Лекция 9. Калорифер. Калорифер или нагреватель воздуха в холодное время года нагревает подаваемый с улицы воздух

Особенности конструкции приспособления

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.

https://www.youtube.com/watch?v=https:rocketme.topads

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.

Схема для устройства воздушного отопления

Система воздушного отопления – сложная конструкция, состоящая из множества элементов. Для ее расчета лучше привлечь профессионалов, для ознакомления с компонентами стоит подробно изучить схему ( )

Расчет имеет огромное значение, если вы хотите чтобы система функционировала бесперебойно, эффективно и прослужила не один десяток лет. Из-за неграмотного планирования системы отопления вы можете потерпеть неудачу, что приведет к незапланированным расходам.

Итак, что может случится, если не уделить должного внимания подготовительному этапу:

  • теплонагреватель может перегреться. Результат — поломка.
  • нежданные вибрации, а вследствие и шум при работе системы. Результат — постоянный шум, который уже, скорее всего, не убрать.
  • сквозняки. Результат — постоянные простуды, холод.

Параметры расчета

Во-первых, мощность воздухонагревателя. В зависимости от качества работы воздухонагревателя будет ясно, какой объем площади он сможет прогреть воздухом.

Во-вторых, скорость подачи. Чем быстрее будет происходить подача нагретого воздуха в предназначенные места, тем меньшими будут теплопотери.

Лекция 9. Калорифер. Калорифер или нагреватель воздуха в холодное время года нагревает подаваемый с улицы воздух

В-третьих, диаметр воздуховодов. Данный показатель влияет на расчет аэродинамических характеристик системы в целом. Диаметр должен согласовываться со скоростью подачи, иначе воздух будет теряться в воздуховоде, в результате — теплопотери.

Основные элементы приточной вентиляции

  • Воздухозаборная решетка. Выступает в роли эстетического оформления, и барьера, который защищает мусорных частиц в массах приточного воздуха.
  • Клапан приточной вентиляции. Его предназначение — блокирование прохода холодного воздуха извне в зимний период и горячего — в летний. Сделать его работу автоматической можно с помощью электропривода.
  • Фильтры. Их предназначение — очистка входящего воздуха. Требую замены каждые 6 месяцев.
  • Водяной калорифер, электрические тэны — предназначены для обогрева входящих воздушных масс.
  • Для помещений с небольшой площадью рекомендуется использовать вентиляционные системы, с электрическими тэнами, для больших пространств — водяной нагреватель.

Элементы приточно-вытяжной вентиляции

Дополнительные элементы

  • Вентиляторы.
  • Диффузоры (способствуют распределению масс потока воздуха).
  • Глушитель шума.
  • Рекуператор.

Конструкция вентиляции напрямую зависит от вида и способа крепления ситемы. Они бывают пассивного и активного действия.

Такой прибор представляет собой клапан приточной вентиляции. Черпание уличных аоздушных масс происходит за счет перепада давления. В холодное время нагнетанию способствует перепад температур, в теплый период – вентилятор вытяжки. Регуляция такой вентиляции может быть автоматической и ручной.

Автоматизированная регуляция напрямую зависит от:

  • скорости потока воздушных масс, проходящих через вентиляцию;
  • влажности воздуха в пространстве помещения.

Недостаток системы — в зимнюю пору года такая вентиляция для обогрева дома не эффективна, поскольку создается большой перепад температур.

Расчет и установка водяного калорифера в большинстве случаев производится в крупных помещениях. Это могут быть промышленные предприятия, большие магазины, складские помещения и так далее. С помощью такого устройства вы сможете хорошо экономить на электричестве, ведь для его работы требуется минимум электрической энергии – оно подключается к магистралям отопления (или паровым магистралям), и нагрев поступающего в помещение воздуха осуществляет за счет теплой воды.

Еще одним преимуществом, которым обладают водяные калориферы с вентилятором, являются их компактные размеры. При расчете и монтаже своими руками не понадобиться много пространства для размещения.

Водяной калорифер предназначен для обогрева больших помещений

Это очень производительное оборудование – ему по силам создавать очень сильные перепады температур. Что же касается внешнего вида, то калориферы данной разновидности представляют собой корпус с ребренной поверхностью.

Если вы хотите чтобы срок службы водяного калорифера оказался длительным, и вам не пришлось тратить деньги на проведение ремонтных мероприятий, то необходимо следить за его правильной работой (чтобы вентилятор и другие части беспроблемно функционировали). Для данного теплового оборудования также нельзя использовать воду из магистралей отопления, температура которой превышает 180 градусов.

Кроме этого должны учитываться и государственные стандарты, устанавливающие степень допустимой загрязненности воздушных масс пылью и химически агрессивными элементами. Канальный водяной калорифер, при несоблюдении этих стандартов, обречен на скоропостижную поломку и быстрый выход из строя. Именно поэтому за всем этим нужно следить, иначе не миновать определенных технических проблем.

Чтобы установить этот вид оборудования правильно, нужно учесть:

  • равномерность потока воздуха;
  • направление воздушного потока;
  • скорость движения воздуха внутри прибора.

