Воздушное отопление частного дома: особенности системы, ее монтажа и обслуживания

История создания

Азия

Древний Рим

лат. Hypocaustum

Римские архитекторы разработали эффективную систему центрального отопления с подогревом пола и стен (лат. hypocaustum, «снизу согретый»), описание принципов работы которой дошли до нас в работе «Десять книг об архитектуре» римского архитектора I века до н. э.Марка Витрувия Поллион. В термах с помощью печи (лат. praefurnium) нагревались вода и наружный воздух, которые затем циркулировали в каналах под полом и в полостях стен. При этом использовались двойные покрытия, чтобы пол не был очень горячим. Верхнее покрытие состояло из больших кирпичей, слоя битой глины и основного покрытия. Все это держалось на небольших кирпичных опорах (лат. pilae), которые сразу размещали в шахматном порядке. В стены были встроены прямоугольные кирпичи, внутри полые (лат. tubuli), которые крепились металлическими скобами. Внутри стены терм были украшены мрамором или оштукатурены.

Европа

В Воуллериме (Швеция) были найдены остатки примитивной системы обогрева пола (IV тысячелетие до н. э.), в которой теплый воздух поднимался по каналам к поверхности земли туда, где спали люди. Подобные прообразы печей были найдены и в поселке Аркаим (III—II тысячелетие до н. э.).

Воздушное отопление использовалось в средневековых замках Германии, теплый воздух поступал из щелей в полу. Так, например, в 1997 году при археологических раскопках замка Ингельхаймер-Кайзерпфальц (de:Ingelheimer Kaiserpfalz) (город Ингельхайм-на-Рейне) была обнаружена система отопления горячим воздухом, датированная XII—XIII веком[1].

В середине XVIII века шведский изобретатель Кристофер Польгем сделал чертёж отопительной системы с воздушными каналами, расположенными под полом.

Россия

Системы воздушного отопления стали одними из первых систем центрального отопления на территории России. Впервые воздушное отопление было использовано в 1487—1491 годах для обогрева Грановитой палатыМосковского Кремля, после чего она получила широкое распространение в Европе и стала известна здесь как «русская система». Начиная с XVIII века воздушное отопление вытесняется системами водяного и парового отопления. Первые примеры применения водяного пара для обогрева помещений в России приводятся в книге Николая Львова «Русская пиростатика», вышедшей в 1799 году.

Достоинства и недостатки воздушных систем

Воздушное отопление производственных помещений является оптимальным способом обогрева больших пространств, благодаря тому, что:

  • Имеет большую скорость обогрева. Если речь идет о водяном отоплении производственных помещений, то один только выход воды к радиаторам и ее нагрев до приемлемой температуры занимает не менее 3-4 часов. В случае с воздушным отоплением нагрев помещений происходит очень быстро — в среднем уже через 20 минут от запуска системы воздушного отопления.
  • Низкая стоимость оборудования и материалов. Котлы воздушного отопления по своей стоимости мало отличаются от аналогичных водяных устройств, а вот стоимость разводки обходится собственникам помещений в десятки раз дешевле. Объясняется это тем, что при организации системы отопления не требуется применения дорогостоящих радиаторов отопления, труб, кранов и фитингов. Для разводки достаточно алюминиевых рукавов и вентиляционных решеток, стоимость которых в десятки раз ниже.
  • Невосприимчивость к низким температурам. Системе отопления не страшно промерзание в случае вынужденного отключения, поэтому производственные помещения можно отключать без страха разморозки труб и батарей отопления.
  • Организация воздушного отопления зачастую производится вместе с системами вентиляции и кондиционирования помещений.
  • Простота запуска системы. Для запуска воздушного отопления нет необходимости в утомительной настройке приборов, так как балансировка происходит единожды при первом запуске. В дальнейшем вопрос стравливания воздушных масс решается автоматически.

Несмотря на обилие достоинств, система имеет некоторые недостатки.

Здесь следует сказать о шумности системы, возникновении сквозняков и необходимости использовать воздуховоды с большим диаметром, прятать которые под потолком зачастую экономически нецелесообразно.

Неспециализированные положения о проектировании систем вентиляции и кондиционирования

Независимо от того выполняется проектирование систем отопления-вентиляции-кондиционирования маленького дома либо высотного здания, результатом выполненной работы будут 2 документа:

  • текстовая часть – в пояснительной записке проектировщик показывает неспециализированные технические решения, принятые в проекте. В частности, расчетом обосновывается принятое сечение воздуховодов, мощность системы кондиционирования и нагревательных установок. В случае если система будет устанавливаться на промпредприятии, то необходимо указать и методы защиты воздуховодов от агрессивных сред,
  • графическая часть – чертежи должны содержать схему сетей отопления, кондиционирования и вентиляции. В случае совмещения вентиляции и воздушного отопления работа мало упрощается.

ventilyaciya-etazha-kottedzha.jpg

Читайте также:  Двухконтурные электрокотлы для отопления частного дома

В отношении чертежей отметить необходимо, что выполняться они должны в строгом соответствии с ГОСТом 21.602-79, несложный набросок от руки на миллиметровке неприемлем.

Обратите внимание! В случае если выполняется проектирование вентиляции и отопления маленького домика своими руками , то, само собой разумеется, возможно обойтись и без ГОСТа, основное, дабы работникам было все ясно. В остальных случаях – четкое следование нормативу в обязательном порядке.

Правила оформления чертежей

Чертеж должен содержать не только схематическое изображение самой проектируемой системы, но и замысел дома, в противном случае нереально будет оценить верно ли проложен, к примеру, воздуховод.

Что касается проектирования систем для многоэтажных домов, то в общем случае нужно:

  • вычертить на странице А1 замысел здания по этажам,
  • пронумеровать помещения, наряду с этим нумерация производится в соответствии с требованиям ГОСТ 21.602-2003, который был принят вместо еще советского нормативного документа ГОСТ 21.602-79. Что касается нумерации помещений, то число должно размещаться в кружке, нумерация ведется начиная с левой части чертежа, наряду с этим первое число употребляется для обозначения номера этажа, а все остальные – это, фактически, номера помещений,
  • после этого на этом же замысле необходимо в обязательном порядке нанести размеры ограждающих конструкций, это есть базой для подсчета потерь тепла,
  • в случае если будет употребляться водяное отопление, то выбирается место для размещения узла, на каждом этаже указывается разводка труб и указываются места размещения радиаторов,

Обратите внимание! ГОСТ на рабочие чертежи отопления и вентиляция дает четкий список допустимых условных обозначений. Творчество в этом вопросе недопустимо, а примеры некоторых обозначений будут рассмотрены ниже.

  • то же касается отображения на страницах воздуховодов и системы кондиционирования помещений.

Принятые условные обозначения на чертежах

В общем случае проектирование вентиляционной системы начинается с того, что на этажах обозначается их проектное положение. Затем в обязательном порядке необходимо дать разрезы по всем помещениям, где предусмотрена вентиляция.

На этих разрезах необходимо продемонстрировать проектное положение вентрешеток (указывается высота их размещения и размеры), также необходимо отобразить:

  • вентканалы и шахту (показываются пунктиром),
  • в обязательном порядке указывается отметка устья вентиляционной шахты и центра окна,
  • выполненные разрезы и поэтажные замыслы здания служат в качестве базы для вычерчивания аксонометрической проекции системы вентиляции.

aksonometricheskaya-proekciya-ventilyacii-na-etazhe.png

Обратите внимание! Та же инструкция действует и при проектировании воздушных отопительных систем, совмещенных с системой вентилирования помещений.

При создании чертежей действуют такие правила:

  • любой элемент вентиляционной и отопительной системы в обязательном порядке маркируется и проставляется его порядковый номер (в пределах одной марки). К примеру, приточная система с естественной циркуляцией обозначается как ПЕ, с принудительной – П, воздушная завеса на чертеже обозначается буквой У, а отопительные агрегаты возможно идентифицировать по букве А.

ГОСТ оформление чертежей отопление и вентиляция не исчерпывается одним лишь документом 2003 года.

Маркировка некоторых элементов вентиляционной и отопительной систем приведены в отдельных нормативах:

  • при обозначении на странице воздуховодов и фасонных элементов направляться придерживаться рекомендаций ГОСТ 21.206-93,
  • ГОСТ 21.205-93 направляться применять, в то время, когда нужно на чертеже отобразить таковой элемент как изоляцию трубопровода, амортизационную вставку, опору и другие специфические элементы. Данный же норматив употребляется для обозначения направления воздушного потока, баков, трубопроводной арматуры и т. д,
  • ГОСТ 21.112-93 посвящен условным обозначениям подъемно-транспортного оборудования.

Обратите внимание! При изображении на чертеже условных обозначений этого типа, необходимо учитывать масштаб.

Читайте также:  Какой отопительный котел выбрать для дома на 100 кв.м.

Неспециализированное управление по проектированию

Вентиляционная система, совмещенная с отопительной работает по такому принципу:

  • теплый воздушное пространство подается через подающий воздуховод в комнаты дома,
  • через вытяжной трубопровод воздушное пространство из помещений забирается, выполняется подмес свежего воздуха с улицы, и воздушная смесь подается обратно в нагревательный блок,
  • затем процесс повторяется.

Обратите внимание! Подобные системы в обязательном порядке оборудуются системой фильтров, довольно часто видится функция дополнительного увлажнения. Циркулирующий воздушное пространство испытывает недостаток в дополнительной очистке, поскольку он не всецело заменяется свежим.

В частном постройке в каждом случае проектирование отопления вентиляции и кондиционирования лично, но возможно сформулировать пара универсальных правил:

  • подающий воздуховод комфортно размещать между этажами. Особенно таковой вариант подходит для каркасной технологии строительства, трубы не займут ни единого сантиметра свободной площади комнаты. При таком размещении на 2 этаже теплый воздушное пространство будет поступать от уровня пола, а на 1 – с потолка,

Обратите внимание! Необходимо учитывать, что из подающих решеток будет поступать теплый воздушное пространство, исходя из этого нежелательно размещать их прямо над диваном, креслом и т.д. Одновременно с этим нежелательно их размещение над шторами – вряд ли кому-нибудь будет приятно наблюдать на неизменно колышущиеся занавески.

  • в случае если перекрытия железобетонные, то лучше воздуховоды разместить в углах у стенку. Позже их легко возможно будет замаскировать посредством многоуровневого потолка.

Имеется кое-какие особенности и в отношении размещения обратки – вытяжного воздуховода.

Так, верное проектирование систем отопления и вентиляции требует, дабы:

  • воздушное пространство попадал в вытяжной трубопровод на нижнем этаже – у уровня пола. Дело в том, что тут нагретый воздушное пространство попадает в помещения сверху, исходя из этого забор его у пола содействует более равномерному прогреву помещения,
  • на 2-м и последующих этажах забор должен производиться у потолка – теплый воздушное пространство поднимается вверх и скапливается в данной территории, что для человека не играется никакой роли,
  • именно на этом воздуховоде имеет суть разместить заслонку для регулирования воздушного потока, зимой это окажет помощь сэкономить на счетах за электричество,
  • особенное внимание необходимо выделить шумоизоляции воздуховодов на участках, прилегающих к нагревательной установке. Быть может, имеет суть на этих участках применять гибкие воздуховоды либо применить наружную шумоизоляцию,
  • летом отопления работать не будет, исходя из этого вытяжная вентиляция должна иметь выход крышу, в теплое время года через него будет удаляться загрязненный воздушное пространство,
  • подмес свежего воздуха с улицы может выполняться через стеновые клапаны.

Раздельно необходимо упомянуть об источнике тепла. Само собой разумеется, возможно применять установки, работающие от электричества, но такие системы сложно назвать экономичными, да и для загородных домов зависимость от электричества – не лучший вариант.

Исходя из этого довольно часто употребляются установки, в которых нагревательный элемент подключается к простому отопительному котлу (электрическому либо твердотопливному – значения не имеет). Цена эксплуатации таких системы приблизительно на 20-30% ниже в сравнении с простым водяным отоплением.

Обратите внимание! Кроме этого, котел может в один момент употребляться для тёплого водопровода и, к примеру, «теплых полов».

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.

Полученные 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.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий