Воздушное отопление частного загородного дома

Система с естественной циркуляцией

В основе – принцип конвекции: разогретая жидкость поднимается вверх, отдает энергию батареям и в остывшем виде опускается вниз.

Магистраль устанавливают под уклоном (до пяти градусов или 1 сантиметр на метр погонный) от теплообменника к батареям. Обратка (труба, по которой стекает охлажденная жидкость) подсоединяется к батарее в нижней точке.

Разводку рекомендуется выполнять металлическими трубами разного сечения: на выходе из котла диаметр самый большой (соответствует сечению выходного патрубка котла, 4-6 см), дальше сечение уменьшается.

Внимание: для монтажа полипропиленовых труб следует делать наклонные штробы. В этой схеме можно использовать открытый расширительный бачок

Его устанавливают в самом высоком месте цепи, например на чердаке

Если чердак неотапливаемый, нужно принять меры по теплоизоляции бака

Его устанавливают в самом высоком месте цепи, например на чердаке. Если чердак неотапливаемый, нужно принять меры по теплоизоляции бака

В этой схеме можно использовать открытый расширительный бачок. Его устанавливают в самом высоком месте цепи, например на чердаке. Если чердак неотапливаемый, нужно принять меры по теплоизоляции бака.

Схема с естественной циркуляцией

Теплогенератор следует поместить как можно ниже – в подвале, под полом. Если не получается (например, в качестве источника тепла используется печь, емкость теплообменника расположена высоко), рекомендуется принудительная циркуляция.

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:

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

Разновидности систем – как выбрать оптимальную?

Ознакомление с видами воздушного отопления дает возможность подобрать ту его конфигурацию, которая подойдет для конкретного жилого здания по всем характеристикам. Интересующие нас системы классифицируют по

месту установки оборудования;
варианту циркуляции воздуха;
типу теплового обмена;
масштабности.

Система воздушного нагрева по расположению бывает подвесной либо напольной. Первый вариант предполагает монтаж каналов (воздуховодов) для наполнения помещения нагретым воздухом под потолком, второй – под полом

Важно. В обоих случаях каналы несложно замаскировать, используя декоративные элементы и плинтусные конструкции. В частных домостроениях специалисты советуют использовать напольную схему, так как она сначала нагревает нижнюю часть комнаты, обеспечивая максимальный уют обитателям жилища

При установке подвесных воздуховодов есть вероятность того, что тепло не сможет дойти до напольной поверхности. Это принесет определенный дискомфорт человеку

В частных домостроениях специалисты советуют использовать напольную схему, так как она сначала нагревает нижнюю часть комнаты, обеспечивая максимальный уют обитателям жилища. При установке подвесных воздуховодов есть вероятность того, что тепло не сможет дойти до напольной поверхности. Это принесет определенный дискомфорт человеку.

Разновидности систем воздушного отопления

По типу циркуляции воздуха системы-воздушки причисляют к принудительным и естественным. Этот момент имеет большое значение. При естественной вентиляции подъем воздуха обеспечивается его нагревом. Горячая масса направляется в воздуховоды, подогревает их, а затем уходит назад на теплообменное устройство. Если во время работы системы в помещение будет попадать холодный воздух с улицы (например, через окна либо двери), он станет скапливаться у пола. В результате этого в нижней части комнаты всегда будет прохладнее.

При использовании принудительной вентиляции, описанной выше, проблемы не возникает. В данном случае система снабжается специальным вентилятором. Его задача – сформировать заданное давление, при котором нагретый воздух перемещается по помещению намного быстрее. За счет этого подогрев комнаты происходит в течение считанных минут. Холодный воздух при наличии вентилятора просто-напросто не может изменить температурный режим, обеспечиваемый системой. Нюанс. Вентиляционное оборудование при работе издает ощутимый шум.

Теплообмен в описываемых системах бывает приточным и рециркуляционным. Здесь нужно запомнить следующее. Если отопление забирает воздух исключительно с улицы, значит перед нами приточная система. Для ее обустройства нужны вентиляторы, способные направить уличные массы воздуха к отопительной установке. Если же воздух забирается и извне, и внутри дома, речь идет о рециркуляционном теплообмене.

По масштабности воздушный обогрев причисляют к одному из двух типов. Первый – локальный. Он подходит для отопления частных домостроений площади. Второй тип – центральный. Такая схема хороша для складов, развлекательных сооружений, спортивных объектов, крупных магазинов и так далее. Внедрять ее в жилище (даже в большом) нет особого смысла.

