Як зробити ефективне повітряне опалення будинку своїми руками?

Повітряне опалення будинку – система обігріву, при якому нагріте повітря циркулює в трубопроводі, рівномірно розподіляючи теплову енергію по всій будівлі. Це більш ефективна альтернатива електричному або водяному способу опалення за канадською технологією. Система повітряного опалення може бути інтегрована з вентиляційної, забезпечені фільтрами складовими, кондиціонерами і зволожувачами.

Методика повітряного опалення

Повітря – досить продуктивний теплоносій. Самий спрощений приклад системи повітряного опалення – звичайний тепловентилятор. Невелике приміщення даний механізм здатний прогріти за кілька хвилин. Але щоб організувати повітряне опалення заміського будинку, потрібно використання більш серйозного обладнання.

Технологія процедури дії системи обігріву за допомогою повітря полягає в наступному. Теплогенератор гріє повітряні маси, які потрапляють в приміщення будівлі через систему труб. Тут повітряні потоки змішуються з повітряним простором кімнат, тим самим підвищуючи температуру. Остиглий повітря спрямовується вниз, звідки надходить в спеціальний трубопровід і по ньому вдруге направляється в теплогенератор для підігріву.

Дана система опалення приватного будинку має на увазі застосування спеціально розробленої терморегуляції, при якій повітря спочатку нагрівається до необхідної температури, а потім передає своє тепло в приміщення, зігріваючи всі об’єкти навколо. Розігрів повітряних мас відбувається без посередників у вигляді системи труб і батарей, тому тут нераціональні тепловтрати просто відсутні.

Подібне опалення, зазвичай, використовується для будівель каркасної конструкції, які широко поширені в Канаді, звідки і з’явилася назва технології. Справа в тому, що каркасні будови, на відміну від цегельних будівель, не здатні ефективно утримувати тепло від радіаторів, а обігрів за допомогою повітря формує прийнятний мікроклімат з невеликими фінансовими витратами.

Переваги та недоліки системи

У порівнянні з класичним водяним опаленням повітряна система має безліч переваг. «Сантехнік Портал» виділив основні з них:

  1. Високий ККД. Ефективність контурів обігріву повітряними потоками може досягти приблизно 90%, тоді як ККД водяного опалення близько 65%.
  2. Можливість включити або виключити обладнання в будь-який час року. Припинення функціонування системи обігріву навіть в період найбільш сильних заморозків не виведе обладнання з ладу. Включити систему обігріву будівель повітрям можна в будь-який момент.
  3. Низька експлуатаційна вартість. Не потрібно купувати паливо і встановлювати дороге устаткування: труби, радіатори, запірну арматуру, перехідники тощо.
  4. Можливість об’єднання системи опалення, вентиляції та кондиціонування. Слідство Сполучених дає можливість підтримувати в будові комфортну температуру протягом будь-якого сезону.
  5. Невисока інерційність системи. Даний фактор дозволяє реалізувати досить-таки швидкий нагрів житла.
  6. Можливість монтажу допоміжного обладнання, яке застосовується для підтримки оптимального мікроклімату: іонізатори, фільтри, зволожувачі, стерилізатори і т.д. Дозволяє підібрати комбінацію пристроїв, які відповідають потребам мешканців конкретного будинку.
  7. Гранично рівномірний нагрів кімнати без локальних зон підігріву, що виключає можливість виникнення температурних перепадів і їх наслідки – поява небажаної конденсації водяної пари.
  8. Універсальність. Повітряний обігрів можна застосовувати для створення комфортних умов в приміщеннях будь-якої площі, що знаходяться на якому завгодно рівні.

Якщо система опалення повітрям влаштована правильно, то приміщення прогрівається дуже швидко і ефективно. Температура в приміщенні регулюється за допомогою різноманітного автоматичного обладнання, яке регулює роботу нагрівального приладу.

У підсумку в заміському будинку завжди тепла, комфортна атмосфера, а витрати на опалення скорочуються. Використовувати систему повітряного опалення простіше. Повітроводи не засмічувати так часто, як труби водяного обігріву, отже, їм рідше потрібно чистка. Зі зрозумілих причин власники повітряного опалювання не стикаються з проблемами виникнення протікання, заморозки і пошкодження обладнання, якщо взимку котел припинив роботу.

Слід також оцінити і недоліки, якими володіє повітряне опалення котеджу:

  1. Серед особливо відчутних слід позначити енергозалежність установки. Так, при відключенні електрики
    система обігріву припинить функціонування.
  2. Організувати подібну систему в уже спорудженому котеджі досить трудомістким, та й не завжди можливо. Не можна просто зняти труби і батареї, а на їх місце встановити повітроводи і грати, так як при облаштування повітряного опалення базується на зовсім інших принципах.
  3. Масивні повітроводи займуть набагато більше простору, та й виглядати поруч зі стінами вони будуть не дуже привабливо. Тому їх, як правило, мають у своєму розпорядженні за підвісними стелями, закривають фальш-панелями і т.д.

За фактом для подібної переорганізації обігріву буде потрібно грунтовний капітальний ремонт і навіть перебудова всієї будівлі. Крім цього, конструкція передбачає часте технічне обслуговування і спостереження.

Перш, ніж приступити до розбивання стін, потрібно здійснити серйозні інженерні розрахунки. Тому облаштовувати в котеджі повітряне опалення бажано на етапі його зведення. А всі необхідні підрахунки проводяться ще під час проектування будівлі. В цьому випадку можна обзавестися зручною, надійною і високоефективної опалювальною системою.

Різновиди систем повітряного обігріву

Існує кілька типів організації повітряного опалення, з кожним з видів варто ознайомитися всім, хто планує облаштувати подібну конструкцію у власному заміському будинку.

Основні типи повітряного опалення:

  • підлоги система;
  • підвісна система;
  • з природною циркуляцією;
  • з примусовою циркуляцією;
  • прямоточная система;
  • рециркуляційна система;
  • з частковою рециркуляцією.

Розберемо основні особливості кожного типу.

За місцем розташування повітроводів системи обігріву можна класифікувати на дві групи:

  1. Підлогове. Характерною рисою такої системи вважаються поміщені в підлогу або інтегровані в плінтус висновки повітропроводів. В кінцевому підсумку утворюється досить дієвий розподіл нагрітих повітряних потоків, що надходять в нижній сектор кімнати. Розігрівшись повітря спрямовується на верх, завдяки чому відбувається досить стрімке змішування повітряних потоків і будівля нагрівається швидше.
  2. Підвісне. Така система має на увазі присутність інтегрованих в стельові перекриття або стіни повітропроводів, висновки яких знаходяться строго в верхньому секторі приміщення. зазвичай під стелею. Основним недоліком підвісного розташування є більш низька, ніж нагорі, температура повітря у самої підлоги. Теплий повітряний потік швидше й інтенсивніше гріє саме верхній сектор кімнати, тоді як стать залишається прохолодним. Тому підвісні системи застосовуються рідко.

Природна повітряна циркуляція

Гравітаційна (природна) система застосовується лише в компактних спорудах. Вона характеризується інерційністю, а основним її позитивним моментом є незалежний контур. Він може дієво функціонувати без монтажу додаткових електричних пристроїв, тому виникає економія на обладнанні.

Природна система має на увазі переміщення повітряних мас за наступною схемою:

  1. Тепле повітря від теплового джерела розширюється, і коли стає легше, поширюється.
  2. Тепле повітря зменшує тиск, і в простір, що утворився затягуються холодні маси.
  3. Холодні маси підігріваються, і цикл повторюється з першого пункту.
  4. Потрапляють в будинок теплі маси витісняють холодний потік.
  5. Обігрів відбувається до тих пір, поки працює нагрівач.

Значний недолік гравітаційного повітряного опалення полягає в обмеженому радіусі дії. Варіюється він в діапазоні 8-10 м.

Примусове повітряне опалення

При експлуатації примусової різновиди повітряного обігріву повітря забирається ззовні, тому відбувається його регулярне очищення.

Подібне опалення житла здійснюється з використанням зовнішнього джерела енергії для створення необхідної інтенсивності циркуляції. Принцип дії примусової схеми полягає в наступному:

  1. Основним вузлом опалення вважається вентилятор, який потрібно встановлювати під нагрівачем.
  2. У вентилятор надходить розігрітий теплогенератором повітря, де очищається від сміття і мікробів.
  3. Крізь ґрати вентилятора повітряні потоки йдуть в повітроводи і обігрівають кімнати. Повітроводи потрібно утеплити, якщо в подальшому планується установка кондиціонера, інакше буде накопичуватися конденсат.

Попри те, що необхідний монтаж додаткового обладнання, зокрема, вентилятора, ця система в результаті стає більш економічною. За рахунок збільшення швидкості повітрообміну конструк
ція затягує з приміщення охлоджений повітря досить високої температури. Він просто не встигає охолонути до мінімальних значень. На його вторинний підігрів витрачається в рази менше енергії, що приносить в цілому істотну економію коштів.

За способом теплообміну всі повітряні опалювальні системи підрозділяються на три різновиди:

  • Прямоточний варіант. Принцип дії гранично простий. У нижній частині будівлі, зазвичай в підвалі, ставиться нагрівальний механізм, який зігріває надходить в нього повітря. Потім підігріті повітряні потоки по воздуховодам направляються в обігріваються кімнати. Потім, пройшовши через них, виводяться на вулицю. Так тепло витрачається не тільки на опалення приміщення, а й у прямому сенсі на обігрів вулиці. Тому прямоточний варіант вважається найменш ефективним і витратним.

Основна перевага подібної установки – повна вентиляція опалювального будівлі, тому її застосовують в промислових спорудах, де необхідна хороша вентиляція. При цьому система доповнюється обладнанням для рекуперації. Наприклад, теплообмінником, що дозволяє використовувати частину теплової енергії, що виходить назовні, для обігріву припливних повітряних мас. Так експлуатаційні витрати виходить трохи зменшити.

  • Рециркуляционная система. Розігрів кімнати відбувається з при наявності замкнутого циклу. Спочатку повітряні потоки прогріваються теплогенератором і переміщаються по трубах всередину приміщення. Тут повітря плавно охолоджується і опускається до підлоги, де розміщуються входи відвідних повітропроводів. Потрапивши в них, охолодити повітряна маса пересувається до генератора тепла, де знову піддається нагріву і цикл повторюється.

Подібна схема вважається найбільш ефективною, тому що втрати тепла майже виключаються. Її основним мінусом вважається низька якість повітря, циркулюючого усередині обігріваються будівель. З цієї причини вона зазвичай застосовується для обігріву виробничих або складських приміщень. Якщо подібна схема використовується в житлових котеджах, в обов’язково необхідна установка додаткового обладнання – іонізатора і зволожувача.

  • Схема з частковою рециркуляцією. Дана конструкція дає можливість усунути основний недолік рециркуляционной схеми – низька якість повітря. Для цього в неї приєднується допоміжне вентиляційне обладнання, яке захоплює зовнішнє повітря і підмішує його в необхідних співвідношеннях до повітряних мас, що циркулює всередині будівлі.

Система характеризується граничною гнучкістю і може функціонувати в декількох режимах: як вентиляційна, як опалювальна або як комбінована опалювально-вентиляційна. При цьому вона здатна забирати будь-необхідний обсяг повітря, зігрівати або навіть охолоджувати його до необхідної температури. Система з частковою рециркуляцією є найбільш оптимальною для організації повітряного обігріву в приватному будинку.

Джерела теплової енергії

Джерела тепла для повітряного опалення бувають трьох видів:

  1. Земля-повітря. Грунт нижче точки промерзання цілий рік зберігає високу температуру, і чим глибше він залягає, тим вона вища. Дане тепло можна використовувати постійно, якщо опустити горизонтальний колектор і кілька глибинних зондів.
  2. Повітря-повітря. Типовим представником системи такого опалення є канальні кондиціонери. Їх принцип дії грунтується на виході гарячого повітря з теплового насоса і подальшому його переміщенні в усі кімнати по взаємопов’язаним воздуховодам.
  3. Вода-повітря. Таке джерело тепла застосовується в разі неглибокого залягання грунтових вод. При експлуатації подібного комплексу необхідно викопати колодязь, а в нього опустити зонд-теплообмінник. Дану схему використовують, коли поруч з будовою є незамерзаючий водоймище, оскільки вся суть процесу зав’язана на стабільному доступі до води. Це робить використання подібної системи опалення дуже рідкісним.

Список обладнання для повітряного обігріву

Щоб організувати ефективну систему обігріву будинку за допомогою повітря, необхідно встановити необхідне обладнання:

  1. Теплогенератор. В його ролі може виступати водяний калорифер, газовий повітронагрівач, теплова гармата або сонячний радіатор. Один з даних приладом стане джерелом теплової енергії.
  2. Теплообмінник. Функція цього механізму – підігрів повітря, в ньому не дозволяється змішування теплоносія з газом. Він також іменується рекуператором і економайзером. Його монтаж є обов’язковим для великих систем.
  3. Повітроводи. За ним прогріті повітряні потоки подаються в окремі приміщення. Випускаються квадратного, прямокутного і круглого перерізу, представлені вони в певних типорозмірах. Їх поєднання один з одним не представляє нічого складного, тому монтаж можна здійснювати самостійно.
  4. Фільтр, який виступає в якості освіжувача і зволожувача, може підтримувати чистоту повітря.
  5. Автоматична система відстеження температури в спорудженні, вона контролює роботу теплогенератора.
  6. Кондиціонер. Впроваджується в систему і використовується в літній період.

У конструкції теплогенератора також є: пальник, камера згоряння і калорифер. Прохолодне повітря потрапляє в теплообмінник з-під вентилятора. Енергія виділяється в камері згоряння, за рахунок неї здійснюється підігрів повітря в теплообміннику. Пальник може спалювати будь-яке паливо незалежно від того, який вид теплообмінника застосовується в опалювальній системі. При необхідності пальник можна замінити.

Як розрахувати повітряний обігрів?

Перед розрахунком, необхідно врахувати деякі важливі фактори, що впливають на правильність обчислень:

  1. Втрати тепла вираховуються окремо для кожного приміщення.
  2. Аеродинамічний розрахунок потрібно зробити для всієї опалювальної системи.
  3. Вибір потужності і виду нагрівача залежить від розрахункових втрат тепла.
  4. Кількість одержуваного повітря обчислюється в залежності від потужності нагрівача.
  5. Знадобиться точно розрахувати перетин повітряних каналів.

На точність розрахункових даних також будуть впливати:

  • товщина стін і їх матеріал;
  • кількість мешканців, які будуть постійно знаходитися в будинку;
  • кількість віконних прорізів і їх загальна площа;
  • потужність і тепловіддача додаткових джерел тепла.

Характеристики розрахунку знаходяться в залежності також від того, чи буде вводитися вентиляційна система чи ні, тому далі розглянемо обидва варіанти.

Розрахунок опалення без вентиляції. Для обчислення втрат тепла через стіни, вікна, дах і підлоги застосовується наступна формула:

Q = 1 / R * (t в – t н) * S, де

R – опір теплопередачі огорожі конструкції, тобто стіни, вікна, підлоги або покрівлі (м? * ° С / Вт); tв – температура внутрішнього повітря; tн – температура зовнішнього повітря; S – площа огородження конструкції.

Щоб скористатися цією формулою, спочатку необхідно з’ясувати опір теплопередачі. Для розрахунку використовується така формула:

R =? /?, де

? – товщина конструкції (м); ? – коефіцієнт теплопровідності матеріалу, Вт / (м * ° С).

Коли будуть обчислені втрати тепла всіх огороджень, показники слід скласти і вирахувати величину оптимальної потужності опалювальної системи, при якій можна компенсувати втрати тепла через стіни, підлогу, вікна та покрівлю.

За полегшеною методикою розрахунків прийнято вважати, що на 1 кв.м. цілком вистачає 40Вт потужності котла. Однак для кожного окремого регіону країни необхідно застосовувати приватний коефіцієнт. Наприклад, для північних регіонів він становить 1,5-2. Якщо у будівлі стандартна висота стель, рівна 2,5-2,7 метра, то при розрахунках можна дотримуватися таких значень: на 10 кв.м. – 1 кВт.

Розрахунок опалення з вентиляцією. В цьому випадку до отриманої вище величиною потрібно додати теплову енергію, яка буде витрачатися на прогрів припливного повітря. Обчислюється вона за такою формулою:

Q = c * m (t в – t н), де

m – маса припливного повітря (кг); с – питома теплоємність повітряної сміли (Вт / (кг * ° С)). Коефіцієнт дорівнює 0,28.

Як зробити повітряне опалення своїми руками?

Після отримання всіх необхідних розрахунків, можна починати підготовку до установки обраної системи, адже повітряне опалення приватного будинку своїми руками організувати не так складно. Спочатку потрібно промальовувати схему приблизного проходження повітроводів і їх зав’язки між собою.

Намалювавши приблизний порядок підключення системи, краще його обговорити з професіоналами, навіть якщо вже є особистий досвід в цій справі, щоб людина з боку дав об’єктивну оцінку і знайшов приховані вади, які можуть привести до виникнення в процесі експлуатації обладнання вібрації, протягу і стороннього шуму.

Досвідчений експерт може посприяти з вибором відповідної моделі теплогенератора, який зможе забезпечити прогрів повітря до необхідної температури і не перегрівався при посиленій діяльності. Якщо агрегат д
осить великий, для нього краще виділити окрему прибудову, прилеглу до будинку.

Теплові генератори бувають двох типів:

  • Стаціонарні. Вони зазвичай використовують газове паливо, через значних габаритів і в цілях техніки безпеки повинні встановлюватися виключно в окремих приміщеннях. В основному їх застосовують для обігріву величезних будівель, так само часто їх розміщують в заводських цехах.
  • Мобільні. Зручні тим, у кого є дачі і заміські котеджі, вони більш компактні, ніж стаціонарні аналоги. Їх камера згоряння ізольована, але для забезпечення безпеки дані конструкції потрібно розміщувати в приміщенні з вбудованою системою димовидалення. Такий тип також відомий як Калориферні.

Процес самостійного монтажу обладнання для повітряного опалення складається з декількох етапів:

  1. Встановити котел і теплообмінник. Перший монтується майже завжди в підвальному приміщенні. Його газову версію підключати самостійно заборонено, це повинно бути узгоджено з відповідними службами.
  2. Виконати в стіні приміщення, де стоїть теплообмінник, отвори для виведення рукава воздухоотвода.
  3. З’єднати теплообмінник з яка подає трубою повітря.
  4. Встановити під камеру згоряння вентилятор. Підведення до його зовнішній стороні зворотної труби.
  5. Виконати розведення воздухоотводов і їх кріплення. Зазвичай, вони вибираються з круглим перетином, для нього потрібно підібрати спеціальні кронштейни.
  6. Підключити подають канали та зворотний воздуховод, утеплити їх.

Облаштувати систему своїми руками відносно легко, а ось здійснити правильно все розрахунки навряд чи вийде. Можливі помилки призведуть до зниження ефективності конструкції, постійним протягам і інших неприємних наслідків. Тому краще отримати професійно підготовлений проект і при бажанні втілити його в життя самостійно.

Повітряне опалення будинку – ефективний і вигідний спосіб обігріву, який відрізняється більшою продуктивністю, в порівнянні з традиційними водяними і газовими системами. Повітряна система обігріву дозволяє значно підвищити якість життя в приватному будинку. Такий варіант опалення відноситься до числа найбільш безпечних, економічних, надзвичайно довговічних і надійних систем. Тому воно стає все більш затребуваним.

Ссылка на основную публикацию