Для определения направления воздуха внутри аппарата служит стрелка на его крышке. При установке она должна быть в одном направлении с предполагаемым воздушным потоком. Возможен монтаж в горизонтальные или вертикальные воздуховоды

Важно следить, где клеммная коробка, она не должна располагаться книзу

Показатель минимального расхода воздуха внутри прибора зависит от его собственных размеров и показателя мощности, входящих в его состав элементов, измеряется в м³/час. Для правильного применения электрического канального нагревателя необходимо контролировать, насколько быстро движется в нём воздух, этот показатель не должен быть меньше 2 м/с.

Оптимальная скорость потока воздуха позволяет терморегулятору стабильно сохранять показатели температурного режима в вентиляционной системе с колебаниями не более двух – трёх градусов. Если мощность прибора большая, воздушный поток должен быть быстрее, иначе термовыключатели будут срабатывать каждый раз при включении или выключении его в сеть.

Основные требования к эксплуатации и безопасности устройства изложены в паспорте. Они направлены на исключение аварийных ситуаций, вызванных превышением допустимой температуры или давления теплоносителя, избегать резкого повышения температуры комплекса при первом запуске в холодное время года

Особое внимание следует обращать на опасность перемерзания трубок устройства в зимнее время, грозящее выходом прибора из строя. Для ремонта устройств следует привлекать специализированные организации, самостоятельное вмешательство чаще всего только увеличивает степень проблемы

Установка настенной модели тепловентилятора подразумевает предварительный выбор подходящего по всем параметрам места. Там не должно быть слишком влажно, исключается постоянное попадание воды сверху на конструкцию. Первым этапом будет прикладывание консоли к месту установки и отметка точек. Они необходимы для сверления отверстий под саморезы. Следующий шаг — установка саморезов в подготовленные отверстия.

Далее, необходимо закрепить на стене консоль. На патрубки приспособления устанавливаются специальные рукава для подключения к централизованной системе отопления. После этого следует установить тепловентилятор и закрепить его болтами, которые прилагаются к конструкции. Последний этап — присоединение рукавов из металла к трубам отопительной системы. После проверки исправности прибора разрешается начать его настройку, выставить необходимый режим в соответствии с мощностью

Как правило, работа выполняется профессионалами, поскольку требует предельной осторожности и точности

Если в процессе эксплуатации возникают проблемы, рекомендуется обращаться к специалисту. Частой поломкой является выход из строя вентилятора или течь, которая становится следствием неправильного использования или постоянной работы приспособления на максимальной мощности. Устранить проблему необходимо в короткий срок.

Калорифер — это устройство, служащее для нагрева воздуха. По принципу работы он является теплообменником, передающим энергию от теплоносителя к потоку приточной струи. Состоит из рамки, внутри которой плотными рядами расположены трубки, соединенные в одну или несколько линий. По ним циркулирует теплоноситель — горячая вода или пар.

Все калориферы для приточной вентиляции можно разделить на две основные группы:

  • Использующие теплоноситель.
  • Не использующие теплоноситель.

В первую группу входят водяные и паровые калориферы, во вторую — электрические. Принципиальная разница между ними состоит в том, что устройства первой группы только организуют передачу тепловой энергии, поступающей в них в готовом виде, тогда как приборы второй труппы создают тепло внутри себя самостоятельно.

Существуют также нагревательные устройства, зачастую причисляемые к данным группам, например, газовый калорифер. Горящий газ нагревает поток воздуха, проходящий через зону накала, осуществляя его подготовку к использованию в системах вентиляции или воздушного отопления. Использование таких устройств не имеет широкого распространения, так как применение газа в промышленных цехах сопряжено с массой опасностей и имеет множество ограничений.

Как сделать воздушное отопление в частном доме своими руками

Водяные тепловентиляторы для дома обычно изготавливаются своими руками. Для этого необходимо подготовить следующие материалы: металлический оцинкованный лист толщиной не более 1 мм, трубу из меди для теплообменника, пружины в количестве 4 штук, два крана с муфтами, вентилятор подходящего размера. Схема изготовления предполагает последовательное выполнение нескольких этапов:

  1. 1. Использование болгарки с целью вырезания импровизированной рамки из оцинкованного листа и разметка точек сгиба.
  2. 2. Соединение рамки специальными болтиками с предварительной отбортовкой в 1−2 см.
  3. 3. Оставшаяся часть листа используется для изготовления передней панели, в которой необходимо предварительно сделать достаточное количество отверстий для выхода теплого воздуха.
  4. 4. Крепление панели на рамку.
  5. 5. Далее присоединяется медная труба, выполняющая роль теплообменника.
  6. 6. На теплообменнике нарезается резьба для присоединения к муфтам.
  7. 7. В верхней точке теплообменника впаивается кран.
  8. 8. После этого медная труба монтируется в готовый корпус изделия.
  9. 9. Далее монтируется вентилятор.
  10. 10. Теперь разрешается монтировать прибор на стену, расстояние не менее 10 см.
  11. 11. Присоединение кранов к трубам отопительной системы и муфт к вентилятору.

