Воздушное отопление загородного дома

Виды воздушного отопления

По типу теплогенератора существует:

• газовое;
• на твёрдом топливе;
• работающее на электричестве воздушное отопление.

Использование газа имеет преимущество благодаря низкой стоимости топлива и возможности полной автоматизации системы. Однако не все частные дома в России газифицированы. В этом случае имеет смысл рассмотреть установку на участке газгольдера — хранилища газа, заполняемого один-два раза в год. Весомые первичные затраты позволят экономить на отоплении долгие годы.

Твердотопливный котёл позволит организовать более бюджетное отопление при его оборудовании.

А вот установка полностью электрифицированных систем воздушного отопления в частных домах в РФ затруднена небольшими выделяемыми на такие домовладения мощностями, которых часто недостаточно для работы электрических теплогенераторов.

К тому же это более затратно в эксплуатации, чем система на газе.

По варианту циркуляции воздуха выделяют:

Прямоточное

Это известная сотни лет схема обогрева, при которой нагрев воздуха производился в нижнем помещении постройки путём сжигания твёрдого топлива, далее по каналам в полах и стенах горячий воздух доходил до верха здания и выходил наружу через отверстия вверху.

Особенности

В этом случае в большей степени прогреваются стены и полы здания. Значительны теплопотери, так как весь объем нагретого воздуха выходит наружу.

Принципы работы

Движение воздуха происходит из-за того, что его нагретые массы естественным образом поднимаются вверх.

Как сделать

Изначально, согласно приводимым в интернете схемам, сжигание топлива в данной системе обогрева производилось непосредственно в помещении без использования какого-либо оборудования.

При этом температуры нагрева воздуха, очевидно, предполагали строительство здания только из негорючих материалов. Это самая простая схема воздушного обогрева, но реализуют её редко, так как она затратна, а параметры отопления слабо контролируемы.

Рециркуляционные системы

Эта схема предполагает не потерю нагретого воздуха, как в прямоточных системах, а его циркуляцию внутри здания, что значительно более экономично.

Использование таких систем стало возможно с началом обогрева природным газом. С этим более экологически чистым топливом и с помощью специального оборудования подавать нагретый воздух начали непосредственно в обогреваемые помещения.

Принцип работы

Воздух, которым обогревалось помещение, не выводится наружу, а через каналы вентиляции возвращается обратно к теплогенератору. Так он многократно циркулирует внутри здания, что экономически выгодно, но негигиенично. В помещениях скапливается СО2 и пыль. Есть два варианта подобных систем:

1. естественной циркуляции (воздушные массы перемещаются в зависимости от своей температуры: тёплые вверх, холодные вниз, другое название — гравитационная);
2. принудительной циркуляции с использованием приточно-вытяжной вентиляции.

Второй вариант создаёт более комфортную среду, позволяя равномернее прогреть помещения на разной высоте от пола. В целом полностью рециркуляционные системы более пригодны для обогрева нежилых помещений, так как они не обеспечивают чистого свежего воздуха внутри зданий.

Как сделать

Внизу здания устанавливается теплогенератор, к нему делается разводка воздуховодов во все помещения здания, на которых устанавливаются вентиляционные решётки под потолком. Тёплый воздух из них выходит в комнаты.

Другая система воздуховодов устанавливается под полом, в её вентиляционные решётки поступает более холодный воздух, который скапливается внизу под действием силы тяжести. По этим воздуховодам воздушные массы снова поступают к теплогенератору и начинается новый цикл. Наличие вентиляторов для принудительного перемещения воздуха помогает оптимизировать температурный режим.

С частичной рециркуляцией

Этот подвид наиболее пригоден для жилых домов. Часть нагретого воздуха циркулирует внутри здания, а часть заменяется на свежий воздух.

Особенности

В такой вариант отопления включают различное оборудование для полного контроля за климатом: датчики температуры и влажности, кондиционеры, увлажнители, осушители, вентиляторы.

Принцип работы

Основное отличие от рециркуляционных систем — наличие внешних воздухозаборов, а также выводящих воздух отверстий. Плюс, в схему встраивается дополнительное оборудование для контроля за перемещением воздуха и его характеристиками.

Как сделать

Это наиболее сложные системы, для проектирования которых имеет смысл приглашать профессионалов. Самостоятельно некоторые домовладельцы осуществляют частичный монтаж.

Внимание! Обязательно привлечение профильных специалистов при установке газового оборудования

Виды газовых теплогенераторов

Газонагреватели для отопления делятся на мобильные и стационарные. Последние в свою очередь подразделяются на подвесные и напольные. При этом мобильные агрегаты менее распространены, потому что для их работы используются газовые баллоны, что не всегда удобно и возможно обеспечить. Именно поэтому такие приборы применяются только в крайних случаях, например, когда основное отопление в помещении отключено, и нужно срочно его обогреть при резком снижении температуры на улице. Также такие агрегаты применяют в качестве основного отопления в регионах с коротким зимним сезоном.

Стационарную разновидность нагревателей применяют в разных сферах. Навесные теплогенераторы навешиваются на стены внутри и снаружи помещений. Приборы напольного типа в зависимости от особенностей сборки бывают горизонтальные и вертикальные. Первые чаще применяются в невысоких помещениях, а вторые подходят для установки в частном доме или на улице. Напольные приборы удобно использовать для обогрева небольших комнат, установив их на входе-выходе в отапливаемую зону.

Устройство газовых теплогенераторов

Газовый теплогенератор является нагревателем, который подогревает теплоноситель (воздух) до необходимой температуры.

Его устройство следующее:

1. Воздушный вентилятор предназначен для бесперебойной подачи воздушных масс и удаления отработанного воздуха из системы. Отработанный воздух выводится вверх.
2. Посредством газовой горелки осуществляется сгорание топлива и нагрев теплоносителя.
3. Полное сгорание теплового источника происходит в камере горения. Если топливо сгорает полностью без остатка, то объем углекислого газа, который выбрасывает система, небольшой.
4. Предназначение теплообменника заключается в обеспечении нормального теплообмена между помещением и теплогенератором. Кроме этого, теплообменник защищает отопительное оборудование от перегрева.
5. Для отведения нагретого воздуха в помещение используются воздуховоды.

Принцип работы подобного отопительного оборудования заключается в следующем: вентилятор втягивает холодный воздух в прибор, он нагревается в процессе сгорания топлива до необходимой температуры и выводится по воздуховодам в помещение.

Процесс работы газового нагревателя можно разделить на следующие этапы:

• холодный воздух с улицы или помещения втягивается вентилятором в прибор и попадает на нагревательный элемент;
• поскольку в камере сжигания постоянно сгорает газ, выделяется тепловая энергия, которая и нагревает воздух;
• после этого вентилятор подает нагретый воздух в теплообменник;
• воздушные потолки распределяются по системе воздуховодов за счет использования воздушных клапанов;
• через решетки нагретый воздух подается в помещение и постепенно нагревает его.

Расчет и выбор газового генератора

Чтобы эффективность работы системы была достаточной, воздухонагреватель газовый для воздушного отопления должен быть правильно подобран

Для этого в первую очередь нужно обратить внимание на размер теплообменника. Габариты теплодержателя должны на 1/5 часть быть больше, чем размеры горелки

Для правильного выбора газового генератора нужно рассчитать его мощность

Для этого используют формулу – Р=VхΔTхk/860, где:

Для правильного выбора газового генератора нужно рассчитать его мощность. Для этого используют формулу – Р=VхΔTхk/860, где:

• V в м3 обозначает отапливаемую площадь постройки;
• ΔT в °C – это разница температур воздуха в доме и за его пределами;
• K – это показатель теплоизоляции дома (число можно подобрать по справочнику);
• 860 – это число является коэффициентом, позволяющим перевести килокалории в кВт.

Мощность прибора подбирается в соответствии с полученным значением. Как правило, рабочая мощность оборудования указывается в его технических характеристиках.

Виды теплогенераторов для воздушного отопления

Теплогенератор – это агрегат воздушного отопления, который производит тепловую энергию путем сжигания одного из видов топлива. Мощность, КПД, способ монтажа, особенности эксплуатации во многом определяются именно типом топлива. Для обогрева жилых помещений, объектов социального назначения в основном применяются такие виды агрегатов:

1. Пиролизные котлы. Работают на твердом топливе растительного происхождения (на дровах, отходах деревообрабатывающей промышленности, пеллетах, брикетах, торфе).
2. Газовые котлы. Сжигают природный газ.

Для обогрева помещений могут использоваться пиролизные или газовые котлы, а также дизельные и универсальные теплогенераторы

Для воздушного обогрева больших производственных площадей могут также использоваться такие виды генераторов:

1. Дизельные. Работают на дизельном топливе. Их заправка осуществляется один раз в сутки (это средний показатель, существуют модели, которые могут не заправляться в течение 2-3 дней).
2. Универсальные теплогенераторы. В качестве топлива для них тоже применяется дизель, а также отработки масла, подлежащие утилизации растительные жиры.

Данные виды топлива являются дешевыми, что значительно снижает экономические затраты предприятий на отопление производственных помещений.

Видимые и невидимые каналы

В большой гостиной на первом этаже скрытно проложить воздуховоды не получилось, так как потолочные балки расположены поперек. Каналы разместили по периметру комнаты с расчетом на дальнейшее обустройство двухуровневого потолка с подсветкой. Так потери полезного пространства будут минимальными, “съеденной” получится лишь малая часть высоты у стен. 

Для снижения опускаемой высоты использовалась американская система соединения воздуховодов из специальных шин-реек, главная особенность которых заключается в отсутствии выпирающих металлических частей. В России обычно практикуется соединение воздуховодов на фланцах. 

Убирать в перекрытие воздуховоды не стали только в комнате отдыха перед сауной. Здесь не требуется большая высота потолка. Наоборот, его специально занижали для создания более комфортной обстановки. 

Воздушное отопление частного дома своими руками

Воздушное отопление в сравнении с водяным имеет множество преимуществ. Подобные системы отличаются высоким КПД. При их использовании отсутствует риск разморозки или прорыва труб, а помещения прогреваются практически моментально. Далее в статье рассмотрим, как устроить воздушное отопление частного дома правильно и своими руками. Ниже вам будет представлена подробная инструкция по монтажу.

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.

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.

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.

Пуско-наладочные работы

После завершения монтажных работ наступает самый сложный в самостоятельном исполнении этап – пуско-наладочные работы системы. Имеется в виду необходимость отрегулировать попадающие в помещение объемы воздуха.

Чтобы это вычислить необходимо узнать скорости потоков воздуха (в идеале она должна соответствовать расчетной). Скорость мы измеряем с помощью анемометра. Зная скорость мы легко можем найти и расход воздуха (напоминаем формулу: Q=V•S, то есть перемножив скорость на площадь поперечного сечения мы получим расход).

Этапы наладочных работ

Рассмотрим наладку поэтапно:

1. При помощи анемометра измеряется скорость в подающем воздуховоде и находится среднее значение
2. Среди помещений выбираются помещения с максимальной скоростью
3. При помощи заслонок регулируем в этих помещениях скорость потока, чтоб она стала равна рассчитанному среднему значению, или отличатся от него не больше чем на 3%

Не смотря на простоту описания процесса регулировки, он не так-то прост и занимает в среднем от 2 до 6 часов.

Виды воздушного отопления

Если говорить об истории появления данного вида отопительной сети, то можно начинать задолго до новой эры. И в Древнем Риме, и в Древнем Египте, и в Вавилоне воздушный тип отопления был известен. Так что это не новинка и не изобретение современных конструкторов и инженеров. Правда, современные конструкторы предлагают несколько видов.

Прямоточная схема

Прямоточная система

По сути, появление воздушного отопления начиналось именно с этого типа. В подвале дома устанавливался котел для воздушного отопления, который работал на дровах или угле. Нагретый воздух поступал от него в специальные полости здания, проложенные в стенах и полах помещений. А выходил воздух через выхлопную трубу, установленную на крыше. Весь процесс происходил по чисто физическим законам. А помещения соответственно нагревались через стены и полы.

Конечно, воздушное отопление на дровах и угле было не самым эффективным, да и об экономичности здесь говорить не приходилось. Но другого способа (энергоносителя) в те далекие времена и не было. Так что пользовались тем, что было доступно.

Первые современные прямоточные установки стали использоваться в производственных цехах и на складах. Это были простые устройства и по своей конструкции, и по своему назначению. Стоили они недорого, но и эффективность их была не самая высокая. Так что со временем от них отказались, хотя этот вариант еще встречается в некоторых складах старого образца.

Необходимо отметить, что, если перед вами стоит задача – воздушное отопление своими руками, тогда это тот самый вариант, с которым вы можете справиться без особого труда. Но перед тем как переходит к реализации задуманного плана, подумайте – а нужно оно вам? Может быть, стоит решить задачу по-другому, выделив на ее реализацию денег побольше? Ведь делаете все это вы для себя, так сказать, не на один день. Поэтому предлагаем другой вариант.

Рециркуляционная схема

Рециркуляционная система

Начнем с того, что современный подход к решению ряда проблем, связанных с увеличением эффективности работы системы и экономией потребляемого топлива, дало возможность использовать в воздушном отоплении различного рода теплогенераторов. Выше уже упоминалось о газовых агрегатах, в настоящее время производители предлагают и электрические установки. Правда, они более затратны в плане  потребления топлива, но не менее эффективны.

В чем же суть рециркуляции воздушной массы? Все дело в том, что нагретый воздух, прошедший по всем комнатам дома, не выбрасывается на улицу просто так. Его частично возвращают в цикл обогрева. Это первое. Второе – выводящий воздух обладает определенной температурой. Она не самая высокая, но выше, чем температура входящей массы с улицы. Чтобы повысить температуру входящего воздуха, с помощью выходящего производят его частичный нагрев. Этот метод называется рекуперация. По сути, получается «труба в трубе», где по внутреннему сечению производится поступление свежего воздуха с улицы, а по межтрубному пространству двигается теплый воздух из дома.

Этот вид воздушного отопления чаще других сегодня используется в жилых помещениях. Все дело в том, что многократный прогон воздуха через всю отопительную систему сильно снижает его качество. Поэтому есть необходимость заменять его частично свежим, поступающим из-за пределов дома.

Тип воздушного отопления

Строение и принцип работы системы

Для полноценной работы современной воздушной системы отопления необходимо использование теплогенератора. В теплообменник нагнетается воздух. Оптимальная температура нагрева 50-60 градусов. Далее по воздуховоду горячий воздух перемещается в помещение, где равномерно распределяется, нагревая комнату. Далее через специальные отверстия (решетки, вмонтированные в пол, или стены) остывший воздух вновь возвращается к теплогенератору. Нередко для подачи остывшего воздуха используются воздуховоды обрата.

Принцип работы теплогенератора

При рассмотрении схемы становится понятно, что основными элементами теплогенератора выступают вентилятор, обеспечивающий перемещение воздуха, и теплообменник. Сегодня существует много видов воздушных отопительных систем. Одним из отличий можно выделить метод нагрева воздуха. Это возможно несколькими способами, которые показывает такая классификация систем воздушного отопления:

• посредством применения теплового насоса;
• использование газовой горелки. При этом допустимо как подключение к основной газовой магистрали, так и использование газового баллона.
• горячей водой из централизованной системы;
• использованием дизельной горелки, или воздушное отопление на отработанном масле.

Следует учитывать, что если воздуховод имеет достаточно большую протяженность (в больших помещениях), то это может вызвать некоторую теплопотерю. Чтоб ее избежать, можно внедрить в систему несколько вспомогательных теплогенераторов

Важно помнить, оптимальная длина воздуховода (при которой уровень теплопотери минимален) составляет 30 м, а продолжительность ответвлений воздуховода не должна превышать 15 м

Группа воздуховодов системы воздушного отопления

Для получения максимального эффекта от эксплуатации системы рациональным является решение дополнить ее блоком кондиционирования. Таким образом, в прохладное время года с ее помощью вы будете совершать обогрев дома, а в жаркое – производить некоторое охлаждение. Это позволит круглый год поддерживать в доме наиболее комфортную температуру. Кроме того, вы сможете дополнить воздушное отопление на твердом топливе такими полезными устройствами, как, допустим, увлажнитель или стерилизатор воздуха.

Вентиляция системы может быть двух типов:

• естественная. Горячий воздух в системе просто поднимается вверх и произвольно перемещается по воздуховоду, нагревая его. Весомые минусы воздушного отопления в таком случае – то, что в случае попадания холодного воздуха в помещение (через окна, двери) он оседает в нижней части комнаты, создавая существенный дискомфорт. А в это время горячий воздух согревает потолок.
• принудительная. Более эффективная модель работы системы, поскольку циркуляция воздуха значительно ускоряется посредством применения мощных вентиляторов. Система работает прекрасно, но шум вентилятора, доносящийся из воздуховода, может создавать определенный дискомфорт.

Естественная и принудительная системы вентиляции частного дома

О системе воздушного отопления

Отопление воздушного типа отличается высоким качеством и надежностью. Конструкция включает следующие элементы:

1. Генератор теплового вида (работает на воде, необходим для нагревания воздушных масс в помещении)
2. Оборудование, которое напоминает стандартный вентилятор (главная функция — передача тепла в нужный участок комнаты)
3. Воздуховоды — специально разветвленные каналы (направляют нагретый воздух в нужное помещение).

Многие люди знают, что такое деревенская печка. Для обогрева помещения необходимо подготовить дрова и затопить печь. Подобным образом работает воздушная система отопления. Нагретый воздух разносится по всему помещению и греет всю комнату.

Также бывает принудительная циркуляция теплого воздуха. Для этого используются специальные вентиляторы. Данный способ требует наличия электрической энергии.

Методы проведения циркуляции:

1. Подача свежего воздуха извне.
2. Циркуляция прямоточного вида (затратный метод, не рекомендуется для жилых помещений).
3. Закрытый цикл.

В СВО отсутствуют радиаторы. Принцип действия: тепловой генератор греет воздух, а не жидкость.

Виды СВО представлены в таблице.

Воздуховоды изготавливаются из листовой оцинковки и специального гофра. В качестве утеплителя используется теплоизолятор (самоклеящийся материал). Между собой детали соединяются хомутами или скотчем.

Виды воздуховодов:

1. Гибкие.
2. Жесткие.
3. Круглые (имеют минимальное значение аэродинамического сопротивления)
4. Квадратные (изготавливаются в виде коробов).

КПД принудительного отопления равен 90-99%. Многие современные котлы имеют КПД, находящийся в диапазоне от 85 до 95%.

Воздушное отопление обладает естественной циркуляцией (теплый воздух поднимается вверх, а холодный остается снизу). Подтвердить это можно следующим образом: при открытии входной двери в зимнее время года холодный воздух проходит по полу, а теплый выходит сверху.

Проблемы, которые могут возникнуть при неправильном расчете системы отопления:

1. Наличие шума или стука во время работы.
2. Появление в комнатах сквозняка.
3. Перегревание теплоносителя.

Воздуховоды могут изготавливаться из пластика. Главное условие — расположение от пожароопасных мест. Места расположения воздуховодов: под потолком, внутри стен

Важно монтировать специальные решетки для вентиляции в потолке