Традиционная водяная система передает тепловую энергию в комнаты с помощью воды или антифриза (антифриза). Но есть и другое решение — отопление дома чистым воздухом, при котором воздух в комнатах нагревается напрямую, без водопровода и радиаторов отопления. Поскольку эту тему активно продвигают заинтересованные производители отопительных приборов, мы решили выяснить, чем воздушное отопление лучше (или хуже) классического и можно ли его установить своими руками.
Варианты воздушного обогрева
Итак, наша задача — нагреть воздушную массу и доставить ее в помещение загородного коттеджа или квартиры. Как можно организовать воздушное отопление:
- От камина, дровяная печь.
- Используйте системы VRF, работающие на фреоне. Проще говоря, инверторные кондиционеры, воздушные тепловые насосы.
- Установить комбинированную систему кондиционирования котел + чиллер + фанкойлы.
- Устройте воздушное центральное отопление (сокращенно ЦО) совмещенное с вентиляцией частного дома. В качестве источника тепла используйте электрический обогреватель или газовый воздухонагреватель.
Веранду с большой застекленной площадью удобно отапливать горячим воздухом, обдуваемым с пола.
Внимание. Последний вариант часто используется в американских и канадских каркасных домах. Отопление — газовая плита.
Несколько другая схема используется для обогрева / охлаждения больших производственных цехов. Помещения оборудованы 2 сетью каналов, один приточный и один вытяжной. Оба соединяются в центральный кондиционер, состоящий из следующих блоков:
- 2-3-ступенчатые фильтры очищают воздушные массы перед их вводом в здание и выпуском наружу;
- Теплообменник №1 нагревает поток горячей водой из котельной;
- Теплообменник № 2 охлаждает воздух совместно с охлаждающим устройством;
- Рекуператор с перекрестными пластинами (или роторный) забирает тепло из потока дымовых газов и отдает его потоку сырья, экономя 50 … 80% энергоресурсов;
- увлажняющий агрегат;
- Центробежные вентиляторы нагнетают поток через секции центрального кондиционера и далее через воздуховоды.
Почему мы описали дизайн промышленной приточно-вытяжной установки? Чтобы вы сразу поняли: построение полноценной системы отопления + вентиляции + воздушного охлаждения — задача сложная и дорогостоящая. Но как владелец загородного дома вы можете рассмотреть все способы отопления, выбрать самый простой и дешевый или вернуться к водной схеме — теплые полы, радиаторы.
Промышленная серия газовых обогревателей
Как организовать печное отопление
Важным преимуществом каждого обогревателя является то, что он одновременно нагревает воздух и окружающие поверхности интенсивным инфракрасным излучением. Нет необходимости в радиаторах или трубопроводах охлаждающей жидкости.
Объяснение. Печи с водяным змеевиком или камины можно использовать для обогрева 2 или 3 небольших комнат. Змеевик подключается к гравитационной или замкнутой системе с помощью насоса.
Как использовать печь для отопления чистым воздухом:
- На одну комнату хватит чугунного или стального камина.
- При отоплении 2 или 3 комнат площадью до 40 м² в перегородке между комнатами следует встраивать кирпичную печь соответствующей конструкции.
- Соорудить печь в жилом доме непросто. Если у вас нет строгих эстетических требований, вы можете построить печь с камерой сгорания и прикрепить к ней конвекционные вытяжки и подключить вентиляционные каналы.
Печь чугунная с воздуховодами и керамическим теплоаккумулятором на дымоходе
Вариант №3 предполагает установку воздуховодов в соседние помещения и установку канальных вентиляторов, способных выдерживать температуру транспортируемой среды 100-150 ° С. Воздух также может перемещаться по воздуховодам сам по себе, но это слишком медленно, и воздуховоды должны иметь уклон вверх. Посмотрите на видео ниже, как устроена такая система воздушного отопления.
Первые два варианта хорошо известны, но не всегда применимы:
- поставить печь в квартире вообще нереально;
- Даже большая русская печь не может покрыть площадь более 50 квадратных метров (на одном этаже), поэтому она подходит для обогрева дачи или небольшого дома;
- Фундамент плюс кирпичная печь создается на этапе строительства или ремонта здания;
- Металлические камины занимают много места и опасны для маленьких детей (ожоги).
Чугунную печь можно установить своими руками — это несомненный плюс. Но такая жара тоже будет, отсюда и неудобства: частая зарядка, запах дерева и дыма в гостиной, пыль. Автор фильма поступил мудро, разместив камин в отдельном очаге.
