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.
Как работает на угле, дровах, коксе
Этот тип отопительного агрегата использует в качестве топлива различные виды твёрдого топлива: уголь, дрова, кокс. Многие потребители используют специальные отходы, полученные после переработки растений. Важнейшим фактором для хорошего нагрева аппарата является теплоотдача твёрдого топлива, поэтому большинство покупателей используют топливо с самым высоким КПД.
Большинство твердотопливных генераторов способны выдавать КПД на уровне 90%. Аппараты выделяют тепло на протяжении 5—8 часов, при этом достаточно одной закладки твёрдого топлива.
Наиболее распространены котлы, созданные из чугуна или стали. Большей популярностью пользуются чугунные генераторы тепла, так как данный металл способен длительное время выделять тепло.
Однако этот материал довольно хрупкий, так как чугун подвержен перегреву, и как следствие, на котлах образуются трещины.
Стальные котлы менее подвержены перепадам температур, но имеют ряд других недостатков.
При работе с данными теплогенераторами стоит постоянно загружать топливо в камеру сгорания. Твердотопливное оборудование требует особого и постоянного внимания со стороны человека, но, в то же время, их удобство заключается в доступности твёрдого топлива.
СИСТЕМЫ ОПОВЕЩЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ЭВАКУАЦИЕЙ
Это тоже обязательное к установке оборудование. Вопрос только в виде и характере формируемых сигналов. Всего существует пять типов СОУЭ от 1-го, требующего установки звукового оповещателя до 5-го – речевого оповещения со множеством дополнительных опций и возможностей.
Помимо сирен и громкоговорителей в состав СОУЭ могут входить световые указатели “Выход”, направления движения, а при наличии в здании системы пожаротушения – соответствующие информационные табло.
Управление осуществляется АУПС. Стоит заметить, что первый и второй тип оповещения настолько привычен, что, зачастую, рассматривается как неотъемлемая часть противопожарной сигнализации.
Состав, типы, требования к выбору и монтажу СОУЭ описаны здесь.
Солнечные батареи
Очень просто использовать тепловую энергию, источником которой является солнечный свет. Новейшие , работающие от солнечной энергии, представляют собой коллектор и резервуар.
Структура трубок, из которых состоит коллектор, сводит потери тепла к минимуму. Исходя из конструкционных особенностей, солнечные коллекторы бывают вакуумные, плоские и воздушные.
Нюансы
Этот вид отопления подойдет только для теплых регионов страны, где яркое солнце светит хотя бы 20-25 дней в году. В противном случае должны быть установлены дополнительные системы отопления. Еще одним недостатком солнечных батарей является высокая стоимость и небольшой срок службы аккумуляторов, необходимых для накопления электроэнергии.
Устройство воздушного отопления
В состав системы воздушного отопления входят следующие основные элементы:
- Теплогенератор;
- Сеть воздуховодов;
- Вентилятор;
- Решетки, диффузоры, воздухораспределители;
- Устройства регулирования;
- Воздушный фильтр.
В воздушном отоплении применяются воздухонагреватели прямого и косвенного нагрева. Воздухонагреватели прямого действия – теплогенераторы.
В их конструкцию входит камера сгорания закрытого типа с воздушным теплообменником. Воздух нагнетается вентилятором, проходит через теплообменник (чугунный или стальной), нагревается до температуры 20 – 60С (в зависимости от типа системы) и поступает в сеть распределения.
Теплогенераторы выпускаются в настенном и напольном вариантах размещения, некоторые модели могут размещаться вне помещений.
Устройства мощностью до 400 кВт производятся в моноблочном исполнении, от 400 до 1000 кВт – в секционном (секции отопления и вентиляции).
Теплогенераторы работают на следующих видах топлива:
- Природный газ;
- Жидкое топливо – керосин, дизтопливо, сжиженный газ, отработанное масло;
- Твердые типы топлива – уголь, древесина и так далее.
Тепловую мощность теплогенератора можно определить укрупненным методом по формуле:
Q = Vп х ∆t х M / 860
где Vп – внутренний объем помещения;
∆t – разница между низшей наружной температурой для конкретного региона (справочные данные) и требуемой температурой воздуха в помещении;
M – показатель качества тепловой изоляции строения;
M = 3 – 4 (очень слабая изоляция); 2 – 2,9 (слабая изоляция); 1 – 2 (средняя изоляция); 0,5 – 0,9 (высококачественная изоляция)
860 – коэффициент перевода тепловой мощности из ккал в кВт.
