Il tradizionale sistema idrico trasferisce energia termica ai locali attraverso acqua o liquido non gelido (antigelo). Ma c'è un'altra soluzione: il semplice riscaldamento dell'aria a casa, in cui l'aria degli ambienti viene riscaldata direttamente, senza impianto idraulico e radiatori. Poiché questo argomento è attivamente promosso dai produttori interessati di apparecchiature di riscaldamento, abbiamo deciso di scoprire quanto sia meglio (o peggio) il riscaldamento dell'aria rispetto al classico e se possa essere montato con le nostre mani.
Opzioni di riscaldamento dell'aria
Quindi, il nostro compito è di riscaldare le masse d'aria e di sottometterci ai locali di un cottage o appartamento di campagna. Come si può organizzare il riscaldamento dell'aria:
- Dal camino, stufa a legna.
- Usa i sistemi VRF su Freon. In poche parole, condizionatori d'aria inverter, pompe di calore ad aria.
- Installare il sistema combinato di aria condizionata caldaia + chiller + ventilconvettori.
- Organizzare il riscaldamento centralizzato dell'aria (abbreviato - IN), combinato con la ventilazione di una casa privata. Per utilizzare una fonte di calore, utilizzare un riscaldatore ad aria elettrico o una stufa a gas per il riscaldamento dell'aria.
Riferimento. Quest'ultima opzione è spesso implementata in cottage americani e canadesi costruiti utilizzando la tecnologia del telaio. Il riscaldatore è un forno a gas.
Per il riscaldamento / raffreddamento di capannoni di produzione di grandi volumi, viene implementato uno schema leggermente diverso. Nei locali sono state costruite 2 reti di condotte - fornitura e scarico. Entrambi convergono in un'unità di ventilazione - un condizionatore d'aria centrale, costituito da tali unità:
- I filtri a 2-3 gradini puliscono le masse d'aria prima di essere immessi nell'edificio e rilasciati all'esterno;
- scambiatore di calore-riscaldatore ad aria n. 1 riscalda il flusso con l'aiuto di acqua calda dal locale caldaia;
- lo scambiatore di calore n. 2 serve a raffreddare l'aria, lavora in tandem con il chiller;
- il recuperatore a croce lamellare (o rotazionale) prende il calore del flusso di scarico e lo fornisce all'alimentazione, risparmiando il 50 ... 80% di energia;
- unità di umidificazione;
- i ventilatori centrifughi fanno muovere i flussi attraverso le sezioni del condizionatore d'aria centrale e ulteriormente lungo i condotti dell'aria.
Perché abbiamo descritto il design di un condizionatore industriale? In modo da capire immediatamente: il dispositivo di riscaldamento ad aria completo + ventilazione + raffreddamento è un compito difficile e costoso. Ma, essendo il proprietario di una casa di campagna, puoi considerare tutti i metodi di riscaldamento, scegliere il più semplice ed economico o tornare allo schema dell'acqua: riscaldamento a pavimento, radiatori.
Come organizzare il riscaldamento della stufa
Un vantaggio importante di qualsiasi stufa: riscalda contemporaneamente l'aria e le superfici circostanti con un'intensa radiazione infrarossa. Non sono necessarie batterie e tubi del refrigerante.
Una precisazione. Stufe o inserti per camini con circuito idrico possono essere utilizzati per il riscaldamento di 2-3 piccoli ambienti. La bobina è collegata a un sistema a gravità o chiuso con una pompa.
Come utilizzare la stufa per il solo riscaldamento dell'aria:
- Su 1 locale è sufficiente installare una stufa in ghisa o acciaio.
- Per riscaldare 2-3 stanze con una superficie totale fino a 40 m², collocare una stufa in mattoni di un design adatto nello spazio tra le stanze.
- Non è facile costruire una stufa in una vecchia casa. Se non ci sono requisiti estetici elevati, mettiamo una stufa di ceramica, fissiamo i coperchi di convezione al forno e colleghiamo i condotti dell'aria.
