Система воздушного отопления дома

Система воздушного отопления – распространенный способ отопления помещений крупного объема – производственных цехов, торговых центров, складов, спортивных объектов. Все чаще воздушное отопление стало применяться и для обогрева частных домов. Материал публикации рассматривает виды, устройство, достоинства и недостатки системы отопления воздушного типа.

Виды воздушного отопления

Принцип работы системы воздушного отопления реализован на прямом нагреве воздуха отапливаемого помещения. Кроме функции отопления комплекс может выполнять еще целый ряд функций – кондиционирование, вентиляция, очистка и увлажнение воздуха.

Воздушное отопление имеет различные конфигурации и классифицируется по нескольким признакам. По способу прокладки сети распределения воздуха система делится на 2 типа:

1. Подвесная;
2. Напольная.

Подвесная (потолочная) прокладка воздуховодов осуществляется по потолку помещений, подача воздуха производится сверху вниз. Напольная система монтируется по периметру помещения в плинтусной зоне или непосредственно в конструкции пола.

Напольная конфигурация является более выгодной, потому что объем теплого воздуха поступает непосредственно в зону пребывания человека. Преимуществом потолочной системы является экономия пространства в помещении – сеть проложена в верхней части помещения.

По типу циркуляции воздуха система также имеет два подвида:

1. Естественная циркуляция;
2. Принудительная (напорная) циркуляция.

В основу естественной циркуляции положен принцип конвективного движения воздуха. Нагретый воздух стремится в верхнюю часть помещения, его место занимает более тяжелый холодный воздух. Единственным достоинством конвективной циркуляции является полная энергонезависимость. Недостатки циркуляции этого вида – нестабильность, низкая температура в зоне пребывания человека – практически исключили ее из реализации.

Основной вид циркуляции системы воздушного отопления – принудительная. Она реализуется посредством использования вентилятора. В зависимости от размеров системы давление нагнетания воздуха вентилятором находится в диапазоне от 100 до 2000 Па. Достоинством напорной циркуляции является скоростной нагрев, стабильная работа, маневренность комплекса. Отопление в этом случае полностью зависит от постоянного наличия стабильной подачи электроэнергии.

По качественному признаку – способу теплообмена – воздушное отопление имеет 3 конфигурации:

1. Прямоточная;
2. Рециркуляционная;
3. Комбинированная (смешанная).

Прямоточная система сочетает в себе функции отопления и вентиляции. Забор воздуха осуществляется снаружи помещения, после нагрева он поступает в отапливаемую зону. При этом достигаются высокие показатели микроклимата в отапливаемом помещении, но расход топлива является максимальным среди всех конфигураций системы.

Рециркуляционная система работает по замкнутому циклу – воздух забирается из помещения, нагревается и вновь подается в него. Данный вид воздушного обогрева является не самым лучшим по показателям качества воздуха, но при этом расходуется минимальное количество воздуха.

Смешанная система включает в себя принципы работы двух главных видов — прямоточного и рециркуляционного комплексов. В рециркулируемый объем в определенной пропорции постоянно подмешивается некоторое количество свежего подогретого воздуха.

Системы управления и регулирования воздушного отопления имеют различные степени сложности, варьируются от ручного управления до полностью автоматизированной работы.

Устройство воздушного отопления

В состав системы воздушного отопления входят следующие основные элементы:

1. Теплогенератор;
2. Сеть воздуховодов;
3. Вентилятор;
4. Решетки, диффузоры, воздухораспределители;
5. Устройства регулирования;
6. Воздушный фильтр.

В воздушном отоплении применяются воздухонагреватели прямого и косвенного нагрева. Воздухонагреватели прямого действия – теплогенераторы.

В их конструкцию входит камера сгорания закрытого типа с воздушным теплообменником. Воздух нагнетается вентилятором, проходит через теплообменник (чугунный или стальной), нагревается до температуры 20 – 60 0 С (в зависимости от типа системы) и поступает в сеть распределения.

Теплогенераторы выпускаются в настенном и напольном вариантах размещения, некоторые модели могут размещаться вне помещений.

Устройства мощностью до 400 кВт производятся в моноблочном исполнении, от 400 до 1000 кВт – в секционном (секции отопления и вентиляции).

Теплогенераторы работают на следующих видах топлива:

• Природный газ;
• Жидкое топливо – керосин, дизтопливо, сжиженный газ, отработанное масло;
• Твердые типы топлива – уголь, древесина и так далее.