Формула дает тепловую мощность для прямоточной системы. В соответствии с выбранным типом воздушного отопления (прямоточным, рециркуляционным, комбинированным) в тепловую мощность вносятся поправки. Для этого требуется точный расчет, провести который может только опытный специалист.
Воздухонагреватели косвенного нагрева – калориферы.
Калориферы получают тепло от горячей воды систем водяного отопления, пара, электрических ТЭНов и отдают его нагреваемому воздуху. По КПД системы воздушного отопления с калориферами уступают комплексам с собственными теплогенераторами.
Сети воздуховодов обычно монтируются из оцинкованной стали различного профиля – прямоугольного и круглого. В большинстве случаев воздуховоды утепляют для предотвращения образования конденсата и снижения скорости коррозии материала.
Важным моментом при разработке проекта сети является расчет сечения воздуховодов. Для проведения качественного аэродинамического расчета необходимо привлечь специалистов. Самостоятельный подбор размеров воздуховодов может негативно сказаться на эффективности последующей работы отопления.
Решетки, диффузоры, воздухораспределители предназначены для подачи, забора, распределения и придания необходимого направления теплому воздуху сети.
Устройства регулирования – заслонки, клапана – выполняют регулирование величины потоков по различным веткам системы.
Воздушный фильтр устанавливается на входе в напорный вентилятор, производит первичную очистку воздуха от пыли, небольших частиц и так далее.
Кроме основных элементов системы воздушного отопления могут оснащаться дополнительными блоками – кондиционирования, увлажнения воздуха, тонкой очистки, ионизации и другими.
Схемы систем отопления частного дома
Прежде чем начать работы по монтажу, добавить новые элементы в систему или заменить старые, составляются схемы отопления. Так принято называть графически изображенную последовательность подключения радиаторов и других элементов системы к трубам подачи и обратки.
«Подачей» в отопительных системах называется труба, по которой горячий теплоноситель поступает от котла в радиатор. «Обратка» — это линия, по которой остывший в радиаторе носитель тепла перемещается к точке нагрева.
Схема отопления частного дома по способу разводки труб может быть как однотрубная, так и двухтрубная.
Однотрубная
В данном случае постепенно остывающий теплоноситель перемещается по замкнутому кольцу из одного радиатора в другой. Подобная схема отопления может отличаться по типу подключения элементов:
- вертикальная – используется в многоквартирных жилищах;
- горизонтальная – в невысоких частных домах.
Однотрубная система легко монтируется, но отличается неравномерностью прогревания помещений (радиаторы, расположенные ближе к котлу, будут значительно горячее тех, которые находятся дальше от него). Поэтому используется в одно или двухкомнатных малоэтажных домах и дачах.
Двухтрубная
Эта схема отопления частного дома устроена по совершенно иному принципу: теплоноситель движется к радиатору и от него, по двум контурам — «подаче» и «обратке». Такая схема дает возможность обеспечить более равномерное распределение теплоносителя между батареями и снизить расходы энергоносителя.
Двухтрубная система также может быть вертикальной и горизонтальной. Для загородных домов наиболее оптимальной будет горизонтальная двухтрубная схема. Для того чтобы в вашем жилище всегда было тепло и уютно, нужно не только выбрать оптимальные для вашего дома типы систем отопления, но и правильно смонтировать их.
Лучевая или коллекторная
Идеально подходит для больших домов. Конечно это не самый экономичный вариант с точки зрения первоначальной стоимости системы, так как самих труб и трудозатрат на их монтаж понадобится намного больше, чем в двухтрубной. Но коллекторная схема отопления имеет огромное преимущество, она позволяет равномерно нагревать каждый радиатор, и избавиться от соединений на трубах.
Ленинградка
Известная схема, ставшая улучшенным решением однотрубной системы. Позволяет регулировать расход теплоносителя на каждый из радиаторов, что в свою очередь является полноценным контролем над температурой в каждом помещении, а значит и средством экономии.
Как сделать систему воздушного отопления для частного дома своими руками
Непосредственно перед монтированием системы воздушного отопления частного дома рекомендовано сделать проект. Следует рассчитать:
- площадь помещения;
- наличие теплопотерь (пол, потолки, стены, окна);
- мощность теплогенератора, который необходим для прогрева пространства;
- скорость подачи теплого воздуха;
- диаметр воздуховодов, их количество, а также крепежи к ним.
Основные используемые материалы:
- воздуховод нужной длины и диаметра;
- теплогенератор;
- решетки декоративные, которые крепятся на концах воздуховода;
- фильтра воздушные;
- вентиляторы;
- крепежные элементы;
- инструменты (шуруповерт, серебристый скотч, уровень, линейка, рулетка, карандаш).
