Как сделать воздушное отопление частного дома своими руками

Основные элементы отопительной системы

Прежде чем делать воздушное отопление дома своими руками, необходимо просмотреть все элементы, узлы и значимые детали конструкции.

Устройства для прогрева потоков воздуха

Оборудование предназначается для нагревания потоков до нужной температуры. Применяются источники тепла, которые прогревают массы, пропуская их через теплообменник с подогретым паром, или разогревают потоки внутри нагревательного элемента.

Используются 4 типа теплогенераторов для системы воздушного отопления:

  1. Топливные системы прямого нагрева, где потоки прогреваются вследствие сгорания какого-либо топлива. Это может быть уголь, дизельное топливо, дрова, к данному типу относится воздушное газовое отопление – сгорая, газ прогревает воздух, который транспортируется посредством воздуховодов по помещениям.
  2. Электрические агрегаты с прямым нагревом представляют собой мощные тепловентиляторы, монтируемые к воздуховодам.
  3. Агрегаты косвенного нагрева. Система предполагает обустройство теплообменника, где постоянно циркулирует горячая жидкость. Прогрев жидкости осуществляется любым известным способом, а как вариант, можно рассмотреть подключение теплоносителя от центральной системы водоснабжения.
  4. Комбинированная система. Это универсальный вариант, в котором сочетаются несколько типов прогревания воздуха, например, жидкостный и электрический варианты. Комбинированная система подходит для обустройства в частных домах. В этом случае помещения будут обогреваться даже при отключении электрического питания.

Каналы для транспортировки масс воздуха

Воздуховоды являются обязательным элементом системы. По ним теплоноситель поступает в помещение и возвращается обратно для подогрева. Чаще всего обустраивается круговой контур транспортировки, обладающий большим функционалом, чем однотрубные схемы.

Выполняется круговая конструкция из двух магистральных трубопроводов, изготовленных из оцинкованного металла. Одна магистраль подающая, вторая – обратная. К трубам подсоединяются воздуховоды меньшего сечения, которые прокладываются в комнатах. Гибкие воздуховоды должны быть герметизированы, утеплены. Для герметизации используется алюминиевый скотч, для утепления фольгированные теплоизоляторы толщиной в 25-30 мм. Магистрали тоже нужно изолировать фольгированными утеплителями толщиной в 3-10 мм.

Вентиляторы

Канальные вентиляторы нужны для принудительной транспортировки потока подогретого воздуха. Монтаж на подающей и обратной магистрали, подбирается с учетом возможности регулировки, работы на разных оборотах, стойкости к перепадам напряжения, плавности запуска в работу. Технические параметры агрегатов должны точно соответствовать конкретной системе отопления, чтобы поддерживать напорную производительность всего оборудования.

Решетки и диффузоры для распределения потоков

К этим элементам подключаются все воздуховоды, расположенные в помещении. Решетки, диффузоры нужны для обеспечения системы кондиционирования и отопления путем равномерного перемешивания воздушных потоков. В продаже предлагаются модели настенного, напольного типа с регулируемыми и нерегулируемыми жалюзи.

Заслонки и клапаны внутриканальные

Детали важны для обеспечения пропускной способности всей конструкции. Заслонки дроссельные фиксируются в подающих магистралях, чтобы регулировать потоки воздуха в разные комнаты. Клапаны нужны для разных участков воздуховодов, например, приточный элемент требуется для регуляции притока воздуха с улицы.

Оборудование для подготовки воздуха

Обустраивая самодельное воздушное отопление, совмещенное с кондиционированием, систему нужно оборудовать фильтрами. Это могут быть угольные, механические или электростатические приборы, очищающие потоки воздуха от примесей. Также схема дополняется ионизаторами, увлажнителями и другими типами агрегатов.

