По мере освоения технологии каркасного строительства, сделавшей частный дом вполне доступным удовольствием, коттеджные поселки стали интенсивно расти.
И все больше людей вместо привычной водяной системы отопления выбирают незаслуженно забытую воздушную.
В этом материале речь пойдет о том, как сделать воздушное отопление частного дома своими руками и почему именно ему стоит отдать предпочтение.
Принцип работы
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.
Знаете ли вы, что в Европе запрещено использовать твердотопливный котел без теплоаккумулятора? Зачем нужен такой прибор и как сделать теплоаккумулятор своими руками, читайте на нашем сайте.
О назначении воздушного клапана для отопления вы узнаете тут.
Без электричества человек уже не может представить свою жизнь. Поэтому при строительстве дома, конечно же, проводится электричество. По этой ссылке https://4air.ru/otopitelnoe-oborudovanie/elektrichestvo-v-chastnom-dome-svoimi-rukami.html вы узнаете, как электрифицировать дом самостоятельно.
Достоинства и недостатки воздушного отопления
По сравнению с жидкостным отоплением воздушное имеет ряд преимуществ:
- Распределительная часть системы отопления имеет предельно простое устройство и всецело доступна для самостоятельного изготовления. Это просто сеть воздуховодов с заслонками – нет ни расширительного бачка, ни радиаторов, ни воздухоотводчиков с предохранительными клапанами.
- Воздуховоды легко делаются из самых дешевых материалов – фанеры, гипсокартона, жести или даже картона. При этом используется самый простой инструмент – никакие трубогибы или сварочные аппараты не понадобятся.
- Применяемые для настройки температурного режима заслонки представляют собой примитивное и дешевое устройство, чего нельзя сказать о дорогих регулирующих вентилях для системы водяного отопления.
- Об опасности протечек или замерзания системы можно навсегда забыть.
- Из-за низко теплопроводности воздуха уменьшаются теплопотери в стены здания (водяная система теряет таким образом до 15% тепла).
- Вся отопительная система прокладывается скрытым способом, поэтому интерьер всех помещений имеет безупречный вид.
- Система практически не обладает инерционностью.
- Остывший дом прогревается очень быстро.
Поскольку воздух подается во все помещения по канальной системе, для его очистки и увлажнения достаточно установить на главном воздуховоде всего один увлажняющий фильтр.
Устройство воздушного отопления
Как всегда, имеются и недостатки:
- В уже готовой постройке перейти на воздушное отопление невозможно – оно интегрировано в конструкцию дома и сооружается параллельно с ним. Изменить систему, например, с целью модернизации, тоже не получится.
- Требуется регулярное обслуживание – очистка фильтров или воздуховодов, если фильтры не установлены.
Нет возможности соорудить теплоаккумулятор, как в жидкостной системе отопления. Эта проблема актуальна для дизельных и твердотопливных отопителей, КПД которых является максимальным только при работе в режиме номинальной (наибольшей) мощности.
Виды воздушного отопления
В воздушной системе, как и в водяной, теплоноситель может приводиться в движение двумя способами:
За счет конвекции (гравитационная система)
Здесь в качестве двигателя используется только сила Архимеда, заставляющая нагретый воздух, плотность которого уменьшается, всплывать, то есть двигаться вверх.
Для этого достаточно расположить теплогенератор ниже самого низкого потребителя – и все, воздух будет следовать куда нужно сам по себе.
У этого способа есть три недостатка:
- мощность конвективного потока не слишком велика, поэтому установить фильтр не получится,
- по той же причине легкий сквозняк может нарушить подачу теплого воздуха.
Воздух приходится нагревать достаточно сильно, иначе архимедова сила не сможет преодолеть аэродинамическое сопротивление воздуховодов.
При помощи вентилятора (принудительная подача)
Такая система сквозняков не боится, а теплогенератор в ней можно размещать на любом уровне. К тому же воздух можно подогревать лишь слегка, что очень удобно в период межсезонья. Сечение воздуховодов можно уменьшить, так как их аэродинамическое сопротивление теперь не имеет значения.
За все эти достоинства придется платить как в прямом смысле (вентилятор и приводящая его в действие электроэнергия стоят денег), так и в переносном – система становится энергозависимой.
Кроме того, воздушное отопление может быть прямоточным и рециркуляционным.
Особенности прямоточной системы обогрева
В прямоточной системе воздух забирается с улицы, подогревается калорифером и после распределения по дому удаляется опять же на улицу через вытяжные каналы. Такая схема хороша тем, что в помещения постоянно поступает чистый и свежий воздух, а загрязнения, неприятные запахи и избыточная влажность безвозвратно удаляются.
Но вместе с ними «в трубу» вылетает и солидная часть тепла, что приводит к перерасходу топлива. Чтобы избавиться от этого недостатка, применяют системы с рекуперацией, в которых тепло отводимого через вытяжку воздуха в специальном теплообменнике передается вновь поступившему свежему.
Рециркуляционная система обогрева
Это гораздо более экономичный вариант, в котором отработанный воздух не выбрасывается на улицу, а по сети обратных воздуховодов возвращается к теплогенератору. Таким образом, теплопотери сводятся к минимуму.
Но и избыточная влажность с различными загрязнениями при таком исполнении никуда не деваются, поэтому установка осушителя воздуха и фильтра является весьма желательной.