Установка такой отопительной системы проходит следующие этапы:
- Монтаж теплогенератора в отдельном помещении.
- Прорезают отверстия для воздуховодов в стенах.
- Соединяют все элементы, согласно выбранному проекту.
- Располагают вентилятор под теплогенератором.
- Крепят декоративные элементы.
- Проводят диагностика всех соединений и запускается оборудование.
Для эстетики воздуховоды прячут в межпотолочное или напольное пространство.
От солнца
Использование природной энергии сокращает расходы на обслуживание системы. Плотность выделяемой солнечной энергии зависит от времени года. Работает такой вариант за счет нагрева поверхностей воздушного коллектора солнцем и передачи тепла в помещения. Состоит из следующих элементов:
- теплоизолирующий корпус;
- абсорбирующий экран черного цвета;
- радиатор;
- стекло или поликарбонат;
- вентиляторы.
Воздух закачивается в коллектор, где, под действием нагретых солнцем абсорбирующих поверхностей, он прогревается. После он вентилятором перегоняется в помещение.
Материалы, необходимые для изготовления солнечной системы своими руками:
- ДСП, фанера или бруски для внешнего корпуса.
- Дно из профнастила, желательно покрыть черной краской и проложить изоляционный материал.
- Радиатор можно взять от старых холодильников либо сделать из меди и алюминия. Многие собирают его из скрепленных между собой алюминиевых банок из-под напитков.
- Крышка делается из стекла или поликарбоната.
- Для теплоизоляции, корпус обклеивается пенополистиролом.
- Вентиляторы. Можно использовать кулеры от старой техники.
Такие, собранные своими руками, системы могут работать от сети либо аккумулятора.
На основе печи длительного горения
При наличии печи можно сделать дополнительную систему отопления от нее. Для этого делают планировку вентиляции – чтобы холодный воздух заходил в печь, а разогретый распространялся в помещении. Устанавливают гибкие каналы с теплоизоляцией, которые монтируют по всем помещениям. Они могут работать за счет естественной вентиляции, а можно также подключить вентиляторы.
Система воздушного отопления дома на основе печи длительного горения на естественной вентиляции способна отапливать до 4 комнат.
Монтируют такую модель следующими этапами:
- устанавливают печь длительного горения;
- проектируют расположение воздуховодов;
- их крепят к печке и монтируют по дому;
- внизу устанавливают вентилятор для увеличения скорости подачи воздуха в патрубки;
- проводят проверку всех соединений и запускают оборудование.
При горении выделяется сажа, поэтому такой вариант воздушного отопления требует дополнительных фильтров, которые устанавливают в воздуховоды и решетки на выходе.
На основе булерьяна
Бульеран – удивительная печка, работающая на принципе газогенерации. В нее снизу идут ненагретые массы, а сверху выходят теплые. В этом случае к такой печи подключают алюминиевые или жестяные патрубки, которые распространяют тепло по помещениям. Это еще один вариант системы воздушного отопления от печи для частного дома.
При монтировании этой системы, необходимо:
- спроектировать расположение воздуховодов;
- присоединить их к булерьяну;
- скрепить все элементы между собой, проверить их прочность и запустить систему.
Воздушное отопление набирает популярность использования в частных домах. Это простой и удобный способ прогреть все помещения сразу. Выше рассмотрены методы, как сделать системы воздушного отопления для частного дома своими руками. Они несложные и подобные конструкции можно провести в доме самостоятельно
Важно учитывать расположение всех коммуникаций и правильно рассчитать необходимую мощность обогрева
При бережной эксплуатации, постоянной диагностике и прочистке элементов, такая система отопления прослужить долго без перебоев. Она создаст комфортные условия для нахождения в помещениях в любое время года.
Отопление электрическим котлом
Это классическая схема системы автономного отопления. Есть два варианта нагрева теплоносителя – косвенный и прямой.
Устройство и принцип работы ТЭНовых котлов довольно просты – есть нагревательная спираль, заключенная в герметичную металлическую оболочку с диэлектрическим теплопроводным наполнителем, тепло от спирали через наполнитель передается на поверхность оболочки ТЭНа, с которой контактирует теплоноситель системы отопления.
Так выглядит «начинка» ТЭНового котла на 9 кВт, который несмотря на компактные размеры способен обогреть дом площадью 100м2Источник mirvera.ru
Индукционные котлы появились для бытовых систем отопления относительно недавно. Их принцип действия заключается в свойстве металлов нагреваться под воздействием переменного магнитного поля. Сам нагревательный элемент представляет собой индуктивную катушку с сердечником из ферромагнитного сплава, через «вторичную обмотку» которой проходит теплоноситель.