Автоматические системы управления

Чтобы упростить координацию работы всей схемы, рекомендуется подобрать блок управления. Выбор осуществляется по типу функционала отопления, позволяет контролировать работу приборов, менять программу действий, распределять воздушные потоки по зонам в зависимости от нужд пользователя.

О системе воздушного отопления

Отопление воздушного типа отличается высоким качеством и надежностью. Конструкция включает следующие элементы:

  1. Генератор теплового вида (работает на воде, необходим для нагревания воздушных масс в помещении)
  2. Оборудование, которое напоминает стандартный вентилятор (главная функция — передача тепла в нужный участок комнаты)
  3. Воздуховоды — специально разветвленные каналы (направляют нагретый воздух в нужное помещение).

Многие люди знают, что такое деревенская печка. Для обогрева помещения необходимо подготовить дрова и затопить печь. Подобным образом работает воздушная система отопления. Нагретый воздух разносится по всему помещению и греет всю комнату.

Также бывает принудительная циркуляция теплого воздуха. Для этого используются специальные вентиляторы. Данный способ требует наличия электрической энергии.

Методы проведения циркуляции:

  1. Подача свежего воздуха извне.
  2. Циркуляция прямоточного вида (затратный метод, не рекомендуется для жилых помещений).
  3. Закрытый цикл.

В СВО отсутствуют радиаторы. Принцип действия: тепловой генератор греет воздух, а не жидкость.

Виды СВО представлены в таблице.

Разновидность Описание
Гравитационные Принцип действия:

1. Поднятие теплого воздуха вверх.

2. Растекание воздушных масс по потолку и дальним стенам.

3. Охлаждение воздуха и опускание его вниз.

Таким образом, создается круговорот без дополнительных приспособлений. Данную систему можно назвать классикой.

Достоинства метода: отсутствие шума, высокая надежность, экономичность.

Принудительные Способ нагревания воздушных масс — при помощи вентилятора. Также теплый воздух может подаваться по системе воздуховодов. Следующий этап — часть воздуха возвращается для повторного нагревания, оставшаяся часть поступает на улицу.

Воздуховоды изготавливаются из листовой оцинковки и специального гофра. В качестве утеплителя используется теплоизолятор (самоклеящийся материал). Между собой детали соединяются хомутами или скотчем.

Виды воздуховодов:

  1. Гибкие.
  2. Жесткие.
  3. Круглые (имеют минимальное значение аэродинамического сопротивления)
  4. Квадратные (изготавливаются в виде коробов).

КПД принудительного отопления равен 90-99%. Многие современные котлы имеют КПД, находящийся в диапазоне от 85 до 95%.

Воздушное отопление обладает естественной циркуляцией (теплый воздух поднимается вверх, а холодный остается снизу). Подтвердить это можно следующим образом: при открытии входной двери в зимнее время года холодный воздух проходит по полу, а теплый выходит сверху.

Проблемы, которые могут возникнуть при неправильном расчете системы отопления:

  1. Наличие шума или стука во время работы.
  2. Появление в комнатах сквозняка.
  3. Перегревание теплоносителя.

Воздуховоды могут изготавливаться из пластика. Главное условие — расположение от пожароопасных мест. Места расположения воздуховодов: под потолком, внутри стен

Важно монтировать специальные решетки для вентиляции в потолке

Виды воздушного отопления

Для того чтобы сконструировать систему воздушного отопления в собственном частном доме необходимо выбрать между двумя способами ее монтажа – двумя схемами организации циркуляции воздуха:принудительной и гравитационной.

  1. Первая требует установки в конструкцию вентилятора, который бы принуждал разогретый теплогенератором газ под давлением циркулировать в воздуховодах. Его устанавливают под нагревателем независимо от типа системы. Воздух, засасываемый вентилятором, проходит предварительную очистку от пыли, грязи и микробов. Обратно он возвращается сквозь решетки вентиляции или обратные воздуховоды.
  2. Вторая схема, функционирующая под действием гравитации с естественным движением воздушных масс, работает по принципу изменяющейся плотности воздуха. Ее главным плюсом является независимость от электроснабжения, ведь ней нет вентилятора работающего от электроэнергии. Но такая система не очень устойчива и движение теплого воздуха может быть затруднено обычным сквозняком. В такой схеме нагрев одного и того же помещения не равномерен так теплые потоки без контроля всегда стремятся к потолку а холодные к полу.

