Расчет воздушного отопления: подбор оборудования, стоимость и обслуживание

>>>Расчет воздушного отопления: подбор оборудования, стоимость и обслуживание

Воздушное отопление, его разновидности

Воздушное отопление — это способ обогрева помещений путем подачи в них горячего (точнее, нагретого до необходимой температуры) воздуха. В зависимости от размеров или объема помещения этот вариант обогрева имеет большую или меньшую эффективность, причем, с возрастанием площади эффективность повышается. Это связано с тем, что другие способы обогрева используют в той или иной степени конвекцию воздуха, которая не обеспечивает ровного распределения тепловой энергии, образуя более теплые или менее нагретые участки площади. Некоторые системы нагрева прямым образом тяготеют к малой площади обслуживания, например, теплые полы или ИК-излучатели при больших площадях становятся нерентабельны. Воздушное отопление имеет обратный эффект, становится наиболее удачным вариантом именно при использовании в больших залах, цехах, жилых помещениях большого объема или сложной конфигурации.

Принцип работы воздушного отопления

Принцип работы воздушного отопления состоит в нагреве воздушного потока, подаваемого вентилятором. Этот нагрев производится при прохождении воздушной струи сквозь различные устройства, имеющие большую горячую поверхность. Струя воздуха омывает ее, забирает тепловую энергию, после чего направляется по сети воздуховодов в помещения здания. Принцип един, но имеются разные варианты выполнения системы. Наиболее распространенным типом являются калориферы, хорошо зарекомендовавшие себя в работе, обладающие высоким КПД, практически не имеющие потерь энергии.

Виды воздушного отопления

Все разновидности и варианты воплощения основаны лишь на различных способах нагрева теплообменника, таких как:

  • электрический
  • газовый
  • водяной
  • паровой

Электрические теплообменники

Электрические теплообменники продаются в готовом к использованию виде, достаточно лишь подключить их к сети. При этом, расходы на электрическое отопление самые высокие, делают использование таких устройств чисто временным, эпизодическим.

Газовые устройства

Газовые устройства достаточно эффективны, но требуют наличия топлива — газа, что в свою очередь требует налаженного снабжения. Все это требует расходов, кроме того, использование газовых приборов имеет определенную степень опасности.

Водяной теплообменник

Наиболее экономичным признается водяной тип теплообменника, поскольку горячую воду можно получать либо из сети ЦО или ГВС, либо греть в собственном котле, т.е. автономным образом. Независимость от поставщиков ресурсов — большой бонус, который позволяет получить заметную экономию средств или расширить возможности отопительной системы.

Гравитационная система воздушного отопления

Самая простая система воздушного отопления — гравитационная — основана на свойстве горячего воздуха подниматься вверх. Она обходится совсем недорого, действует вполне устойчиво, но любой сквозняк нарушает режим движения потоков, приводит систему воздушного отопления в нерабочее состояние.

С принудительной циркуляцией

Второй тип отопительных систем — с принудительной циркуляцией воздушных потоков. Этот тип позволяет организовать равномерное перемещение воздушных потоков, не зависящее от посторонних вмешательств, сквозняков или прочих паразитных потоков от нагретого оборудования, работающих приборов и т.д. Этот тип системы позволяет создавать отфильтрованный воздушный поток с определенной температурой, которую можно гибко регулировать или настраивать. Малая инерционность дает возможность в короткий срок получить нужное изменение микроклимата, которое сразу же чувствуется, не заставляет много раз корректировать систему по мере достижения определенной температуры, как это происходит с водяным типом отопления.

Преимущества воздушного отопления перед другими видами обогрева помещений

Воздушное отопление имеет массу достоинств, превосходя все другие способы обогрева по ряду позиций:

  • возможность создания в помещениях комфортного микроклимата как для людей, так и для выполнения технологических процессов
  • возможность равномерного, качественного нагрева больших площадей или объемов
  • высокая скорость отдачи системы, позволяющая почувствовать тепло буквально в первые минуты после запуска
  • низкая инерционность, мгновенное реагирование на регулировочные воздействия
  • экономичность, возможность создания полностью автономной системы, не зависящей от внешних факторов
  • высокая ремонтопригодность системы, возможность самостоятельного монтажа
  • безопасность отопления, отсутствие вредных или огнеопасных веществ

При этом, имеются недостатки:

  • для функционирования воздушного отопления требуется наличие подключения к электрической сети
  • низкая инерционность имеет и отрицательный эффект — при отключении электроэнергии в помещениях практически сразу начинает понемногу падать температура
  • система при работе издает шум, иногда довольно сильный

Недостатки имеют вполне преодолимый характер, их наличие обусловлено спецификой устройства воздушного отопления и не имеет решающего значения. Основным преимуществом является простота, ремонтопригодность системы и возможность самостоятельного создания. Система воздушного отопления для частного дома и коттеджа является одной из наиболее удобных, безопасных и экономичных.

Совмещение воздушного отопления и вентиляции

Воздушное отопление должно быть согласовано с вентиляцией. Это необходимо потому, что теплый воздух из обогревательной системы смешивается с более холодным из вентиляции, в результате чего температура в помещении становится ниже расчетной. Другой вариант — когда подача горячего воздуха не в состоянии обеспечить потребность помещения в свежей приточной струе. Для устранения такого эффекта системы обогрева и вентиляции совмещают. Это позволяет одним комплектом оборудования решить обе задачи и исключить возможность ошибок или нестыковок в подаче нужных количеств свежего воздуха и в обеспечении правильной температуры.

Мнение эксперта
Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ
Федоров Максим Олегович
Важно! Для экономии тепловой энергии используется рекуперация, т.е. возврат тепла из выводимого отработанного воздуха обратно в помещение. Этот процесс также зависит от вентиляционной системы, что требует ее объединения с отопительным комплексом.

Расчет системы воздушного отопления

Мнение эксперта
Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ
Федоров Максим Олегович
Проектирование воздушного отопления не простая задача. Для ее решения необходимо выяснить ряд факторов, самостоятельное определение которых может быть затруднено. Специалисты компании РСВ могут бесплатно сделать для вас предварительный проект по воздушному отоплению помещения на основе оборудования ГРЕЕРС. 

Система воздушного отопления, как и любая другая, не может быть создана наобум. Для обеспечения медицинской нормы температуры и свежего воздуха в помещении потребуется комплект оборудования, выбор которого основывается на точном расчете. Существует несколько методик расчета воздушного отопления, разной степени сложности и точности. Обычная проблема расчетов такого типа состоит в отсутствии учета влияния тонких эффектов, предусмотреть которые не всегда имеется возможность.

Мнение эксперта
Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ
Федоров Максим Олегович
Поэтому производить самостоятельный расчет, не будучи специалистом в сфере отопления и вентиляции, чревато появлением ошибок или просчетов. Тем не менее, можно выбрать наиболее доступный способ, основанный на выборе мощности системы обогрева.

Смысл этой методики состоит в том, что мощность приборов отопления, вне зависимости от их типа, должна компенсировать теплопотери здания. Таким образом, найдя теплопотери, получаем величину мощности нагрева, по которой можно выбрать конкретное устройство.

Формула определения теплопотерь:

Q=S*T/R

Где:

  • Q — величина теплопотерь (вт)
  • S — площадь всех конструкций здания (помещения)
  • T — разница внутренней и внешней температур
  • R — тепловое сопротивление ограждающих конструкций

Пример:

Здание площадью 800 м2 (20×40 м), высотой 5 м, имеется 10 окон размером 1,5×2 м. Находим площадь конструкций:
800 + 800 = 1600 м2 (площадь пола и потолка)
1,5 × 2 × 10 = 30 м2 (площадь окон)
(20 + 40) × 2 × 5 = 600 м2 (площадь стен). Вычитаем отсюда площадь окон, получаем «чистую» площадь стен 570 м2

