Отопление коттеджей: системы воздушного отопления своими руками

Расчет системы отопления дома

Расчёт систем отопления частного дома – самое первое, с чего начинается проектирование такой системы. Мы будем говорить с вами о системе воздушного отопления – именно такие системы проектирует и устанавливает наша компания как в частных домах, так и в коммерческих зданиях и производственных помещениях. Отопление воздухом имеет массу преимуществ по сравнению с традиционными системами водяного отопления – более подробно об этом вы можете прочитать здесь.

Расчет системы – калькулятор онлайн

Для чего необходим предварительный расчет отопления в частном доме? Это требуется для выбора правильной мощности необходимого отопительного оборудования, позволяющей реализовать систему отопления, сбалансировано обеспечивающую теплом соответствующие помещения частного дома. Грамотный выбор оборудования и правильный расчёт мощности системы отопления частного дома позволят рационально компенсировать теплопотери от ограждающих конструкций и притока уличного воздуха на нужды вентиляции. Сами формулы для такого расчета достаточно сложны – поэтому мы предлагаем Вам воспользоваться онлайн расчетом (выше), или заполнив анкету (ниже) – в таком случае расчет произведет наш главный инженер, и эта услуга – совершенно бесплатная.

Как рассчитать отопление частного дома?

С чего начинается такой расчет? Во-первых, требуется определить максимальные теплопотери объекта (в нашем случае – это частный загородный дом) при наихудших погодных условиях (такой расчет ведется с учетом самой холодной пятидневки для данного региона). Рассчитывать систему отопления частного дома на коленке не получится – для этого используют специализированные формулы расчета и программы, позволяющие построить расчет на основе исходных данных о конструкции дома (стен, окон, кровли и т.д.). В результате полученных данных выбирается оборудование, полезная мощность которого должна быть больше или равна рассчитанному значению. В ходе расчёта системы отопления выбирается нужная модель канального воздухонагревателя (обычно это газовый воздухонагреватель, хотя мы можем использовать и другие типы обогревателей – водяной, электрический). Затем вычисляется максимальная производительность обогревателя по воздуху – иными словами, какой объем воздуха вентилятор данного оборудования нагнетает в единицу времени. Следует помнить, что производительность оборудования отличается в зависимости от предусмотренного режима его использования: так, например, при кондиционировании производительность больше, чем при отоплении. Поэтому если в перспективе планируется использовать кондиционер, то за исходное значение нужной производительности необходимо принимать расход воздуха именно в этом режиме – если же нет, то достаточно только значения в режиме отопления.

На следующем этапе расчёт систем воздушного отопления частного дома сводится к правильному определению конфигурации воздухораспределительной системы и расчёту сечений воздуховодов. Для наших систем мы используем бесфланцевые прямоугольные воздуховоды прямоугольного сечения – они просты в сборке, надежны и удобно располагаются в пространстве между конструктивными элементами дома. Поскольку воздушное отопление является низконапорной системой, то при ее построении необходимо учитывать определённые требования, например, минимизировать количество поворотов воздуховода – как магистрального, так и оконечных веток, идущих к решёткам. Статическое сопротивление трассы не должно превышать 100 Па. На основе производительности оборудования и конфигурации воздухораспределительной системы рассчитывается нужное сечение магистрального воздуховода. Количество оконечных веток определяется исходя из количества подающих решёток, необходимых для каждого конкретного помещения дома. В системе воздушного отопления дома обычно используются стандартные подающие решётки размером 250х100 мм с фиксированной пропускной способностью – она вычисляется с учетом минимальной скорости движения воздуха на выходе. Благодаря такой скорости в помещениях дома не ощущается движение воздуха, отсутствуют сквозняки и посторонний шум.