Особенности прямоточной системы обогрева

Конструкции, использующие прямоток наиболее популярны при самостоятельной организации обогрева в собственном доме. Принцип их действия прост – вентилятор гонит воздушный поток сквозь калорифер и дальше по воздуховодам во все помещения.

Выходя из транспортных коробов теплый газ, нагревает атмосферу каждой комнаты и уходит через вентиляцию или обратную шахту. Такая схема работы считается наиболее чистой, но она не лишена и своих минусов. Прежде всего – это существенная доля нерациональных трат энергии.

Рециркуляционная система обогрева. Нюансы

Эта конструкция отличается повышенной экономичностью. Работает она следующим образом – воздух, подогретый калорифером, расходится по вентиляционным каналам во все комнаты дома.

Там он отдает свое тепло пространству помещения и объектам в нем, а сам охлаждается, компенсируя потери тепла, и движется в обратном направлении к источнику энергии, что бы снова нагреться и повторить цикл своего движения.

Разумеется, гигиеничность этой схемы вызывает вопросы, ведь вредные вещества вместе с газом движутся по замкнутому кругу, постоянно возвращаясь в комнаты дома. Поэтому рециркуляционное движение подходит только в случае отсутствия необходимости в вентиляции помещения.

Варианты воздушного отопления

Система воздушного отопления (СВО) – это система отопления, в которой отсутствуют радиаторы. Теплогенератор греет непосредственно воздух, а не жидкость. СВО в частном доме условно делятся на:

  1. Гравитационные.
  2. Принудительные.

Гравитационный принцип

Тёплый воздух от печи поднимается вверх, растекается по потолку и у дальних стен, охлаждаясь, опускается вниз. Создаётся круговорот воздуха без каких-либо дополнительных устройств. Это – классическая система, предшественница водяного и парового отопления.

Гравитационная система распределения горячего воздуха

Сегодня она тоже применяется, только изменились котлы, нагревающие воздух. На смену «Русской печи», пришли – Булерьян, Печь Бутакова и другие.

Система хороша простотой. Она не создаёт шума, сквозняков, экономична, надёжна.

Минус её в том, что тепло сосредоточено в помещении, где находится печь.

Принудительный принцип

Воздух нагнетается с помощью вентилятора. Это может быть воздушная пушка, перемешивающая большие объёмы воздуха, в больших помещениях.

Другой вариант – тёплый воздух подаётся в соседние комнаты по системе воздуховодов.

После чего, часть воздуха возвращается в систему для повторного нагрева, а часть выводится на улицу.

При помощи рекуператора, установленного на выходе, тёплый воздух, до того, как покинуть дом, нагревает входящий холодный поток. Свежего воздуха поступает 15 – 20%. Рекуператор – вещь полезная, но не обязательная. При низкой цене на топливо, он может окупиться только через 7 – 10 лет (Примерная стоимость рекуператора по России – 17 – 27 тыс. руб.)

Чтобы специфические запахи не разносились по всему дому, выходы воздуха на улицу можно устроить в кухне и туалете.

Сравнение естественной системы отопления и принудительной с рекуперацией

Важная составляющая системы – это воздуховоды. Их делают из листовой оцинковки, специального гофра и т. п. Утеплитель – самоклеющийся теплоизолятор. Между собой соединяются хомутами или специальным армированным скотчем. Воздуховоды могут быть:

  • гибкими (гофра), или жёсткими;
  • круглыми, или квадратными.

У круглых – минимум аэродинамического сопротивления. Диаметр 10 – 20 см.

