Отопление дома воздухогрейным котлом: плюсы и минусы

Из всех существующих на сегодняшний день способов обогрева наиболее редким считается воздушное отопление. Несмотря на то, что еще лет 50-70 назад эти системы отопления были популярным и устанавливались массово, сегодня найти такие объекты довольно трудно. Исключением являются камины и традиционные русские печи, которые не являются полноценными системами воздушного отопления.

Из всего того оборудования и устройств, которые работают по тому же принципу, нам наиболее знакомы тепловые пушки, тепловентиляторы и конвекторы.  Обогрев, где основная ставка делается на твердотопливные котлы, осуществляющие воздушное отопление сегодня используется в редких случаях. Рассмотрим причины, почему воздушное отопление сегодня не является настолько популярным, как другие виды обогрева. Разберемся с принципом работы воздушного нагревательного прибора, работающего на твердом топливе.

Суть воздушного отопления. Основные преимущества

Система воздушного отопления – это комплекс устройств и приспособлений, тесно взаимодействующих друг с другом. Как и в других способах обогрева, здесь осуществляется передача тепловой энергии, получаемой в результате горения, окружающему пространству, предметам. Существенная разница данного способа заключается в отсутствии теплоносителя, который в большинстве отопительных системы играет роль посредника. Обогрев помещений осуществляется за счет циркуляции нагретого до определенной температуры воздуха.

Существует два вида воздухообмена: естественная циркуляция воздуха и принудительная.

Глядя на горящий камин, можно примерно представить то, как работает воздушное отопление. Однако здесь тепло в результате сгорания дров расходуется не рационально, его большая часть уходит впустую. Принципиально важно заставить нагретый воздух двигаться по воздуховоду и отдавать тепло отапливаемым помещениям. Этим и занимается в системе воздушного отопления, твердотопливный котел.

Основные преимущества, которыми обладает воздушное отопление и нагревательный прибор подобного вида, следующие:

• отсутствие большой инерционности. В сравнении с водяными котлами, воздушный отопительный агрегат  прогревается достаточно быстро и таким же образом, быстрее остывает;
• простая и неприхотливая в работе конструкция нагревательных приборов. Невысокая стоимость котельного оборудования, работающего на принципе воздушного обогрева;
• хорошая устойчивость всей системы и нагревательного котла в частности к низким температурам. Отсутствие жидкого теплоносителя позволяет спокойно оставлять отопительное оборудование выключенным на длительное время;
• быстрый и скрытый монтаж. Отсутствие необходимости прокладки системы трубопроводов и установки радиаторов отопления.

В каждом отдельном случае есть над, чем задуматься. Малая инерционность воздушных отопительных агрегатов один из существенных плюсов. При монтаже такого оборудования вам не придется ставить ни буферную емкость, ни тепловой аккумуляторы. Котел выводится на оптимальный режим работы за считанные минуты. Этот же фактор играет немаловажную роль в плане устойчивости оборудования к низким температурам. При отсутствии жидкого теплоносителя вам не стоит бояться размораживания системы в холодный период.

Если говорить о стоимости оборудования, то воздушные котлы на твердом топливе значительно уступают в цене своим собратьям, работающим с водяными системами отопления. Алюминиевые трубы для каналов воздуховода на порядок дешевле материалов и комплектующих, необходимых для оборудования трубопровода в доме.

Для справки: Обогрев жилых помещений таким способом впервые были использован еще в древнем Риме. В домах знатных вельмож, в общественных помещениях использовались воздушные печи, топить которые приходилось дровами.

Циркуляция нагретой воздушной массы осуществлялась естественным образом, за счет действия законов физики. Воздух при нагреве расширяется, возникают конвекционные процессы, приводящие к возникновению естественной тяги. Горячий воздух распространяется, а его место занимает новая порция свежего, прохладного воздуха. Еще в древности было обнаружено огромное значение вентиляции для достижения большей эффективности отопительных мероприятий. Интенсивность горения и движение нагретых воздушных масс напрямую зависит от возможности притока и оттока. Чем больше тяга, тем выше интенсивность горения и соответственно нагрев воздуха. Тяга уменьшается, интенсивность всех процесс замедляется.

Сегодня вместо примитивных воздушных печей пришли нагревательные приборы, работающие на твердом топливе. Воздушные твердотопливные агрегаты способны эффективнее и качественней осуществлять нагрев воздушной массы для отопления помещений. Современные модели отличаются высоким КПД, экономичны и удобны в эксплуатации. Система воздушного отопления считается незаслуженно забытой.

Важный технический аспект

Основной причиной такого отношения к воздушному отоплению стали технологические требования, с которыми связана организация отопительного процесса. Существует один технический нюанс воздушного отопления, который со временем перерос в явный недостаток.

К примеру:

Ваш отопительный котел находится в котельном помещении и для того, что бы теплый воздух попал в другие помещения, необходимо иметь развитую систему воздуховода. Не всегда есть физическая и конструктивная возможность проложить на ограниченном пространстве достаточно крупные по сечению каналы воздуховода.

Принцип работы воздушного отопления не сложный. Основной процесс протекает простым и нехитрым способом. С системой вентиляции твердотопливного воздушного котла вопрос еще решить как-то можно, расположив основные коммуникации под потолком. Приток горячего воздуха обеспечивается за счет нижнего расположения воздуховода. Благодаря разнице температур теплого и холодного воздуха происходит конвекция, осуществляется замена воздушных масс. Другими словами, при существующем сквозняке в помещении, можно достичь желаемого эффекта. Понравится ли вам дома постоянные сквозняки или нет, решать вам.

