Система воздушного отопления для частного дома — особенности, устройство и схемы

Централизованные и разнесённые системы отопления

Роль теплового насоса «воздух-воздух» в бытовом применении может сводиться либо к обогреву отдельных комнат, когда нет особого смысла «гонять» основной отопительный агрегат, либо к полному переоборудованию котельной. В последнем случае электрический или газовый котёл становится резервным источником обогрева, помогая тепловому насосу справиться с экстремально низкими температурами или перебоями в энергоснабжении.

Вариант локального применения теплового насоса видится более благоразумным. Зачем городить сложную отопительную систему, если местные нагревательные приборы обеспечивают гибкую регуляцию климата, а поломка одного из них не приведёт к выхолаживанию всего здания? Однако есть ряд аргументов против такого подхода:

Очень сложно направить нагретый воздух по нужному маршруту. Образуется множество холодных зон, а выход на постоянный комфортный тепловой режим требует времени. </li> Общая эффективность нескольких агрегатов всегда ниже, чем при установке одного более мощного. </li> Многочисленные наружные блоки испортят вид фасада, а внутренние нарушат интерьер помещений. </li> Существуют ограничения в длительности технической трассы, связывающей внешний блок с внутренним, что затрудняет отопление помещений в центре большого здания. </li>

Централизованный обогреватель на основе теплонасоса «воздух-воздух» требует прокладки сети воздуховодов, что особенно сложно выполнить при монолитном типе перекрытий и стен. Но есть и преимущества такой системы:

Вы полностью контролируете температуру и влажность в доме. </li> Имеется возможность очистки и обеззараживания воздуха. </li> Полный контроль над притоком и вытяжкой вентиляции помогает снизить связанные с воздухообменом потери тепла или использовать рекуператоры. </li> Обслуживание одного агрегата требует меньше времени, сил и средств. </li> Работу в экстремальных режимах для одного внешнего блока организовать проще. Например, имеет смысл включать дополнительный обогрев внешнего блока при больших отрицательных температурах, вплоть до разведения рядом костра. Или, как вариант, можно наладить систему подготовки воздуха на почвенном теплообменнике. </li>

Экономия от теплового насоса и область применения

Любая технология, способная извлечь дополнительные ватты энергии помимо затраченных, уже подразумевает существенную экономию. Вопрос стоит лишь в стоимости оборудования и сроках, за которые оно себя окупит.

Подсчитать несложно: возьмите расчётные показатели теплопотерь дома, разделите на среднее значение СОР с учётом средней температуры уличного воздуха в отопительный период и полученное значение мощности умножьте на стоимость того типа энергоносителя, который мог бы использоваться при ином типе обогрева.

При стоимости порядка 3500–4000 рублей за каждый м2 отапливаемой площади воздушные тепловые насосы имеют срок окупаемости порядка 20–30 лет, что вдвое выше гарантированного срока эксплуатации оборудования. Впрочем, всегда нужно делать поправку на постоянное удорожание энергоносителей и потенциальную возможность разработки новых, более эффективных хладагентов.

Однако существуют ситуации, когда экономию от установки теплового насоса можно ощутить прямо сразу. Скажем, если стоимость подвода природного газа на участок составляет около 700–800 тысяч рублей, приобретение агрегата альтернативного отопления обеспечит пожизненную экономию буквально с первого дня использования. Можно возразить, что газовый котёл с успехом можно заменить электрическим, но не всегда установленной мощности городской сети достаточно для восполнения тепловых потерь дома.

Также важно понимать разницу между основной и дополнительной системой отопления. Воздушные тепловые насосы, рассчитанные на работу при плюсовых уличных температурах, по стоимости обходятся в 2–2,5 раза ниже, а экономия и комфорт от их использования в межсезонье ощутимы более чем.

Геотермальные тепловые насосы

  1. Геотермальные тепловые насосы — для отбора тепла используют грунтовые скважины глубиной 50-100 м (грунтовый зонд), либо заглубленные параллельно поверхности земли на 0,80-1,50 м грунтовые коллекторы.

Преимущества:

  • остается постоянным источником тепла, независимо от изменения внешних температур;
  • возможность реализации пассивного охлаждения;
  • среднегодовой COP = 4,5…5,5 (зависит от производителя)

Недостатки:

  • значительные капиталовложения;
  • установка требует значительную площадь для бурения скважин или прокладки коллекторов в грунтовые коллекторы;
  • Как правило применяется компрессор типа «старт-стоп» — повышенное электропотребление за счет больших пусковых токов. Как следствие низкий ресурс долговечности компрессора; Для уменьшения количества пусков-остановок компрессора обязательным является применение буферной емкости в системе отопления. Геотермальный тепловой насос с инверторным компрессором не имеет вышеперечисленных недостатков и также не требует применения буферной емкости.
  • сложное техническое обслуживание.

Этапы монтажа первичного контура теплового насоса «грунт-вода» с бурением скважин:

  • Бурение скважин, опрессовка зондов
  • Копка траншей от скважин к распределительному колодцу и укладка горизонтальных участков зондов
  • Монтаж и опрессовка распределительного коллектора

Пример таблицы характеристик теплового насоса Vaillant:

2.Тепловые насосы «вода-вода» — используют тепло, накопленное водоемами или подземными водами.