Конечная стоимость отопления частного дома рассчитывается после окончания этапа проектирования на основании спецификации с перечнем устанавливаемого оборудования и элементов системы воздухораспределения, а также дополнительных устройств контроля и автоматики. Чтобы произвести первоначальный расчет стоимости отопления, вы можете воспользоваться анкетой на расчет стоимости системы отопления ниже:

онлайн-калькулятором

Плюсы и минусы воздушного отопления

– Универсальность: Вы получаете отопление, вентиляцию, кондиционирование, очистку воздуха «в одном флаконе» – полноценную климатическую систему, а не только обогрев воздуха в помещениях дома – Легкость, скорость, дизайн: управление производится автоматически при помощи новейших «умных» термостатов в виде новомодных электронных программируемых гаджетов; скорость нагрева обеспечивается отсутствием промежуточных звеньев (теплоносителя в трубах и радиаторах отопления) – воздух нужной температуры сразу поступает в помещения. – Высочайшая эффективность системы, достигающая 95% с конденсационными газовыми воздухонагревателями. Логистика работы и оперативное управление температурой позволяет значительно снизить общий расход энергоносителя и экономит деньги. Для сравнения, традиционные системы водяного отопления имеют энергоэффективность не более 60%. – Высочайшая надёжность при газовом нагреве. Отсутствие жидкого теплоносителя исключает протечки, воздушные пробки и разморозку. – Простота обслуживания. Достаточно своевременно чистить или менять воздушный фильтр.

Недостатки отопления воздухом:

– воздушное отопление подходит для домов площадью свыше 90 кв.м. – при меньшей площади установка нецелесообразна – монтаж воздушной системы производится до финальной внутренней отделки, поэтому оптимальный вариант – ее проектирование и установка на этапе строительства дома – воздуховоды занимают определённое пространство, что может повлечь (но не обязательно) уменьшение высоты в местах их размещения максимально до 20 см. – правильная реализация системы требует профессиональных расчётов и  разработки проекта. Хотя сборка воздуховодов может производиться своими руками, без помощи специалистов, но требует наличия определённых инструментов.

Как сделать воздушное отопление в частном доме своими руками

Проектирование и расчет системы воздушного отопления

Прежде чем монтировать воздушное отопление своими руками необходимо продумать его схему и конструкцию для конкретного частного дома. Для этого на бумаге составляется приблизительный проект такой системы.

Затем в зависимости от требований к обогреву в конкретном здании рассчитываются такие параметры, как:

• интенсивность нагнетания подогреваемого воздуха;
• оптимальная мощность теплогенерирующей установки, для обогрева помещения соответствующей площади до необходимой температуры;
• сечение воздуховодов;
• аэродинамические особенности;
• объем потерь тепла на поверхностях помещений.

Предварительную схему с полным набором компонентов, отвечающую всем требованиям желательно согласовать со специалистом во избежание каких-либо ошибок и недочетов, которые могут привести к появлению в помещении сквозняка, шума или вибрации.

Профессионалы также могут помочь подобрать оптимальную модель теплогенератора, таким образом, чтобы он обеспечивал комфортную температуру и не перегревался.

Оборудование лучше всего монтировать в отдельном, заранее предназначенном для этого помещении.

Системы воздушного отопления

Конструкции воздушного отопления бывают нескольких видов в зависимости от их параметров.

По циркуляции воздуха они бывают:

• с естественным течением воздушных масс;
• с принудительным движение воздуха под воздействием давления создаваемого вентилятором.

По размерам и масштабу:

• локальные, предназначенные для обогрева одной–двух комнат в небольшом частном доме;
• центральные – для обогрева многоэтажных зданий и больших складских или заводских ангаров.

По схеме реализации теплообмена:

• приточные, которые втягивают в помещение и обогревают уличный воздух;
• рециркуляционные, то есть один и тот же воздух движется, остывая и нагреваясь внутри помещения;
• с комбинированной рециркуляцией, когда совмещается воздух в помещении и свежий с улицы.

По расположению в помещении:

• подвесные;
• напольные агрегаты.
• Выбор теплогенератора.

Источник тепловой энергии это всегда сердце всей системы отопления, поэтому именно от его типа, мощности и конструкции зависит, комфортная температура помещений частного дома. Теплогенераторные установки бывают двух типов: мобильные и стационарные.

Первые представлены газовыми мобильными теплогенераторами, которые отличаются большими габаритами. Их применяют для обогрева больших по площади промышленных помещений, например, заводских цехов.

Вторые имеют изолированную камеру сгорания и предназначены для установки в специальных помещениях с дымоотводящей системой. Они выпускаются производителями в двух вариантах: как напольное или подвесное оборудование. Второй тип конструкции именуется калориферным, то есть выполняющим функцию обогрева только одного помещения.

