Отопление тепловым насосом воздух-воздух

Хотите обустроить в доме конвекторное отопление, где для нагрева теплоносителя используется тепловой насос «воздух-воздух»? Согласитесь, что получить полноценное отопление в компании с горячей водой практически бесплатно — весьма заманчивое мероприятие.

Принцип работы и разновидности

Система воздушного отопления предусматривает специальную терморегуляцию. Сначала воздух должен нагреться до нужной температуры, а затем это тепло передается в помещение. Обогрев дома теплым воздухом хорош тем, что нет необходимости ставить специальные приспособления.

Такая методика впервые появилась в Канаде, где широко распространены дома каркасного типа, и преимущественно используется для их обогрева. В отличие от кирпичных строений такие сооружения не способны удерживать тепло от батарей. А благодаря воздушному обогреву создается хороший микроклимат, при этом затраты на него не будут велики. Система подразделяется на две разновидности — естественную и принудительную. В первом случае воздух циркулирует таким образом:

  • горячий воздух от печки расширяется, и когда становится легче, начинает распространяться по батареям;
  • его давление снижается, и в полученное пространство стягиваются холодные массы;
  • затем они греются, и цикл повторяется;
  • при попадании теплого воздуха в дом холодный поток вытесняется.

Дом греется до тех пор, пока будет работать котел. А для принудительной системы нужен внешний источник энергии, который обеспечит нужную интенсивность воздушной циркуляции. Ключевым отопительным узлом выступает вентилятор, поставленный под нагревателем. В него будет поступать нагретый воздух, затем он будет чиститься от микробов и засоров. Через решетки вентилятора воздух попадет в воздуховоды, и внутри будет тепло. Если будет устанавливаться кондиционер, воздуховоды нужно будет утеплить, чтобы не скапливался конденсат.

Воздушное отопление помещений: экскурс в историю

Если обратиться к истории развития человечества, то с уверенностью можно констатировать, что первые способы обогрева жилища осуществлялись именно с помощью воздуха: в пещере разводился открытый огонь. Затем, с появлением настоящего жилища, человек стал создавать системы отопления воздухом.

Печь – один из первых способов воздушного отопления помещений

Воздушное отопление помещений: экскурс в историю

Первое письменное описание такой системы (гипокауста) появилось в I веке до н. э. Его автором был римский архитектор Витрувий. Отопление производилось в два этапа. Вне помещения выкладывалась печь, горячий дым по отводным каналам поступал под пол и в стены. После того как печь затухала, дымовые каналы закрывались. Однако открывались другие, по которым воздух поступал извне, проходил через печь, обогревался, свежим и теплым попадал в жилище.

Так что говорить о создании современных, совершенно новых систем воздушного отопления будет неправильно. Существование такого отопления, да еще и с применением вентиляции, насчитывает много веков. Гипокауст являлся достаточно дорогостоящей системой, поэтому был доступен лишь богатым.

Следующая, знаменательная для развития инженерии эпоха датируется XV веком, она подарил человечеству русскую печь. Воздух непосредственно соприкасался с нагретой поверхностью, уменьшая теплопотери и увеличивая КПД. Цена воздушного отопления значительно снизилась, а эффективность увеличилась.

Далее системы воздушного нагрева постепенно модернизировались и усовершенствовались. Печи стали делать не только из камня, но и из различных видов металла. В системы начали внедрять насосы, вентиляторы, проводили очистку воздуха, увлажнение. Стали применять автоматизацию, электронное управление.

Воздушное отопление помещений: экскурс в историю

В ХХ веке в системы отопления начали внедрять вентиляторы, кондиционеры, насосы и электронное управление

Современное воздушное отопление загородного дома

Сегодня воздушное отопление для загородного дома приобретает все большую популярность, ведь отпадает необходимость в установке дорогостоящей и уязвимой системы водяного отопления, Плюс к этому, благодаря рекуперации тепла, экономится значительное количество электроэнергии и, как следствие, затрат на отопление дома.

Уникальные системы VENTYS позволяют организовать энергоэффективное воздушное отопление загородного дома и совместить с ним системы вентиляции и кондиционирования. Системы отопления VENTYS успешно применяются в деревянных, каркасных и каменных домах.

Читайте также:  Идеи и фото дизайна прихожей для вашей квартиры

Отопление дома происходит за счет рекуперации тепла, т.е. пассивного обогрева — входящий свежий воздух подогревается избыточным теплом удаляемого из помещений воздуха, при этом оба потока не смешиваются. Другими словами, если в доме температура воздуха +20 ‘С, а на улице -20 ‘С, то поступающий с улицы воздух, проходя через рекуперационную установку, нагревается выходящим до +16 ‘С, который, отдавая тепло, в свою очередь охлаждается до -11 ‘С и выводится наружу.

Следовательно, такой системе отопления для достижения показателя +20 ‘С необходимо затратить энергии совсем чуть-чуть, ведь подогреть воздух нужно всего на недостающие 4 градуса, вместо 40, что экономит ресурсы на отопление дома до огромных 80%!

Ознакомьтесь, как совместить систему вентиляции с системой отопления

Внимание! Мы предлагаем лучшее готовое решение для вашего дома — установку системы, в которой совмещены отопление, вентиляция и охлаждение воздуха. В результате в современном доме, достаточно герметичном и утепленном, с успехом можно проживать круглогодично, без водяного отопления и газа.

При этом вся система будет потреблять энергии всего 1,5 кВт/ч — фантастический результат! Например, для правильно утепленного каменного дома площадью 180 кв.м энергозатраты на его обогрев не превысят 10 500 кВт/год, что в деньгах составит всего 2500-4000 руб/мес за его отопление в зимний период.

Преимущества и недостатки систем воздушного отопления

К преимуществам систем воздушного отопления относятся следующие:

  • Высокий уровень коэффициента полезного действия (на уровне 90%);
  • В схеме отопления нет промежуточных передаточных элементов (труб, радиаторов и т.п.);
  • Отопительная воздушная система может быть объединена с климатической системой, что для жилых помещений весьма важно, так как, таким образом, может поддерживаться необходимый микроклимат внутри помещения;
  • Возможность быстрого обогрева помещения за счет малой инерционности.

Имеются и недостатки систем воздушного отопления:

  • Эффективное воздушное отопление должно монтироваться в процессе строительства самого частного дома;
  • Система воздушного отопления довольно требовательна в отношении регулярного технического обслуживания;
  • Постоянная потребность в электропитании требует предусмотреть возможность резервного источника электроснабжения;
  • Невозможность модернизации такой системы в процессе эксплуатации.

При естественной (гравитационной) отопительной системе циркуляция нагретого воздуха происходит из-за изменения удельной плотности воздуха при изменении его температуры. Такая схема в меньшей мере зависит от электроснабжения, но, в то же самое время, имеет существенные недостатки.

Газовые теплогенераторы для воздушного … Газовые теплогенераторы для воздушного … Газовые теплогенераторы для воздушного … Воздушное отопление частного дома …

Любые сквозняки или другие потоки холодного воздуха из-за открытого окна или двери вызывают нарушение циркуляции потоков воздуха в помещении. Это приводит к тому, что пространство под потолком перегревается, а рабочая часть помещения – охлаждается.

Принудительная схема воздушного охлаждения предусматривает применения вентилятора. Распределение нагретого воздуха происходит по воздуховодам, созданным этим вентилятором давлением.

Такой вентилятор устанавливается под камерой сгорания и, очищая отобранный из помещений воздух от пыли, различных посторонних запахов и микробов, подает его в нагретый теплообменник.

После теплообменника нагретый воздух по воздуховодам подается в помещение. Возвращается в теплогенератор воздух через вентиляционные решетки или по обратным воздуховодам.

Особенности проведения грамотного расчета

Несмотря на уверения горе-мастеров, самостоятельно рассчитать воздушное отопление очень сложно. Такая задача под силу только специалистам.

Заказчик может только проконтролировать наличие всех пунктов проекта, в число которых входят:

  • Определение тепловых потерь каждого из отапливаемых помещений.
  • Тип отопительного оборудования с указанием необходимой мощности, которая должна быть рассчитана исходя из реальных теплопотерь.
  • Требуемое количество подогретого воздуха с учетом мощности выбранного отопительного прибора.
  • Необходимое сечение воздуховодов, их длина и т.п.
Особенности проведения грамотного расчета

Это основные пункты расчета отопительной системы. Правильно будет заказать проект у специалистов. В результате заказчик получит несколько вариантов расчета, из которых можно будет выбрать и воплотить в реальность наиболее понравившееся решение.

Система воздушного отопления – сложная конструкция, состоящая из множества элементов. Для ее расчета лучше привлечь профессионалов, для ознакомления с компонентами стоит подробно изучить схему (+)

Читайте также:  Алюминиевые радиаторы отопления: какие лучше

Устройство воздушной системы отопления

В ее составе могут быть различные элементы, в зависимости от конкретного проекта. Основными (базовыми) являются:

Устройство воздушной системы отопления
  • Теплогенератор. Нагревателем воздуха может служить котел, калорифер водяной, камин, тепловая пушка. Есть и другие варианты, например, солнечные батареи;
Устройство воздушной системы отопления
  • Воздуховоды. Собственно, это каналы, по которым циркулируют потоки воздуха. В продаже есть разные исполнения таких изделий. Отличия в материале, сечении (круг, прямоугольник, квадрат), типоразмерах. Сочленение отдельных секций простое, поэтому монтаж своими силами никакой сложности не представляет;
  • Теплообменник (экономайзер, рекуператор). Устанавливается не всегда, но для больших систем, как правило, монтируется;
  • Дополнительное оборудование (клапана, вентиляторы, распределительные головки, решетки и ряд других элементов системы).
Устройство воздушной системы отопления

Варианты воздушного отопления

Устройство воздушной системы отопления

Циркуляция воздушных масс – принудительная или естественная (гравитационная). Последняя разновидность системы монтируется, как правило, в небольших одноэтажных строениях.

Устройство воздушной системы отопления

Она характеризуется некоторой инерционностью (обусловленной архитектурными особенностями здания), зато контур является энергонезависимым (отпадает необходимость в использовании вентиляторов и других электрических приборов), а ее монтаж обходится дешевле. По сути, это усовершенствованное отопление печное частного дома.

Устройство воздушной системы отопления

Преимущество системы отопления с принудительной циркуляцией в том, что воздух может забираться извне (открытый цикл).

Устройство воздушной системы отопления

Следовательно, появляется возможность его регулярного освежения. Причем при любой температуре «за бортом», в то время как качественное проветривание комнат в зимний период способом открывания окон и дверей в некоторых случаях нежелательно. Например, если в доме маленькие дети, «капризные» растения и тому подобное.  Минус понятен – более высокая стоимость установки и необходимость постоянного эн/обеспечения.

Устройство воздушной системы отопления

Вариант устройства отопления в доме — воздушное отопление

В систему данного типа включают либо водяной калорифер, либо теплогенератор. Эти устройства отвечают за нагрев воздуха. В помещении теплый воздух распределяется с помощью специального вентилятора, который его направляет в нужные зоны. Самым лучшим способом в организации воздушного отопления помещений являются переносные тепловые пушки. Они достаточно быстро и интенсивно обогревают необходимые участки. В настоящее время очень многие стали применять данный способ в загородных домах и на даче.

Тепловая пушка способна быстро и эффективно прогреть помещение, но при этом слишком энергозатратна

Плюсы и минусы воздушного отопления в доме

К плюсам данного способа обогрева относят:

  • КПД составляет до 93%;
  • нет промежуточных звеньев во время передачи теплого воздуха,типа радиаторов и труб;
  • можно легко объединить отопительную и климатическую системы. Поэтому температура в помещении поддерживается именно такой, какой задали её пользователи;
  • небольшая пассивность системы, с помощью которой можно нагревать необходимые участки до высокой температуры.

Система воздушного обогрева имеют ряд неоспоримых преимуществ

Но, несмотря на множество положительных качеств отопления, есть еще и минусы. Их требуется обязательно запомнить тем, кто хочет сделать воздушное отопление частного дома своими руками. К ним относятся:

  • монтаж установки можно произвести только во время строительства помещения. Обязательно нужно разработать и рассчитать все параметры системы до проведения строительных работ;
  • воздушное отопление необходимо постоянно обслуживать;
  • данная система не совершенствуется;
  • расход электричества достаточно большой. Для экономии лучше всего приобрести резервный источник электроснабжения.

Важно знать! Этот вид обогрева широко известен и применим в странах Европы, а, так как там достаточно холодный климат, 80% домов и коттеджей, расположенных за чертой города, отапливаются именно эти способом.

Схема и устройство установки

Ниже представлен составляющие воздушного отопления частного дома своими руками:

  • Печь;
  • Фильтрующие элементы;
  • Труба, которая забирает воздух из комнаты;
  • Вытяжка;
  • Труба, которая подводит свежий воздух;
  • Подача теплого воздуха в комнату;
  • Система, выводящая остывший воздух из дома;
  • Дымоход.

Состав комплексной системы

В виде теплового генератора отлично подойдет жидкостный или газовый обогреватель, оснащенный программируемым контроллером. После того, как дом полностью прогреется, сразу же срабатывает автоматика и поддерживает температуру по заданным параметрам.

Обратите внимание! Обогреватель должен включаться автоматически максимум 4 раза в сутки при условии качественно выполненной теплоизоляции. Такой режим помогает экономить энергоресурсы.

Компактные теплогенераторы на природном газе

Канальная система отопления

Канальная система пользуется наибольшим спросом. В канальную схему отопления входят такие элементы, как:

  • Печь – для топлива.
  • Фильтр.
  • Труба для оттока воздуха.
  • Система труб для попадания воздуха к печке, вывода его в нагретом состоянии в помещение.
  • Дымоход.

Схема прокладки воздушной системы отопления

Канальная система отопления

Воздушное отопление загородного дома и гаража канальной системы снабжено обогревателем, работающим на газе либо жидкости. Автоматическая система следит за работой элементов и поддерживает оптимальный температурный режим. Однако необходимо проверить теплоизоляцию, иначе тепло «улетучится». Если таковая кажется некачественной, следует вызвать мастеров для ее проверки и установки новой. Тогда система позволит сэкономить на расходах, а запускать ее можно 4 раза в день.

Читайте также:  6 лучших газовых обогревателей для гаража

Стационарный теплогенератор для воздушного отопления

Тепловой насос «воздух-воздух» — отопление при морозе -20°С

Одним из наиболее простых и доступных видов тепловых насосов является система «воздух-воздух», относительно недорогая и простая в установке и эксплуатации.

Устройства такого типа получили широкое распространение благодаря своей универсальности и большим возможностям, ценовой доступности. Эффективность и надежность систем «воздух-воздух» заслуживают подробного изучения.

Работу теплового насоса «вода-вода» мы рассмотрели в этой статье, а «воздух-вода» в этой.

Тепловой насос «воздух-воздух» для дома

Системы «воздух-воздух» наиболее известны широкому пользователю как кондиционеры (точнее, сплит-системы). Несмотря на обилие названий, речь идет об одном и том же устройстве, в основе конструкции которого лежит использование цикла Карно.

Он описывает процессы, проходящие при последовательном испарении жидкости, сильном сжатии полученного газа, конденсировании и повторного образования жидкости. Во время сжатия температура газа сильно повышается, а при испарении жидкости — понижается.

Эти два явления используются в холодильниках, кондиционерах и тепловых насосах, только в двух первых случаях полезным продуктом служит холод, а в последнем — тепло.

Принципы работы

Тепловой насос «воздух-воздух» — отопление при морозе -20°С

Основу конструкции ТН «воздух-воздух» составляет замкнутый контур, заполненный хладагентом (фреоном). Этот контур состоит из двух частей, испарителя и конденсатора.

В испарителе жидкий фреон переходит в газообразное состояние, активно отбирая у окружающей среды тепловую энергию. Полученный газ подается в компрессор, где сильно сжимается, отчего его температура повышается. Из компрессора горячий газ переходит в конденсатор, где переходит в жидкую фазу.

После этого фреон пропускается через понижающий клапан и поступает в испаритель, и весь цикл повторяется снова.

Таким образом, для работы теплового насоса типа «воздух-воздух» требуется только замкнутый контур с фреоном и два вентилятора, что значительно упрощает и удешевляет конструкцию в сравнении с другими разновидностями тепловых насосов. Если надо охлаждать помещение, то внутрь подается воздух из испарителя, а поток с конденсатора выводится наружу.

Достоинства и недостатки

К достоинствам воздушных тепловых насосов можно отнести:

  • универсальность. Система может охлаждать или нагревать помещение без каких-либо изменений или сложной перенастройки
  • экологическая чистота. Для работы системы не требуется углеводородного топлива, не используются опасные для окружающей среды вещества
  • простота конструкции. Установка приобретенного теплового насоса не составляет никакого труда
  • возможность самостоятельного изготовления
  • эффективность. Воздушное отопление быстро нагревает помещение и обладает низкой инерцией, что позволяет при необходимости быстро его охладить
  • экономичность. Расходы на электропитание компрессора и вентиляторов многократно окупаются
  • низкие цены. В сравнении с другими типами тепловых насосов, этот вариант самый дешевый
  • пожарная безопасность

Принцип работы и устройство

Начать наш разговор необходимо с принципа работы этой отопительной системы. И принцип этот прост, как и все оригинальное. Нагрев воздуха происходит в специальном теплогенераторе. По сути, это обычный водный калорифер, в котором через воду производится нагрев воздуха. Вода же может нагреваться разными способами. Самый оптимальный вариант – это газовый теплогенератор для воздушного отопления.

Вода нагревается до необходимой температуры, проходит по трубкам калорифера, сквозь который вентилятором прогоняется воздух. Последний нагревается и движется по воздуховодам, расположенным в чердачном помещении. Разводка труб сделана таким образом, чтобы в каждую комнату подходил минимум один воздуховод. Из него нагретый воздух и попадает в помещение. Кстати, выводное отверстие обычно декорируется красивой решеткой, так что сопло трубы не будет заметным.

Вот так работает воздушная система отопления и состоит она в основном из трех элементов:

  • Теплогенератор (он же калорифер).
  • Вентилятор.
  • Воздуховоды.

Внимание! Вся установка монтируется обычно на чердаке или в подвале, поэтому производители категорически рекомендуют производить теплоизоляцию всех ее элементов. Это снизит и тепловые потери самого отопления, и увеличит износостойкость воздуховодов (отсутствие конденсата).

Газовый теплогенератор