Водяной тепловентилятор — эффективный отопительный прибор, помогающий улучшить микроклимат на производстве или частном доме. Прост в эксплуатации и обслуживании, экономичен и безопасен.

Расчёт мощности калорифера, необходимой для обогрева конкретного помещения, проводят с учётом таких данных, как:

  1. Объём (масса) приточного воздуха, который необходимо нагреть.
  2. Начальная (внешняя) температура воздушных масс.
  3. Целевая температура, до которой необходимо разогреть воздух перед подачей в комнату.
  4. Температурный режим теплоносителя.

Лекция 9. Калорифер. Калорифер или нагреватель воздуха в холодное время года нагревает подаваемый с улицы воздух

Расчёт калорифера производят исходя из площади поверхности подогрева и нужной мощности. Для каждой операции применяется своя формула. Рассчитать мощность калорифера можно только с учётом реальных данных в конкретных условиях, среди которых наиболее важные:

  • способ подключения (к центральной теплосети или котельной);
  • метод обвязки.

Qт – тепловая мощность калорифера, Вт;L – расход воздуха, м³/часρвозд – плотность воздуха. Плотность сухого воздуха при 15 °C на уровне моря составляет 1,225 кг/м³;свозд – удельная теплоёмкость воздуха, равная 1 кДж/(кг∙К)=0,24 ккал/(кг∙°С);tвн – температура воздуха на выходе из калорифера, °C;tнар – температура наружного воздуха, °C (температура воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 согласно СП 131.13330.2012)

G — расход воды на теплоснабжение калорифера, кг/ч;

3,6 — коэффициент перевода Вт в кДж/ч (для получения расхода в кг/ч);

 – тепловая мощность калорифера, Вт;

 – удельная теплоёмкость воды, равная 4,187 кДж/(кг∙К)=1 ккал/(кг∙°C);

 – температура теплоносителя (прямая линия), °C;

 – температура теплоносителя (обратная линия), °C.

Определить потребную мощность калорифера можно с помощью специальных диаграмм. Количество необходимой энергии (Джоулей) для нагрева 1 килограмма воздуха производится с помощью i–d диаграммы влажного воздуха. Расчёт производится при условии, что процесс нагрева воздуха протекает при d = const (при неизменном влагосодержании). Далее, с учётом расчётного расхода воздуха, перевода единиц (Дж/с в кВт), определяется мощность калорифера.

i–d диаграмма влажного воздуха

Для получения точных данных можно воспользоваться онлайн-калькуляторами, с помощью которых можно узнать показатель мощности, указав производительность и температуру. Так как производительность установки в результате постепенного износа может снижаться, рекомендуется заложить в расчёт запас мощности от 5 до 15%.

Параметры расчета

Прежде чем монтировать воздушное отопление своими руками необходимо продумать его схему и конструкцию для конкретного частного дома. Для этого на бумаге составляется приблизительный проект такой системы.

Затем в зависимости от требований к обогреву в конкретном здании рассчитываются такие параметры, как:

  • интенсивность нагнетания подогреваемого воздуха;
  • оптимальная мощность теплогенерирующей установки, для обогрева помещения соответствующей площади до необходимой температуры;
  • сечение воздуховодов;
  • аэродинамические особенности;
  • объем потерь тепла на поверхностях помещений.

Предварительную схему с полным набором компонентов, отвечающую всем требованиям желательно согласовать со специалистом во избежание каких-либо ошибок и недочетов, которые могут привести к появлению в помещении сквозняка, шума или вибрации.

Профессионалы также могут помочь подобрать оптимальную модель теплогенератора, таким образом, чтобы он обеспечивал комфортную температуру и не перегревался.

Оборудование лучше всего монтировать в отдельном, заранее предназначенном для этого помещении.

Конструкции воздушного отопления бывают нескольких видов в зависимости от их параметров.

По циркуляции воздуха они бывают:

  • с естественным течением воздушных масс;
  • с принудительным движение воздуха под воздействием давления создаваемого вентилятором.

По размерам и масштабу:

  • локальные, предназначенные для обогрева одной–двух комнат в небольшом частном доме;
  • центральные – для обогрева многоэтажных зданий и больших складских или заводских ангаров.

По схеме реализации теплообмена:

  • приточные, которые втягивают в помещение и обогревают уличный воздух;
  • рециркуляционные, то есть один и тот же воздух движется, остывая и нагреваясь внутри помещения;
  • с комбинированной рециркуляцией, когда совмещается воздух в помещении и свежий с улицы.

По расположению в помещении:

  • подвесные;
  • напольные агрегаты.
  • Выбор теплогенератора.

Источник тепловой энергии это всегда сердце всей системы отопления, поэтому именно от его типа, мощности и конструкции зависит, комфортная температура помещений частного дома. Теплогенераторные установки бывают двух типов: мобильные и стационарные.

Первые представлены газовыми мобильными теплогенераторами, которые отличаются большими габаритами. Их применяют для обогрева больших по площади промышленных помещений, например, заводских цехов.

Вторые имеют изолированную камеру сгорания и предназначены для установки в специальных помещениях с дымоотводящей системой. Они выпускаются производителями в двух вариантах: как напольное или подвесное оборудование. Второй тип конструкции именуется калориферным, то есть выполняющим функцию обогрева только одного помещения.