Их устанавливают в загородных дачных домиках, так как такое устройство может прогреть небольшое по площади задние всего за несколько часов.

Подвесная конструкция компактна и при работе издает минимум шума. Выполнена она из плохо проводящих тепло материалов, поэтому безопасна при эксплуатации даже рядом с деревянными стенами.

Напольный агрегат значительно мощнее и больше, поэтому с помощью него можно протопить даже деревянный коттедж в несколько этажей.

Воздушные тепловые насосы для отопления

Сегодня все более актуально применение тепловых насосов вместо котлов как источников тепла в доме. Стоимость таких установок извлекающих тепловую энергию из окружающей среды становится все доступнее, хотя еще и очень далека от идеала.

Принцип такого рода отопительных приборов аналогичен работе отопительных Сплит-систем. Воздух, имеющий температуру выше абсолютного нуля, в любом случае обладает тепловой энергией, которую такой насос отбирает у него, делая его еще более холодным на улице.

Полученное таким образом тепло передается внутреннему воздуху помещения, распределяясь по всей его площади.

Это довольно эффективная система ведь затраты электричества на работу вентиляторов и компрессора являются только 1/3 от тепла, получаемого из воздуха. Поэтому тепловой насос один из лучших вариантов отопления частного дома, хотя и самый дорогой.

Оборудование для монтажа

Собственноручный монтаж системы воздушного отопления в частном доме требует покупки входящего в нее оборудования: воздуховодных коробов или жестяных труб, теплогенераторной установки, вентилятора, рукавов для забора уличного воздуха и декоративных решеток.

Использование бесплатной энергии: воздушное солнечное отопление

Солнечная энергия сегодня применяется как в промышленных масштабах, так и для жизнеобеспечения частных домов. Пользоваться этим бесплатным источником может практически каждый владелец домостроения, в частности для обогрева помещений. Финансовые затраты необходимы лишь для приобретения оборудования и установки воздушного отопления.

Система в целом достаточно проста и состоит из внешнего блока, представляющего собой плоский короб, устроенный следующим образом:

• стенки выполнены из древесных плит или фанеры;
• для изготовления дна использован профнастил, окрашенный в черный цвет. Применяемая краска должна обеспечивать интенсивное светопоглощение;
• крышка из стекла или прозрачного поликарбоната.

Воздушное солнечное отопление является эффективным и малозатратным.

Солнечная энергия нагревает воздух в коробе, который с помощью вентилятора подается в помещение. Простота конструкции и доступность материалов позволяют смонтировать систему солнечного воздушного отопления дома своими руками.

Данный вид обогрева обладает неоспоримыми достоинствами:

• низкой себестоимостью;
• высокой эффективностью;
• отсутствием опасности перегрева или переохлаждения (материал изготовления термоустойчив, отсутствие жидкости исключает проблему замерзания).

Располагать коллектор следует на крыше с южной стороны, где максимально концентрируется солнечная энергия. Солнечное воздушное отопление не может обеспечить обогрев помещения на протяжении всего сезона. Оно скорее может стать дополнением к основному отоплению. Однако в весенне-осенний период вполне обеспечит потребности, при этом значительно уменьшив финансовые затраты на теплоносители.

Солнечные коллекторы для отопления дома: (прочитать подробнее)

Особенности организации системы отопления своими руками

Подключение отопления в частном доме своими руками начинается с монтажных работ по установке и обвязке котла. Если мощность прибора не превышает 60 кВт, его разрешается монтировать в кухонном помещении. Для более мощных теплогенераторов потребуется специальная котельная. Нагревательные приборы с открытой камерой сгорания, рассчитанные на сжигание разных видов топлива, нуждаются в хорошем притоке воздуха. Кроме того, потребуется дымоход, чтобы отводить продукты горения. Чтобы вода двигалась естественным образом, патрубок обратки котла должен находиться ниже, чем уровень батарей на первом этаже.

При установке теплогенератора необходимо учитывать минимально допустимые расстояния до стен и прочих приборов. Чаще всего эти указания имеются в прилагаемой к изделию инструкции.