Квадратные делают в виде коробов.

Если планируется установка кондиционера, воздуховоды нужно хорошо утеплить, чтобы не скапливался конденсат.

Принцип работы рекуператора

Воздух, который снова и снова циркулирует по дому, требует фильтрации. Можно установить сменный фильтр, а можно – электронный, который не нуждается в замене, а только в уходе. Стоить это удовольствие будет около 20 тыс. руб.

КПД принудительного воздушного отопления высок – около 90 – 96%. Правда, большинство современных котлов отопления, имеет уровень КПД от 85 до 95%.

Цена данной системы воздушного отопления частного дома тоже не является преимуществом, поскольку со всеми дополнениями, система стоит практически столько же, сколько обычное водяное отопление.

Если забор воздуха установить вверху комнаты,- воздух будет чище (он там более загрязнён); если внизу – экономия топлива (возле пола воздух остывший).

Плюсы

  • Возможность объединить вентиляцию и отопление (хорошо там, где кондиционирование необходимо);
  • Нет воды – нет размораживания системы и протечек;
  • Быстрый нагрев и остывание (Хорошо например, когда большой перепад дневной и ночной t, но это – и недостаток. Дверь открыли – тепло улетучилось).

Минусы системы

Сложности монтажа. Если дом не был спроектирован под воздушное отопление зачастую его сложно реконструировать.

Требуется установка сети гофры и фильтров.

Всё это нужно декоративно обыграть, или спрятать в фальшь-потолок, что скрадывает высоту комнат.

Приточные накопители могут стать отличным местом обитания микро-жизни. Пыль, конденсат и микроорганизмы накапливаются там, хоть и не очень быстро, но всё-таки. Раз в 5 -7 лет воздуховоды нужно будет хорошо почистить и обработать от клещей, а делать это непросто, недёшево и неприятно.

И не забудьте, что за электроэнергию, которая нужна на работу вентилятора, тоже нужно платить, а если свет отключили – нужен резервный источник питания.

Воздуховод до и после очистки

Кроме того, если ошибиться в расчётах, то можно столкнуться со следующими неприятностями:

  • Шум;
  • Сквозняки;
  • Скопление волос и пыли в не продуваемых углах;
  • Перепад t (голове – жарко, ногам – холодно);
  • Даже, хорошо отрегулированная схема движения потоков, может быть нарушена простым открытием двери.

Преимущества и недостатки систем воздушного отопления

К преимуществам систем воздушного отопления относятся следующие:

Высокий уровень коэффициента полезного действия (на уровне 90%);
В схеме отопления нет промежуточных передаточных элементов (труб, радиаторов и т.п.);
Отопительная воздушная система может быть объединена с климатической системой, что для жилых помещений весьма важно, так как, таким образом, может поддерживаться необходимый микроклимат внутри помещения;
Возможность быстрого обогрева помещения за счет малой инерционности.

Имеются и недостатки систем воздушного отопления:

  • Эффективное воздушное отопление должно монтироваться в процессе строительства самого частного дома;
  • Система воздушного отопления довольно требовательна в отношении регулярного технического обслуживания;
  • Постоянная потребность в электропитании требует предусмотреть возможность резервного источника электроснабжения;
  • Невозможность модернизации такой системы в процессе эксплуатации.

При естественной (гравитационной) отопительной системе циркуляция нагретого воздуха происходит из-за изменения удельной плотности воздуха при изменении его температуры. Такая схема в меньшей мере зависит от электроснабжения, но, в то же самое время, имеет существенные недостатки.

Схема гравитационной системы воздушного отопления

Любые сквозняки или другие потоки холодного воздуха из-за открытого окна или двери вызывают нарушение циркуляции потоков воздуха в помещении. Это приводит к тому, что пространство под потолком перегревается, а рабочая часть помещения – охлаждается.

