Практика показує, що переважна більшість домовласників, які проживають на території Росії, вибирають для опалення системи з рідким теплоносієм. Можливо, колись це, дійсно, був найбільш практичний варіант.
Але техніка розвивається, і з'являються все більш ефективні конструкції. Такі як різні системи повітряного опалення, що дозволяють швидко і економно обігріти будь-яке приміщення.
Принцип роботи та види повітряного опалення
Треба знати, що існує два різних види опалення повітряного типу, кожен з яких може використовуватися на практиці.
Перший реалізується в системах з калорифером. Він за своєю суттю аналогічний опалення з рідинним теплоносієм з тією різницею, що замість рідини використовується розігріте повітря. Канальний нагрівач розігріває повітря, який рухається по спеціальних трубах в опалювальні приміщення.
Повітряне опалення - це система обігріву одного або групи приміщень нагрітим повітрям, який попередньо нагрівається парою, електрикою, вогнем або водою 
Основна відмінність повітряних систем від інших видів опалення полягає в тому, що в їх схемі відсутні прилади опалення 
За аналогією з водяним опаленням повітряні контури бувають гравітаційними і примусовими. В примусових схемах рух повітря стимулює вентилятор 
За способом доставки нагрітого повітря повітряні системи підрозділяються на канальні і безканальні 
У канальних повітряних контурах використовується в основному гравітаційний принцип: підготовлений в нагрівачі повітряний потік рухається самопливом по трубах, що нагріває навколишній простір 
Раціональним рішенням пристрої повітряного опалення є поєднання його з вентиляцією, завдяки чому істотно підвищуються санітарно-гігієнічні показники повітряного середовища 
У приватних будинках в більшості випадків нагрівання повітря проводиться камінами або печами з вмонтованим в систему калорифером 
При використанні водяних, газових або електричних калориферів на приміщення встановлюють не менше двох, щоб при відмові одного агрегату другий міг підтримати температурний фон не менше +5 град
Наповнені гарячим повітрям повітроводи обігрівають кімнату. Такі системи сьогодні мало використовуються, оскільки в процесі експлуатації канали неминуче пошкоджуються. Від чергування нагрівання з охолодженням повітроводи то розширюються, то звужуються, через що послаблюються стики, а в стінках з'являються тріщини.
Це призводить до порушення процесу розподілу повітря і, як наслідок, до нерівномірного обігріву приміщень, що небажано. Більш практичною вважається система повітряного опалення відкритого типу.
У пристрої повітряного опалення багато спільного з традиційним водяним видом і рідше використовуються паровим. Основна відмінність полягає у відсутності стандартних приладів опалення - радіаторів
Принцип її дії полягає в наступному. Теплогенератор розігріває повітря, який через систему труб подається в опалювальному приміщенні. Тут він виходить назовні і змішується з присутніх в кімнаті повітрям, тим самим підвищуючи в ній температуру.
Остиглий повітря спрямовується вниз, де потрапляє в спеціальні труби і по ним знову надходить в теплогенератор для нагріву.
Теплоносій повітряних систем опалення відноситься до розряду вторинних, тому що перед цим нагрівається первинним теплоносієм - паром або водою (+)
За радіусу дії системи опалення нагрітим повітрям діляться на місцеві і центральні. До перших відносяться контури, призначені для обслуговування одного об'єкта (котеджу, кімнати, двох або більше суміжних приміщень), до других багатоквартирні будинки, громадських та виробничих об'єктів
Всі системи підрозділяються на схеми з повною рециркуляцією теплоносія, з частковою рециркуляцією і прямоточні.
Місцеві системи з повною рециркуляцією повітря бувають канальними (а) і Безканальні (б). Це схеми з природним рухом нагрітого повітря. Якщо опалення поєднується з вентиляцією, то застосовуються інші схеми (в, г) з частковою рециркуляцією. Згідно чого частина повітря подмешивается до наявної в приміщенні повітряній масі без пересування по каналах
Всі центральні системи відносяться до категорії прямоточних. Для них повітряний теплоносій нагрівають в опалювальному центрі будівлі, а потім поставляють в приміщення через розподільників повітря. Центральні схеми бувають тільки канальними.