Тепловую мощность теплогенератора можно определить укрупненным методом по формуле:

Q = V_п х ∆t х M / 860

где V_п – внутренний объем помещения;

∆t – разница между низшей наружной температурой для конкретного региона (справочные данные) и требуемой температурой воздуха в помещении;

M – показатель качества тепловой изоляции строения;

M = 3 – 4 (очень слабая изоляция); 2 – 2,9 (слабая изоляция); 1 – 2 (средняя изоляция); 0,5 – 0,9 (высококачественная изоляция)

860 – коэффициент перевода тепловой мощности из ккал в кВт.

Формула дает тепловую мощность для прямоточной системы. В соответствии с выбранным типом воздушного отопления (прямоточным, рециркуляционным, комбинированным) в тепловую мощность вносятся поправки. Для этого требуется точный расчет, провести который может только опытный специалист.

Воздухонагреватели косвенного нагрева – калориферы.

Калориферы получают тепло от горячей воды систем водяного отопления, пара, электрических ТЭНов и отдают его нагреваемому воздуху. По КПД системы воздушного отопления с калориферами уступают комплексам с собственными теплогенераторами.

Сети воздуховодов обычно монтируются из оцинкованной стали различного профиля – прямоугольного и круглого. В большинстве случаев воздуховоды утепляют для предотвращения образования конденсата и снижения скорости коррозии материала.

Важным моментом при разработке проекта сети является расчет сечения воздуховодов. Для проведения качественного аэродинамического расчета необходимо привлечь специалистов. Самостоятельный подбор размеров воздуховодов может негативно сказаться на эффективности последующей работы отопления.

Решетки, диффузоры, воздухораспределители предназначены для подачи, забора, распределения и придания необходимого направления теплому воздуху сети.

Устройства регулирования – заслонки, клапана – выполняют регулирование величины потоков по различным веткам системы.

Воздушный фильтр устанавливается на входе в напорный вентилятор, производит первичную очистку воздуха от пыли, небольших частиц и так далее.

Кроме основных элементов системы воздушного отопления могут оснащаться дополнительными блоками – кондиционирования, увлажнения воздуха, тонкой очистки, ионизации и другими.

Преимущества и недостатки воздушного отопления

Воздушное отопление обладает следующими достоинствами:

1. Экономичность. Экономия топлива достигается за счет высокого КПД (до 90%) и отсутствия промежуточного теплоносителя, снижающего качество теплопередачи.
2. Многофункциональность. Система может выполнять задачи отопления, кондиционирования и вентиляции помещений.
3. Отсутствие жидких теплоносителей с присущими им недостатками.
4. Высокая скорость нагрева воздуха в отапливаемых помещениях, маневренность системы.
5. Создание комфортного микроклимата.
6. Экономия пространства при подвесном монтаже воздуховодов.
7. Возможность самостоятельного монтажа.

Наряду с этими преимуществами системы воздушного отопления имеют и некоторые недостатки:

1. Энергозависимость – при отсутствии электроэнергии отопление перестает функционировать, желательно иметь собственный резервный электрогенератор;
2. Осушение воздуха – при нагреве влажность воздуха снижается и требуется установка блока увлажнения нагретого воздуха;
3. Сложность расчета основных элементов – теплогенератора, воздуховодов, мощности вентилятора;
4. Невозможность модернизации сети – при изменении схемы меняются аэродинамические характеристики и качество работы комплекса может значительно снизиться;
5. Возможное наличие шума при работе вентилятора.

Система воздушного отопления в силу своих весомых достоинств эффективно конкурирует с классической водяной конфигурацией обогрева помещений. Происходит это благодаря экономичности и многофункциональности комплекса. В последние годы воздушное отопление приобретает все большую популярность не только для отопления крупных объектов, но и для обогрева квартир и частных домов.

Системы воздушного отопления частного дома

В настоящее время существует довольно большой выбор подходов к организации отопления жилых зданий, среди которых можно отметить широко известные твердотопливные системы, использующие уголь, дрова и другие виды твердого топлива, классические системы водяного отопления и приобретающие постоянно ширящуюся популярность системы воздушного отопления частного дома.

Воздушное отопление дома

Зачастую затраты, связанные с приобретением оборудования для систем воздушного отопления, его монтажом и эксплуатацией, существенно ниже, чем при установке других систем. Данный факт объясняется тем, что в системах воздушного отопления частных домов не используются агрегаты, обеспечивающие подготовку и передвижение теплоносителя, в них отсутствует сложная система отопительных приборов и теплопроводов, а в качестве самого теплоносителя используется обычный воздух.

Состав воздушных систем отопления и их разновидности:

Как правило, все воздушные системы отопления дачного дома состоят из следующего набора элементов:

• теплогенератора, роль которого зачастую исполняет водный калорифер, являющийся устройством, на которое возлагается нагрев воздуха;
• воздуховодов в виде разветвленных каналов, обеспечивающих доступ потоков теплого воздуха в обогреваемые помещения;
• вентилятора (распределительных головок), задающего направление движения теплых воздушных масс внутри помещения.

Элементы системы воздушного отопления

Системы воздушного отопления частного дома могут строиться по следующим схемам:

• гравитационной;
• принудительной.

В случае применения гравитационной (естественной) системы циркуляция подогретых воздушных масс обеспечивается за счет изменения плотности воздуха в случае изменения его температуры. Достоинство данной схемы состоит практически в полной независимости от электроснабжения. Однако она имеет существенные недостатки, которые ограничивают диапазон ее применения. В частности, любой сквозняк или поток холодного воздуха из двери или окна может нарушить естественную циркуляцию, вызывая перегрев подпотолочного пространства и чрезмерное охлаждение рабочей части помещения.

Использование принудительной схемы в системе воздушного отопления частного дома предполагает наличие в ее составе вентилятора. Нагретый теплогенератором воздух подается в воздуховоды, благодаря давлению, созданному данным вентилятором. Как правило, подобный вентилятор размещается под нагревателем, подавая в него воздух, отобранный из помещений и предварительно очищенный от пыли, микробов и посторонних запахов. Воздух, нагретый в теплообменнике, подается в помещения через имеющиеся воздуховоды. Возврат воздуха в теплогенератор происходит через обратные воздуховоды или просто через вентиляционные решетки.

Достоинства и недостатки, присущие системам воздушного отопления

Системы воздушного отопления частных домов имеют огромное число достоинств, основные из которых состоят в следующем:

• величина КПД подобной системы зачастую достигает 90%;
• ни в одной схеме отопления нет таких промежуточных элементов передачи, как трубы, радиаторы и т.д.;
• малая инерционность подобных систем позволяет понижать температуру до допустимого минимума в случае отъезда или в ночное время и вновь быстро прогревать дом при необходимости;
• благодаря таким системам отопления, в домах поддерживается необходимый для комфортной жизни микроклимат. В частности, в местности с сухим климатом в систему может легко интегрироваться увлажнитель воздуха, а в местностях с влажным климатом циркуляция теплого воздуха обеспечивает просушку отапливаемых помещений;
• использование в системе фильтров и ионизаторов дает возможность производить очистку воздуха и удалять из него аллергены;
• в теплые месяцы воздуховоды отопительной системы, имеющей дополнительную тягу, могут применяться для подачи в комнаты холодного воздуха;
• вентиляторы, входящие в систему воздушного отопления, могут использоваться совместно с твердотопливной печью, обеспечивая прогрев всех помещений в доме.

Принципе работы воздушного отопления

При всем обилии достоинств системам воздушного отопления частных домов присущи и некоторые недостатки, как-то:

• необходимость закладки системы в процессе строительства дома и сложность ее монтажа в уже существующем здании;
• требовательность к регулярному техническому обслуживанию;
• необходимость наличия резервного источника электропитания для обеспечения функционирования системы в случае перебоев центрального электроснабжения;
• сложность модернизации подобной системы в ходе ее эксплуатации.

Проектирование систем воздушного отопления в частном доме

В том случае, когда домовладелец принимает решение установить систему воздушного отопления в своем будущем доме, ему необходимо разработать ее детальный проект, который в обязательном порядке должен предваряться тщательным расчетом следующих моментов:

• мощность теплогенератора, которая должна быть достаточной для обогрева всех помещений с учетом возможных теплопотерь;
• скорость подачи подогретого воздуха;
• тепловые потери на всех конструктивных элементах каждого помещения (потолках, полах, стенах, дверях и окнах);
• аэродинамические характеристики системы и диаметр воздуховодов, что позволяет в итоге определить величину потерь воздушного напора.

Данные расчеты должны производиться компетентными специалистами, что позволит избежать:

• перегрева теплогенератора;
• вибраций и шума во время работы системы;
• сквозняка в комнатах.

По окончании расчетов выбирается место установки подогревателя воздуха. Выбор для каждого дома производится индивидуально, общих рекомендаций в этом вопросе не существует. Теплый воздух, подводимый через специально проложенные воздуховоды, поступает в помещения через вентиляционные решетки, которые проектируются в нижней части каждой отапливаемой комнаты или в ее полу в тех местах, где жильцы дома будут проводить больше всего времени.

При проектировании, особое внимание необходимо обращать на качество функционирования вентиляционной системы, обеспечивающей подачу в помещение свежего воздуха. Следует учитывать, что около четверти свежего воздуха подается именно через систему вентиляции.

Монтаж систем воздушного отопления

В системах воздушного отопления частных домов в качестве теплогенератора могут применяться электронагреватели, в том числе и использующие энергию солнца, газовые или твердотопливные отопительные котлы и печи.

Воздуховоды, гибкие рукава, заслонки и прочие элементы системы всегда можно приобрести в готовом виде.

Практичность, удобство, эффективность и гибкость систем воздушного отопления позволяют их устанавливать практически в любом частном доме.

Как работает воздушный клапан отопления и как его выбрать?

Профессиональный монтаж, качественные материалы и продуманная схема отопительных коммуникаций не гарантируют тепла в доме, если нет в системе отопления маленькой детали для стравливания воздуха. Проблема завоздушенных холодных батарей знакома как жителям многоэтажных домов, так и хозяевам частного особняка. Чтобы избежать этого устанавливается воздушный клапан для отопительной системы.

Назначение и виды воздушных клапанов

Воздушный клапан в системе отопления с жидким теплоносителем предназначен для удобного сброса воздуха во время её работы. Воздушные пробки образуются в любой системе, насколько бы продуманной она не была.

Обратите внимание! Воздушная пробка препятствует движению теплоносителя по трубам или радиатору. Это наиболее частая причина отсутствия тепла в квартире в начале отопительного сезона.

Если у соседей по стояку батареи горячие, а у вас отопления нет, то скорее всего нужно спустить воздух. Такую процедуру в многоквартирных домах старой постройки проводили на верхнем этаже. Для этой цели у каждого радиатора вместо глухой пробки в верхнем углу был вмонтирован сливной вентиль.

Когда систему заполняли, то воздух стравливали посредством открывания этого крана и слива из него воды. Воду сливали до тех пор, пока струя не переставала «плеваться» водой и воздухом. Спокойная струя означала, что весь воздух вышел и система по стояку наполнена водой полностью.

Подобные сливные краны в многоквартирных домах неудобно было обслуживать, приходилось всегда обращаться к соседу для доступа к радиатору.

В индивидуальном домостроении такой сброс воздушной пробки требует долива воды в систему и не гарантирует периодического завоздушивания вновь.

Сегодня различают специальные устройства – воздушные клапаны для отопления:

• автоматические – открываются самостоятельно, по мере роста воздушной пробки;
• краны Маевского – открываются вручную.

Принцип работы устройства

Воздушный клапан (или несколько) устанавливают в системе отопления, в местах наиболее вероятных для скопления пузырьков воздуха. Это предотвращает образование большой пробки, отопление работает бесперебойно.

Кран Маевского

Такие устройства получили название по фамилии своего разработчика. Кран Маевского имеет резьбу и размеры под трубу диаметра 15 мм или 20 мм. Устроен он просто:

• В теле корпуса клапана проделано 2 сквозных отверстия, которые в открытом положении крана Маевского сообщается с системой отопления.
• Закрывает эти отверстия винт на резьбе с конусным наконечником.
• Через небольшое (2 мм) отверстие, направленное вверх, происходит выброс воздуха.

Для того чтобы спустить воздух из системы следует открутить винт на 1,5-2 оборота. Воздух вырывается со свистом, поскольку коммуникации находятся под давлением. Окончание выхода воздушной пробки характеризуется падением напора и появлением воды.

Обратите внимание! Кран Маевского является простым и надёжным устройством для стравливания воздушных накоплений. Он не засоряется, не ломается, поскольку не имеет движущихся деталей. Его конструкция проста и надёжна.

На рынке можно найти несколько разновидностей крана Маевского, которые одинаковы по устройству, но отличаются способом регулирования запорного винта. Бывают:

• с удобной рукояткой для откручивания руками;
• с обычной головкой под плоскую отвёртку;
• с четырехгранной головкой под специальный ключ.

Для взрослого человека принцип откручивания запорного винта значения не имеет. Однако в доме, где есть дети, безопаснее использовать устройства, которые следует откручивать специальным приспособлением. Открутив обычный кран с удобной рукояткой, ребёнок может ошпариться кипятком.

Автоматический кран

Автоматический клапан для сброса воздуха устроен по принципу поплавковой камеры, конструкция включает:

• вертикальный корпус диаметром 15 мм;
• поплавок внутри корпуса;
• пружинный клапан с крышкой, который соединён и регулируется поплавком.

Работает автоматический воздушный клапан для отопительной системы без участия человека. В нормальном состоянии, когда воздух в системе отсутствует, поплавок прижат давлением жидкого наполнителя к крышке клапана. Крышка при этом плотно закрыта.

По мере накопления воздуха в теле клапана, поплавок опускается вниз. Как только он опустится до критической отметки, открывается пружинный клапан и стравливает наружу воздух. Под давлением носителя в системе пространство вновь заполняется жидкостью. Поплавок поднимается, закрывая крышку пружинного клапана.

Когда в коммуникациях отсутствует теплоноситель, поплавок лежит на дне клапана. По мере наполнения системы воздух выходит из крана непрерывным потоком, пока теплоноситель не достигнет поплавка.

Обратите внимание! Небольшое количество воздуха присутствует под крышкой автоматического крана постоянно. Это является нормой и никак не отражается на работе.

Различают следующие конфигурации автоматических воздушных клапанов для отопления:

• с вертикальным воздушным выбросом;
• с боковым выбросом воздуха (через специальный жиклёр);
• с нижним подключением;
• с угловым подключением.

Для дилетанта конструктивные особенности автоматического крана не имеют значения. Однако для профессионала разница для выбора между устройствами есть.

• устройство с жиклёром и боковым отверстием в эксплуатации надёжнее, чем автоматический клапан с вертикальным воздушным выбросом;
• клапан с нижним подключением эффективнее улавливает воздушные пузырьки, чем клапан с боковым монтажом.

Если конструкция крана Маевского не претерпевает изменений уже много лет, то устройство автоматических клапанов постоянно совершенствуется и дополняется.

Производители предлагают автоматические клапаны с дополнительными устройствами:

• с мембраной для защиты от гидроударов;
• с отсекающим клапаном, для удобства демонтажа устройства во время отопительного сезона;
• мини-клапаны.

Обратите внимание! Недостатком автоматического клапана является его быстрое загрязнение. Накипь, мусорная взвесь забивают внутренние, движущиеся части устройства. Это приводит к ослаблению эффективности его работы или полному выходу из строя.

Автоматические воздушные клапаны для отопления нуждаются в частом осмотре и очистке. К несомненным достоинствам данных устройств относят возможность их установки в труднодоступных местах.

Место установки клапана

В отопительной системе есть точки, где воздух собирается обязательно. Так, краны Маевского в квартире следует установить на каждом радиаторе. Во многих современных моделях радиаторов устройства для стравливания воздуха устанавливают на этапе изготовления сами производители.

Обратите внимание! Если у вас классические радиаторы, то воздушный клапан следует установить в верхней его части, которая расположена напротив подключения.

Так вы самостоятельно всегда сможете контролировать нормальную работу ваших батарей отопления и не зависеть от желания работников ЖЕКа или настроения соседей сверху.

Точки для установки кранов сброса воздуха:

• радиаторы, змеевик в ванной комнате верхняя часть;
• верхняя точка трубопровода;
• система безопасности отопительного котла в индивидуальных коммуникациях;
• на гидравлическое разветвление;
• на коллекторы общей распределительной гребёнки;
• на любые П-образные петли в коммуникациях, в верхней точке;
• на компенсаторы в пластиковых отопительных системах.

Следует понимать, что воздух скапливается всегда в верхней части коммуникаций. Воздушная пробка может встать в изгибе пластиковой трубы, если монтаж осуществлён с ошибками и произошла температурная деформация.

Самый простой способ избавиться навсегда от пробки в трубопроводе – это врезать в трубу тройник. На свободный вертикальный отвод тройника (диаметр которого подбирается соответственно) устанавливают клапан для сброса воздуха.

Как выбрать воздухоотводчик: советы специалистов

• Кран Маевского эффективно работает только в месте естественного скопления воздуха. Он не может самостоятельно улавливать воздушные пузырьки в проходящем потоке, поскольку не оборудован воздушной камерой. При врезке крана в водопровод дополнительно стоит вмонтировать воздушную камеру. Для этого достаточно установить патрубок.
• Стоит обратить внимание на проверенных производителей. Не стоит доверять китайским изделиям: при низкой цене и привлекательной внешности такие устройства работают недолго и не подлежат ремонту.
• При покупке устройства не пренебрегайте конструкциями с дополнительным отсекателем, которая позволит снять кран в любой момент без отключения системы.

Перед покупкой лучше изучить таблицы с характеристиками, которые предоставляют производители отопительного оборудования.

Источник http://greypey.ru/sistema-vozdushnogo-otopleniya-doma/

Источник http://otopleniesam.ru/alternativnoe-otoplenie/vozdushnoe-otoplenie/sistemy-vozdushnogo-otopleniya-chastnogo-doma.html

Источник http://infotruby.ru/fitingi/vozdushnyj-klapan-otopleniya

Источник