Другая, не менее важная деталь, которая вытекает из физического свойства воздухообмена, на которую следует обратить внимание – это нижнее расположение воздуховодов. Обычно для этих целей воздушные каналы укладывают подпол, между лагами, или воздуховод оборудуют непосредственно в стеновых панелях. При переоборудовании помещения или замены коммуникационных линий, необходимо брать во внимание наличие в конструктивных элементах здания воздушных каналов. В этом кроется главный конструктивный недостаток, которым отмечена система воздушного отопления.

Важно! Нижнее расположение воздуховода позволяет использовать естественную циркуляцию. При варианте с верхним расположением воздушных каналов, потребуется установка нагнетателя для принудительной циркуляции и увеличения скорости воздушного потока.

Твердотопливный котел – основной источник тепла. Принцип работы

Каким мы себе представляем твердотопливный котел за счет, которого функционирует домашняя система отопления? Это привычный для многих нас нагревательный прибор пиролизного типа. За счет сжигания, сначала топлива, а потом горючего древесного газа, происходит интенсивное выделение тепла от взаимодействия, с которым нагреваются теплообменник. Точнее сказать воздухообменник. Нагретый до определенной температуры в трубах теплообменника, воздух циркулирует по системе каналов, обогревая внутренние помещения.

Такой нагревательный прибор можно установить практически в любом месте жилого дома или другого помещения.

На заметку: сегодня выпускаются модели твердотопливных агрегатов воздушного отопления, дизайн и внешний вид которых позволяет им удачно вписываться в интерьер жилых помещений.

При желании владельца дома, воздух может распространяться по воздуховоду естественным образом или под действием нагнетателей, что существенно увеличивает скорость и плотность воздушного потока. Котел имеет, как правило, просторную топочную камеру, где сгорает топливо. Топка имеет специальный люк, через который загружаются дрова. На дне камеры сгорания стоит колосниковая решетка, на которой размещается топливо и осуществляется непосредственно само горение. Как и в других твердотопливных агрегатах, в нижней части конструкции размещен подзольник – ящик для сбора золы и крупных остатков недогоревшей древесины.

Устройство воздухогрейного котла

Если предпочтение отдается пиролизному способу сжигания топлива, тогда необходим котел, оснащенный двумя камерами сгорания. В одном отделении в результате тления топливной массы осуществляется интенсивное выделение древесного газа. Во второй топке легколетучие горючие соединения, вступая в реакцию с кислородом, воспламеняются, выделяя огромное количество тепловой энергии. Данный способ отличается экономным расходом топлива. В процессе сжигания дров практически не остается крупных остаточных фрагментов. Система воздушного отопления с твердотопливным котлом пиролизного типа  отличается не только быстрым и качественным нагревом помещений, но и высокими эксплуатационными характеристиками.

Нагреваемый воздух скапливается в пространстве между корпусом нагревательного агрегата и топливником (топочной камерой). Это и есть в данном случае теплообменник.

За счет притока воздуха, стенки топочной камеры постоянно омываются новыми потоками воздуха. И первичный и вторичный воздух используется для нагрева. Благодаря пиролизу в котле основную работу выполняют первичный и вторичный воздух. Первичные воздушные массы являются основным источником тепла. Воздух, поступающий снаружи, т.е. предварительно прогревается, для уменьшения тепловых потерь, а уже потом поступает в топку. Вторичный воздух – это газо-воздушная смесь, состоящая из воздуха и горячих продуктов горения.

На заметку: твердое топливо в большинстве случае сгорает на 90%. Остальные 10% представлены в виде мельчайших частиц, входящие в состав дыма. Основное преимущество вторичного воздуха заключается в том, что он уже обладает высокой температурой. Для достижения необходимой температуры не требуется дополнительный подогрев. За счет такого воздухообмена достигается высокая теплоемкость работающего агрегата, увеличивается КПД отопительной техники.

Отбор вторичных воздушных масс осуществляется из самой верхней части воздуховода. Интенсивность забора регулируется положение заслонки. Интенсивность горения на данном оборудовании определяет объем подачи воздуха в топочное отделение. Больше воздуха, интенсивнее горение. Подача воздуха в простых моделях осуществляется в ручном режиме, за счет естественного притока воздуха. В дорогих моделях для этой цели используется вентилятор, включающийся и выключающийся автоматически. Такие вентиляторы называются дутьевыми. Что бы добиться максимально возможного эффекта работы котла на дымоход устанавливается дымосос, задача которого состоит в улучшении  вывода из топочной камеры остаточных продуктов горения.

На сегодняшний день в продаже представлены воздушные агрегаты на твердом топливе различной степени оснащенности. В состав большинства моделей входят такие системы:

• розжиг;
• система регулировки процесса горения (датчики температуры, заслонки, нагнетатели);
• механизмы и приспособления, осуществляющие подачу топлива.

За счет взаимодействия всех систем котел позволяет регулировать температуру обогрева в помещениях.

Особенности системы воздушного отопления

Система воздушного отопления имеет свои технические особенности и нюансы, которые необходимо учитывать во время монтажа. Ориентировочно берутся следующие значения для расчетов:

• средний расход воздуха на автономную систему отопления составляет 1000-4000 м³/час;
• давление в системе должно составлять 150 Па;
• мощность воздухогрейного котла (в зависимости от модели и типа);
• величина тепловых потерь в жилых помещениях.

Расчеты осуществляются для того, что бы добиться максимально возможного эффекта от работающей системы отопления. Отсутствие точных расчетов может привести к следующим негативным последствиям:

• перегрев нагревательного прибора:
• вибрация воздуховода, дополнительные технические шумы;
• постоянные сквозняки внутри здания.