Повітряні прямоточні системи занадто затратні для приватного сектора. Їх влаштовують там, де споруджується вентиляція, обробна повітряну масу, рівну за обсягом повітряній масі, що вимагається для опалення
Центральне повітряне опалення влаштовують на виробництвах, що випускають або застосовують у виготовленні займисті, токсичні, вибухонебезпечні і т.д. речовини. В облаштуванні заміських будинків цей вид застосовується, якщо потрібно транспортування нагрітого повітря на велику відстань.
Організація схеми для приватників недоцільна через необхідність у використанні потужного вентиляційного обладнання.
Діючі різновиди системи
На сьогодні існує кілька різновидів повітряного опалення, з кожною з яких необхідно познайомитися всім, хто збирається встановити подібну конструкцію в своєму будинку. Системи можна класифікувати за різними ознаками. Почнемо зі способу циркуляції повітря. Виходячи з цього, можна виділити два основних типи.
Природна циркуляція передбачає, що розігріте повітря піднімається вгору і самостійно рухається по трубопроводах. Тому виходи повітропроводів розташовуються тільки у верхній частині приміщень
Система з природною повітряної циркуляцією
Для роботи такої конструкції використовується властивість гарячого повітря підніматися вгору. Розігрітий газ по прокладеним в стінах воздуховодам піднімається в кімнати і через отвори, розташовані в стелі приміщення, виходить назовні.
Головне достоїнство подібних систем - дешевизна, оскільки відсутня необхідність витрачатися на додаткове обладнання.
Однак значущих недоліків досить багато. Перш за все, швидкість, з якою повітря піднімається по трубах, невелика. Таким чином приміщення буде обігріватися досить довго.
Крім того, при використанні опалення з природною циркуляцією найчастіше доводиться розташовувати виходи повітропроводів у верхній частині кімнати, що не завжди може бути зручним.
Вагомий мінус гравітаційного повітряного опалення (тобто схем з природним рухом теплоносія) полягає в обмеженому радіусі дії. Варіює він в інтервалі 8 - 10 м
Конструкція з примусовим рухом повітря
Такі системи в обов'язковому порядку обладнуються вентиляційної установкою, потужність якої залежить від протяжності та кількості повітропроводів. Для великих площ буде потрібно установка декількох приладів. Головне завдання обладнання полягає в просуванні розігрітого повітря по воздуховодам до опалювальних приміщень. Внаслідок чого його швидкість зростає, і обігрів кімнат здійснюється в найкоротші терміни.
Незважаючи на необхідність встановлення вентиляторів, такі системи виявляються в результаті більш економічними. За рахунок збільшеної швидкості повітрообміну система засмоктує з кімнати остиглий повітря досить високої температури.
Він просто не встигає охолодитися до мінімальних значень. На його повторний розігрів витрачається набагато менше енергії, що дає в цілому значну економію коштів.
Для стимуляції руху повітря до споживача опалювальні системи оснащуються вентиляторами, що переводить їх у розряд енергозалежних, але відчутно підвищує ефективність
За місцем розміщення повітропроводів опалювальні системи можна теж розділити на дві групи.
Підлогове повітряне опалення
Відмінною особливістю системи є вмуровані в підлогу або вбудовані в плінтуса висновки повітропроводів. В результаті виходить максимально ефективний розподіл нагрітого повітря, що надходить в нижню частину приміщення.
Тепле повітря прагне вгору, внаслідок чого відбувається досить швидке перемішування повітряних мас і приміщення прогрівається швидше.
Підлогове повітряне опалення передбачає, що висновки повітропроводів розташовуються в плінтусах або вбудовані безпосередньо в підлогове покриття
Підвісні повітряні системи
Схема передбачає наявність вбудованих в стельові перекриття або стіни повітропроводів, чиї висновки розташовуються строго в верхній частині кімнати. Найчастіше під стелею. Як варіант зустрічаються підвісні повітроводи з такими ж висновками.
Треба визнати, що такі системи в цілому менш естетичні, ніж підлогові аналоги. Хоча існують способи декорування і маскування повітропроводів.