Одна вещь, которую мы не рекомендуем, следуя совету домашнего пивовара, — это установка гофрированных алюминиевых вентиляционных каналов. Такие трубы создают большое аэродинамическое сопротивление, значительно замедляя поток. Лучше использовать оцинкованные швеллеры.
Первоначальное приложение. Печи на твердом топливе — дешевый вариант воздушного отопления, имеющий свои плюсы и минусы. Подходит для небольших построек — дачи, гаражи, теплицы.
Применение кондиционеров и тепловых насосов
Как известно, современные сплит-системы могут работать в режиме отопления, потребляя в три раза меньше энергии, чем обычный электрокотел той же мощности. Поэтому вполне практичное решение — покупка и установка инверторного кондиционера в каждом помещении.
Ссылка. Почему инвертор? Компрессор в таких «переключателях» не останавливается и при этом не замерзает на морозе. Кондиционер успешно нагревает воздух на улице до -5 ° C, дальше КПД заметно падает.
Преимущества этой системы очевидны:
- отсутствие батарей, труб, котлов и других отопительных приборов;
- относительная простота установки;
- эстетичный вид внутреннего блока;
- режим охлаждения летом;
- возможность установки в квартирах.
Отопление с помощью кондиционеров является экономически выгодным в южных регионах, где температура редко опускается ниже -15 ° C. Северные «шпагаты» используются только в переходный период — весной и осенью.
Другие недостатки отопления сплит-системой:
- Придется поставить кондиционеры во всех комнатах, что недопустимо в коттеджах 2-3 этажа. Многовариантная система VRF будет стоить больше, чем такое же количество отдельных охладителей / нагревателей.
- Устройство «умеет» чистить, сушить и изменять температуру воздушного потока. Редкие модели адаптированы к наружному воздуху. Так что надо делать отдельную вентиляцию.
- Во время работы наружного блока кондиционера сквозь стену слышен шум вентилятора и гудение компрессора.
Проблема КПД при низких температурах решается тепловым насосом «Воздуходувка», КПД которого поддерживается до -30 градусов мороза. Конструкция и принцип работы такие же, как у сплит-системы, отличия заключаются в больших размерах и цене. Если наружный блок установлен на земле и на расстоянии 2-3 м от здания, шум блока будет неслышным.
Краткое заключение. Системы VRF — хорошее решение для квартир и небольших домов южных районов. Тепловые насосы тоже можно установить в северных широтах, но здесь важна стоимость устройств. При желании можно установить кондиционер самостоятельно.
Комбинированные многозональные системы
В этом случае все же используется теплоноситель, поэтому система называется комбинированной. Как работает такое оборудование:
- В каждой комнате есть блок воздушного отопления / охлаждения — четырехтрубный фанкойл, похожий на внутренний блок кондиционирования воздуха.
- По одной паре труб в устройства подается теплоноситель от котла. Горячая вода проходит через теплообменник, нагнетаемый вентилятором, который нагревает воздух в помещении.
- Когда требуется охлаждение, автоматика переключает фанкойл на вторую пару труб, по которым холодная вода поступает из чиллера.
- Пользователи в комнатах могут устанавливать разную температуру воздуха, но охлаждение и обогрев нельзя включать одновременно. Отсюда и второе название системы кондиционирования — многозонная.
Внимание. Чиллер — это разновидность холодильного оборудования, предназначенного для охлаждения жидкостей. Обычно он располагается на открытом воздухе под крышей или на открытом пространстве (в зависимости от проекта).
Внутри здания используются различные типы фанкойлов — настенные, канальные, напольные, потолочные. Все зависит от пожеланий и эстетических требований хозяина дома. Агрегаты канального типа могут быть установлены внутри вентиляционных каналов для нагрева / охлаждения приточного воздуха.
Схема подключения кассетных, канальных и напольных фанкойлов к чиллеру и котлу
Преимущества мультизональных воздушных систем
- Применяется в больших зданиях на 20 и более комнат — административных и жилых зданиях, складах и т. Д .;
- может работать с принудительной вентиляцией коттеджа;
- любой теплогенератор для отопления воздуха — твердотопливный котел, газ, электричество, дизельное топливо
- Трубы с хладагентом (теплоносителем) занимают мало места, воздушные блоки можно легко встроить в потолок, повесить на стену или спрятать за облицовкой;
- Закрытые террасы с большими эркерами можно обогревать внутрипольными конвекторами или настенными фанкойлами;
- возможность регулирования температуры в отдельных помещениях, дистанционное управление.
Считаем, что схема котел + фанкойл + чиллер наиболее универсальна, эстетична и удачна в эксплуатации. Конечно, самостоятельно такое воздушное отопление сделать нельзя, в этом его недостаток. Необходимо произвести расчеты, подобрать оборудование, установить, отрегулировать … Без знания азов выполнить эту работу очень сложно.
Вот еще несколько отрицательных моментов:
- высокая цена климатических агрегатов;
- Котел и чиллер — довольно большие устройства, занимающие 2–3 м² полезной площади;
- Вся система зависит от электричества, и в случае отключения электричества подача тепла будет прекращена.
Выводы. Мультизональная комбинированная система — лучший способ обогреть квартиру. Однако реализация потребует значительных вложений.
Отопление, совмещенное с вентиляцией
Это классический метод отопления зданий воздухом, применяемый на заводах с прошлого века. После этого производители начали выпускать небольшие аналоги промышленных вентиляционных устройств для установки в частных домах. Система очистки также была упрощена благодаря менее строгим требованиям к чистоте воздуха.
Пошагово объясним принцип работы системы вентиляция + отопление:
- Источником тепла является плита, обычно газовая. Внутри установлены горелка, воздушный теплообменник, вентилятор и электронный блок управления.
- Первая сеть каналов, распределяющих нагретый воздух по помещениям, направлена от топки. Диффузоры, решетки и другие воздухозаборники вводят потоки воздуха в помещения (обычно в верхнюю зону).
- Вторая сеть воздуховодов собирает загрязненный / охлажденный воздух из нижней зоны комнат в общий коллектор, подключенный к обогревателю ниже по потоку.
- После прохождения коллектора отработанный воздух очищается через сетчатый или ячеистый фильтр, а затем направляется в теплообменник, где он нагревается горелкой.
- Электроника контролирует безопасную работу газового воздухонагревателя, поддерживает температуру на выходе и сообщает о загрязнении фильтров.
Типовая схема отопления рециркуляционным воздухом. Отопительный прибор — плита и кондиционер с канальным внутренним блоком.
Добавление. Поскольку обогреватель осушает воздух, в приточный воздуховод обычно устанавливают автоматический увлажнитель с электронным гигрометром. Второй размещается на воздуховоде возвратного воздуха для измерения расхода влаги.
Воздухонагреватель является шумным прибором, поэтому его необходимо устанавливать в отдельном помещении. Отвод продуктов сгорания осуществляется через обычный или концентрический дымоход (в зависимости от конструкции отопительного прибора). Дымоходы из оцинкованной стали можно установить разными способами
- Через подвал или цокольный этаж;
- скрытые в полах и деревянных потолках;
- на чердаке;
- Вертикальные каналы проходят по стенам и обшиваются облицовочными материалами.
Под гипсокартоном проходят большие вентиляционные каналы.
Температура приточного воздуха достигает 40 … 45 ° С, а скорость воздуха в воздуховодах 4-5 м / с. Более высокая скорость недопустима, так как это создаст дополнительный шум. В данном случае диаметр главного коллектора составляет 300 мм, мы приняли типичный расход 1000 м³ / ч, хотя он может быть больше.
Закономерный вопрос: зачем нагревать воздушные массы до 40 ° C, если дома достаточно 22 ° C? Ответ заключается в том, что система отопления должна компенсировать два типа потерь тепла — через строительные конструкции и потребление энергии для обогрева притока — потому что вентиляция необходима в любом случае. Поэтому доводим воздух до температуры 20-24 ° С (для компенсации потерь в доме), а затем прогреваем до 40-45 ° С.
Выводы. Схема вентиляция + отопление — самая хлопотная и затратная. Строение необходимо подготовить заранее — еще на этапе проектирования — иначе каналы будут проходить прямо через комнаты. Эффективность во многом зависит от того, как вентилируется здание, о чем мы поговорим позже.
3 способа воздухообмена
Это подводит нас к трем типам вентиляции, из которых три:
- Описанный выше метод называется полной рециркуляцией. Тот же воздух направляется печкой или кондиционером, обновления нет или организовано иным образом. Например, воздушный поток обеспечивается за счет створок в стенах, а естественный поток воздуха обеспечивается за счет вертикальных оконных стекол в стенах.
- При частичной рециркуляции воздух в помещении разбавляется на 30-50% от общего объема. Столько же загрязненных газов выбрасывается наружу. Естественная вентиляция исключена, воздухообмен осуществляется системой с механической индукцией, никаким другим способом пропорции не регулируются.
- Прямой поток. Весь воздух подается снаружи, нагревается и направляется в помещения. Выхлопная система полностью выбрасывает загрязненные воздушные массы наружу.
Первый тип воздухообмена работает, когда воздух нагревается дровяными печами, кондиционерами и фанкойлами. Этот метод экономит энергоресурсы, но качество воздушной среды остается под вопросом, так как оно зависит от работы естественной вентиляции.
Второй вариант — это компромисс между более чистой домашней средой и экономией энергии. Частично освежаем микроклимат в помещении, но при этом теряем тепло с удаленным воздухом.
Прямое воздушное отопление. Во избежание установки в комнатах вентиляционных каналов использовались 2 теплогенератора: газовая плита (в подвале) и электронагреватель на чердаке.
Третья схема дает нам полностью свежий воздух, но заставляет тратить максимальное количество топлива на обогрев притока. Чтобы тепло не выбрасывалось на улицу, были изобретены рекуператоры (утилизаторы) — устройства, которые собирают тепло из потока дымовых газов и возвращают его в приток. В зависимости от условий окружающей среды и конструкции рекуператора в доме остается 50 … 80% тепла, а радиатор потребляет меньше энергии.
Вентиляция в сочетании с воздушным отоплением работает по одной из двух последних схем — частичная рециркуляция или прямоточная с рекуперацией тепла. Последний вариант наиболее затратный, так как помимо канальной сети и воздухонагревателя необходимо приобретать пользовательский теплообменник.
Какое отопление лучше – воздушное или водяное
Главный аргумент в пользу варианта воздушного отопления — отсутствие радиаторов под окнами, отсутствие трубопроводов и общее посредничество в виде теплоносителя. Но даже это утверждение не выдерживает критики — водяной теплый пол тоже полностью скрыт, и еще есть посредник — сам воздух.
Объяснение. При отоплении сплит-системой или тепловым насосом посредником выступает фреон, меняющий агрегатное состояние. Тепло к фанкойлам подается водой или антифризом, в других случаях энергия переносится воздушными массами.
Предлагаем сравнить водяное отопление с воздушным отоплением, основываясь на рекламе:
- Система HE имеет более высокий КПД. Это неправда, эффективность одинакова, пока оба теплогенератора работают на одном и том же топливе. Исключение составляют кондиционеры, которые потребляют 300 Вт электроэнергии для выработки 1 кВт тепла.
- ОН можно выключить в середине зимы, ничего не промерзнет, трубы не лопнут. Верно, но и сеть радиаторов, залитых антифризом, не подвергнется заморозкам.
- Низкие эксплуатационные расходы HE. Это касается печей, кондиционеров, фанкойлов, а также водяных систем. При обогреве вентиляцией потребуется очистить скрытые каналы от пыли, бактерий. Операцию проводит специализированный техник.
- Для воздушного отопления не нужно будет покупать дорогую запорную арматуру, трубопроводы, батареи, гребни. Правда, оцинкованные воздуховоды дешевле сантехники. Но швеллер Ø300 мм (эквивалент — квадрат 200 х 350 мм) надо куда-то проложить, зашить. Стоимость установки будет высокой.
- ОН быстрее нагревает комнаты. Неправда, ведь воздух быстро нагревается, а окружающие предметы остаются холодными. Обе системы требуют одинакового времени для полного прогрева.
- Наряду с воздушными системами используются дополнительные устройства для обработки, увлажнения и ионизации воздуха. Качество воздуха улучшается. Правда, теплые полы или радиаторные системы не очищают атмосферу в вашем доме.
Остальные аргументы неубедительны. Пример: любую комнату на любом этаже можно отапливать воздухом. Непонятно, что мешает проложить 2 трубы на 20 этаже и разместить там обогреватели или фанкойлы. Вместо этого предлагается протащить туда огромный вентиляционный канал.
Все плюсы и минусы подробно расскажет известный эксперт Виктор Сухоруков в своем видео:
Заключительные выводы
Нельзя сказать, что воздушное отопление лучше водяного по всем параметрам. Напротив, самый главный критерий для пользователя — цена — воздушная система явно проигрывает. Самый дешевый метод — отопление дровяной печью, но область его применения ограничена. В квартире есть только кондиционеры, а иногда и фанкойлы. Водяное отопление остается самым универсальным и надежным вариантом для частного дома; воздушное отопление применяется в исключительных случаях.