Длина основного воздуховода должна быть не более 30 м. Ответвления не должны быть длиннее 15 метров. Для работы домашней системы отопления достаточно твердотопливных воздушных котлов мощностью 10-50 кВт. Большие по площади помещения с обширным внутренним пространством требуют установки агрегатов куда большей мощности (до 1 МВт). Крупные промышленные здания, торговые центры и помещения социально-городской инфраструктуры, как правило, отапливаются воздушными твердотопливными аппаратами большой мощности (до 5-10 МВТ).

Важно! При выборе модели, начиная от простейшей (тип Буллерьян) до самых сложных и мощных агрегатов пиролизного типа, необходимо обеспечить механизм регулировки интенсивности горения топлива.

Существующие автоматические системы передвижения заслонок позволят вам существенно повысить безопасность котельного оборудования, снизят вероятность перерасхода топлива.

Заключение

Котлы, работающие на твердом топливе, сегодня снова становятся интересны широкому кругу потребителей. Основное преимущество, которым они обладают, экономичность и простая эксплуатация, являются главными козырями подобной техники. Для частных и загородных домов сегодня гораздо проще оборудовать систему воздушного отопления. Отсутствие сложных дополнительных механизмов и приборов, удобная регулировка процессами, делает такие агрегаты очень удобными и практичными в эксплуатации.

Воздушные нагревательные агрегаты, в отличие от водогрейных котлов, обладают на порядок большим эксплуатационным ресурсом. В плане безопасности, такая техника выглядит предпочтительнее.

Главная / Твердотопливные котлы

Воздушное отопление — это самая древняя система обогрева домов на Руси. Русская печь – реальный прародитель воздухогрейных котлов (ВК) и до сих пор используется в сельской местности.

Следующая «историческая» модификация ВК – печь-буржуйка, широкую известность получившая в грозные годы Октябрьской революции и уже более современный вариант , в виде дровяных каминных обогревателей . Во всех этих примерах тепло от сгорания топлива расходовалось не эффективно, а большая часть его просто уходило попусту.

Источник фото: zaognstrok.ru

Современные воздухогрейные котлы длительного горения дали новую жизнь технологии воздушного обогрева зданий. Сегодня модернизированные российскими специалистами устройства стали конкурентоспособными в котлостроительной отрасли.

Воздухогрейный котел нового поколения появился в 2002 году в Новосибирской области. Его изобрел инженер-теплотехник Е.Ю. Зубкевич и назвал в честь своего родственника профессора Бутакова. Сегодня эта конструкция относится к классу энергоэффективных устройств, снижающих затраты на обогрев жилища и выбросы в окружающую среду.

Плюсы и минусы воздухогрейных котлов

Система воздушного отопления – это комплекс взаимодействующих устройств и приспособлений для передачи тепловой энергии, выделяемой при горении топлива, окружающему пространству.

Отличием данного способа является отсутствие водяного или маслянного теплоносителя. Обогрев помещений осуществляется исключительно за счет естественной или принудительной циркуляции нагретого воздуха.

Современные ВК с системой продолжительного горения обеспечивают постоянную работу оборудования без присутствия владельца или оперативного персонала.

Системе больше не нужны постоянные розжиги и остановки печного оборудования, что позволяет сэкономить топливо. Отсутствие батарей и системы трубопроводов снижают общую металлоемкость проекта и затраты на строительно-монтажные работы.

Имеется и другие плюсы ВК:

1. Низкая себестоимость.
2. КПД системы доходит до 90 %.
3. Возможность установить систему воздуховодов с последующей организацией очистки воздуха, например, наполнить ионами серебра, что особенно полезно для аллергиков и больных астмой.
4. Удаление влажности в помещениях.
5. При повышенной температуре наружного воздуха воздуховоды могут использоваться для системы кондиционирования здания.
6. Отсутствие водяного теплоносителя защищает систему от замерзания, гидроударов и прочих характерных сбоев работы водяной сети котлов, использующих уголь.
7. Котел позволяет практически мгновенно нагреть воздух и имеет простую интеграцию в систему вентиляции.
8. Низкая стоимость вспомогательного оборудования, работающего в схеме воздушного обогрева.

Несмотря на свою привлекательность, имеются и «подводные камни», связанные с воздушным отоплением:

1. Монтаж котла и системы воздухоподачи можно реализовать только на строящемся объекте.
2. Необходимость дополнительного источника электропитания.
3. Для обеспечения высокого КПД, котел устанавливают внутри помещения, имеющего достаточный уровень утепления.

Устройство печи

Сегодня у потребителей самой большой популярностью пользуются воздухогрейные котлы профессора Бутакова, имеющих широкую область применения: частный жилой сектор, гаражи, теплицы, складские промышленные и подвальные помещения.

Из каких единиц состоит котел. Источник фото: paliwadrzewne.pl

Основные конструкционные части типового водогрейного котла:

1. Нижний выдвижной ящик, для сбора золы и регулирующий количество поступающего воздуха в топку.
2. Дверца с ручкой, расположенная выше зольника, может иметь жаропрочное стеклянное окно.
3. Камера сгорания, ее объем влияет на количество загружаемого топлива и время работы.
4. Под камерой расположена чугунная колосниковая решетка. Бока камеры закрывают конвекционные трубы перекрещивающиеся вверху.
5. Дымоход с шибером для регулировки скорости уходящих газов и интенсивности тяги.
6. В некоторых моделях ВК вверху размещена дополнительная камера дожига с двумя жиклерами для подачи кислорода. В ней сжигают газ, который образуется при тлении.

Воздухогрейный котел длительного горения оснащен всеми необходимыми устройствами автоматики в комплекте с температурными датчиками и электронными блоками управления. Автоматизированная система подачи топлива и увеличенный объем топочной камеры, позволяют работать котлу, практически, без присутствия человека.

Модельный ряд котлов профессора Бутакова

1. Гимназист, отопительно-варочная модель, вес 49 кг, тепловая нагрузка 8 Вт, площадь обогрева до 60 м2, стоимость до 6800 руб.
2. Студент, для частных домостроений, вес 57 кг, тепловая нагрузка 9 кВт, площадь обогрева до 150 м2, стоимость до 13900 руб.
3. Инженер, для одноэтажных домов и малых бытовых помещений, вес 75 кг, тепловая нагрузка 15 кВт, площадь обогрева до 250 м2, стоимость до 17700 руб.
4. Доцент, для нежилых промышленных помещений, вес 143 кг, тепловая нагрузка 25 кВт, позволяет обогревать площадь до 500м2, стоимость до 28000 руб.
5. Профессор, для больших жилых и нежилых зданий, вес 57 кг, тепловая нагрузка 40 кВт, площадь обогрева до 1000 м2, стоимость до 32000 руб.

Принцип работы воздухогрейного котла

Воздухогрейные котлы могут быть выполнены с разным дизайнерским решением, но принцип работы их одинаковый. В котлах данного типа от горячих поверхностей нагревается воздух, чем обеспечивается непрерывная циркуляция воздушных потоков в помещении.

Внешний вид печи.

Для эффективного обогрева соседних комнат устанавливают систему воздуховодов. Если помещений много и дом имеет сложную, многоуровневую планировку , используют принудительную вентиляцию для равномерного распределения теплового потока и преодоления потерь на трение и по длине.

Современные ВК работают по принципу пиролиза — длительный процесс тления дров при минимальной подаче воздуха в камере сгорания, образуя и газ, и тепло. Процесс проходит в два этапа: розжиг и генерация газа.

При розжиге дрова или брикеты помещают в топку на колосники и поджигают, при этом шибер и поддувало оставляют открытыми. После того как дрова хорошо разгорятся, их закрывают, тем самым уменьшают количество поступающего воздуха в топку, а подают его только через жиклеры.

Эффективность работы котлов обеспечена подачей первичного и вторичного воздуха. Первичный поступает из помещения или улицы. Для повышения КПД котла и снижение тепловых потерь, воздух проходит предварительный нагрев, и только потом подается в топку.

Вторичный – представляет смесь воздуха и продуктов сгорания топлива. Топливо не сжигается полностью, поэтому в уходящих газах еще имеются горючие вещества с высокой температурой, поэтому их «дожигание» экономически оправдано и потребует дополнительных затрат. Отбор вторичного воздуха происходит из верхней части газохода, а регулировка объема и скорости подачи осуществляется с помощью заслонки вручную или в автоматическом режиме, что невозможно выполнить в старом типе традиционных котлов или печи.

Нормы монтажа

Условия монтажа ВК простые, но для специалистов, существует множество нюансов, которые надо знать, чтобы пользователь не разочаровался в выборе воздухогрейного котла.

Котел отлично смотрится в интерьере. Источник фото: ogodom.ru

Особенности установки ВК:

1. Установка котла осуществляется в помещении в процессе строительства здания.
2. Специалистами предварительно должен быть выполнен проект установки с учетом фактических отопительных и конструктивных характеристик здания, в соответствии с которым будет подбираться основное и вспомогательное оборудование.
3. Система должна быть оборудована резервным источником электроэнергии.
4. Для повышения КПД котёл устанавливаться в помещении с хорошей теплоизоляцией стен.
5. Топочная должна иметь хорошую систему вентиляции для проветривания.
6. Воздуховоды имеют смысл, если вы их устанавливаете в многоуровневых домах площадью более 100 м2.

Для выбора ВК потребуются следующие данные:

• мощность ВК с учетом потерь тепла в здании;
• скорость поступления подогретого воздуха в комнату;
• технические данные системы воздуховодов;
• место установки ВК.

Если монтаж котла потребителям кажется сложной и невыполнимой задачей, лучше его доверить фирме, которая выполнить весь комплект монтажно-наладочных работ системы отопления дома, в таком случае можно избежать несогласованности и обеспечить надежную и безопасную эксплуатацию оборудования на долгие годы.

Традиционная водяная система передает тепловую энергию в помещения посредством воды либо незамерзающей жидкости (антифриза). Но существует другое решение – чисто воздушное отопление дома, при котором воздух комнат нагревается напрямую, без гидравлики и радиаторов. Поскольку данная тема активно продвигается заинтересованными производителями отопительного оборудования, мы решили разобраться, насколько воздушное отопление лучше (или хуже) классического и можно ли его смонтировать своими руками.

Варианты воздушного обогрева

Итак, наша задача – нагреть воздушные массы и подать в помещения загородного коттеджа или квартиры. Как можно организовать отопление воздухом:

1. От камина, печи на дровах.
2. Использовать VRF-системы на фреоне. Проще говоря, инверторные кондиционеры, воздушные тепловые насосы.
3. Смонтировать комбинированную систему кондиционирования котел + чиллер + фанкойлы.
4. Организовать централизованное воздушное отопление (сокращенно – ВО), совмещенное с вентиляцией частного дома. В качестве источника тепла применить электрический калорифер либо газовую воздухонагревательную печь.