При отсутствии специальных указаний при установке котла используются такие правила:

1. Ширина прохода с лицевой стороны котла должна быть не менее 1м.
2. Если нужды в обслуживании прибора с боковой и задней части не имеется, то там оставляется промежуток от 70 до 150 см.
3. Соседние приборы должны располагаться не ближе 70 см.
4. Если монтируются два котла рядом, то между ними должен быть проход в 1 м. Если установка проводится напротив, дистанция увеличивается до 2-х метров.
5. Монтаж подвесным способом дает возможность обойтись без боковых проходов: главное, чтобы был зазор спереди для простоты обслуживания.

Отопление для коттеджей радиаторами под окном

Отопление радиатором под окном.

Является очень удобным, относительно дешевым, простым в своей конструкции и функционировании. Это радиаторы под окнами. Радиаторы очень чувствительны к самым различным теплоносителям, потому обладают отличными свойствами теплоотдачи. Кстати, при использовании данного типа обогрева трубопроводная система просуществует на некоторое время дольше, чем при каком-либо другом. Все дело в том, что радиаторы не только принимают и транспортируют тепло, они фактически являются своего рода посредником между холодным воздухом и разряженными в нем частицами, ведь тепло буквально не появляется, а становится теплым из-за ряда факторов, которые и создают радиаторы под окнами.

Принцип работы очень прост: воздух поднимается максимально высоко (упирается в потолок), проходит по всем комнатам. Часть остается в верхней половине комнаты, а часть перемещается в низ коттеджа – таким образом, никаких перепадов температур не возникает. Однако когда воздух находится в нижней части помещения, он остывает, потому по полу принято также проводить радиаторные трубы для подогрева воздуха (дополнительный компонент). Не все коттеджи используют подогрев пола, так как это затратно по финансам.

Основные недостатки отопления для коттеджа при помощи радиаторов:

1. Относительно долгое нагревание воздуха.
2. Потеря некоторой части тепла.
3. Отсутствует возможность создания альтернативного источника подогрева.
4. Охлаждение воздуха в нижней части помещения.

Вывод: обогрев при помощи радиаторов под окнами находится на стадии тестирования. Основной недостаток – долгое нагревание и потеря тепловых свойств. Монтаж отопления коттеджа и проектирование стоят недорого, потому этот вариант выгоден с экономической точки зрения, но с практической – нет.

Нормы монтажа

Условия монтажа ВК простые, но для специалистов, существует множество нюансов, которые надо знать, чтобы пользователь не разочаровался в выборе воздухогрейного котла.

Котел отлично смотрится в интерьере. Источник фото: ogodom.ru

Особенности установки ВК:

1. Установка котла осуществляется в помещении в процессе строительства здания.
2. Специалистами предварительно должен быть выполнен проект установки с учетом фактических отопительных и конструктивных характеристик здания, в соответствии с которым будет подбираться основное и вспомогательное оборудование.
3. Система должна быть оборудована резервным источником электроэнергии.
4. Для повышения КПД котёл устанавливаться в помещении с хорошей теплоизоляцией стен.
5. Топочная должна иметь хорошую систему вентиляции для проветривания.
6. Воздуховоды имеют смысл, если вы их устанавливаете в многоуровневых домах площадью более 100 м2.

Для выбора ВК потребуются следующие данные:

• мощность ВК с учетом потерь тепла в здании;
• скорость поступления подогретого воздуха в комнату;
• технические данные системы воздуховодов;
• место установки ВК.

Если монтаж котла потребителям кажется сложной и невыполнимой задачей, лучше его доверить фирме, которая выполнить весь комплект монтажно-наладочных работ системы отопления дома, в таком случае можно избежать несогласованности и обеспечить надежную и безопасную эксплуатацию оборудования на долгие годы.

Расчёт СВО

Q = Gc (t(гор) – t(ох))

Q (в.о.) – Мощность отопления (количество теплоты в кДж/ч);

G – количество воздуха (кг/ч);

c – удельная теплоёмкость воздуха в помещении (меняется в зависимости от температуры);

t (гор) – температура горячего воздуха;

t (ох) – температура охлаждённого воздуха.

Зависимость необходимой мощности воздухонагревателя от объемов отапливаемого здания

Нюансы t (ох) – если воздух из отапливаемого помещения забирается на высоте более трёх метров, то t (ох) считается на 3-4 градуса выше, чем в рабочей зоне помещения.