Преимущества:

  • демонстрируют самый высокий коэффициент эффективности по отношению к другим типам насосов;
  • при установке в открытых водоемах не требуют дорогостоящих бурильных и монтажных работ;
  • среднегодовой COP = 5,5

Недостатки:

  • Как правило применяется компрессор типа «старт-стоп» — повышенное электропотребление за счет больших пусковых токов. Как следствие низкий ресурс компрессора;
  • нецелесообразность использования вдали от водоемов и при глубоком залегании грунтовых вод;
  • требуют установки промежуточных теплообменников для защиты теплообменника теплообменника теплового насоса;
  • сложное техническое обслуживание;
  • возможность непредвиденных поломок вследствие загрязнения теплообменников.

3. Тепловые насосы «вода-вода» – работающие по принципу выработки тепла и холода одновременно. 

Пример такого применения

  • Любое промышленное предприятие где есть необходимость в охлаждении технологического оборудования (станки, серверы, печи, термопластавтомат и т.п.).
  • Зимний режим: охлаждение технологического оборудования и обогрев помещений административного и др. назначений
  • Летний режим: охлаждение технологического оборудования и сброс тепла через выносной теплообменник (градирню сухого типа)

Преимущества:

  • Самый высокий показатель COP среди тепловых насосов.
  • Нет необходимости в монтаже первичного контура. Первичный контур в данном случае — уже имеющееся оборудование, которое выделяет тепло.

Способы циркуляции воздуха

Движение воздуха по элементам воздушной системы отопления может осуществляться различными способами. Выбирая подходящий вариант для конкретного частного дома, познакомьтесь с отличительными характеристиками каждого. Это позволит принять взвешенное решение.

4-vozdushnoe-otoplenie-chastnogo-doma.jpg

Естественная

В основу естественной циркуляции воздуха положено физическое явление, при котором горячий воздух всегда устремляется вверх. По мере подъёма, он начинает вытеснять холодные слои, обеспечивая постепенный прогрев всего воздушного пространства в помещении. Чтобы обеспечить функционирование системы воздушного отопления с естественной циркуляцией, нагреватель располагают в нижней части частного дома, обычно в подвале. Это позволяет сформировать достаточный поток тёплого воздуха, который будет поступать в расположенные сверху помещения, прогревая их до оптимального уровня. При этом, холодный воздух будет опускаться вниз, чтобы нагреться и снова подняться вверх.

К преимуществам данного способа можно отнести отсутствие многократной рециркуляции воздуха, в ходе которой он постепенно насыщается углекислотой и пылью.

5-vozdushnoe-otoplenie-chastnogo-doma.jpg

Принудительная

С помощью принудительной циркуляции удаётся обеспечить более точную регулировку степени нагрева воздушных масс, поступающих в каждое отдельное помещение. Для обеспечения движения воздуха в состав системы вводится вентилятор. Благодаря его наличию удаётся стабилизировать скорость движения теплоносителя, создать постоянное давление, стабилизировать расход воздуха.

Для обеспечения работоспособности в состав системы воздушного отопления вводится дополнительное оборудование. К недостаткам такого способа стоит отнести энергозависимость. При возникновении перебоев в подаче электричества обогрев частного дома прекращается. Также сложности с отоплением могут возникнуть при отказе оборудования. Чтобы этого не произошло, стоит предусмотреть альтернативный вариант обогрева частного дома, например, водяной.

Преимущества и недостатки системы воздушного отопления

[adinserter block=»10″][adinserter block=»21″]

Благодаря своим преимуществам, воздушное отопление получило широкое распространение в странах Запада. В Великобритании, а затем в США и в Канаде, где большинство частных домовладений было принято оборудовать печами-каминами канального типа, со временем стало традиционным оборудовать жилые постройки автономными системами этого нагрева. Такие системы обогрева очень удобны для обогрева больших по площади внутренних пространств. К тому же, монтаж воздуховодов в крупных каменных постройках значительно проще, чем прокладка коммуникаций водяного отопления.

Главное достоинство такой схемы — совмещение сразу двух важных для жилья компонентов, обогрева и вентиляции. Это позволяет существенно сэкономить средства домовладельца на прокладку этих коммуникаций.

К преимуществам отопления помещений теплым воздухом относятся:

  • отсутствие в структуре промежуточного теплоносителя, что значительно упрощает эксплуатацию;
  • отсутствие завоздушивания, проблемы воздушных пробок, которые являются постоянными спутниками водяных систем;
  • возможность регулировки температурного режима в любом помещении;
  • отсутствие батарей дает широкие возможности для создания оригинального интерьера внутренних помещений.

Важно! Новые теплогенераторы обладают высоким коэффициентом теплоотдачи, расходуя при этом минимальное количество топлива. Современные модели тепловых генераторов оснащены функцией фильтрации воздуха и увлажнителями, благодаря которым воздух внутри жилых помещений проходит дополнительную санитарную обработку и соответствует оптимальным физическим параметрам.

Говоря о преимуществах данной системы отопления, следует отметить, что зона основного обогрева в жилом доме не сосредоточена непосредственно вокруг печей и конвекторов. Тепло равномерно циркулирует по всему дому. Ввиду отсутствия резких перепадов температур в помещении, оборудованном воздушным обогревом, отсутствует конденсат. Новые модели теплогенераторов рассчитаны на возможность установки даже в квартире, которая может быть переоборудована в соответствии с проектом.

Что касается недостатков, то таковых у данной системы отопления просто нет.

Единственный минус, который имеет далеко идущие последствия – это при отказе от воздушного обогрева, многие элементы системы, включенные в домовые конструкции, останутся.

Проектировать систему необходимо вместе с разработкой проекта жилого дома, так как многие элементы (вентиляционные шахты, каналы и воздуховоды) являются неотъемлемой частью внутридомовых конструкций.

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