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:

естественной циркуляции (воздушные массы перемещаются в зависимости от своей температуры: тёплые вверх, холодные вниз, другое название — гравитационная);
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

Технико-экономическое обоснование проекта

Выбор того или иного проектного решения – задача, как правило, многофакторная. Во всех случаях имеется большое число возможных вариантов решения поставленной задачи, так как любую систему ТГ и В характеризует множество переменных (набор оборудования системы, различные его параметры, сечения трубопроводов, материалы, из которых они изготовлены и т. д.).

В данном разделе сравним 2 типа радиаторов: Rifar Monolit 350 и Sira RS 300.

Чтобы определить стоимость радиатора, произведем их тепловой расчет с целью уточнения количества секций. Расчет радиатора Rifar Monolit 350 приведен в разделе 5.2.

Тепловые насосы и канальные кондиционеры

Иногда можно встретить комбинированные системы климат-контроля, в которые входят такие компоненты, как:

Канальный кондиционер, который, в зависимости от погоды, способен нагревать, охлаждать и осушать воздух.
Пылевой фильтр.
Ультрафиолетовый фильтр, который обеззараживает воздух.
Система приточно-вытяжной вентиляции.

Канальные кондиционеры

В данном случае источником тепловой энергии выступает электрическая энергия. Изучая отзывы, можно отметить, что такая схема работы – это очень удобно. Ведь у вас есть лишь один блок управления, который контролирует абсолютно все характеристики из одной точки. Если сравнивать с традиционной системой, где вентилятор – где-то на чердаке, кондиционеры – в помещениях, отопление воздухом по трубам – где-то еще, то такая система кажется более продуманной и усовершенствованной.

Помимо этого, с такой комбинированно системой можно сохранить интерьер помещений. Ведь в таком случае на виду будут только решетки вентиляции, так как воздушное отопление, как видно на фото, не требует установки разводки и радиаторов.

Выходное отверстия для теплого воздуха воздушной системы отопления

Конечно же, есть и несколько недостатков такого рода схемы. Стоимость готовой системы – довольно высокая. Например, если взять китайские канальные кондиционеры с тепломощностью при работе на обогрев в 15 кВт-часов, то стоить они будут порядка 70 000 рублей.

Наружный блок, который отбирает тепло у атмосферного воздуха, может функционировать при температурном режиме не ниже, чем -15 — -25 градусов по Цельсию. А с падением температуры на улице эффективность работы системы только понизится.

Альтернативой такой системе является геотермальный теплонасос. Так, если в зимний период воздух остывает до очень низкого температурного режима, то ниже глубины промерзания земля постоянно прогрета до 8-12 градусов. В грунт погружается теплообменник с достаточной площадью – и у вас будет практически нескончаемый ресурс тепла, которое необходимо перекачать в свой дом.

Простой обогрев дачного домика: без газа и электричества

Обогрев дома при помощи электричества дорог и ненадёжен. Использование газа стоит дешевле, но подключить его удаётся не всегда. Тогда приходится искать другие варианты.

Существует несколько современных альтернативных источников: энергия солнца, подземных недр или незамерзающего водоёма. Но их монтаж довольно дорог и сложен. Поэтому часто для дачи выбирают такой традиционный вариант, как печное отопление.

Печное

Оно известно довольно давно, но остаётся актуальным до сих пор. Существует множество вариаций печей. Они способны обогреть весь дом или отдельную комнату. Иногда их соединяют с системой водяного отопления. Печи не только греют, но и готовят пищу.

В топочной камере сгорает топливо. Оно нагревает стенки печи, которые отдают тепло в дом. В качестве материалов применяют:

кирпич;
чугун;
нержавеющую сталь.

Кирпич долго нагревается, но и тепло отдаёт дольше. Для поддержания комфортной температуры на даче требуется 1—2 протопки в сутки. Стальные печи быстро нагреваются и также быстро остывают. Чугунные тоже греются быстро, а по теплоотдаче занимают промежуточное место между остальными разновидностями.

В качестве топлива используют:

дрова;
уголь;
паллеты;
топливные брикеты.

Плюсы и минусы

К преимуществам обогрева дачи печкой относят:

Автономность. Нет зависимости от газа и электричества.
Подходит для домов, в которых не живут постоянно.
В печи можно и готовить.

Существуют такие недостатки:

Требуется место для хранения топлива.
Кирпичные печи довольно массивны, и их желательно закладывать вместе с домом.
Меньшая эффективность отопления.
Если не подключён водяной контур, в дальних от печки помещениях будет прохладнее.
Необходимо делать дымоход.