Крім того, використання підлогової системи передбачає, що найбільш високою буде температура повітря, розташованого внизу. У верхній половині кімнати буде трохи холодніше.
Такий розподіл температур медики вважають найкращим для людини. Крім того, вбудовані в підлогу або плінтуса висновки повітропроводів практично непомітні, що значно покращує зовнішній вигляд кімнати.
Головним недоліком підвісних систем, який особливо небажаний для приватних будинків, вважається більш низька, ніж нагорі, температура повітря у самої підлоги. Розігріте повітря швидше й інтенсивніше обігріває саме верхню частину приміщення, тоді як стать залишається прохолодним. Саме тому такі системи або рідко використовуються в житлових будинках, або комбінуються ще з якимось опаленням.
За способом теплообміну всі повітряні опалювальні системи діляться на три типи.
Повітроводи підвісного типу найкраще монтувати на етапі будівництва будинку. В цьому випадку їх можна замаскувати під час проведення оздоблювальних робіт
Прямоточная опалювальна схема
Прямоточний варіант відомий вже кілька століть. Подібними системами опалювалися стародавні римляни і середньовічні росіяни. Принцип дії прямоточного опалення вельми простий. У нижній частині будівлі, найчастіше в підвалі, встановлюється опалювальний прилад, який розігріває потрапляє в нього повітря. Далі нагріті повітряні маси по воздуховодам надходять в опалювальні приміщення.
На малюнку представлена схема облаштування повітряного опалення прямоточного типу. Такі конструкції використовувалися ще в Стародавньому Римі
Після чого, пройшовши через них, виводяться на вулицю. Таким чином теплова енергія витрачається не тільки на обігрів приміщення, а й у прямому сенсі на «опалення вулиці». Саме тому прямоточная система вважається найменш ефективною з усіх і відрізняється найвищими початковими і експлуатаційними витратами.
Головна перевага такої конструкції - повна вентиляція опалювальних приміщень. Її використовують тільки тоді, коли необхідний обсяг вентиляції дорівнює об'єму повітряних мас, що вимагаються для опалення. Така умова може бути обов'язковим при експлуатації приміщень, де працюють з вибухонебезпечними, небезпечними для здоров'я або з неприємно пахнуть речовинами.
Для домашнього опалення прямоточная система використовується вкрай рідко. Якщо з якихось причин потрібно встановити саме її, варто змонтувати обладнання для додаткової рекуперації.
Це може бути повітряний обмінник, який дозволить використовувати частину тепла виходить назовні повітря для обігріву припливних повітряних мас. Таким чином вдасться трохи знизити експлуатаційні витрати.
Рециркуляционная система обігріву
Обігрів приміщення виробляється з використанням замкнутого циклу. Спочатку повітря розігрівається теплогенератором і рухається по трубах всередину кімнати.
Тут він поступово остигає і починає опускатися до підлоги, де розташовуються входи відвідних повітропроводів. Потрапивши в них, остиглий повітря рухається до генератора тепла, де знову піддається розігріву і цикл повторюється.
Системи з повною рециркуляцією повітряної маси застосовуються, якщо немає необхідності в організації штучної вентиляції приміщення
Така схема є максимально ефективною, оскільки втрати тепла практично виключені. Її головним недоліком є низька якість повітря, який циркулює всередині опалювальних приміщень.
Тому вона частіше використовується для опалення нежитлових кімнат або складів. Якщо така схема застосовується в житлових будинках, в обов'язковому порядку потрібна установка додаткового обладнання для іонізації і зволоження повітря.
Схема з частковою рециркуляцією
Така система дозволяє нівелювати головний недолік рециркуляционной схеми - низька якість повітря. Для цього в неї включається додаткове вентиляційне обладнання, яке забирає зовнішнє повітря і підмішує його в потрібних пропорціях до повітряних мас, що циркулює всередині приміщення. Все інше аналогічно схемі з повною рециркуляцією.
Системи з частковою рециркуляцією роблять забір частини повітря зовні і підмішують його до частини знаходиться в приміщенні повітряній масі. Суміш розігрівається калорифером до потрібного значення температури, потім вентилятором прямує в приміщення
Система відрізняється максимальною гнучкістю і здатна працювати в декількох режимах: як вентиляційна, як опалювальна або як комбінована опалювально-вентиляційна.
При цьому вона може забирати будь-яке потрібне кількість повітря, нагрівати або навіть остуджувати його до потрібної температури. Схема з частковою рециркуляцією вважається оптимальною для облаштування повітряного опалення в приватному будинку.
Аргументи на користь вибору повітряної системи
У порівнянні зі звичними системами, що працюють на рідкому теплоносії, повітряні схеми мають значимі переваги. Розглянемо їх детальніше.
- Високий ККД повітряних систем. Продуктивність нагрівальних трубопроводів повітрям досягає близько 90%.
- Можливість відключення / включення обладнання в будь-який час року. Переривання роботи можливо навіть в найсильніші зимові холоди. Це означає, що відключена опалювальна система не прийде в непридатність при негативних температурах, що, наприклад, неминуче для водяного опалення. Включити в роботу її можна в будь-який момент.
- Невисока експлуатаційна вартість повітряного опалення. Відсутність необхідності придбання і монтажу досить дорогого обладнання: запірної арматури, перехідників, радіаторів, труб та ін.
- Можливість об'єднання систем опалення та кондиціонування. Результат об'єднання дозволяє підтримувати в приміщенні комфортну температуру в будь-який сезон.
- Низька інерційність системи. Це забезпечує гранично швидкий прогрів приміщень.
- Можливість установки додаткового обладнання, яке використовується для підтримки оптимального мікроклімату. Це можуть бути іонізатори, зволожувачі, стерилізатори тощо. Завдяки цьому можна підібрати комбінацію приладів і фільтрів, точно відповідну потребам мешканців будинку.
- Максимально рівномірний прогрів приміщень без локальних зон підігріву. Зазначені проблемні ділянки зазвичай знаходяться близько радіаторів та печей. За рахунок цього вдається запобігти температурні перепади і їх наслідок - небажану конденсації водяної пари.
- Універсальність. Повітряне опалення можна використовувати для обігріву приміщень будь-якої площі, розташованих на якому завгодно поверсі.
Є у системи і деякі недоліки. З числа найбільш значущих варто відзначити енергозалежність конструкції. Таким чином, при відключенні електроенергії опалення перестає функціонувати, що особливо помітно в місцевостях з перебоями в електропостачанні. Крім того, система вимагає частого технічного обслуговування і спостереження.
Повітряне опалення дуже економічно. Початкові витрати на його облаштування невеликі, експлуатаційні витрати теж невисокі
Ще одна негативна особливість повітряного опалення полягає в тому, що монтаж конструкції повинен здійснюватися в процесі будівництва. Встановлена система не підлягає модернізації і практично не змінює свої експлуатаційні характеристики.
При необхідності можливий монтаж повітряного опалення в побудованому будинку, але в цьому випадку використовуються тільки підвісні повітроводи, що не естетично і не завжди ефективно.
Основні елементи опалювальної системи
Перш ніж своїми руками облаштувати повітряне опалення, потрібно познайомитися з елементами, з яких воно складається.
Підігрівають повітря пристрої
Основне завдання обладнання полягає в розігріванні до потрібної температури надходить всередину повітря. Для цього можуть використовуватися практично всі відомі джерела тепла.
Залежно від виду приладу опалення повітряні маси або пропускають через теплообмінник з гарячою парою, водою і т.п., або розігрівають безпосередньо всередині нагрівача.
Теплогенераторы, использующиеся для разогрева воздуха в системе воздушного отопления, не должны нагревать воздух до температуры свыше 70º, чтобы после смешивания с находящимся в помещении воздухом он не утрачивал своих свойств как среда, приходная для вдыхания (+)
В качестве теплогенераторов для воздушных отопительных систем на практике используется четыре типа конструкций:
- Топливные системы прямого нагрева. В них воздух нагревается от тепла, полученного от сгорания какого-либо топлива. К этому типу относятся угольные, газовые, дизельные, пеллетные и другие нагреватели.