L'opzione numero 3 prevede la posa di condotti dell'aria nelle stanze vicine e l'installazione di ventilatori per condotti in grado di resistere alla temperatura del mezzo trasportato 100-150 ° C.L'aria può muoversi attraverso i tubi e indipendentemente, ma troppo lentamente, e il condotto di ventilazione dovrebbe andare con una pendenza verso l'alto. Come funziona tale sistema di riscaldamento dell'aria, guarda il video qui sotto.
Le prime due opzioni sono ben note, ma non sempre applicabili:
- non è generalmente realistico mettere una stufa in un appartamento;
- anche una grande stufa russa non è in grado di coprire un'area di oltre 50 quadrati (su un piano), quindi è adatta per il riscaldamento di una casa estiva o di una piccola casa;
- in fase di costruzione o revisione di un edificio vengono erette fondamenta e caminetto in mattoni;
- ha luogo una stufa in ceramica a forma di ventosa, pericolosa per i bambini piccoli (per ustioni).
Puoi installare una stufa in ferro con le tue mani: questo è un vantaggio tangibile. Ma dovrà anche essere annegato, quindi sorgono molti inconvenienti: download frequenti, odore di legna da ardere e fumo nei salotti, polvere. L'autore del video ha agito ragionevolmente posizionando una stufa in un forno separato.
Non raccomandiamo di ripetere una cosa per il padrone di casa: installare condotti dell'aria realizzati con ondulazioni di alluminio. Tali tubi creano un'elevata resistenza aerodinamica, rallentando notevolmente il flusso. È meglio usare scatole zincate.
Conclusione preliminare Le stufe a combustibile solido sono un'opzione economica per il riscaldamento dell'aria con i suoi vantaggi e svantaggi. Adatto a piccoli edifici - case di campagna, garage, serre.
L'uso di condizionatori d'aria e pompe di calore
Come sapete, i moderni sistemi split sono in grado di funzionare in modalità riscaldamento, spendendo tre volte meno elettricità rispetto a una caldaia elettrica convenzionale della stessa potenza. Quindi, una soluzione completamente funzionante è quella di acquistare e mettere un condizionatore d'aria inverter in ogni stanza.
Riferimento. Perché esattamente l'inverter? Il compressore in tali "spaccature" non si ferma, rispettivamente, non si congela al freddo. Il condizionatore d'aria riscalda con successo l'aria a -5 ° C sulla strada, quindi l'efficienza diminuisce notevolmente.
I vantaggi di questo schema sono evidenti:
- mancanza di batterie, tubi, caldaie e altre apparecchiature di riscaldamento;
- relativa facilità di installazione;
- aspetto estetico dell'unità interna;
- modalità di raffreddamento estivo;
- la possibilità di installare negli appartamenti.
Il riscaldamento dell'aria condizionata è praticabile nelle regioni meridionali, dove le temperature scendono raramente al di sotto di -15 ° C. A nord, le "spaccature" sono utilizzate solo nel periodo di transizione - in primavera e in autunno.
I restanti svantaggi del riscaldamento con un sistema split:
- L'aria condizionata dovrà essere installata in tutte le stanze, il che è inaccettabile per i cottage 2-3 piani. Un sistema VRF multi-split avrà un costo maggiore rispetto allo stesso numero di singoli dispositivi di raffreddamento / riscaldamento.
- Il dispositivo "sa come" pulire, asciugare e modificare la temperatura del flusso d'aria. I modelli rari sono progettati per mescolare l'aria esterna. Quindi devi fare una ventilazione separata.
- Quando il condizionatore d'aria esterno è in funzione, si sente un chiaro rumore della ventola e un ronzio compressore da dietro il muro.
Il problema dell'efficienza alle basse temperature è risolto dalla pompa di calore “air vent”, la cui operatività è mantenuta fino a -30 gradi sotto zero. Il design e il principio di funzionamento sono identici al sistema diviso, le differenze sono di grandi dimensioni e prezzo. Se l'unità esterna è installata a terra e trasportata a 2-3 metri dall'edificio, il rumore dell'unità diventerà impercettibile.
Una breve conclusione I sistemi VRF sono adatti per appartamenti e piccole case nelle aree meridionali. Le pompe di calore possono essere installate alle latitudini settentrionali, ma il costo delle apparecchiature gioca un ruolo qui. Se lo si desidera, il condizionatore d'aria può essere installato in modo indipendente.