Справка. Последний вариант часто реализуется в американских и канадских коттеджах, построенных по каркасной технологии. Нагревателем выступает газовая печь.

Для обогрева/охлаждения производственных цехов большого объема реализуется несколько иная схема. В помещениях построены 2 сети воздуховодов – приточная и вытяжная. Обе сходятся к вентиляционной установке – центральному кондиционеру, состоящему из таких блоков:

• 2–3–ступенчатые фильтры очищают воздушные массы перед подачей внутрь здания и выбросом наружу;
• теплообменник-калорифер №1 нагревает поток с помощью горячей воды из котельной;
• теплообменник №2 служит для охлаждения воздуха, работает в паре с чиллером;
• пластинчатый перекрестный (или ротационный) рекуператор отнимает тепло вытяжного потока и отдает приточному, экономя 50…80% энергоносителей;
• блок увлажнения;
• центробежные вентиляторы заставляют потоки двигаться через секции центрального кондиционера и дальше, по воздуховодам.

Зачем мы описали конструкцию промышленной климатической установки? Чтобы вы сразу поняли: устройство полноценного воздушного отопления + вентиляция + охлаждение – задача непростая и дорогостоящая. Но, будучи хозяином загородного дома, вы можете рассмотреть все способы обогрева, выбрать самый простой и дешевый, либо вернуться к водяной схеме – теплым полам, радиаторам.

Как организовать печное отопление

Важное преимущество любой печки: она одновременно греет воздух и окружающие поверхности интенсивным инфракрасным излучением. Батареи и трубы с теплоносителем не нужны.

Уточнение. Печи либо каминные топки с водяным контуром можно задействовать для отопления 2–3 небольших комнат. Змеевик подключается к гравитационной или закрытой системе с насосом.

Как применить печку для чисто воздушного обогрева:

1. На 1 комнату достаточно установить чугунную либо стальную буржуйку.
2. Чтобы отопить 2–3 комнаты общей площадью до 40 м², в простенке между помещениями выложить кирпичную печь подходящей конструкции.
3. В обжитом доме построить печку непросто. Если нет высоких эстетических требований, ставим буржуйку, приделываем к топке конвекционные кожухи и подключаем воздуховоды.

Вариант №3 подразумевает прокладку воздушных каналов в соседние комнаты и монтаж канальных вентиляторов, выдерживающих температуру перемещаемой среды 100–150 °C. Воздух может двигаться по трубам и самостоятельно, но слишком медленно, причем вентканал должен идти с уклоном вверх. Как устроена такая система воздушного отопления, смотрите ниже на видео.

Два первых варианта общеизвестны, но не всегда применимы:

• в квартире поставить печку вообще нереально;
• даже большая русская печь не в состоянии охватить площадь свыше 50 квадратов (на одном этаже), поэтому сгодится для отопления дачи или небольшого домика;
• фундамент плюс печь-камин из кирпича возводится на этапе строительства либо капитального ремонта здания;
• металлическая буржуйка занимает место и опасна для маленьких детей (в плане ожогов).

Железную печку можно установить своими руками – это ощутимый плюс. Но топить ее тоже придется, отсюда возникает масса неудобств: частые загрузки, запах дров и дыма в жилых комнатах, пыль. Автор видео поступил разумно, разместив буржуйку в отдельной топочной.

Мы не советуем повторять за домашним мастером одну вещь – ставить воздуховоды из алюминиевых гофр. Подобные трубы создают высокое аэродинамическое сопротивление, сильно замедляют поток. Лучше использовать оцинкованные короба.

Предварительный вывод. Печи на твердом топливе – это бюджетный вариант воздушного отопления со своими достоинствами и недостатками. Подходит для небольших строений – дачных домиков, гаражей, теплиц.

Применение кондиционеров и тепловых насосов

Как известно, современные сплит-системы способны функционировать в режиме обогрева, затрачивая втрое меньше электроэнергии, нежели обычный электрокотел аналогичной мощности. Отсюда вполне рабочее решение – купить и поставить в каждое помещение инверторный кондиционер.

Справка. Почему именно инвертор? Компрессор в таких «сплитах» не останавливается, соответственно, не застывает на морозе. Кондиционер успешно греет воздух до —5 °C на улице, дальше эффективность заметно снижается.

Плюсы данной схемы очевидны:

• отсутствие батарей, труб, котлов и прочего отопительного оборудования;
• относительная простота монтажа;
• эстетичный вид внутреннего блока;
• режим охлаждения летом;
• возможность установки в квартирах.

Воздушный способ отопления кондиционером жизнеспособен в южных регионах, где температура редко падает ниже —15 °C. Севернее «сплиты» используются только в переходной период – весной и осенью.

Остальные минусы обогрева сплит-системой:

1. Кондиционеры придется ставить во всех комнатах, что неприемлемо для коттеджей 2–3 этажа. Мульти-сплит VRF система обойдется дороже такого же количества одиночных охладителей/нагревателей.
2. Аппарат «умеет» очищать, сушить и менять температуру воздушного потока. Редкие модели рассчитаны на подмес наружного воздуха. Значит, придется делать отдельную вентиляцию.
3. При работе внешнего блока кондиционера из-за стены доносится явственный шум вентилятора и гудение компрессора.

Проблему эффективности при низких температурах решает тепловой насос «воздушник», чья работоспособность сохраняется до —30 градусов мороза. Конструкция и принцип работы идентичны сплит-системе, отличия – большие размеры и цена. Если внешний блок установить на земле и отнести на 2—3 м от здания, шум агрегата станет неслышен.