Их устанавливают в загородных дачных домиках, так как такое устройство может прогреть небольшое по площади задние всего за несколько часов.

Подвесная конструкция компактна и при работе издает минимум шума. Выполнена она из плохо проводящих тепло материалов, поэтому безопасна при эксплуатации даже рядом с деревянными стенами.

Напольный агрегат значительно мощнее и больше, поэтому с помощью него можно протопить даже деревянный коттедж в несколько этажей.

Сегодня все более актуально применение тепловых насосов вместо котлов как источников тепла в доме. Стоимость таких установок извлекающих тепловую энергию из окружающей среды становится все доступнее, хотя еще и очень далека от идеала.

Принцип такого рода отопительных приборов аналогичен работе отопительных Сплит-систем. Воздух, имеющий температуру выше абсолютного нуля, в любом случае обладает тепловой энергией, которую такой насос отбирает у него, делая его еще более холодным на улице.

Полученное таким образом тепло передается внутреннему воздуху помещения, распределяясь по всей его площади.

Это довольно эффективная система ведь затраты электричества на работу вентиляторов и компрессора являются только 1/3 от тепла, получаемого из воздуха. Поэтому тепловой насос один из лучших вариантов отопления частного дома, хотя и самый дорогой.

Собственноручный монтаж системы воздушного отопления в частном доме требует покупки входящего в нее оборудования: воздуховодных коробов или жестяных труб, теплогенераторной установки, вентилятора, рукавов для забора уличного воздуха и декоративных решеток.

На самом деле, самостоятельный расчет воздушного отопления произвести очень сложно. Часто это под силу только специалистам. В расчете определяются:

  • тепловые потери по каждому помещению в отапливаемом доме;
  • тип нагревателя и его мощность, которая должна быть сопоставима с величиной теплопотерь;
  • необходимое количество прогретого воздуха с учетом мощности нагревателя;
  • нужный диаметр воздушных каналов;
  • потери напора в воздушной установке и т. д.

Правильным решением будет заказать пример расчета воздушного отопления дома у специалистов. Вероятно, что в результате инженеры предложат несколько вариантов, останется только выбрать из них наиболее приемлемый.

Отопление при помощи воздуха экономично, безопасно, чрезвычайно просто в использовании и при этом долговечно и надежно. Не удивительно, что оно завоевывает все большую популярность. Однако обустроить воздушное отопление своими руками достаточно сложно. Возможные ошибки могут привести к неприятным последствиям в виде сквозняка в комнатах, шума, перегрева оборудования и т.п.

Воздушное отопление — это вообще-то древняя вещь. И не стоит говорить что, опять же, Европа с Америкой — впереди планеты всей. Потому что это не так! Ведь обычная русская печка — это тоже один из вариантов воздушного отопления! А сколько в России деревень, где до сих пор пользуются таким методом отопления?

Таких — хватает! И да — такую печь я бы не отнес к экологичным. Все-таки при сжигании топлива — дров ли, газа ли — наносится вред нашей планете. Но воздушное отопление можно сделать и совершенно без вреда для природы. Ведь можно воспользоваться энергией солнца! Эта идея уже не такая и новая, и даже есть люди кто ее воплотил в жизнь!

В каких случаях применяется приточная вентиляция с подогревом воздуха

Практика показывает, что идеально изолировать сеть водяного отопления от внешней среды невозможно. Воздух различными путями проникает в теплоноситель и постепенно скапливается в определенных местах – верхних углах батарей, поворотах магистралей и высших точках. Кстати сказать, в последних должны устанавливаться автоматические спускные клапаны, изображенные на фото (воздухоотводчики).

Автоматические воздушники
Разновидности автоматических воздушников

Воздух попадает в систему отопления следующими путями:

  1. Вместе с водой. Не секрет, что большинство домовладельцев пополняют недостаток теплоносителя прямо из водопровода. А оттуда поступает вода, насыщенная растворенным кислородом.
  2. В результате химических реакций. Опять же, не обессоленная должным образом вода реагирует с металлом и алюминиевым сплавом радиаторов, отчего выделяется кислород.
  3. Трубопроводная сеть частного дома изначально спроектирована либо смонтирована с ошибками – нет уклонов и сделаны петли, обращенные кверху и не оборудованные автоматическими клапанами. Из подобных мест сложно выгнать воздушные скопления даже на этапе заправки теплоносителем.
  4. Малая толика кислорода проникает сквозь стенки пластиковых труб, невзирая на специальный слой (кислородный барьер).
  5. В результате ремонта с разборкой трубопроводной арматуры и частичным или полным спуском воды.
  6. При появлении микротрещин в резиновой мембране расширительного бака.
Конструкция мембранного бака
Когда в мембране возникают трещины, газ смешивается с водой

Также нередко возникает ситуация, когда после длительного простоя в межсезонье давление в закрытой системе отопления снижается из-за попадания воздуха. Спустить его довольно просто: нужно добавить буквально пару литров воды. Подобный эффект случается и в системах открытого типа, если остановить котел и циркуляционный насос, выждать пару дней и снова запустить отопление. При остывании жидкость сжимается, давая воздуху возможность проникнуть в магистрали.