В таблицах СНиП находим тепловое сопротивление бетонных стен, перекрытия и пола и окон. Можно определить его самостоятельно по формуле:

Где:

  • R — тепловое сопротивление
  • D — толщина материала
  • K — коэффициент теплопроводности

Для простоты примем толщину стен и пола с потолком одинаковой, равной 20 см. Тогда тепловое сопротивление будет равно 0,2 м / 1,3= 0,15 (м2*К)/Вт
Тепловое сопротивление окон выберем из таблиц: R = 0,4 (м2*К)/Вт
Разницу температур примем за 20°С (20°С внутри и 0°С снаружи). Тогда для стен получаем

  • 2150 м2 × 20°С / 0,15 = 286666=286 кВт
  • Для окон: 30 м2 × 20°С/ 0,4 = 1500=1,5 кВт.
  • Суммарные теплопотери: 286 + 1,5 = 297,5 кВт.

Такова величина теплопотерь, которые необходимо компенсировать при помощи воздушного отопления мощностью около 300 кВт.

Мнение эксперта
Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ
Федоров Максим Олегович
Примечательно, что при использовании утепления пола и стен теплопотери снижаются как минимум на порядок.

Как выбрать оборудование

Мнение эксперта
Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ
Федоров Максим Олегович
Выбор оборудования обусловлен величиной теплопотерь. Мощность отопительного комплекса должна быть на 15-20% выше, чтобы имелся некоторый запас на случай сильных морозов или иных нештатных ситуаций.

Выбор конкретного устройства, агрегата или комплекта производится по каталогам или таблицам. На сегодняшний день существует большое количество готовых комплексов, имеющих определенную мощность и источник нагрева. Из них можно подобрать наиболее подходящий вариант по характеристикам, цене и прочим параметрам, учитываемым исходя из условий эксплуатации и назначения здания.

Стоимость воздушного отопления, расходы на его содержание

Стоимость комплекта зависит от источника нагрева. Если используется теплоноситель из системы ЦО, то для создания воздушного отопления можно обойтись приобретением водяного калорифера и вентилятора. Если возможности использования сетевых ресурсов не имеется, то расходы увеличиваются на стоимость котла. Кроме того, понадобится сделать разводку воздуховодов, обеспечить приточную и вытяжную вентиляцию, рекуперацию и т.д. Окончательная цена зависит от размеров здания, типа оборудования, производителя и прочих обстоятельств.

Расходы на содержание воздушного отопления зависят от величины потребления электроэнергии вентиляторами и количества теплоносителя, циркулирующего в системе. Если используется собственный котел, то к стоимости электроэнергии прибавляется цена топлива. Общая сумма расходов зависит от времени года, размеров дома, климатических условий в регионе и т.д. В целом, воздушное отопление однозначно признается наиболее экономичным вариантом, высокий КПД и возможность автономного существования позволяет снизить расходы на обогрев до минимума.

Мнение эксперта
Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ
Федоров Максим Олегович
Воздушное отопление частного дома или промышленного здания — удобный и экономичный тип нагрева, позволяющий сократить количество необходимого оборудования до минимума и совместить его с вентиляционной системой.

Экономичность и простота системы дают удобство монтажа своими руками, высокая ремонтопригодность позволяет выполнять все требующиеся операции собственными силами и в короткие сроки. Учитывая доступность и разнообразие источников первичного нагрева, можно систему воздушного отопления назвать наиболее эффективной и привлекательной для всех видов помещений.

Полезное видео

Похожие статьи
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:  Калориферы КВБ и КВС - чем заменить? Характеристики, варианты изготовления
2018-10-12T12:06:18+00:00
Рейтинг автора
5
Максим Федоров, фото
Автор статьи
Максим Федоров
Инженер по вентиляции и климатическому оборудованию
Написано статей
12
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5
Оценок: 1
Загрузка...