Схема работы принудительной схемы воздушного охлаждения

Принудительная схема воздушного охлаждения предусматривает применения вентилятора. Распределение нагретого воздуха происходит по воздуховодам, созданным этим вентилятором давлением.

Такой вентилятор устанавливается под камерой сгорания и, очищая отобранный из помещений воздух от пыли, различных посторонних запахов и микробов, подает его в нагретый теплообменник.

После теплообменника нагретый воздух по воздуховодам подается в помещение. Возвращается в теплогенератор воздух через вентиляционные решетки или по обратным воздуховодам.

Проектирование и расчет системы воздушного отопления

  • Мощность воздухонагревателя. Она должна быть достаточной для того, чтобы помещение получило достаточный обогрев при учете компенсации тепловых потерь;
  • Скорость подачи нагретого воздуха ;
  • Теплопотери через стены, полы, потолки, окна и двери помещения;
  • Диаметр воздуховодов. К этому относится расчет аэродинамических характеристик системы. Целью такого расчета служит определение размера потери воздушного напора.

Последствиями неправильного расчета системы могут стать:

  • Перегрев теплонагревателя;
  • Вибрация и шум при работе;
  • Сквозняк в помещениях.

После того, как все предварительные вопросы были рассмотрены, необходимо определить место установки воздухонагревателя. Общая инструкция по этому поводу отсутствует. Теплый воздух обычно подводится посредством припотолочной вентиляционной системы.

Теплоноситель (теплый воздух) через вентиляционные решетки доставляется ко всем помещениям через специальные воздуховоды. Ими служат смонтированные рукава.

Выходы таких воздуховодов проектируются в полу или внизу помещения возле пола. Сами решетки воздуховодов следует проектировать в местах, где люди будут находиться чаще всего.

Совет. При проектировании обязательно следует учитывать качество вентиляционной системы. Через нее в помещение ведется подача свежего воздуха

При расчетах следует принимать во внимание, что это порядка 25% общего притока воздуха в помещение

Одно из прогрессивных решений теплонагрева при организации такой системы – это солнечное воздушное отопление

В этом случае при расчете системы принимают во внимание среднее число солнечных дней в году

На основании этих данных принимают решение о количестве нагревательных элементов – солнечных коллекторов для отопления дома .

Эти элементы устанавливаются на крышах и стенах зданий и сооружений. Для них могут возводиться специальные конструкции. Преимущества такого решения – выгодная цена и возможность самостоятельного монтажа

Преимущества и недостатки систем воздушного отопления

К преимуществам систем воздушного отопления относятся следующие:

Высокий уровень коэффициента полезного действия (на уровне  90%);
В схеме отопления нет промежуточных передаточных элементов (труб, радиаторов и т.п.);
Отопительная воздушная система может быть объединена с климатической системой, что для жилых помещений весьма важно, так как, таким образом, может поддерживаться необходимый микроклимат внутри помещения;
Возможность быстрого обогрева помещения за счет малой инерционности.

Имеются и недостатки систем воздушного отопления:

  • Эффективное воздушное отопление должно монтироваться в процессе строительства самого частного дома;
  • Система воздушного отопления довольно требовательна в отношении регулярного технического обслуживания;
  • Постоянная потребность в электропитании требует предусмотреть возможность резервного источника электроснабжения;
  • Невозможность модернизации такой системы в процессе эксплуатации.

При естественной (гравитационной) отопительной системе циркуляция нагретого воздуха происходит из-за изменения удельной плотности воздуха при изменении его температуры. Такая схема в меньшей мере зависит от электроснабжения, но, в то же самое время, имеет существенные недостатки.

Схема гравитационной системы воздушного отопления

Любые сквозняки или другие потоки холодного воздуха из-за открытого окна или двери вызывают нарушение циркуляции потоков воздуха в помещении. Это приводит к тому, что пространство под потолком перегревается, а рабочая часть помещения – охлаждается.