Рециркуляционный вариант отопительной системы
Проектирование и расчет системы воздушного отопления
Разработка проекта системы воздушного отопления частных домов своими руками – задача достаточно сложная и чтобы быть уверенным в успешном ее решении, лучше обратиться в проектную компанию.
Расчет отопления всегда начинается с определения теплопотерь через ограждающие конструкции здания в самый холодный период года. Часто упоминаемая величина – 1 кВт на каждые 10 кв. м отапливаемой площади – является весьма усредненной и может использоваться только для очень приблизительной оценки мощности отопительной системы.
Рассчитав теплопотери, прикидывают объем воздуха, необходимый для доставки требуемого количества тепла (нужно учесть его теплоемкость).
Готовый вариант отопительной системы
Далее строят трехмерную схему сети воздуховодов и подбирают размеры их сечений. При этом нужно обеспечить достаточную пропускную способность канала и сделать его аэродинамическое сопротивление таким, чтобы движущая сила – конвекция или вентилятор – могла его преодолеть.
Этот этап также требует хорошего знания методики, так как приходится увязывать множество параметров: скорость движения воздуха и его объем, длину воздуховодов и шероховатость их стенок и т.д. Если проектируется система с принудительной подачей воздуха, то все это нужно согласовать еще и с мощностью вентилятора.
Помните, что в случае ошибки переделка системы не только потребует значительных затрат, но и может вообще оказаться невозможной. Поэтому очень важно к делу проектирования системы подключить грамотных и опытных специалистов.
Выбор теплогенератора
При выборе отопительного агрегата в первую очередь учитывают требуемую мощность и тип используемого топлива.
Сегодня выпускаются приборы как в мобильном, так и в стационарном исполнении. В частных домах обычно применяется вторая разновидность, тогда как первую часто можно видеть в производственных помещениях предприятий.
Маломощные бытовые обогреватели принято делать настенными. При таком исполнении они занимают меньше места. Агрегаты с большой мощностью устанавливаются на полу.
Если вы собираетесь устанавливать твердотопливное оборудование, обязательно уточните его вес – эта техника является довольно тяжелой.
Газовые и жидкотопливные калориферы могут иметь открытую либо закрытую камеру сгорания.
В первом случае воздух для сжигания топлива поступает в топку из помещения котельной, следовательно, в ней должна быть устроена достаточно производительная приточная вентиляция. При закрытой камере сгорания этим требованием можно пренебречь – воздух в нее нагнетается вентилятором с улицы по специальному каналу.
Сегодня с традиционными теплогенераторными установками все чаще используют нетрадиционные. К таковым относятся:
- Солнечные коллекторы: в современном исполнении имеют вид батареи из трубок, в которых тепло солнечных лучей усваивается воздухом или жидкостным теплоносителем. Наиболее производительными являются вакуумные коллекторы, рабочая поверхность которых благодаря вакуумной оболочке не контактирует с уличным воздухом (уменьшаются теплопотери). Только следует быть готовым к тому, что и стоят такие коллекторы дороже обычных.
- Тепловые насосы: этот теплогенератор почти ничем не отличается от тепловых насосов, установленных в кондиционерах и холодильниках. Путем попеременного сжатия и расширения газа удается «выкачивать» тепловую энергию из сравнительно холодной среды – с температурой +7 градусов и ниже.
Разумеется, в последнем случае требуется энергия, но «овчинка» стоит выделки: каждый потраченный кВт электричества приносит от 3-х до 5-ти кВт тепла.
Оборудование для монтажа
Итак, давайте подытожим, что нам потребуется для устройства воздушного отопления. Сама система состоит из следующих компонентов:
- Теплогенератор.
- Воздуховоды. Можно применять круглые диаметром от 100 до 300 мм (имеют наименьшее аэродинамическое сопротивление) или прямоугольные, обычно размером 100х150 мм и 320х400 мм (проще монтировать). При необходимости можно установить гибкие рукава.
- Вентилятор.
- Декоративные заслонки с жалюзи.
- Если в летнее время планируется подключение сети к кондиционеру, потребуется теплоизоляция толщиной около 5 мм (предотвратит появление конденсата).
Для монтажа необходимо приобрести хомуты (можно сделать самому), монтажную ленту, алюминиевый скотч, саморезы.
Инструкция по монтажу
Сборку системы производят в следующей последовательности:
- Устанавливают нагреватель с вентилятором и подключают его к дымоходу.
- Собирают сеть подающих воздуховодов. Отдельные отрезки трубы лучше всего соединять армированным алюминиевым скотчем. Подающую сеть строят таким образом, чтобы подача теплого воздуха в помещение осуществлялась снизу.
- Точно так же собирают сеть обратных воздуховодов (для систем с рециркуляцией). Они должны иметь больший диаметр, чем подающие. Обратная сеть должна иметь как можно меньше колен и разветвлений.
- На корневом подающем воздуховоде устанавливают увлажняющий фильтр.
В выходных отверстиях подающих воздуховодов устанавливают решетки с заслонками.
Котел длительного горения гораздо удобнее, чем агрегат быстрого горения. Сделать твердотопливный котел своими руками вы сможете, воспользовавшись инструкцией.
Варианты организации электрического отопления дачного домика рассмотрим в этой теме.