Как сделать воздушное отопление в частном доме

Содержание:

Наряду с традиционным водяным отоплением с помощью радиаторов в частном строительстве все большее распространение получают системы воздушного обогрева. Особенно актуален обогрев воздухом в частных коттеджах большой площади и этажности или там, где требования к интерьеру помещений повышены. В первом случае традиционные системы теряют эффективность, а во втором не допускается установка батарей. В данном материале мы раскроем тему, каким способом можно устроить воздушное отопление в частном доме своими силами.

С чего начать?

Воздушное отоплениеЗадумку с воздушным обогревом рекомендуется выполнять поэтапно, тщательно проверяя свою работу, потому что цена ошибки слишком велика. Конечно, лучше всего это делать на стадии проектирования жилища, но при желании это можно реализовать и на готовом объекте. Последовательность такая:

  • Выполнение расчетов тепловой мощности, потребной на обогрев дома.
  • Выбор воздушной отопительной системы.
  • Разработка схемы.

Пройдя эти этапы, вы выйдете на подбор и приобретение оборудования, а после перейдете к монтажным работам, которые сможете выполнить своими руками или с помощью специализированных организаций.

Совет. По результатам своей работы рекомендуется проконсультироваться со специалистами, занимающимися проектированием подобных систем. Это поможет прояснить многие нюансы, а также проверить свои расчеты.

Расчет воздушного отопления

Прежде чем выполнять расчет, следует знать, что воздушное отопление можно совместить с вентиляцией. От этого будет зависеть и ход вычислений, но в любом случае сначала определяются тепловые потери через наружные стены, окна, кровлю и полы для каждого помещения. Для этого используется формула, приведенная для стены:

Qстены = 1/Rстены х (tв – tн) х Sстены, где:

  • Rстены – сопротивление теплопередаче, (м2 ºС / Вт);
  • Sстены – площадь стены в пределах рассматриваемого помещения, м2;
  • tв и tн – соответственно, температура внутреннего и наружного воздуха.

Эта же формула применяется и для вычисления теплопотерь окон и прочих ограждающих конструкций. Зная материалы, из которых построены или будут строиться эти конструкции, просчитывается сопротивление теплопередаче R для каждой из них:

R = δ / λ, здесь:

  • δ – толщина конструкции в метрах;
  • λ – коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м · ºС). Данная величина – справочная, ее нетрудно найти в технической литературе.

Как сделать воздушное отоплениеПолученные значения для всех строительных конструкций, ограждающих помещение от внешней среды, складываются и получаем величину тепловой мощности отопительной системы для компенсации потерь сквозь эти конструкции. Если надо произвести расчет воздушного отопления, совмещенного с системой вентиляции, то к полученной величине прибавляется тепловая энергия, затрачиваемая на прогрев приточного воздуха. Ее рассчитывают по формуле:

Qвент = cm (tв – tн), где:

  • Qвент – энергия, уходящая на подогрев приточного воздуха, Вт;
  • m – масса приточного воздуха, кг;
  • tв и tн – температура внутреннего и наружного воздуха;
  • с – удельная теплоемкость воздушной смеси, равна 0.28 Вт / (кг ºС).

Чтобы выполнить дальнейший расчет системы воздушного отопления, надо узнать массу воздушной смеси m (кг). Для этого сначала определяется ее количество в м3, после чего умножается на плотность, ее значения при разных температурах приведены в технических справочниках. Количество приточного воздуха для жилых комнат принимается по их объему, что соответствует кратности обмена 1 раз в час.

Системы воздушного отопления

Котел с воздушным отоплениемЛюбое воздушное отопление частного дома, сделанное своими руками, можно условно разделить на местное и централизованное. К первому виду относятся все аппараты, подогревающие воздушную среду в пределах одной комнаты. Это электрические тепловентиляторы, сплит – системы, местные приточные установки и прочие подобные устройства. Централизованные системы характеризуются наличием одного источника тепла, — котла. Производимая им энергия передается теплоносителю и распределяется по комнатам различными способами (с помощью воздуховодов или труб с теплоносителем).

По способу нагрева система воздушного отопления частного дома может быть нескольких видов:

  • с полной рециркуляцией;
  • с частичной рециркуляцией;
  • прямоточная;
  • прямоточная с рекуперацией тепла.

Принцип, по которому работает схема рециркуляционного отопления, заключается в том, чтобы пропускать через электрический или другой нагреватель воздушную среду помещения без добавления свежего воздуха извне. Примером такого нагревателя может служить та же сплит – система, тепловентилятор или фанкойл централизованной установки.

Примечание. Исключением являются кондиционеры и фанкойлы с функцией подмешивания приточного воздуха.

Если хозяин жилища хочет использовать отопление с полной рециркуляцией, то о вентиляции в здании придется побеспокоиться отдельно. Обычно в такой ситуации применяется приточно-вытяжная вентиляция с естественным побуждением. Частичная же рециркуляция позволяет объединить эти две системы – отопления вентиляции – в одну. При этом устройства, подогревающие воздушные массы внутри, захватывают часть воздуха с улицы, очищают его, нагревают и смешивают с рециркуляционным. Тогда о дополнительном притоке беспокоиться не нужно, надо только обеспечить дополнительную подачу тепловой энергии на подогрев наружного воздуха, происходящий в воздушных системах отопления.

Схема воздушного отопления

При прямоточной схеме необходимое количество воздушной смеси извне нагревается в теплообменнике вентиляционной установки и подается внутрь, при этом вытяжная система просто выбрасывает отработанный воздух наружу. Температура притока рассчитывается таким образом, чтобы поступающей с ним тепловой энергии хватало на компенсацию потерь через наружные ограждения. Например, если в комнате требуется температура 20 ºС, то прямоточная система отопления нагреет приток до 25—30 ºС, чтобы компенсировать теплопотери.

Воздушное отопление в доме

Примером прямоточных систем могут служить местные приточные агрегаты, встраиваемые в стены или котлы воздушного отопления, тепло от которых расходится по дому с помощью воздуховодов. Учитывая, что прямоток – не самое экономичное решение, то для отбора теплоты у вытяжного воздуха стали использовать теплообменники – рекуператоры, в них происходит передача энергии от вытяжного потока приточному, в результате чего на подогрев последнего затрачивается на 50—60% меньше теплоты.

Воздушные тепловые насосы для отопления

В последние годы стало актуальным использование тепловых насосов в качестве источников тепла вместо котельных установок. Это касается установок, извлекающих тепловую энергию из окружающей воздушной среды, чья стоимость становится все более доступной.

Для справки. Существуют геотермальные тепловые насосы, использующие энергию земли, но их стоимость в наше время нельзя назвать доступной.

 

Работа теплового насоса

Принцип, по которому осуществляется отопление дома воздушным насосом, весьма схож с работой сплит – системы на обогрев. На самом деле воздух, чья температура выше абсолютного нуля, содержит в себе тепловую энергию, поэтому данный аппарат отбирает ее, охлаждая воздушные массы на улице еще сильнее. Полученное тепло передается внутреннему воздуху и распределяется по жилищу. Нельзя не отметить, что данный метод – наиболее эффективный среди всех существующих. Затраты электроэнергии, идущие на работу вентиляторов и компрессора, составляют только третью часть от количества тепла, извлекаемого из воздушной среды. Поэтому тепловой насос для отопления коттеджа – самое лучшее решение, хотя и самое дорогостоящее.

Статья в тему: Как самостоятельно сделать отопление в частном доме

Заключение

После того как выбран тип системы, понадобится схема воздушного отопления вашего дома. Ее лучше разрабатывать с помощью специалистов, поскольку понадобится оптимально проложить трубопроводы и воздуховоды, а также правильно подобрать оборудование, имеющее немалую стоимость.