- Электрическое оборудование прямого нагрева. Представляет собой мощный тепловентилятор, который подключается к воздуховодам.
- Приборы косвенного нагрева. Предполагается наличие теплообменника, в котором циркулирует горячая жидкость. Последняя может разогреваться любым способом: при помощи дровяной печи или любого другого отопительного прибора. Как вариант можно рассмотреть подключение теплоносителя из централизованной системы отопления.
- Комбинированная конструкция. Представляет собой две, иногда три системы разных типов, объединенных в общую конструкцию. Наиболее эффективный и практичный вариант получается при комбинировании электрической и жидкостной системы.
Последний вариант считается наиболее удачным, поскольку такое оборудование сможет обеспечить дом теплом даже в случае отключения электроэнергии или возникновения проблем с топливом. Однако по понятным причинам такие приборы имеют большую стоимость. Тратить на них средства не всегда оправданно, особенно если перебои с электроэнергией крайне редки.
Магистральные трубопроводы изготавливаются из оцинкованного металла. Это жесткие конструкции, к которым подключаются гибкие отводы
Каналы для движения воздушных масс
Отопительная система канального типа не сможет работать без сети воздуховодов. По ним воздушные массы движутся в помещения и возвращаются в теплогенератор. Чаще всего используется круговая транспортировка, поскольку однотрубные конструкции, которые тоже могут применяться, имеют ограниченный функционал и большое количество недостатков. На чертеже такая конструкция напоминает два дерева.
Роль стволов играют два жестких магистральных трубопровода, выполненных их оцинкованного металла. Один из них подающий, второй – обратка. К ним через переходники подключаются «ветви».
Это гибкие воздуховоды меньшего сечения, отходящие к комнатам. Они обязательно герметизируются алюминиевым скотчем и утепляются. Изоляция в этом случае не только сохраняет тепло, но и поглощает звуки.
Для изоляции, как правило, используются фольгированные утеплители разных марок. Для магистралей выбирается покрытие толщиной от 3 до 10 мм. Для разводящих каналов подойдет материал толщиной 25-30 мм.
Внутри одноэтажных зданий подогретый воздух направляется снизу вверх, поэтому воздуховоды могут быть вмонтированы в пол. В двухэтажных постройках сеть воздуховодов может быть проложена по потолку первого этажа либо в толще межэтажного перекрытия.
Воздуховоды обязательно должны быть изолированы. Изоляционный материал не только бережет тепло, но и поглощает звуки
В этом случае горячий воздух на первый этаж подается с потолка. Выходы воздуховодов на втором этаже располагаются в нижней части внутренних стен и на полу. Обратка тоже размещается по-разному.
На первом этаже отверстия для сбора охлажденного воздуха находятся на уровне пола. На втором, наоборот, у потолка. Здесь собираются перегретые воздушные массы, которые и поступают в обратку.
Вентиляторы для обеспечения циркуляции воздуха
Воздушные массы внутри трубопроводов транспортируются принудительно. Эту операцию осуществляют специальные вентиляторы канального типа. Оборудование устанавливается как на возвратных, так и на подающих воздуховодах. Кроме того, чаще всего они являются еще и конструктивными элементами воздухонагревателя.
При выборе вентилятора помимо технических характеристик желательно учитывать такие параметры:
- возможность работать на разных оборотах;
- минимальный уровень шума;
- отсутствие чувствительности к перепадам напряжения;
- оснащение системой плавного пуска;
- возможность плавной регулировки скорости оборудования.
Нужно понимать, что вентиляторы отвечают за напорную производительность оборудования, по сути, определяют ее. Поэтому технические параметры оборудования должны точно соответствовать специфике конкретной системы.
Схема установки внутриканального вентилятора внутри воздуховода: 1 – вентилятор осевого типа; 2 – воздухонагреватель, сооруженный из медных труб с алюминиевыми пластинами; 3 – воздухораспределитель со створками, меняющими направление
Распределение потоков: решетки и диффузоры
Все подходящие к комнате воздуховоды подключаются к вентиляционным решеткам или диффузорам. Эти элементы предназначаются для разделения потоков воздуха, предназначенных для отопления, для вентиляции и для кондиционирования, а также для равномерного распределения воздушных потоков внутри помещения.
Выпускаются напольные, стеновые и потолочные устройства, среди которых можно найти модели с подвижными регулируемыми жалюзи.
Внутриканальные заслонки и клапаны
Элементы предназначены для настройки пропускной способности отопительной системы. В подающих воздуховодах обязательно монтируются дроссельные заслонки. Устройства регулируют напор воздушных масс, поступающих в разные комнаты, и дают возможность при необходимости его фиксировать.
Клапанами оборудуются различные участки воздуховодов. В обязательном порядке ставят приточные клапаны, регулирующие приток воздуха с улицы.
Кроме клапанов, контролирующих приток и отток воздушного потока, системы вентиляции оборудуют клапанами дымоудаления и противопожарными аналогами. При пожарах они препятствуют распространению огня и стимулирующих горение газов, отводят гарь и угар из помещений
Оборудование для подготовки воздуха
Учитывая, что воздушное отопление часто объединяется с системами кондиционирования, подготовка воздуха становится востребованной опцией. В этом случае конструкция оборудуется различными фильтрами: угольными, механическими, электростатическими.
Они очищают воздух от всевозможных примесей. Дополнительно могут устанавливаться увлажнители, ионизаторы, вентиляционные анемостаты, стерилизаторы, осушители и тому подобное оборудование.
Так выглядит диффузор, равномерно распределяющий потоки на выходе из воздуховода
Автоматические системы управления
Воздушное отопление само по себе, а особенно объединенное с вентиляцией и кондиционерами, считается достаточно сложной системой. Для координации ее функционирования используются автоматические блоки управления, которые дают возможность быстро и точно изменять параметры работы системы.
При необходимости владелец может задавать нужные ему характеристики, получая максимально комфортный для него микроклимат в доме.
Блоки управления различаются по функционалу и подбираются индивидуально к каждой конкретной отопительной системе. Грамотно подобранная автоматика позволяет не только полностью контролировать воздушное отопление, но и менять на расстоянии заложенные в программу настройки, зонировано распределять воздушные потоки и включать отопление в систему умный дом.
Особенности проведения грамотного расчета
Несмотря на уверения горе-мастеров, самостоятельно рассчитать воздушное отопление очень сложно. Такая задача под силу только специалистам.
Заказчик может только проконтролировать наличие всех пунктов проекта, в число которых входят:
- Определение тепловых потерь каждого из отапливаемых помещений.
- Тип отопительного оборудования с указанием необходимой мощности, которая должна быть рассчитана исходя из реальных теплопотерь.
- Требуемое количество подогретого воздуха с учетом мощности выбранного отопительного прибора.
- Необходимое сечение воздуховодов, их длина и т.п.
Это основные пункты расчета отопительной системы. Правильно будет заказать проект у специалистов. В результате заказчик получит несколько вариантов расчета, из которых можно будет выбрать и воплотить в реальность наиболее понравившееся решение.
Система воздушного отопления – сложная конструкция, состоящая из множества элементов. Для ее расчета лучше привлечь профессионалов, для ознакомления с компонентами стоит подробно изучить схему (+)
Висновки і корисне відео по темі
Почему выбирают воздушное отопление:
Как самому рассчитать систему воздушного отопления:
Основы обустройства воздушного отопления в частном доме:
Воздушное отопление относится к числу безопасных, экономичных, чрезвычайно долговечных и надежных систем. Именно поэтому оно становится все более востребованным. Самостоятельно обустроить систему достаточно просто, а вот провести грамотные расчеты вряд ли получится.
Возможные ошибки приведут к понижению эффективности системы, постоянным сквознякам и другим неприятным последствиям. Оптимально получить профессионально подготовленный проект и при желании воплотить его в жизнь собственными руками.
Хотите сообщить интересные факты о сооружении воздушного отопления или рассказать об использовании системы? Есть вопросы или претензии к предложенной информации? Пишіть, будь ласка, коментарі в розташованому нижче блоці.