Краткий вывод. VRF системы хороши для квартир и домов малой площади, находящихся в южных районах. Тепловые насосы можно ставить и в северных широтах, но здесь играет роль стоимость оборудования. При желании кондиционер можно поставить самостоятельно.

Комбинированные многозональные системы

В данном случае теплоноситель все же используется, поэтому система называется комбинированной. Как работает подобное оборудование:

1. В каждой комнате стоит агрегат воздушного отопления/охлаждения – четырехтрубный фанкойл, внешне напоминающий внутренний блок кондиционера.
2. По одной паре труб к агрегатам подается теплоноситель от котла. Горячая вода проходит через теплообменник, обдуваемый вентилятором, за счет чего воздух помещения нагревается.
3. Когда требуется перейти на охлаждение, автоматика переключает фанкойл на вторую пару труб, подающую холодную воду от чиллера.
4. Находящиеся в комнатах пользователи могут задавать разную температуру воздуха, но включить одновременно охлаждение и нагрев нельзя. Отсюда второе название системы кондиционирования – многозональная.

Примечание. Чиллер – разновидность холодильной машины, предназначенной для охлаждения жидкости. Обычно располагается на улице под навесом либо на открытом месте (в зависимости от конструкции).

Внутри здания применяются различные фанкойлы – настенные, канальные, напольные, потолочные. Все зависит от пожеланий домовладельца и требований к эстетике. Агрегаты канального типа можно встраивать внутрь вентиляционных каналов для подогрева/охлаждения приточного воздуха.

Достоинства многозональных воздушных систем:

• применимы в зданиях большой площади с количеством помещений 20 и более – административных и жилых домах, складах и так далее;
• могут работать совместно с принудительной вентиляцией коттеджа;
• используется любой теплогенератор для воздушного отопления – котел на твердом топливе, газе, электричестве, солярке;
• трубы с теплоносителем (холодоносителем) занимают мало места, воздушные агрегаты легко встраиваются в потолок, подвешиваются на стену либо прячутся за облицовкой;
• закрытые террасы с витражами во всю стену обогреваются внутрипольными конвекторами либо настенными фанкойлами;
• возможность настройки температуры в отдельных комнатах, дистанционное управление.

Мы считаем, что схема котел + фанкойл + чиллер наиболее универсальна, удачна с точки зрения эстетики и эксплуатации. Разумеется, такое воздушное отопление самому не сделать, это минус. Нужно произвести расчеты, подобрать оборудование, смонтировать, наладить…без знания основ выполнить указанные работы крайне сложно.

Перечислим другие негативные моменты:

• высокая цена климатических установок;
• котел и чиллер – довольно габаритные аппараты, занимающие 2–3 м² площади;
• работа системы целиком зависит от электричества, при отключении света подача тепла прекратится.

Вывод. Многозональная комбинированная схема – наилучший способ воздушного обогрева жилища. Но для реализации потребуются значительные вложения.

Отопление, совмещенное с вентиляцией

Это классический способ обогрева зданий воздухом, применяющийся на предприятиях с прошлого века. Впоследствии производители начали выпускать малогабаритные аналоги промышленных вентиляционных агрегатов, устанавливаемые в частных домах. Благодаря менее жестким требованиям к чистоте воздуха схема обработки тоже упростилась.

Разъясним принцип работы системы «вентиляция + отопление» пошагово:

1. Источником тепла выступает печь, обычно – газовая. Внутри установлена горелка, воздушный теплообменник, вентилятор и электронный блок управления.
2. От печи расходится первая сеть воздуховодов, распределяющих нагретый воздух по комнатам. С помощью диффузоров, решеток и других приточных устройств струи подаются в помещения (как правило, в верхнюю зону).
3. Вторая сеть каналов собирает загрязненный/остывший воздух из нижней зоны комнат в общий коллектор, подсоединенный к печи снизу.
4. Пройдя по коллектору, отработанные воздушные массы проходят очистку в сетчатом либо ячейковом фильтре, затем направляются в теплообменник, где нагреваются горелкой.
5. Электроника следит за безопасной работой газового воздухонагревателя, поддерживает температуру на выходе, сигнализирует о загрязнении фильтров.

Дополнение. Поскольку отопитель сушит воздух, на подающем канале обычно ставится автоматический увлажнитель с электронным гигрометром. Последний расположен на обратном воздухопроводе для измерения влажности потока.

Воздухогрейная печь – агрегат довольно шумный, поэтому ставится в отдельном помещении. Продукты горения удаляются через обычный либо коаксиальный дымоход (зависит от конструкции нагревателя). Воздуховоды из оцинкованной стали прокладываются несколькими способами:

• по подвалу или цокольному этажу;
• прячутся в полах и деревянных перекрытиях;
• по чердаку;
• вертикальные каналы идут вдоль стен и зашиваются облицовочными материалами.

Температура воздуха на подаче достигает 40…45 °C, скорость движения по вентканалам – 4—5 м/с. Быстрее нельзя, появится дополнительный шум. При таком раскладе диаметр основного коллектора достигает 300 мм, мы взяли типичный расход – 1000 м³/ч, хотя бывает и больше.

Закономерный вопрос: зачем нагревать воздушные массы до 40 °C, если в доме достаточно 22 градуса? Отвечаем: система отопления должна компенсировать 2 вида теплопотерь – через строительные конструкции и расход энергии на подогрев притока, поскольку вентиляция нужна в любом случае. Соответственно, мы доводим воздух до температуры 20–24 °C (компенсируем потери дома), потом перегреваем до 40…45 °C.

Заключение. Схема «вентиляция + отопление» – самая громоздкая и дорогостоящая. Здание необходимо подготовить заранее – еще на стадии проектирования, иначе воздуховоды пройдут прямо по комнатам. Эффективность работы сильно зависит от способа вентилирования здания, который мы обсудим далее.

3 способа воздухообмена

Так мы плавно подошли к схемам воздухообмена, коих существует три:

1. Описанный выше способ называется полной рециркуляцией. Через печь или кондиционер прогоняется один и тот же воздух, обновление отсутствует либо организовано другими средствами. Например, приток обеспечивается стеновыми клапанами, естественная вытяжка – вертикальными шахтами внутри стен.
2. При частичной рециркуляции внутренний воздух разбавляется притоком в размере 30–50% от общего объема. Столько же загрязненных газов выбрасывается наружу. Естественная вентиляция исключена, воздухообменом занимается система с механическим побуждением, другим способом пропорции не отрегулируешь.
3. Прямоток. Весь приточный воздух забирается с улицы, подогревается и направляется в помещения. Вытяжная система полностью выкидывает загрязненные воздушные массы наружу.

Первый тип воздухообмена работает при воздушном отоплении дровяной печкой, кондиционерами и фанкойлами. Способ позволяет экономить энергоресурсы, но качество воздушной среды остается сомнительным, поскольку зависит от работы естественной вентиляции.

Второй вариант – это компромисс между чистотой домашней атмосферы и энергосбережением. Мы частично освежаем микроклимат помещений, но одновременно теряем тепло вместе с удаляемыми воздухом.

Третья схема дает нам полностью свежий воздух, но заставляет тратить максимум топлива на подогрев притока. Чтобы не выкидывать тепло на улицу, придуманы рекуператоры (утилизаторы) – устройства, забирающие теплоту вытяжной струи и отдающие его притоку. В зависимости от условий окружающей среды и конструкции утилизатора в доме остается 50…80% тепла, нагреватель потребляет меньше энергии.

Вентиляция, совмещенная с воздушным отоплением, действует по одной из двух последних схем – частичная рециркуляция либо прямоток с рекуперацией теплоты. Последний вариант – самый дорогой, ведь помимо сети каналов и воздухонагревателя нужно приобрести теплообменник-утилизатор.

Какое отопление лучше – воздушное или водяное

Главный аргумент в пользу воздушного варианта отопления – отсутствие радиаторов под окнами, трубной разводки и вообще, посредника в виде теплоносителя. Но даже это утверждение не выдерживает критики – водяные теплые полы тоже полностью скрыты, а посредник все равно присутствует – сам воздух.

Уточнение. При обогреве сплит-системами либо тепловыми насосами посредником выступает фреон, меняющий агрегатное состояние. Тепло к фанкойлам доставляет вода или антифриз, в остальных случаях энергию переносят воздушные массы.

Предлагаем сравнить водяное отопление с воздушным, опираясь на рекламные заявления:

1. У системы ВО более высокий КПД. Это неправда, эффективность одинакова при условии, что в обоих случаях применяются теплогенераторы на одном топливе. Исключение – кондиционеры, потребляющие 300 Вт электричества на подачу 1 кВт тепла.
2. ВО можно отключить посреди зимы, ничего не замерзнет, трубы не лопнут. Это верно, но радиаторная сеть, заполненная антифризом, тоже не пострадает от мороза.
3. Невысокая стоимость эксплуатации ВО. Утверждение правдиво по отношению к печам, кондиционерам, фанкойлам и водяным системам. При отоплении вентиляцией вам придется чистить спрятанные воздуховоды от пыли, бактерий. Операция выполняется специализированной техникой.
4. Для воздушного отопления не придется покупать дорогостоящую запорную арматуру, трубопроводы, батареи, гребенки. Правда, оцинкованные вентканалы стоят дешевле оборудования водяной сети. Но воздуховоды Ø300 мм (эквивалент – квадрат 200 х 350 мм) надо где-то прокладывать, зашивать. Стоимость монтажа выйдет немалой.
5. ВО быстрее протапливает комнаты. Неверно, ВО быстро нагревает воздух, окружающие предметы остаются холодными. На полный прогрев у обеих систем уйдет одинаковое количество времени.
6. Совместно с воздушными системами применяется дополнительное оборудование очистки, увлажнения, ионизации. Качество воздуха повышается. Все правильно, теплые полы либо радиаторная сеть не занимается очисткой домашней атмосферы.

Остальные доводы весьма неубедительны. Пример: воздушным способом можно отопить помещение какой угодно площади на любом этаже. Непонятно, что мешает проложить 2 трубы на 20-й этаж, поставить там батареи или фанкойлы. Вместо этого предлагается тянуть туда здоровенный воздуховод.

Все аргументы за и против подробно изложит известный эксперт Виктор Сухоруков в своем видеоролике:

Заключительные выводы

Нельзя сказать, что воздушное отопление выигрывает у водяного по всем параметрам. Даже наоборот, по самому важному для пользователя критерию – цене – воздушные системы явно проигрывают. Самый дешевый метод – обогрев дровяной печью, но его сфера применения ограничена. В квартире доступны только кондиционеры, иногда – фанкойлы. Наиболее универсальным и надежным вариантом для частного дома остается водяное отопление, воздушное делается в исключительных случаях.

<index>

Совмещение воздушного отопления и вентиляционной системы

Отопление воздушное вместе с вентиляционной системой должно подчиняться санитарным правилам и нормам. Две такие системы можно соединить для более эффективной работы каждой из них.