Схема работы принудительной схемы воздушного охлаждения

Принудительная схема воздушного охлаждения предусматривает применения вентилятора. Распределение нагретого воздуха происходит по воздуховодам, созданным этим вентилятором давлением.

Такой вентилятор устанавливается под камерой сгорания и, очищая отобранный из помещений воздух от пыли, различных посторонних запахов и микробов, подает его в нагретый теплообменник.

После теплообменника нагретый воздух по воздуховодам подается в помещение. Возвращается в теплогенератор воздух через вентиляционные решетки или по обратным воздуховодам.

Проектирование и расчет системы воздушного отопления

  • Мощность воздухонагревателя. Она должна быть достаточной для того, чтобы помещение получило достаточный обогрев при учете компенсации тепловых потерь;
  • Скорость подачи нагретого воздуха;
  • Теплопотери через стены, полы, потолки, окна и двери помещения;
  • Диаметр воздуховодов. К этому относится расчет аэродинамических характеристик системы. Целью такого расчета служит определение размера потери воздушного напора.

Последствиями неправильного расчета системы могут стать:

  • Перегрев теплонагревателя;
  • Вибрация и шум при работе;
  • Сквозняк в помещениях.

После того, как все предварительные вопросы были рассмотрены, необходимо определить место установки воздухонагревателя. Общая инструкция по этому поводу отсутствует. Теплый воздух обычно подводится посредством припотолочной вентиляционной системы.

Теплоноситель (теплый воздух) через вентиляционные решетки доставляется ко всем помещениям через специальные воздуховоды. Ими служат смонтированные рукава.

Выходы таких воздуховодов проектируются в полу или внизу помещения возле пола. Сами решетки воздуховодов  следует проектировать в местах, где люди будут находиться чаще всего.

Одно из прогрессивных решений теплонагрева при организации такой системы – это солнечное воздушное отопление

В этом случае при расчете системы принимают во внимание среднее число солнечных дней в году

На основании этих данных принимают решение о количестве нагревательных элементов – солнечных коллекторов для отопления дома.

Эти элементы устанавливаются на крышах и стенах зданий и сооружений. Для них могут возводиться специальные конструкции. Преимущества такого решения – выгодная цена и возможность самостоятельного монтажа

Недостатки

Воздушное отопление коттеджа не лишено определенных недостатков:

  1. Прокладка эффективных воздушных схем возможно только на этапе возведения здания. В процессе его эксплуатации сделать это весьма затруднительно.
  2. Воздушное отопление дома по канадской методике нуждается в постоянном квалифицированном обслуживании.
  3. Подобный обогрев полностью зависим от наличия электричества, поэтому приходится обзаводиться резервным источником электроснабжения.
  4. По ходу эксплуатации усовершенствование и доработка системы невозможна.

Естественное гравитационное отопление работает по принципу изменения удельной плотности воздушных масс, что достигается их нагреванием: как результат, теплый воздух начинает двигаться вверх, а холодный – вниз. В этом случае наличие электричества не является обязательным условием, что очень удобно. Недостатками таких схем является их чувствительность к сквознякам и другим потоках охлажденного воздуха, которые возникают при открывании дверей или окон. Подобные явления могут нарушать эффективность циркуляции воздушных потоков внутри жилища, из-за чего участки возле потолка нагреваются, а рабочая часть остается охлажденной.

Частью воздушного отопления загородного дома являются специальные вентиляторы, с помощью которых нагретый воздух равномерно распределяется по всему объему помещения. Для этих целей используются специальные воздуховоды. Местом установки такого вентилятора выступает участок возле камеры сгорания. Также в системе имеются специальные фильтры для удаления из отобранных из комнаты воздушных потоков пыли, микроорганизмов и неприятных запахов. После очистки воздух попадает внутрь нагретого теплообменника, после чего по специальным воздуховодам двигается по всему дому. Забор охлажденных потоков осуществляется через вентиляционные отверстия, оснащенные решетками.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector