Воздушная система отопления: виды, типы и принцип работы

Система воздушного отопления — хорошая альтернатива традиционным способам обогрева помещений. В отличие от радиаторного обогрева, роль теплоносителя выполняет воздух, который поступает в помещение по системе вентканалов. Механизм обдува является наиболее эффективным способом отдачи вырабатываемого тепла в окружающую среду. Время, необходимое для обогрева здания, сокращается до нескольких минут. Этот вид отопительной системы можно оборудовать фильтрами, ионизатором и увлажнителем. Летом установка может кондиционировать воздух.

1. Классификация систем воздушного отопления, вентиляции
   1. Виды
   2. Типы
   1. Естественная циркуляция
   2. Принудительная циркуляция
   1. Приточный
   2. Рециркуляционный
   3. Комбинированный
   1. Теплогенераторы
   2. Воздуховоды
   3. Прочие элементы
   1. Воздушное солнечное отопление
   2. Преимущества и недостатки

   Классификация систем воздушного отопления, вентиляции

   По конструкции отопительные системы подразделяются на местные и центральные. Если классифицировать оборудование по способу подачи теплого воздуха, можно выделить системы с естественным и механическим принципом работы. Поговорим подробнее о каждом из них.

   Виды

   Местное воздушное отопление применяется локально и на ограниченный промежуток времени. Например, на несколько часов в день, чтобы быстро нагреть комнату с помощью стационарных или переносных воздухонагревателей. Подача воздуха осуществляется принудительным вентилятором или системой приточных воздуховодов. Канальные решения стоят дороже: одним прибором можно обогреть большой зал или несколько отдельных помещений.

   Типы

   В зависимости от источника тепла оборудование для воздушного отопления можно разделить на следующие типы:

   • приточно-вытяжные установки с теплообменником (водяным, паровым или электрическим калорифером);
   • сплит-системы (наружный блок + внутренние блоки), канальные кондиционеры, адаптированные к круглогодичной эксплуатации;
   • доменные печи.

   Центральные воздухонагреватели с принудительной подачей воздуха являются наиболее сложными системами, способными работать в течение всего отопительного сезона. Поддерживают возможность полной автоматизации.

   Принцип работы воздушного отопления

   Воздух как теплоноситель обладает низкой теплоемкостью по сравнению с водой. Что это значит? Он быстрее остывает, но мгновенно нагревает комнату. Выделение небольшого количества тепла может значительно повысить температуру воздуха. Это свойство носителя называется малой тепловой инерцией и позволяет за несколько минут повысить температуру в больших помещениях. В системах воздушного отопления все тепло идет непосредственно на обогрев здания.

   Оборудование для воздушного отопления частного дома

   Воздушное отопление может использоваться в качестве основной или дополнительной системы обогрева помещения. Тепло можно получать как от традиционных котлов, так и от каминов, оборудованных системой распределения горячих воздушных масс. В установках с доменной печью свежий воздух всасывается из наружного пространства здания и тщательно фильтруется. Затем поступает в доменную печь, где нагревается и через сеть каналов распределяется по всем помещениям.

   

   Рисунок 1. Воздушное отопление частного дома

   На отечественном рынке представлены как минимум три типа доменных печей:

   • безконденсационные — с одним теплообменником и КПД около 80%, с закрытой или открытой камерой сгорания;
   • конденсационные — с двумя теплообменниками и КПД до 106%, с закрытой камерой сгорания;
   • конденсационные модулирующие — с горелкой, работающей в системе регулирования «Комфортный нагрев».

   Последний тип печей позволяет горелке работать в двух положениях. Стандартная модулирующая печь включается на 2/3 ее мощности, чего вполне достаточно в осенний и весенний периоды. При увеличении потребности в тепле система автоматически переключает горелку на максимальную мощность.

   Способы циркуляции воздуха

   Принцип работы оборудования зависит от организации воздухообмена. Основные способы циркуляции воздуха — естественный и принудительный. Поговорим о каждом из них подробнее.

   Естественная циркуляция

   Циркуляция воздуха может осуществляться естественным путем либо с помощью вентиляторов. При естественном способе воздушные массы вследствие более легкого веса поднимаются наверх и по воздуховодам, расположенным под потолком, поступают помещение. Скорость воздуха незначительная: прогрев помещения осуществляется медленно.

   Принудительная циркуляция

   Принудительная циркуляция намного эффективнее. Вентиляторы ускоряют движение воздуха по каналам. Скорость нагрева регулируется за счет частоты вращения лопастей вентилятора.

   Осуществление теплообмена

   Передача тепловой энергии от одной среды другой происходит в теплообменнике. Смешения воздушных сред не происходит. Продукты горения выводятся за пределы здания через воздуховод.

   Приточный

   В данном случае отопительный процесс реализуется следующим образом:

   1. Подготовка теплоносителя происходит в теплогенераторе.
   2. Нагретая жидкость транспортируется в теплообменник.
   3. Электровентиляторы распределяют теплый воздух по помещению.
   4. Загрязненные воздушные массы выводятся через вытяжную систему.

   Объем приточного воздуха рассчитывается, исходя из кубатуры комнаты и циклов воздушного обмена.

   Рециркуляционный

   Из уже отапливаемого помещения рекуперируется значительное количество тепла. Используемый воздух не полностью удаляется за пределы здания, а возвращается к источнику тепла, где соединяется со свежим наружным воздухом и повторно нагревается. Этот процесс называется рециркуляцией тепла. Энергоэффективная технология экономит значительный объем энергии и сокращает счета за отопление.

   Комбинированный

   В данном случае в отопительной системе монтируется 2 контура. Источник нагрева может быть электрическим. В ряде случае применяется дизтопливо. За распределение воздуха отвечает электровентилятор. Комбинированную систему часто применяют для обогрева бытовых построек, производств.

   Требования к оборудованию для воздушной нагревательной системы

   Нормы проектирования системы воздушного отопления закреплены в СП 60.13330.2016 (https://docs.cntd.ru/document/456054205) и СНиП 2.04.05-91 (https://docs.cntd.ru/document/9056428). Соблюдение регламентных требований — важное условие штатного и безопасного функционирования оборудования.

   Теплогенераторы

   Теплогенератор — агрегат, вырабатывающий тепловую энергию и нагнетающий нагретые воздушные массы в комнату. Благодаря встроенному нагнетающему вентилятору устройства требуют отдельного подключения к однофазной электросети с потребляемой мощность от 200-600 Вт. Принцип работы оборудования прост. Выделяемое тепло передается теплообменнику, который согревает комнатный воздух. Нагретые воздушные массы распределяются по помещению через центральный электровентилятор и систему каналов.

   

   Рисунок 2. Теплогенератор

   Воздуховоды

   Теплый воздух подается по трубопроводу в комнаты. Каналы удобнее прокладывать в каркасных строениях. В кирпичном здании их необходимо планировать на этапе составления проекта. Магистрали устанавливаются на неиспользуемых чердаках, в полу, над подвесными потолками. Важную роль играет теплоизоляция. С этой целью используется пенополиуретан, покрытый с двух сторон алюминиевой фольгой. Свойства этого материала делают его тихим (материал глушит звуки), легким (почти в пять раз легче, чем швеллер из оцинкованного стального листа), негорючим. Потери тепла минимальны.

   

   Рисунок 3. Воздуховоды из оцинкованной стали

   Прочие элементы

   Системы воздушного отопления оснащаются собственным механическим фильтром для очищения воздуха. Производители обычно предлагают компактные, модульные картриджи с многоступенчатой фильтрацией. Для систем притока, работающих в общественных зданиях с высокими требованиями к параметрам микроклимата, используют УФ-лампы для обеззараживания воздуха.

   Сплит-система является дополнительным оборудованием и может устанавливаться позже, в зависимости от потребностей или финансовых возможностей. Кондиционер в системах отопления — это воздухоохладитель, подключенный ко второму контуру. В данном случае источником охлаждения является чиллер. Их обычно размещают вне здания в качестве наземных теплообменников, либо в качестве холодильных, компрессорных агрегатов устанавливают на земле или на крыше.

   

   Рисунок 4. Сплит система

   Увлажнитель поддерживает в помещении достаточную влажность воздуха, улучшая самочувствие и снижая электростатическую емкость оборудования и предметов. Повышенная влажность воздуха косвенно позволяет добиться большей экономии электроэнергии, благодаря снижению температуры теплового комфорта. Зимой влажный воздух дает большее ощущение тепла, нежели сухой, при одинаковой температуре в помещении.

   Оборудование и функции газового воздушного отопления

   Типовой пример теплогенератора — газовый котел, работающий от магистральной газотранспортной системы. Стандартная комплектация агрегата включает корпус, камеру сгорания, вентилятор, металлический теплообменник, горелку, вытяжки и фильтры.

   

   Рисунок 4. Газовый котел

   Расчет воздушного отопления: основные значения

   Монтаж отопительного оборудования необходимо выполнять на основании проектного решения и корректных расчетов. Крайне не рекомендовано устанавливать оборудование по типовым проектам — велик риск ошибки. Доверяйте проектирование узкоспециализированным компаниям с большим опытом работы в данной сфере.

   Системы воздушного отопления производственных помещений

   Промышленные здания зачастую отличаются большой кубатурой. Для их обогрева требуется более мощное оборудование. Дополнительно система может комплектоваться фильтрами многоступенчатой очистки для поддержания оптимальных параметров микроклимата.

   

   Рисунок 5. Воздушное отопление производственных помещений

   Воздушная система отопления частного дома: альтернатива дорогостоящему обогреву

   Воздушное отопление работает эффективнее традиционного радиаторного обогрева и составляет конкуренцию системе «теплый пол». Передача тепла окружающей среде происходит мгновенно: в результате большое помещение нагревается за несколько минут. Дополнительно система может очищать, увлажнять и ионизировать воздух.

   Воздушное солнечное отопление

   Интересная альтернатива классическим отопительным системам — применение солнечных коллекторов. Этот вид устройств оптимален для крупных производственных и коммерческих объектов. Панели монтируются на кровле здания с солнечной стороны и преобразуют энергию солнца в тепло.

   Преимущества и недостатки

   Воздушное отопление более надежно, чем водяное. Случайное отключение электричества зимой не вызовет риска замерзания труб и их повреждения. Отсутствие воды под давлением также снижает риск случайных утечек, не требует использования дорогостоящей защитной фурнитуры и не нарушает дизайн интерьера.

   Система централизованного воздушного отопления оптимальна для зданий с полезной площадью более 100 м 2 , желательно с каркасной конструкцией, где проще монтировать воздуховоды крытым способом. Для отопления подходят как одноэтажные, так и многоэтажные дома. Решение о воздушном отоплении следует принимать еще на стадии проектирования здания.

   Некоторые пользователи отмечают, что воздушная система шумит или может поднимать пыль в помещении. Эти недостатки были присущи начальным моделям оборудования для воздушного отопления помещений. Новейшие конструкции электровентиляторов и диффузоров сводят уровень шумовых помех к минимуму. Пыль устраняется фильтрами высокого класса.

   Основные схемы устройства систем воздушного отопления

   Типовое устройство воздушного отопления включает следующие элементы:

   1. Теплогенератор.
   2. Сеть воздуховодов из жаростойких материалов с тепловой и акустической изоляцией.
   3. Воздушные заслонки.
   4. Приточные и вытяжные решетки.
   5. Воздушный фильтр.
   6. Воздухозаборники.
   7. Приточно-вытяжная установка с теплообменником
   8. Вытяжка на кухне и в ванной.

   Дополнительно оборудования комплектуется системой шумоглушения.

   Оборудование для современных систем воздушного отопления

   Для построения системы используются современные устройства с переменной мощностью. Установки проектируются с акцентом на высокий комфорт использования и низкие эксплуатационные расходы. Благодаря малой инерционности системы процесс обогрева помещений занимает во много раз меньше времени, чем в водных решениях. Современные системы имеет встроенный модуль вентиляции и обмена использованного воздуха на свежий с рекуперацией тепла и удалением загрязняющих веществ. Благодаря передовой автоматизации процесс вентиляции полностью автоматизирован и адаптирован к текущим потребностям здания и погодным условиям.

   

   Рисунок 6. Современная систем воздушного отопления

   Вывод

   Работа системы воздушного отопления отличается меньшим энергопотреблением, малой аварийностью и комфортом для пользователя. Комплект оборудования может выполнять функцию обогрева, кондиционирования и вентиляции с контролем температуры и влажности. Ионизация, увлажнение и фильтрация обеспечивают оптимальный микроклимат внутри помещения.

   Источник

   Источник

   Источник

   Похожие записи:

   1. Устройство внутренних и внешних сетей отопления
   2. Как работает автоматический воздухоотводчик
   3. Как правильно установить расширительный бак в системе отопления
   4. О манометрах в системах отопления и водопровода
   Читать далее  Как сделать горячую воду в частном доме: способы организации ГВС