Sistemi multi-zona combinati
In questo caso, il refrigerante viene ancora utilizzato, quindi il sistema viene chiamato combinato. Come funziona questa apparecchiatura:
- In ogni stanza è presente un'unità di riscaldamento / raffreddamento dell'aria, una ventola a quattro tubi che assomiglia a un'unità interna di un condizionatore d'aria.
- In una coppia di tubi, il refrigerante proveniente dalla caldaia viene fornito alle unità.L'acqua calda passa attraverso uno scambiatore di calore soffiato da una ventola, a causa della quale l'aria della stanza viene riscaldata.
- Quando è necessario passare al raffreddamento, l'automazione commuta il fan coil su una seconda coppia di tubi che forniscono acqua fredda dal chiller.
- Gli utenti nelle stanze possono impostare diverse temperature dell'aria, ma non è possibile attivare contemporaneamente il raffreddamento e il riscaldamento. Da qui il secondo nome del sistema di climatizzazione - multizona.
Nota. Il refrigeratore è un tipo di macchina di refrigerazione progettata per raffreddare un liquido. Di solito si trova sulla strada sotto una tettoia o in un'area aperta (a seconda del design).
All'interno dell'edificio, vengono utilizzate varie unità fan coil: parete, condotto, pavimento, soffitto. Tutto dipende dai desideri del proprietario della casa e dai requisiti di estetica. Le unità del tipo di condotto possono essere integrate nei condotti di ventilazione per riscaldare / raffreddare l'aria di mandata.
Vantaggi dei sistemi ad aria multi-zona:
- applicabile in edifici con una vasta area con il numero di stanze di 20 o più - edifici amministrativi e residenziali, magazzini e così via;
- può collaborare con la ventilazione forzata del cottage;
- qualsiasi generatore di calore viene utilizzato per il riscaldamento dell'aria: una caldaia a combustibile solido, gas, elettricità, gasolio;
- i tubi con un refrigerante (refrigerante) occupano poco spazio, le unità aeree sono facilmente integrate nel soffitto, sospese al muro o nascoste dietro il rivestimento;
- terrazze chiuse con vetrate su tutta la parete sono riscaldate da convettori a pavimento o ventilconvettori a parete;
- la capacità di regolare la temperatura nelle singole stanze, telecomando.
Riteniamo che il circuito caldaia + fan coil + chiller sia il più versatile, di successo in termini di estetica e funzionamento. Certo, non puoi riscaldare l'aria da solo, questo è un aspetto negativo. È necessario effettuare calcoli, selezionare l'apparecchiatura, installare, regolare ... senza la conoscenza delle basi, è estremamente difficile eseguire questi lavori.
Elenchiamo altri punti negativi:
- alto prezzo di aria condizionata;
- la caldaia e il chiller sono dispositivi di dimensioni abbastanza grandi, che coprono 2–3 m² di superficie;
- il funzionamento del sistema dipende interamente dall'elettricità; quando la luce viene spenta, la fornitura di calore si interromperà.
Conclusione. Uno schema di combinazione multi-zona è il modo migliore per riscaldare l'aria in una casa. Ma l'implementazione richiederà investimenti significativi.
Riscaldamento combinato con ventilazione
Questo è un modo classico di riscaldare gli edifici con l'aria, utilizzato nelle imprese dal secolo scorso. Successivamente, i produttori hanno iniziato a produrre analoghi di piccole dimensioni di unità di ventilazione industriale installate in case private. Grazie a requisiti meno rigorosi per la purezza dell'aria, anche lo schema di elaborazione è stato semplificato.
Spieghiamo passo per passo il principio di funzionamento del sistema "ventilazione + riscaldamento":
- La fonte di calore è una stufa, di solito una stufa a gas. All'interno sono installati un bruciatore, uno scambiatore di calore ad aria, una ventola e un'unità di controllo elettronica.
- Dalla fornace, la prima rete di condotte si disperde, distribuendo l'aria riscaldata nelle stanze. Con l'aiuto di diffusori, grigliati e altri dispositivi di alimentazione, i getti vengono alimentati nelle stanze (di solito nella zona superiore).
- La seconda rete di canali raccoglie aria contaminata / raffreddata dalla zona inferiore delle stanze in un collettore comune collegato al fondo della fornace.
