Конструктивно в систему отопления входят следующие элементы:
- теплогенератор — устройство, в котором происходит нагревание воздуха. Это может быть газовый или твердотопливный отопительный котел или электронагреватель. Его основными элементами являются теплообменник, горелка и вентилятор. Находящийся внизу вентилятор нагнетает холодный воздух в теплообменник, в котором имеется камера сгорания и горелка. В камере при сгорании топлива выделяется тепло, нагревающее теплообменник и воздух в нем, который по воздуховодам направляется в помещения. Таков в общих чертах принцип работы системы воздушного отопления. Теплогенераторы бывают разных типов, поэтому для каждого конкретного здания можно подобрать такое оборудование, которое будет наилучшим образом ему соответствовать. Горелка, установленная в нем, универсальна, т. е. она может работать на газе (магистральном (в этом случае воздухонагреватель монтируется в соответствии с нормативными документами, обязательно разрабатывается проект ввода, разводки и подключения газа), сжиженном баллонном (при этом горелка нуждается в доработке)) или дизельном топливе и без труда заменяется в стандартном нагревателе. В зависимости от предполагаемого к использованию топлива монтируют и всю подводящую систему. Камера сгорания соединена с дымоходом, по которому отработанные газы выводятся наружу. Поскольку конструкция теплогенератора довольно проста, что, естественно отражается на его стоимости, то в большом доме желательно иметь несколько отдельных устройств. Это объясняется тем, что при значительных по протяженности воздуховодов неизбежны потери тепла, поэтому при наличии двух или трех агрегатов, установленных в разных частях дома можно уменьшить длину воздуховодов, тем самым минимизировав теплопотери и повысив эффективность всей отопительной системы. Практика показывает, что оптимально, если длина основного воздуховода составляет не более 30 м, а рукавов (ответвлений) — не более 15 м;
- воздуховоды. Это разветвленная сеть каналов (рукавов) — подающих и обратных, — которые располагают под фальшполом, над фальшпотолком, в стенах, и по которым теплый поток воздуха поступает в помещения, а охлажденный выводится и доставляется к теплогенератору, где начинается следующий цикл. Таким образом осуществляется круговорот воздуха, т. е. рециркуляция.
Есть два вида воздуховодов, которые применяют чаще всего: круглые или квадратные. Сечение первых равно 100-200 мм, и благодаря своей форме аэродинамическое сопротивление, наблюдаются в них, минимально. Вторые изготавливаются в виде коробов разного размера — от 150 х 100 до 400 х 320 мм. Поскольку они более легкие в монтаже, занимают меньше места, чем круглые, распространены более всего. Кроме того, воздуховоды бывают жесткими и гибкими. Материалом для первых служит сталь (например, дымоходы изготавливают из черной стали; универсальные воздуховоды — из оцинкованной (они вполне доступны по цене и имеют неплохие эксплуатационные характеристики); меди (чаще всего медные воздуховоды прокладывают во влажных помещениях, они хотя и дороже, но более долговечны); для вторых — гибкие пластики, оснащенные стальным проволочным каркасом для поддержания формы воздуховода. Понятно, что для монтажа в труднодоступных местах такие рукава более удобны, хотя это и увеличивает сопротивление воздуху. Сейчас активно применяют воздуховоды, выполненные из пластика и текстиля. Они легко монтируются, служат долго, но, поскольку отличаются низкой огнестойкостью, их не используют для отведения продуктов горения.
Относительно материалов, из которых могут быть изготовлены воздуховоды, есть положения СНиПа 41-01-2003, которые обязательны к соблюдению.
В соответствии с устройством системы потребуются и жесткие, и гибкие воздуховоды. Для фиксации их между собой применяют хомуты или армированный скотч.
В устьях воздуховодов, по которым теплый воздушный поток поступает в помещения, монтируют диффузоры и закрывают их распределительными решетками, оснащенными поворотными ламелями. Цель диффузоров — снижение скорости исходящего потока воздуха до 1 м/с.
Охлажденный воздух удаляется из обогреваемого помещения через систему обратных воздуховодов с воздухоприемными решетками.
Если система отопления будет оборудована кондиционером, то:
- воздуховоды должны быть утеплены (именно для подобных целей предназначаются самоклеящиеся теплоизоляторы), чтобы исключить риск появления на них конденсата;
- вентилятор(распределительные головки) — специальное приспособление для нагнетания и распределения теплого воздуха по помещениям;
- фильтры, которыми дополнительно оснащаются подающие воздуховоды и которые очищают и обеззараживают нагретый воздух;
- автоматика, необходимая для автоматического поддержания оптимальных параметров воздуха в помещениях. Фактически это мини-компьютер, который может быть запрограммирован в соответствии с пожеланиями хозяев, например можно задать суточный или недельный режим работы.
Конструкция твердотопливного отопительного котла, должна быть такой, чтобы можно было изменять скорость горения топлива. У газового котла должна быть автоматическая система включения и выключения и система контроля температуры теплоносителя — воздуха.
Систему воздушного отопления можно классифицировать на основе разных признаков:
- по принципу циркуляции. Она бывает гравитационной и принудительной. При естественной циркуляции воздуха в отопительной системе перемещение воздушного потока происходит за счет изменения температуры воздуха — окружающего и нагретого в доме. Теплый воздушный поток перемещается по воздуховодам и направляется под потолок, где он постепенно охлаждается. Остывший и поэтому более холодный воздух опускается к полу к воздухозаборникам и по системе обратных воздуховодов поступает к теплогенератору. Преимущество такой системы отопления состоит в том, что она не зависит от электроснабжения, недостатком ее является то, что при открытых окнах или дверях циркуляция воздуха нарушается, что приводит к тому, что подпотолочное пространство перегревается, а рабочая часть помещения, напротив, охлаждается. Этих минусов лишена системы с принудительной циркуляцией воздуха. В ее основе лежит разница плотности теплого и холодного воздушных потоков и предусматривается использование электровентилятора. Он обеспечивает необходимую разницу давления воздуха. При такой системе теплый воздух равномерно распределяется по всему дому. Вентилятор, помещенной под камерой сгорания, откачивает охлажденный воздух из помещений, пропускает его через систему фильтров, обогащает кислородом и направляет в теплообменник;
- по способу теплообмена. В рециркуляционных системах постоянно нагревается и перемещается внутренний воздух. При этом используется естественная или принудительная (с помощью специального оборудования — рассеивающих или канальных теплогенераторов) вентиляция.
В системах с частичным притоком воздуха применяют только канальные воздухонагреватели. В этом случае рециркуляционная система совмещается с приточной вентиляцией, которая монтируется в виде ответвления на вытяжных воздуховодах.
Приточные системы нагревают воздух, поступающий с улицы. В этом случае требуется установка мощной вытяжной вентиляции.
Что касается проблемы размещения оборудования воздушной системы отопления, то в указанном выше СНиПе на это есть четкие указания.