Для повышения мощности отопления t(гор), должна быть как можно выше. Но существуют ограничения:

Если воздух из системы отопления подаётся непосредственно в зону нахождения человека – он не должен быть выше 25 градусов C;

при расстоянии 2 м. – 45 C;

более 3,5 м. – 70 C.

Если монтаж воздушного отопления можно сделать самостоятельно, то расчёты всё-таки лучше доверить специалистам.

Недостатки воздушного отопления

Мы назвали достаточно много достоинств воздушного отопления, при том, что не говорили о его долговечности, которая также находится на высоком уровне, вместе с надежностью. Но не может быть все так идеально, ведь у всего есть свои слабые стороны.

Само собой – мы народ изобретательный и без проблем конструируем воздушное отопление дома своими руками, после чего и сами можем заниматься его обслуживанием. Но далеко не все люди способны это сделать.

Нельзя забывать и о зависимости от электричества – как только выключат свет вся отопительная система остановится. Есть несколько способов решения такой проблемы. Для начала можно в доме установить источник автономного питания, или обычный бесперебойник, который способен проработать несколько часов.

Второй вариант более интересный и сложный, да и финансовых вложений понадобиться существенно больше – это солнечное воздушное отопление дома при помощи солнечных батарей. Вариант хоть и дорогой, но экологически чистый, да и автономности вам добавит существенно.

В течении солнечного дня в аккумуляторы будут набираться электроэнергия, а дальше несколько способов ее использования: она может сразу уходить на отопление дома, а избыток храниться в аккумуляторы, или же электроэнергия будет использоваться для обогрева только если аккумуляторы уже полные.

Как видите проживание в частном доме имеет свои особенности, которые определенно могут сделать жизнь намного разнообразнее и интереснее, даже если это добавит забот.

Достоинства и недостатки воздушного отопления

По сравнению с жидкостным отоплением воздушное имеет ряд преимуществ:

1. Распределительная часть системы отопления имеет предельно простое устройство и всецело доступна для самостоятельного изготовления. Это просто сеть воздуховодов с заслонками – нет ни расширительного бачка, ни радиаторов, ни воздухоотводчиков с предохранительными клапанами.
2. Воздуховоды легко делаются из самых дешевых материалов – фанеры, гипсокартона, жести или даже картона. При этом используется самый простой инструмент – никакие трубогибы или сварочные аппараты не понадобятся.
3. Применяемые для настройки температурного режима заслонки представляют собой примитивное и дешевое устройство, чего нельзя сказать о дорогих регулирующих вентилях для системы водяного отопления.
4. Об опасности протечек или замерзания системы можно навсегда забыть.
5. Из-за низко теплопроводности воздуха уменьшаются теплопотери в стены здания (водяная система теряет таким образом до 15% тепла).
6. Вся отопительная система прокладывается скрытым способом, поэтому интерьер всех помещений имеет безупречный вид.
7. Система практически не обладает инерционностью.
8. Остывший дом прогревается очень быстро.

Поскольку воздух подается во все помещения по канальной системе, для его очистки и увлажнения достаточно установить на главном воздуховоде всего один увлажняющий фильтр.

Устройство воздушного отопления

Как всегда, имеются и недостатки:

1. В уже готовой постройке перейти на воздушное отопление невозможно – оно интегрировано в конструкцию дома и сооружается параллельно с ним. Изменить систему, например, с целью модернизации, тоже не получится.
2. Требуется регулярное обслуживание – очистка фильтров или воздуховодов, если фильтры не установлены.

Нет возможности соорудить теплоаккумулятор, как в жидкостной системе отопления. Эта проблема актуальна для дизельных и твердотопливных отопителей, КПД которых является максимальным только при работе в режиме номинальной (наибольшей) мощности.

Принцип работы

работает по определенным принципам

Подогрев воздуха до необходимой температуры

Подогрев осуществляется при помощи теплогенератора. В процессе работы он использует электричество, горячую воду или определенный вид топлива. Автоматикой контролируется работа этого устройства. Когда заданная температура достигнута, приспособление отключается, а далее работает в дежурном режиме.

Нагрев воздуха внутри помещений

Этот процесс происходит благодаря системе воздуховодов. По своей форме они могут быть круглыми или прямоугольными.

Меньшее аэродинамическое сопротивление характерно для круглых воздуховодов. Прямоугольные тоже имеют свои достоинства. Они прекрасно вписываются в интерьер дома, поскольку обладают более совершенным дизайном.

Прогревание помещения

Через специальный распределитель на выходе поток воздуха попадает в помещение, после чего происходит и его равномерный нагрев. Остывший воздух возвращается к теплогенератору, где происходит его повторный нагрев при прохождении по отдельным трубам системы воздуховодов. Таким образом, происходит циркуляция потоков. Эффективность работы этого оборудования зависит от:

• правильного подбора компонентов;
• точных инженерных расчетов;
• выбора топлива;
• правильного температурного режима.

Внутри системы отопления циркуляция воздуха может осуществляться принудительно и естественно. Когда используется схема естественной циркуляции, то при движении нагретый воздух поднимается вверх, уступая свое место остывшему, который уже прогрел помещение.

При принудительной схеме циркуляции движение воздушных потоков обеспечивает вентилятор. Давление, создаваемое им, заставляет воздух двигаться внутри воздуховодов.

Плюсы и минусы воздушного отопления

Система воздушного отопления частного дома имеет свои преимущества и недостатки. Это связано с исходными условиями: конструкцией здания, климатической обстановкой месторасположения жилища, доступностью определённого вида топлива или наличием сети электроснабжения.

Помимо этого, играет роль экономический фактор и целесообразность применения определённой системы отопления.

Плюсы

К положительным свойствам относят:

• быстрый прогрев внутреннего пространства дома;
• вентиляторы в летний сезон могут способствовать понижению температуры внутри здания;
• отсутствие громоздких радиаторов и трубопроводов на стенах помещений;
• возможность встраивания в окна воздуховодов фильтров, очищающих воздух.

Минусы

Есть и минусы:

• установка нагревателя (котла или газогенератора) и его подключение к системе питания может сопровождаться некоторыми сложностями;
• воздушный обогрев требует особой точности предварительных расчётов и проектирования системы обогрева помещений дома;
• монтаж оборудования исключает участие непрофессионалов в этой области;
• во время аварийного отключения электроснабжения нужно предусмотреть альтернативный источник тепла.

Воздушное отопление – что это?

При использовании практически любой конструкций обогрева жилища последним элементом передающим тепло от теплогенератора ко всем объектам в комнате, в том числе человеку является воздух, который был нагрет выступающими в роли посредников радиаторами, трубами, теплыми полами и прочими агрегатами.

Чаще всего, в этих посредниках и кроются все проблемы, неудобства и львиная доля потерь энергии. Исключить это слабое звено, можно используя обогрев воздухом, благодаря чему тепловая энергия передается напрямую в пространство обогреваемого помещения, потому что терморегуляция происходит за счет нагнетания прогретого воздуха в комнату.

В такую систему входят следующие компоненты:

• Сеть воздухоотводящих каналов, позволяет для обогрева нагнетать теплый воздух в комнаты во всем доме.
• Водяной калорифер или теплогенератор для подогрева воздуха.
• Распределяющие головки вентилятора, для управления движением воздушных потоков по дому.

Принцип работы

Основной составляющей теплогенератора является камера сгорания, горелка и калорифер. Холодный воздух подается в теплообменную камеру нижним вентилятором. При сгорании топлива генерируется тепловая энергия, нагревающая теплообменник и циркулирующий сквозь него воздух, который потом идет вверх по воздуховодам, распределяясь по комнатам здания.

В соответствии с конкретным типом агрегата, теплогенераторы могут функционировать на магистральном и сжиженном газе в баллонах, или дизеле. Горелки отличаются неприхотливостью и работают при сжигании любого топлива. Кроме того их можно менять на новые устройства даже в стандартных нагревателях.

Правда, совместно с ними устанавливается и вся подводящая конструкция. Отработанные газы удаляются из системы посредством стального дымохода.

Теплоноситель в виде теплого воздуха транспортируется по специальным воздуховодам, которые могут иметь как круглое, так и квадратное сечение. Первый вариант выигрывает по аэродинамическим характеристикам и обеспечивает более свободное движение теплоносителя по трубе диаметром от 10 до 30 см.

Второй более прост при монтаже и легко размещаем за счет коробов квадратной формы 10х15 или 32х40 см.