- Dopo aver attraversato il collettore, le masse dell'aria di scarico vengono pulite in un filtro a rete o in rete, quindi vengono inviate a uno scambiatore di calore, dove vengono riscaldate da un bruciatore.
- L'elettronica controlla il funzionamento sicuro del generatore d'aria a gas, mantiene la temperatura di uscita e segnala l'inquinamento dei filtri.
Addizione. Poiché il riscaldatore asciuga l'aria, un umidificatore automatico con un igrometro elettronico viene solitamente posizionato sul canale di alimentazione. Quest'ultimo si trova sul condotto dell'aria di ritorno per misurare l'umidità del flusso.
Stufa con riscaldamento ad aria - l'unità è abbastanza rumorosa, quindi è collocata in una stanza separata. I prodotti della combustione vengono rimossi attraverso un camino convenzionale o coassiale (a seconda del design del riscaldatore). I condotti in acciaio zincato sono posati in diversi modi:
- al piano seminterrato o piano terra;
- nascondersi in pavimenti e pavimenti in legno;
- nella soffitta;
- i canali verticali corrono lungo le pareti e sono cuciti con materiali di rivestimento.
La temperatura dell'aria all'alimentazione raggiunge i 40 ... 45 ° C, la velocità di movimento lungo i canali di ventilazione è di 4-5 m / s. Non puoi farlo più velocemente, apparirà ulteriore rumore. In questa situazione, il diametro del collettore principale raggiunge i 300 mm, abbiamo preso una portata tipica di 1000 m³ / h, anche se succede di più.
Una domanda logica: perché riscaldare le masse d'aria a 40 ° C, se la casa ha abbastanza 22 gradi? Rispondiamo: il sistema di riscaldamento deve compensare 2 tipi di dispersione di calore - attraverso le strutture degli edifici e il consumo di energia per il riscaldamento dell'influsso, poiché in ogni caso è necessaria la ventilazione. Di conseguenza, portiamo l'aria a una temperatura di 20-24 ° C (compensiamo la perdita della casa), quindi surriscaldiamo a 40 ... 45 ° C.
Conclusione Lo schema "ventilazione + riscaldamento" è il più ingombrante e costoso. L'edificio deve essere preparato in anticipo, anche in fase di progettazione, altrimenti i condotti passeranno attraverso le stanze. L'efficienza dipende molto dal metodo di ventilazione dell'edificio, di cui parleremo più avanti.
3 modi di scambio d'aria
Quindi abbiamo affrontato senza problemi gli schemi di scambio aereo, di cui ci sono tre:
- Il metodo sopra descritto si chiama ricircolo completo. La stessa aria viene convogliata attraverso un forno o un condizionatore d'aria, non vi è alcun aggiornamento o è organizzata con altri mezzi. Ad esempio, l'afflusso è fornito da valvole a parete, scarico naturale da alberi verticali all'interno delle pareti.
- Con ricircolo parziale, l'aria interna viene diluita con un afflusso del 30-50% del volume totale. Come molti gas inquinati vengono espulsi. La ventilazione naturale è esclusa, il sistema con motivazione meccanica è impegnato nello scambio d'aria, non è possibile regolare le proporzioni in un altro modo.
- Flusso in avanti. Tutta l'aria di mandata viene prelevata dalla strada, riscaldata e inviata ai locali. Il sistema di scarico espelle completamente le masse d'aria contaminate verso l'esterno.
Il primo tipo di ricambio d'aria funziona con riscaldamento ad aria con stufa a legna, aria condizionata e ventilconvettori. Il metodo consente di risparmiare energia, ma la qualità dell'aria rimane dubbia, perché dipende dal funzionamento della ventilazione naturale.
La seconda opzione è un compromesso tra un'atmosfera domestica pulita e risparmio energetico. Rinnoviamo parzialmente il microclima interno, ma allo stesso tempo perdiamo calore insieme all'aria che viene rimossa.
Il terzo schema ci dà aria completamente fresca, ma ci fa spendere il massimo carburante per riscaldare l'afflusso. Per non gettare calore nella strada, sono stati inventati recuperatori (utenti): dispositivi che eliminano il calore del getto di scarico e lo immettono nell'afflusso. A seconda delle condizioni ambientali e del design dell'utilizzatore, il 50 ... 80% del calore rimane in casa, il riscaldatore consuma meno energia.