Схема работы индукционного нагревателяИсточник josri.ru
Особенность электрических котлов прямого нагрева в том, что вода выступает не только теплоносителем, но и является частью электрической схемы – через нее проходит переменный ток между электродами. Откуда и название котлов – электродные.
Каскад из четырех электродных котлов для обогрева большого домаИсточник obriy-ua.com
Ну а главный недостаток отопления загородного дома электрическим котлом – наличие самого теплоносителя и «громоздкая» система циркуляции из труб и батарей. Обустройство такой системы требует затрат, а КПД по сравнению с электрическими обогревателями прямого действия может быть меньше, если применяют циркуляционные насосы.
Различия в герметичности
Все отопительные системы делятся на два типа – открытая и закрытая система отопления, разница заключается в том, что открытые коммуникации сообщаются с атмосферой, а закрытые нет.
Открытые системы
Открытая система отопления имеет негерметичный расширительный бак. В нем монтируется сливной патрубок, который отводит излишки воды в канализацию или за пределы здания. Форма сосуда пи этом значения не имеет. Располагают бак на самой высокой точке тепловых коммуникаций.
Схема системы отопления открытого типаИсточник avatars.mds.yandex.net
Поскольку у бачка имеется легко открываемая крышка то заполнение системы водой можно проводить ручным способом при помощи вёдер или шланга. Давление в контурах всегда равно атмосферному и по этой причине такие системы не требуют установки контролирующих устройств и более безопасны при эксплуатации.
Закрытые системы
Система отопления закрытого типа с насосом и расширительным баком более сложна при монтаже
Входящие в состав элементы полностью герметичны и форма бака имеет важное значение, она подбирается с таким расчётом чтобы выдерживать давление при минимальной толщине стенок.. Такие системы требуют более внимательного отношения поскольку в них присутствует высокое давление
Для обеспечения безопасности при эксплуатации требуется установка контрольных приборов и аварийного клапана на расширительном баке.
Такие системы требуют более внимательного отношения поскольку в них присутствует высокое давление. Для обеспечения безопасности при эксплуатации требуется установка контрольных приборов и аварийного клапана на расширительном баке.
Закрытая система отопления с принудительной циркуляцией Источник dpa.cv.ua
В этом видео вы увидите, как можно сделать проект отопления:
Определяясь с выбором того или иного типа отопления для частного дома, первое, на что необходимо обратить внимание – доступность и вид топлива наиболее распространённый на местности. Это решающий фактор, который определяет тип источника тепла
Далее уже следуют расчёты, и выбирается способ монтажа системы и материалы для комплектующих.
Система водяного отопления
Трубы для водяного отопления
Сегодня благодаря развитию технологий в основном для водяной системы отопления используют трубы из полипропилена, а не металлические. Пластиковые трубы легче, проще в монтаже, значительно дешевле
При выборе полипропиленовых труб следует обратить внимание на:
Монтаж системы водяного отопления
– Чтобы избежать воздушных пробок, трубы на одном этаже не должны иметь перепадов и наклона. Также воздух в систему может поступать по причине износа крыльчатки водяного насоса, которая начинает работать в режиме кавитации и пузырьки воздуха поступают в трубу
Принцип работы
Система воздушного отопления в частном доме работает по определенным принципам. Рассмотрим подробнее алгоритм:
Подогрев воздуха до необходимой температуры
Это делает теплогенератор при помощи горячей воды, пара, электричества или какого-либо топлива. Работу устройства контролирует автоматика, и когда нужная температура достигается, оно отключается и работает в дежурном режиме.
Перенаправление воздуха внутрь помещений
Это происходит по системе воздуховодов, которые бывают круглыми и прямоугольными. Круглые обладают меньшим аэродинамическим сопротивлением, прямоугольные же легче вписываются в интерьер частного дома благодаря более совершенному дизайну.
Прогревание помещения
На выходе, через специальный распределитель, поток воздуха попадает в помещение и равномерно его прогревает. После остывания воздух возвращается к теплогенератору для повторного нагрева по трубам отдельной системы воздуховодов. Происходит циркуляция потоков, и её эффективность зависит от подбора оборудования, точного инженерного расчета, выбора топлива, температурного режима.
Циркуляция внутри системы воздушного отопления бывает естественной или принудительной. При естественной схеме движения теплый воздух, поднимаясь вверх, уступает место остывшему после прогрева помещений. Принудительную циркуляцию поддерживает вентилятор — создаваемое им давление заставляет воздух двигаться внутри воздуховодов.