Воздушное отопление частного дома

Для чего нужна вентиляция

Цели систем вентиляции являются простыми и понятными для каждого: система служит для удаления отработанного воздуха из жилых помещений.  Ведь когда приготавливается пища, используются санузлы, словом, жизнедеятельность кипит, воздух приобретает следующие черты: повышение влажности, увеличение концентрации пыли, накопление неприятных запахов, понижение количества кислорода. А, между тем, если неприятный запах и пыль – это просто факторы некомфортности, то повышение влажности может привести к воде, которая будет появляться на стенах в виде конденсата.

Вентиляция частного дома

Итак, система вентиляции служит для того чтобы заменить грязный воздух на свежий. Вентиляция может быть вытяжной и приточно-вытяжной. В последнем случае отопление воздушное, как и вентиляционная система, делается с учетом возможности рекуперации тепла: то есть, отработанный воздух идет рядом с приточным каналом, при этом отдавая ему часть тепла. Самый простой рекуператор может заметно сделать меньше потери тепла через вентиляцию.

Стандарты

Стандарты заложены в приложениях к СНиП 2.04.05-91. Кратность воздухообмена для жилых помещений должна быть не менее 0.35/час. Проще говоря, объем воздуха должен полностью обновляться примерно каждые 3 часа. На одного человека, постоянно присутствующего в помещении, должно быть не меньше 30 куб.м свежего воздуха в час. Что касается кухонь, то здесь идет норма 60 куб.м/час для электрических плит и 90 куб.м/час для газовой плиты на 4 конфорки. Помимо этого, должна быть предусмотрена возможность периодически проветривать помещение с воздухообменом не меньше 180 куб.м/час. Для такой цели применяется форточка или фрамуга у металлопластикового окна, но можно использовать вытяжку.

Нормы воздухообмена согласно СНиП 2.04.05-91

Для ванных комнат и туалетов – 25 куб.м/час на каждое помещение. Если эти санузлы совмещены, то норма составляет 50 куб.м/час.

Воздушное отопление

Итак, для обеспечения рекомендованной температуры воздушным отоплением следует учесть, что оно должно компенсировать все утечки, которые происходят через внешние стены, вентиляционную систему, перекрытия и кровлю.

Расчет мощности, на который обычно опираются проектировщики, создающие отопление воздухом и вентиляцию, дает довольно усредненные значения – и точным образом определить утечки тепла будет трудно. Помимо этого, они меняются в зависимости от того, какие в данный момент температура, ветер и влажность на улице.

Рекомендуем к прочтению:Воздушное отопление производственного помещенияСоставные части воздушного отопления

Но уже достаточно долгое время существует такая методика, на которой можно основываться в случае самостоятельного проектирования. Инструкция здесь довольно простая: на 1 куб.м помещения нужно 40 Вт тепловой мощности. На каждый оконный проем добавляем по 100 Вт тепла. На каждую дверь, которая ведет на улицу – 200. Коэффициент для угловых квартир – 1.2-1.3, для частных домов – 1.5. Также применяется региональный коэффициент: 0.7-0.9 для теплых регионов, 1.2-1.3 для европейской части Российской Федерации, 1.5-2.0 для Крайнего Севера и Дальнего Востока. Когда на улице более теплая температура, чтобы регулировать температурный режим в доме, не открывая форточки, можно заменить вентиль радиатора на дроссель или термостатическую головку.

Комбинированная воздушно-отопительная система

Обычно отопление теплым воздухом и вентиляция – это два разных контура, которые между собой не пересекаются. Однако в некоторых случаях вентиляционная и отопительная система могут быть совмещены.

Первый вариант – это компактные установки отечественной промышленности. Источник тепла в данном случае – сгорание дизельного топлива, электричество. Так, приводится в действие вентилятор, который обеспечивает нагнетание нагретого воздуха.

Комбинированная воздушно-отопительная система

Такие установки и их аналоги применяются чаще всего в гаражах, маленьких мастерских, на промышленных объектах малых размеров в качестве системы периодического использования. Но чтобы обогревать и вентилировать жилой дом, такие устройства являются неэкономичными.

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.

Тепловые насосы и канальные кондиционеры

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

Рекомендуем к прочтению:Воздушное отопление частного дома

• 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.

Также это экономично, если сравнивать с дизельными системами, пеллетными котлами, баллонным газом. Инверторная система управления компрессором перекачивает в помещения 3.5-4.5 кВт тепла на каждый 1 кВт электрической мощности.

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.

Вопросы безопасности

Конечно же, при проектировании следует учитывать все необходимые противопожарные требования к вентиляционным и отопительным системам. Такие требования полностью прописаны в пособии 13.91 к СНиП 2.04.05-91. Однако, к жилым помещениям применяется только их часть.

Так, при применении воздуховода из горючих материалов следует его прокладывать в шахте или негорючей гильзе. Горючесть должна быть не ниже группы Г1 – слабогорючие, температура продуктов сгорания – не более 135 градусов по Цельсию.

Допускается применять вентиляторы и их кожухи из горючего материала. Конечно, более безопасными являются воздуховоды из оцинковки. Именно такие изделия используются в промышленных помещениях. В целях безопасности рекомендуем ограничивать температуру подаваемого воздуха в жилое помещение до 60 градусов.

</index>Используемые источники:

• https://znatoktepla.ru/kotly/tverdotoplivnie/printsip-raboty-i-osobennosti-raboty-tverdotoplivnyh-kotlov-vozdushnogo-otopleniya.html
• https://kotle.ru/tverdotoplivnye/vozduhogrejnyj-kotel
• https://otivent.com/sistemy-vozdushnogo-otopleniya-doma
• https://otoplenie-doma.org/vozdushnoe-otoplenie.html