Преимущества и недостатки систем воздушного отопления

К преимуществам систем воздушного отопления относятся следующие:

Высокий уровень коэффициента полезного действия (на уровне 90%); В схеме отопления нет промежуточных передаточных элементов (труб, радиаторов и т.п.); Отопительная воздушная система может быть объединена с климатической системой, что для жилых помещений весьма важно, так как, таким образом, может поддерживаться необходимый микроклимат внутри помещения; Возможность быстрого обогрева помещения за счет малой инерционности. Имеются и недостатки систем воздушного отопления:

Имеются и недостатки систем воздушного отопления:

Эффективное воздушное отопление должно монтироваться в процессе строительства самого частного дома;
Система воздушного отопления довольно требовательна в отношении регулярного технического обслуживания;
Постоянная потребность в электропитании требует предусмотреть возможность резервного источника электроснабжения;
Невозможность модернизации такой системы в процессе эксплуатации.

При естественной (гравитационной) отопительной системе циркуляция нагретого воздуха происходит из-за изменения удельной плотности воздуха при изменении его температуры. Такая схема в меньшей мере зависит от электроснабжения, но, в то же самое время, имеет существенные недостатки.

Схема гравитационной системы воздушного отопления

Любые сквозняки или другие потоки холодного воздуха из-за открытого окна или двери вызывают нарушение циркуляции потоков воздуха в помещении. Это приводит к тому, что пространство под потолком перегревается, а рабочая часть помещения – охлаждается.

Схема работы принудительной схемы воздушного охлаждения

Принудительная схема воздушного охлаждения предусматривает применения вентилятора. Распределение нагретого воздуха происходит по воздуховодам, созданным этим вентилятором давлением.

Такой вентилятор устанавливается под камерой сгорания и, очищая отобранный из помещений воздух от пыли, различных посторонних запахов и микробов, подает его в нагретый теплообменник.

После теплообменника нагретый воздух по воздуховодам подается в помещение. Возвращается в теплогенератор воздух через вентиляционные решетки или по обратным воздуховодам.

Проектирование и расчет системы воздушного отопления

Мощность воздухонагревателя. Она должна быть достаточной для того, чтобы помещение получило достаточный обогрев при учете компенсации тепловых потерь;
Скорость подачи нагретого воздуха ;
Теплопотери через стены, полы, потолки, окна и двери помещения;
Диаметр воздуховодов. К этому относится расчет аэродинамических характеристик системы. Целью такого расчета служит определение размера потери воздушного напора.

Последствиями неправильного расчета системы могут стать:

Перегрев теплонагревателя;
Вибрация и шум при работе;
Сквозняк в помещениях.

После того, как все предварительные вопросы были рассмотрены, необходимо определить место установки воздухонагревателя. Общая инструкция по этому поводу отсутствует. Теплый воздух обычно подводится посредством припотолочной вентиляционной системы.

Теплоноситель (теплый воздух) через вентиляционные решетки доставляется ко всем помещениям через специальные воздуховоды. Ими служат смонтированные рукава.

Выходы таких воздуховодов проектируются в полу или внизу помещения возле пола. Сами решетки воздуховодов следует проектировать в местах, где люди будут находиться чаще всего.

Совет. При проектировании обязательно следует учитывать качество вентиляционной системы. Через нее в помещение ведется подача свежего воздуха

При расчетах следует принимать во внимание, что это порядка 25% общего притока воздуха в помещение

Одно из прогрессивных решений теплонагрева при организации такой системы – это солнечное воздушное отопление

В этом случае при расчете системы принимают во внимание среднее число солнечных дней в году

На основании этих данных принимают решение о количестве нагревательных элементов – солнечных коллекторов для отопления дома .

Эти элементы устанавливаются на крышах и стенах зданий и сооружений. Для них могут возводиться специальные конструкции. Преимущества такого решения – выгодная цена и возможность самостоятельного монтажа

Помощь в выборе теплогенератора и этапы установки

Воздуховоды обычно заказывают на специальных предприятиях, выпускающие подобное оборудование. Если есть желание установить кондиционер, то необходимо утеплять подающие воздуховоды. Конденсат при теплоизоляции не появляется. Для того, чтобы установить магистральный воздуховод, рекомендуется выбирать оцинкованную сталь. Ее оклеивают фольгированным самоклеящимся утеплителем с толщиной, около 5мм.

Сборка и утепление воздуховодов на этапе строительства дома

Для того, чтобы спрятать воздуховоды, рекомендуется воспользоваться межпотолочным пространством, которое находится за подвесным потолком. Имеется 2 вида воздуховодов: жесткие и гибкие. Их выбирают для определенного типа воздухонагревателя. Алюминиевый скотч применяется для соединения нескольких воздуховодов.

Монтаж воздуховодов

Воздушное отопление частного загородного дома: принципы устройства, подбор оборудования и расчет

Система с естественной циркуляцией