Что касается централизованных систем теплоснабжения многоквартирных домов, то в них воздух проникает исключительно вместе с теплоносителем либо в момент заполнения сети в начале сезона. Как с этим бороться – читайте ниже.

Тепловая фотография радиатора
На теплограмме показана область отопительного прибора, где обычно задерживается воздушный пузырь

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.

воздушное отопление

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.

Лекция 9. Калорифер. Калорифер или нагреватель воздуха в холодное время года нагревает подаваемый с улицы воздух

Приточная вентиляция отличается тем, что она берет воздух снаружи, в отличие от большинства систем кондиционирования. В итоге воздух не просто охлаждается или нагревается, но и обогащается кислородом. Приточная вентиляция с подогревом воздуха используется в тех помещениях, где нужен чистый и теплый воздух постоянно.

Она может отлично работать и в квартире, и в частном доме, и в производственном помещении. Специальная конструкция не позволяет смешиваться уже отработанному воздуху из помещения и свежему нагретому. Это одновременно и система очистки воздуха, и его обогрева. Приточный клапан в стену с подогревом чаще всего монтируют в квартирах и частных домах, где есть пластиковые окна, поскольку с ними естественная вентиляция невозможна.

Приточная вентиляция с подогревом воздуха для квартиры включает в себя несколько основных деталей, от которых зависит качество работы всей системы. К таким деталям относятся:

  1. Воздушный фильтр.
  2. Отсечный клапан.
  3. Нагреватель.
  4. Вентилятор, который загоняет воздух.
  5. Глушитель шума. Он делает работу всего устройства максимально тихой.

Наиболее важными деталями в приточной вентиляции являются воздушный (отсечный) клапан, элемент фильтрации и нагреватель. При помощи воздушного клапана воздух будет попадать в вентиляцию только тогда, когда это необходимо. Фильтрация максимально очищает весь поступающий воздух и препятствует попаданию в дом частичек пыли.

Благодаря вентилятору воздух поступает изнутри в помещение. Если устройство выключить, то забор воздуха осуществляться не станет.

По принципу работы и своим характеристикам приточка с подогревом для квартиры не подходит для тех помещений, где слишком много влаги и постоянно образуется газ. Поэтому приточку лучше не вешать на кухню и в ванну.

Как работает такая система

Вентилятор, теплообменник и конвектор – так в общих чертах выглядит водяное нагревательное устройство.

Принцип работы приточной вентиляции таков:

  1. Воздушный поток поступает в специальные воздухозаборные решётки, предохраняющие от попадания в каналы вентиляции насекомых, мелких предметов, птиц, животных.
  2. Фильтры очищают воздух от загрязнений, вредных веществ, пыли.
  3. Калорифер при помощи тепла, поступающего от водяной магистрали, нагревает его до нужной температуры.
  4. Рекуператор смешивает вновь поступающий воздух с нагретым.
  5. Вентилятор подаёт прогретые воздушные массы в помещение, а диффузор распределяет их равномерно по всей площади.
  6. Шумопоглотители снижают звуковую мощность работающей установки.
  7. В случае отключения подачи воздуха срабатывают клапаны, не допускающие поступления холодного воздушного потока внутрь помещения.

Пример использования воздухонагревателя VOLCANO в помещении шиномонтажа (температура воды 90 ºС)

Калорифер, не имеющий собственного нагревателя, состоит из двух основных элементов:

  • Теплообменник, конструкция которого представлена системой трубок из металла – вода, поступающая из общей системы отопления, достигает здесь необходимой температуры.
  • Встроенный вентилятор, разгоняющий прогретый воздушный поток по всей территории.

Многие наши сограждане систему отопления представляют себе не иначе как в виде заполненного водой или антифризом контура из труб и радиаторов. Между тем, применение жидкостного теплоносителя в автономной системе отопления частного дома – это нонсенс, яркий пример бездумного следования устоявшимся стереотипам. Ведь мы городим столь сложную и дорогую систему только потому, что именно по такому принципу устроены системы централизованные.

При этом никто не задумывается о том, что они работают в совсем иных условиях: тепловой узел расположен на значительном удалении от потребителей (большие теплопотери), а сами потребители – общественные и жилые здания – имеют весьма обширную распределительную сеть. Чтобы донести тепло до самого удаленного радиатора, нужен теплоноситель с очень большой теплоемкостью и наилучшим образом для этого подходит вода.

Принципиальная схема воздушного отопления

В автономной же системе ничего подобного не наблюдается: котельная расположена прямо в доме, следовательно теплопотери как таковые вообще отсутствуют; при этом максимальное расстояние до наиболее удаленной комнаты обычно не превышает нескольких десятков метров. В таких условиях в качестве теплоносителя можно использовать среду, ради нагрева которой все и затевается, то есть воздух.

Теплоемкость воздуха в 800 раз меньше, чем у воды, но для раздачи тепла в пределах дома ее будет вполне достаточно.

В этой раздаче и состоит принцип действия системы воздушного отопления. Воздух нагревается конвекционно-трубной печью (обиходное название – калорифер), работающей на газу, дровах с углем или дизельном топливе, и по сети воздуховодов распространяется во все помещения. В каждом из них можно установить свой температурный режим, перекрыв часть выходного отверстия воздуховода заслонкой.

Отопление воздухом очень практично. Счастливые владельцы, обогревающие свои дома таким способом, отмечают неоспоримые преимущества:

  • Абсолютная безопасность. Высокочувствительная автоматика четко контролирует все процессы. При малейшей угрозе утечки или другой опасности она моментально блокирует оборудование. Кроме того в системе отсутствуют наполненные теплоносителем трубы, следовательно в принципе невозможны их разрывы, подтекания и т.п. неприятности.
  • Высокая скорость обогрева. На полное прогревание помещения уходит от 20 до 40 минут, даже если начальная температура в доме была отрицательной.
  • Экономичность. Низкое энергопотребление, высокий КПД и отсутствие промежуточных теплоносителей делают воздушное отопление частного дома чрезвычайно выгодным.
  • Надежность и долговечность. При условии грамотного проектирования, монтажа, регулярном обслуживании и необходимом ремонте система прослужит минимум 20 лет.
  • Простота в эксплуатации. Автоматическое управление процессами запуска, остановки и сменой режимов позволяет без труда регулировать температуру в доме и одновременно страхует от возможных ошибок.
  • Доступная стоимость установки и достаточно быстрый срок окупаемости вложений.
  • Эстетичность. Отсутствие в помещении привычных батарей дает возможность устанавливать окна практически любого размера, освобождает пространство и открывает возможности для дизайнерских экспериментов.

Традиционно системы воздушного отопления предполагают использование теплогенератора. Нагнетаемый в теплообменник воздух прогревается до 45-60° и, двигаясь по воздуховодам, нагревает помещение. Остывший воздух через решетки в полу или по обратным воздуховодам возвращается в теплогенератор.

Основными частями теплогенератора являются теплообменник и направляющий воздух вентилятор

Разогрев воздуха можно осуществлять при помощи нескольких вариантов:

  • тепловым насосом;
  • газовой горелкой с использованием как баллонного, так и магистрального газа;
  • горячей водой из централизованной котельной;
  • дизельной горелкой.

Средний расход воздуха в системе – от 1 000 до 3 800 куб. м в час, давление при этом составляет 150 Па. В больших помещениях могут появляться потери тепла из длинных воздуховодов. В таких случаях стоит подумать об обустройстве нескольких теплогенераторов, которые работают без воздуховодов. По подсчетам специалистов длина основного воздуховода не должна быть более 30, а ответвлений – 15 м.

Использование системы исключительно для обогрева помещений несколько нерационально, поэтому чаще всего в устройство внедряется блок охлаждения воздуха, от которого отводится внешний блок кондиционирования. Таким образом система совмещает в себе отопление и кондиционирование, позволяя поддерживать комфортную температуру в доме в любое время года. Кроме того можно использовать дополнительное оборудование: увлажнитель и стерилизатор воздуха, создавая в комнатах уникальный здоровый микроклимат.

Обустроить воздушное отопление коттеджа можно при помощи:

  • Естественной вентиляции. Самый простой вариант, когда воздух поднимается вследствие первоначального нагрева. В комнаты он попадает по воздуховодам, нагревает их и возвращается в теплообменник. Основные недостатки естественной вентиляции ярко проявляются в случае дополнительного поступления прохладного воздуха через двери или окна. В этом случае холодный воздух, которого оказывается больше, скапливается в нижней части помещения, создавая перекос температурного режима и мешая нормальному функционированию системы.
  • Принудительной вентиляции. Циркуляция воздуха обеспечивается вентилятором, создающим давление в системе. Помещение прогревается намного быстрее в силу большей скорости перемещения воздуха. Так же в устройствах с принудительной вентиляцией легче регулировать температуру в комнатах. Небольшим недостатком конструкции может считаться шум, доносящийся из воздуховодов.

Надо знать, что существует два различных вида отопления воздушного типа, каждый из которых может использоваться на практике.

Первый реализуется в системах с калорифером. Он по своей сути аналогичен отоплению с жидкостным теплоносителем с той разницей, что вместо жидкости используется разогретый воздух. Канальный нагреватель разогревает воздух, который движется по специальным трубам в отапливаемые помещения.

Наполненные горячим воздухом воздуховоды обогревают комнату. Такие системы сегодня мало используются, поскольку в процессе эксплуатации каналы неизбежно повреждаются. От чередования нагрева с охлаждением воздуховоды то расширяются, то сужаются, из-за чего ослабляются стыки, а в стенках появляются трещины.

Это приводит к нарушению процесса распределения воздуха и, как следствие, к  неравномерному обогреву помещений, что нежелательно. Более практичной считается система воздушного отопления открытого типа.

Схема устройства системы воздушного отопления

В устройстве воздушного отопления много общего с традиционным водяным видом и реже используемым паровым. Основное отличие заключается в отсутствии стандартных приборов отопления – радиаторов

Принцип ее действия заключается в следующем. Теплогенератор разогревает воздух, который через систему труб подается в отапливающиеся помещения. Здесь он выходит наружу и смешивается с присутствующим в комнате воздухом, тем самым повышая в ней температуру.