La ventilazione combinata con il riscaldamento dell'aria funziona secondo uno degli ultimi due schemi: ricircolo parziale o co-corrente con recupero di calore. L'ultima opzione è la più costosa, perché oltre alla rete di canali e al riscaldatore ad aria, è necessario acquistare uno scambiatore di calore-scambiatore di calore.
Quale riscaldamento è meglio: aria o acqua
L'argomento principale a favore dell'opzione di riscaldamento dell'aria è la mancanza di radiatori sotto le finestre, il cablaggio e, in generale, un intermediario sotto forma di un refrigerante. Ma anche questa affermazione non trattiene l'acqua - anche i pavimenti riscaldati ad acqua sono completamente nascosti e il mediatore è ancora presente - l'aria stessa.
Una precisazione. Durante il riscaldamento con sistemi split o pompe di calore, il freon funge da intermediario, modificando lo stato di aggregazione.Il calore al fan coil viene erogato da acqua o antigelo, in altri casi le masse d'aria trasportano energia.
Offriamo di confrontare il riscaldamento dell'acqua con il riscaldamento dell'aria, sulla base di dichiarazioni pubblicitarie:
- Il sistema VO ha una maggiore efficienza. Questo non è vero, l'efficienza è la stessa, a condizione che in entrambi i casi vengano utilizzati generatori di calore basati sullo stesso combustibile. L'eccezione sono i condizionatori d'aria che consumano 300 watt di elettricità per fornire 1 kW di calore.
- IN può essere spento in pieno inverno, nulla si congela, i tubi non scoppiano. Questo è vero, ma anche la rete del radiatore, piena di antigelo, non soffre di gelo.
- Basso costo di esercizio del VO. La dichiarazione vale per le stufe, i condizionatori d'aria, i ventilconvettori e i sistemi idrici. Quando si riscalda con ventilazione, è necessario pulire i condotti dell'aria nascosti da polvere e batteri. L'operazione viene eseguita da apparecchiature specializzate.
- Per il riscaldamento dell'aria, non è necessario acquistare costose valvole di intercettazione, tubazioni, batterie, pettini. I veri condotti di ventilazione zincati sono più economici delle apparecchiature di rete idrica. Ma i condotti dell'aria di Ø300 mm (equivalenti a un quadrato di 200 x 350 mm) devono essere posati da qualche parte, cuciti. Il costo dell'installazione sarà considerevole.
- VO riscalda le stanze più velocemente. Sbagliato, VO riscalda rapidamente l'aria, gli oggetti circostanti rimangono freddi. Entrambi i sistemi impiegheranno lo stesso tempo per riscaldarsi completamente.
- Insieme ai sistemi ad aria, vengono utilizzate apparecchiature aggiuntive per la pulizia, l'umidificazione e la ionizzazione. La qualità dell'aria sta migliorando. Esatto, il riscaldamento a pavimento o una rete di radiatori non puliscono l'atmosfera domestica.
Gli argomenti rimanenti non sono molto convincenti. Esempio: per via aerea, puoi riscaldare una stanza di qualsiasi dimensione su qualsiasi piano. Non è chiaro cosa renda difficile la posa di 2 tubi al 20 ° piano, per posizionare batterie o ventilconvettori lì. Invece, si propone di tirare lì un grosso condotto.
Il noto esperto Viktor Sukhorukov spiegherà in dettaglio tutti i pro e i contro nel suo video:
Conclusioni finali
Questo non vuol dire che il riscaldamento dell'aria superi il riscaldamento dell'acqua sotto tutti gli aspetti. Al contrario, secondo il criterio più importante per l'utente - il prezzo - i sistemi aerei stanno chiaramente perdendo. Il metodo più economico è il riscaldamento con una stufa a legna, ma la sua portata è limitata. Nell'appartamento sono disponibili solo condizionatori d'aria, a volte fan coil. L'opzione più universale e affidabile per una casa privata è il riscaldamento dell'acqua, il riscaldamento dell'aria viene effettuato in casi eccezionali.