов находится в пределах 180 000…200 000 руб, стоимость более совершенных японских моделей – от 300 000…350 000 руб.

Тепловые насосы “воздух”-“земля”.

Гораздо более эффективны тепловые насосы, которые используют для отопления тепло земли, горных пород, или водоемов. Как уже было сказано, на глубине 4-8 м. температура обычно не опускается ниже +8…9 °С. Однако для работы такого теплового насоса (“воздух”-“земля”) его трубопровод должен быть либо помещен в глубоко пробуренную скважину (в земле либо в скальной породе), либо закопан на глубине несколько метров в землю на большой площади. Скважина может отдать 50..60 Вт тепла на каждый метр своей глубины, а если трубопровод закопан неглубоко, то он заберет всего 20…30 Вт тепла с каждого метра. Причем расстояние между петлями трубопровода должно быть не менее 0,8…1.0 м. Таким образом, для получения мощности в 10 кВт надо либо бурить скважину глубиной 170 м, либо закопать на небольшую глубину 350…450 м трубопровода. С учетом расстояния между петлями трубопровода для этого потребуется участок площадью 20 х 20 м. или 4 сотки. Также надо учитывать, что в месте расположения трубопровода теплового насоса земля будет промерзать сильнее, что зимой может привести к гибели растущих на этом участке деревьев и даже травы. Особенно если трубопровод был закопан слишком неглубоко. Разумеется, земляные работы на площади 4 сотки обойдутся недешево.

Тепловые насосы “воздух”-“вода”.

Примерно такую же эффективность имеют и тепловые насосы “воздух”-“вода”, у которых трубопровод не закапывается в землю, а размещается в глубине водоема. Вода может отдать около 30 Вт на каждый метр трубопровода, поэтому для мощности в 10 кВт потребуется утопить в озере или пруду 300 м трубопровода. Главная проблема тут – найти водоем, в котором зимой вода не промерзает до дна и с требуемой площадью (тоже около 4 соток).

Где используют ВО

Схема движения воздуха в воздушной системе отопления каркасного дома, где воздуховод устанавливается в полые стены.

Воздушное отопление рекомендуют устанавливать в частных домах каркасного типа. Так как конструкция такого дома предусматривает наличие пустот между внешней облицовкой и внутренним покрытием, то систему воздуховодов можно устанавливать в полых промежутках стены, при этом не затрагивая убранство дома.

Еще один вариант установки воздушной системы – внесение ее в проект будущей постройки. Так, при возведении стен между ними оставляют технические ниши для дальнейшей установки системы. Если вы планируете установить воздушное отопление в готовом сооружении без таких заготовок, то придется развернуть масштабное строительство и пересобрать стены.

Виды воздушного отопления

Существует две принципиально отличные друг от друга схемы данного вида отопления

Отопление воздухом, совмещенное с вентиляцией

Передача нагретого воздуха осуществляется с использованием элементов приточно-вытяжной вентиляции. В этом случае рабочим параметром является не только температура в помещении, но и заданная кратность воздухообмена.

Выработка тепла происходит при помощи котлов или газовых теплогенераторов. К ним подсоединяется система воздуховодов, по которым теплый воздух распределяется по всем площадям отапливаемых помещений. Система может быть дополнена фильтрацией, увлажнителем, рекуператором.

Применение канальных кондиционеров и тепловых насосов

Зачастую электрическое воздушное отопление дополняют такими элементами, как:

• многофункциональные кондиционеры, которые могут как охлаждать и подсушивать воздух, так и работать на нагрев;
• антипылевые фильтры;
• фильтры ультрафиолетового излучения, которые обеззараживают поступающий воздух;
• приточно-вытяжные вентиляционные системы.

В таких системах именно электроэнергия используется в качестве источника тепла. Судя по многочисленным отзывам, отопление с кондиционером отличается удобством эксплуатации и может обеспечить комфортные условия для проживания. Управление осуществляется одним блоком, который задает все необходимые параметры.

Если сравнить данную схему с системой, включающей газовый котел для воздушного отопления, целую сеть воздуховодов и вентиляторы на вентиляции, то первая выглядит более современно и продуманно.

Благодаря тому, что установка видимых нагревательных приборов (батарей и трубопроводов) не требуется, воздушное отопление не создает препятствий для дизайна интерьера. Нигде ничего не будет видно, кроме вентиляционных решеток.

Среди недостатков описываемой схемы воздушного отопления можно назвать высокую стоимость оборудования. Канальные кондиционеры даже небольшой мощности обойдутся достаточно дорого.

Кроме того, существуют некоторые ограничения по условиям работы внешнего блока кондиционера – он не рассчитан на температуру ниже -15 ℃ – -25 ℃, иначе, эффективность оборудования снижается.

Альтернативным решением для применения в особенно холодных регионах может стать геотермальный теплонасос. Какой бы ни была температура окружающего воздуха, ниже уровня промерзания температура грунта всегда остается на уровне 8-12 ℃. Если углубить теплообменник достаточной площади в грунт, то можно получить постоянный источник тепловой энергии и использовать его для обогрева 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.

Особенности отопления нагретым воздухом Объектов промышленной и производственной сферы

Организация воздушного отопления совмещенного с вентиляцией в частных жилых домах имеет отличия от выполнения систем обогрева воздухом Объектов промышленной недвижимости – складов, цехов, ангаров, ремонтных мастерских и т.д. Эти отличия связаны с масштабом промышленных Объектов, большим объемом обогреваемых пространств, повышенными требованиями к функциональности и надежности.

Перечислим эти нюансы, с которыми обычно сталкиваются наши специалисты на промышленных Объектах:

• Высокая мощность отопительного оборудования, большие габаритные размеры воздуховодов, как правило – сложная геометрия схем их прокладки
• Более сложные конструктивные решения в отопительных системах
• Как следствие – необходимость специальной эксплуатационной службы предприятия, ответственной за бесперебойную работу отопительной системы
• Отсутствие высоких требований к эстетике. Как следствие – воздуховоды и оборудование, как правило, не закрывают подвесными потолками и гипсокартонными перегородками
• Более сложный монтаж, в том числе на большой высоте

Схема системы воздушного отопления

Системы, работа которых основана на прямом нагреве воздуха в помещении, включают в себя следующее оборудование:

• Теплогенератор;
• Воздуховоды;
• Рукава, предназначенные для забора воздуха с улицы;
• Декоративные решетки;
• Вентилятор.

Этапы монтажа воздушного отопления

Поскольку конструкция подобной системы достаточно проста, произвести монтаж воздушного отопления несложно и своими руками. В инструкциях по монтажу такого оборудования обычно предусматривается следующий порядок действий:

1. Установка котла с теплообменником;
2. Монтаж вентилятора;
3. Разводка и утепление подающих и обратных воздуховодов;
4. Устройство в стене отверстия для забора воздуха снаружи здания и установка в него дополнительного рукава.

Установка теплогенератора

Котел обычно устанавливается в подвале. Для подключения его к газовой магистрали следует пригласить специалиста. Самостоятельно делать это очень опасно. Дымоход можно изготовить из жести. Подающий воздуховод подключается к верхней части теплообменника котла. Внизу, под камерой сгорания монтируется вентилятор. К нему снаружи подводится обратный воздуховод.

Монтаж воздуховодов

Разводка воздуховодов – важный этап такого мероприятия, как монтаж воздушного отопления дома. Давайте посмотрим, как смонтировать их своими руками качественно. В первую очередь к теплообменнику подключается главная магистраль подающего воздуховода. Далее к ней подсоединяются разводящие гибкие воздуховоды с круглым сечением. При этом используется алюминиевый армированный скотч. К стенам или потолку гибкие трубы крепят на хомуты.

Совет: Разводку лучше проводить таким образом, чтобы подающие воздуховоды выходили в помещения как можно ближе к полу. В этом случае поступающий из труб теплый воздух, поднимаясь к потолку, будет равномерно прогревать комнаты.

На следующем этапе монтируют обратный воздуховод. Забор холодного воздуха производится также от пола помещений. Воздух, поступающий в одну комнату, допускается забирать из другой. Обратные трубы всегда имеют меньше выходов и отличаются большим, чем подающие, диаметром.

Следующий шаг — монтаж воздуховода, предназначенного для забора воздуха снаружи. Он обязательно должен быть утеплен. Иначе на нем будет образовываться конденсат. На этой трубе устанавливается дроссельная заслонка. Она позволяет регулировать количество поступающего снаружи воздуха. Если в доме установлен кондиционер, следует утеплить и подающие трубы. Это также предотвратит оседание на них паров влаги. Воздушное отопление частного дома собирается с использованием элементов особой эстетичностью не отличающихся. При установке его своими руками проще всего скрыть трубы за гипсокартонными конструкциями.

Важно: В том случае, если подающие рукава имеют неодинаковую длину и разное количество колен, помещения будут прогреваться неравномерно. Для того, чтобы исправить ситуацию, следует использовать заслонки

Фильтры и дополнительное оборудование

Воздушное отопление частного дома, часто дополняется разного рода полезными конструкциями, смонтировать которые также можно своими руками. Инструкция по монтажу стороннего оборудования обычно прилагается производителем. К примеру, в подающие воздуховоды могут встраиваться очищающие фильтры. Некоторые воздушные системы отопления используются даже для охлаждения воздуха в доме летом. Для этого в главную магистраль устанавливается испарительный блок кондиционера.

Решив собрать воздушную систему отопления самостоятельно, следует иметь в виду то, что при неправильном проектировании обязательно возникнут разного рода проблемы. Поэтому перед приобретением комплекта, стоит обратиться к специалисту, который сделает все нужные расчеты.

Видео по теме «Воздушное отопление своими руками«:

https://youtube.com/watch?v=C8LoKyQ4sHs

Котлы воздушного отопления

Отопление горячим воздухом при помощи котлов в сочетании с отопительными печами и системами воздуховода – это более распространенный вариант. Так, сгорание топлива обеспечивает не теплоноситель, а воздух, который продувается через теплообменник. Горячий воздух по системе воздуховодов идет по дому. Чтобы уменьшить нецелевые тепловые потери, вентиляционная и отопительная системы прокладываются теплоизолированными рукавами, кладутся под чистовой пол между лагами, запрятываются в стены и устанавливаются над подвесным потолком.

Котлы воздушного отопления

Холодный воздух, который вытесняется из помещения, идет на улицу полностью или частично. Некоторая часть этого воздуха может быть использована снова ля нагревания.

Заметим, что, казалось бы, логичнее было бы подавать теплый воздух через решетки, которые расположены максимально близко к полу. Так, за счет конвекции воздух будет равномерно греть помещение. Но не в данном случае. Обычно вентиляционная система подает нагретый котлом воздух сверху, потом холодные массы воздуха вытесняются в те вытяжные решетки, которые расположены внизу.