Остывший воздух направляется вниз, где попадает в специальные трубы и по ним вновь поступает в теплогенератор для нагрева.

Схема системы канального воздушного отопления

Теплоноситель воздушных систем отопления относится к разряду вторичных, т.к. перед этим нагревается первичным теплоносителем – паром или водой ( )

Лекция 9. Калорифер. Калорифер или нагреватель воздуха в холодное время года нагревает подаваемый с улицы воздух

По радиусу действия системы отопления нагретым воздухом делятся на местные и центральные. К первым относятся контуры, предназначенные для обслуживания одного объекта (коттеджа, комнаты, двух или более смежных помещений), ко вторым многоквартирные дома, общественные и производственные объекты

Все системы подразделяются на схемы с полной рециркуляцией теплоносителя, с частичной рециркуляцией и прямоточные.

Схемы организации воздушного отопления

Местные системы с полной рециркуляцией воздуха бывают канальными (а) и бесканальными (б). Это схемы с естественным движением нагретого воздуха. Если отопление совмещается с вентиляцией, то применяются другие схемы (в,г) с частичной рециркуляцией. Согласно чему часть воздуха подмешивается к имеющейся в помещении воздушной массе без передвижения по каналам

Все центральные системы относятся к категории прямоточных. Для них воздушный теплоноситель нагревают в отопительном центре здания, а затем поставляют в помещения через воздухораспределители. Центральные схемы бывают только канальными.

Центральное воздушное отопление

Воздушные прямоточные системы слишком затратны для частного сектора. Их устраивают там, где сооружается вентиляция, обрабатывающая воздушную массу, равную по объему воздушной массе, требующейся для отопления

Центральное воздушное отопление устраивают на производствах, выпускающих или применяющих в изготовлении возгораемые, токсичные, взрывоопасные и т.д. вещества. В обустройстве загородных домов этот вид применяется, если требуется транспортировка нагретого воздуха на большое расстояние.

Организация схемы для частников нецелесообразна из-за необходимости в использовании мощного вентиляционного оборудования.

6 Популярные модели

Сегодня на рынке отопительных приборов водяные тепловентиляторы пользуются популярностью, поскольку многие оценили их преимущества. Различные компании, специализирующиеся на производстве промышленной и бытовой техники, выпускают модели разной мощности, внешнего вида и характеристик. Наиболее востребованными считаются следующие:

  1. 1. Ballu относится к недорогим и надежным устройствам, выпускается китайской компанией. Подключается без проблем к централизованной системе отопления и позволяет обогреть площадь до 300 квадратных метров. Мощность приспособления составляет 45 кВт. Имеет теплообменник из алюминия и меди, что обеспечивает хорошую теплоотдачу, а также трехскоростной электродвигатель, позволяющий бесперебойно функционировать на протяжении длительного времени. Поток воздуха при работе на максимальной мощности распространяется почти на 25 метров. Вес прибора — 22 кг.
  2. 2. Российская компания Тепломаш выпускает несколько разновидностей водяных тепловентиляторов с разной мощностью, энергопотреблением. Одной из популярных моделей является КЭВ-34ТЗ. Прибор имеет почти бесшумный двигатель, мощный вентилятор, качественный и прочный корпус из оцинкованной стали. Преимуществом тепловентилятора считается встроенный термостат, который защищает от перегрева, а также защитная решетка на задней стенке. Передняя сторона оснащена специальными жалюзи, которые можно регулировать при необходимости.

Применение систем воздушного нагрева

Схема устройства системы воздушного отопления

Но где же могут эффективно применяться системы воздушного отопления?

Во-первых, на промышленных предприятиях в связи с особенностями их работы. Где-то без такой системы нельзя обойтись, так как другие не подходят. 

Во-вторых, в помещениях, где требуется обеспечить безопасность детей. Например, в детском саду. Прикосновение к горячим водяным радиаторам может вызвать у них ожоги. 

В-третьих, для создания в доме изолированной воздушной системы. Этот вариант подходит для людей, страдающих аллергией или заболеваниями лёгких, особенно если где-то неподалёку осуществляются промышленные выбросы. 

Однако сегодня многие предприятия отдают предпочтение гидравлической системе отопления, так как она дешевле и современные технологии позволили применить решения, позволяющие избавиться от недостатков более старых гидравлических систем. 

Особенности монтажа и эксплуатации

С какими особенностями придётся столкнуться, если вы решили выбрать воздушное отопление частного дома? 

Во-первых, потребуется везде разместить воздуховоды. Для этой цели вам придётся заказывать отдельный архитектурный проект, чтобы грамотно вписать их в архитектурный облик дома и создать внутри удобство и комфорт. 

Размещение воздуховодов под потолком и в полу потребует увеличения высоты дома примерно на метр. Если же их не спрятать, то воздуховоды будут выглядеть неэстетично и забирать у вас пространство, которое можно было бы использовать для иных нужд. 

отопление воздушное

Во-вторых, существует проблема очистки воздуховодов. Периодически в них будет скапливаться грязь и пыль. А для их извлечения оттуда потребуется целая система люков на всём протяжении воздуховода. 

Если не заниматься их очисткой, то через некоторое время в скоплениях пыли начнёт обитать существо под названием золотистый стафилококк. Его наличие в воздухе может привести к возникновению аллергической реакции. 

Ставить какие либо фильтры бесполезно, так как пыль и грязь всё равно будут оседать внутри. Для очистки воздуховодов существуют специальные службы, которые также чистят и кондиционеры. 

В-третьих, система воздушного отопления частного дома требует размещения диффузоров, то есть специальных вентиляторов, которые будут вращаться и создавать внутри воздушный поток. Они издают много шума и их нельзя размещать возле спальни. Это также требует дополнительных хлопот, так как для диффузоров нужно подготовить место.

Диаметр вентилятора чаще всего составляет 600 мм, однако может быть и 400 мм. 

отопление воздухом

Выбирая диффузоры, обратить внимание на скорость вращения вентилятора. Чем быстрее он крутится, тем больше воздуха перемещается во воздушной системе отопления. . В-четвёртых, требуется грамотный и ответственный подход к монтажу данной системы в виду сложности процесса

Найти хорошего специалиста-вентиляционщика, который всё продумает и сделает эффективную работающую систему, крайне сложно. А большинство специалистов может допустить различные ошибки. Например, сделать неправильную вытяжку воздуха из помещения. 

В-четвёртых, требуется грамотный и ответственный подход к монтажу данной системы в виду сложности процесса. Найти хорошего специалиста-вентиляционщика, который всё продумает и сделает эффективную работающую систему, крайне сложно. А большинство специалистов может допустить различные ошибки. Например, сделать неправильную вытяжку воздуха из помещения.

В-пятых, монтаж и обслуживание воздушного отопления может в 10 раз превышать стоимость аналогичных процедур по отношению к водяному отоплению. Ведь требуется потратиться на архитектурный проект, увеличить высоту дома, регулярно проводить очистку воздуховодов и так далее. Есть гораздо более эффективные, дешёвые и подходящие варианты для частного домовладения.

Составление проекта

Параметры расчета

Устройство газового обогревателя

  • Отопительный котел соответствующей мощности, который с учетом тепловых потерь способен обогревать все помещения.
  • Скорость движения теплых воздушных масс.
  • Количество тепла, которое здание теряет через стены, крышу, пол, окна и двери.
  • Аэродинамическая характеристика, которая зависит от сечения воздуховодов, и рассчитывается для определения снижения напора воздушного потока.

Прежде чем браться за теплотехнический расчет, убедитесь, что ваших знаний хватает для этой работы, поскольку неправильно сделанный проект может принести такие явления, как вечный сквозняк в жилых помещениях, а это чревато простудными заболеваниями, постоянным шумом работающего вентилятора и вибрацией, которая неизменно будет создаваться в воздуховодах. А перегрев теплообменника может привести к выходу из строя самого отопительного агрегата.

отопление теплым воздухом

Воздушное отопление частного дома предполагает устройство вентиляции для пополнения внутреннего пространства свежим воздухом и отвода отработанного.

Делая теплотехнический расчет, следует учитывать, что вентиляционной системой в помещение подается около 25% охлажденного воздуха извне.

После проведенных расчетов нужно выбрать место установки воздуховодов. Как ранее упоминалось, они могут располагаться под потолком или быть изготовленными в плинтусном исполнении. Здесь правил и инструкций не существует. Каждый волен выбирать то, что ему больше подходит. В любом случае рукава воздуховодов должны располагаться как внизу, так и вверху.

Достоинства и недостатки воздушного отопления

При обустройстве такого отопления в отдельном доме есть свои преимущества и недостатки. Его плюсами являются такие особенности как:

  • высокий КПД, в некоторых случаях превышающий 90%;
  • необремененность большим количеством сложных, дорогих и тяжелых деталей типа радиаторов и стальных труб;
  • можно настроить для каждой комнаты оптимальные условия микроклимата;
  • почти мгновенный отклик на регулировании температурного режима;
  • благодаря тому, что вентиляторы совместимы даже с печами на твердом топливе, можно осуществлять обогрев абсолютно всех помещений дома без ограничений;
  • система фильтров на пути циркулирующего воздуха, очищает его от аллергенов, пыли и прочих частиц;
  • встроенный в конструкцию увлажняющий фильтр;
  • в летний период при принудительной циркуляции воздуха и выключенном теплогенераторе работает как мощная система охлаждения;

Такая конструкция отопления не претендует на совершенство, так как в ней есть и недостатки:

  • этот способ отопления должен быть предусмотрен конструкцией дома еще при его возведении;
  • ее монтаж относительно сложен;
  • нуждается в регулярном техобслуживании;
  • плохо поддается модернизации;
  • такой способ отопления заставляет заботиться о чистоте фильтров и регулировать насыщенность атмосферы влагой;
  • нуждается в запасном источнике электроэнергии для эффективной работы во время перебоев с ее подачей от основной сети.