Tradizionalmente, l'acqua viene utilizzata come vettore di calore nei sistemi di riscaldamento. Questo metodo di riscaldamento familiare presenta sia vantaggi che svantaggi. Quando si costruisce la propria abitazione, le possibilità di sperimentazione con il proprietario sono quasi illimitate.
Ha senso considerare le alternative. Il più interessante di questi è il riscaldamento ad aria di una casa di campagna. Ci soffermeremo più in dettaglio in questo articolo.
Come riscaldare la casa con l'aria?
L'aria è un vettore di calore molto efficiente, molto più conveniente dell'acqua. L'opzione più semplice per tale riscaldamento è un termoventilatore convenzionale. Questo dispositivo, costituito da un ventilatore e una batteria di riscaldamento, può riscaldare una piccola stanza in pochi minuti. Certo, per una casa privata avrai bisogno di attrezzature più serie.
Come fonte di calore, è possibile utilizzare una caldaia a gas o combustibile solido. È adatto anche un riscaldatore elettrico, ma questa opzione è considerata non troppo redditizia, poiché il costo dell'elettricità aumenta in modo significativo.
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Il principio di riscaldamento del liquido di raffreddamento
Installazione con stufa a gas
Stufa da esterno
Stufa nel riscaldamento di una casa di campagna
Camino nella formazione di riscaldamento di una casa privata
Il dispositivo di dissipatori di calore all'interno della soffitta
Pompa di calore aria-aria esterna
Sistema di riscaldamento aria-aria dell'unità interna
Un'opzione interessante ed ecologica per il riscaldamento è l'uso di pannelli solari o di un collettore solare. Tali sistemi sono posizionati sul tetto. Trasferiscono immediatamente l'energia termica del sole allo scambiatore di calore o la convertono in energia elettrica economica. In quest'ultimo caso, la ventola può anche essere alimentata dalla batteria.
L'aria viene riscaldata in uno scambiatore di calore ed entra in stanze separate attraverso i condotti dell'aria. Questi sono disegni piuttosto voluminosi realizzati in metallo resistente. La sezione trasversale dei condotti è molto più grande del diametro del tubo di riscaldamento dell'acqua.
Le caldaie a gas e altri tipi di apparecchi di riscaldamento sono adatti anche per il riscaldamento dell'aria. L'efficienza di tali sistemi raggiunge il 90%, vengono utilizzati non solo in locali residenziali, ma anche in officine e magazzini
Ma i radiatori per il riscaldamento dell'aria non sono necessari. L'aria calda riempie semplicemente le stanze attraverso speciali griglie. Come sapete, il gas caldo tende a salire. L'aria fredda verrà forzata verso il basso.
Da qui, l'aria fredda ritorna allo scambiatore di calore, riscalda, entra negli ambienti, ecc.
Questo diagramma illustra un dispositivo di riscaldamento dell'aria di tipo a ricircolo con un'aspirazione parziale di aria esterna, nonché un condizionatore d'aria, uno ionizzatore e un detergente per ultravioletti
Quasi tutti i sistemi di riscaldamento ad aria prevedono l'installazione di un ventilatore che pompa l'aria calda e la fa muovere attraverso il sistema di riscaldamento. La presenza di un tale dispositivo rende il sistema dipendente dall'energia elettrica.
Puoi realizzare un sistema in cui l'aria calda si muova naturalmente, senza alcun ventilatore. Tuttavia, l'efficienza di tali sistemi di solito lascia molto a desiderare, poiché le stanze in questo caso si riscaldano troppo lentamente.
Un argomento convincente a favore dell'organizzazione di un sistema di riscaldamento dell'aria è quello di eliminare perdite accidentali e inondazioni con il conseguente danno alla proprietà. Inoltre, in caso di danni ai condotti, l'automazione arresterà il sistema
Caratteristiche del riscaldamento dell'aria
Rispetto al riscaldamento dell'acqua tradizionale, i sistemi ad aria presentano molti vantaggi. Ad esempio, esiste un'alta efficienza di tale sistema, che può essere del 90%. L'efficienza del riscaldamento dell'acqua raramente raggiunge il 65%.
Se il riscaldamento dell'aria è organizzato correttamente, l'aria riscalda gli ambienti in modo estremamente rapido, letteralmente nel giro di pochi minuti. La temperatura negli ambienti viene regolata mediante apparecchiature automatiche che accendono e spengono il riscaldatore secondo necessità.
Di conseguenza, la casa è sempre calda e i costi di riscaldamento sono ridotti. L'uso di un sistema di riscaldamento ad aria è più semplice. I condotti non si intasano spesso quanto i tubi di riscaldamento dell'acqua, rispettivamente, hanno meno probabilità di dover essere puliti.
Per ovvie ragioni, i proprietari di sistemi di riscaldamento ad aria non hanno problemi con le perdite, nonché con il rischio di congelamento dei tubi, se la caldaia ha smesso di funzionare per qualche motivo nella stagione fredda.
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Mancanza di apparecchi di riscaldamento nel sistema dell'aria
Il principio di riscaldamento dello spazio elaborato
Versione Channelless del dispositivo di riscaldamento dell'aria
Alte prestazioni ed efficienza
Uno dei più popolari tipi di riscaldamento ad aria locale
Combinazione di riscaldamento dell'aria con ventilazione
Le specifiche di un sistema di ventilazione per il riscaldamento dell'aria
Scaldabagno per riscaldamento aria
Avendo appreso i vantaggi del riscaldamento ad aria, dovrebbero essere valutati i suoi svantaggi. Innanzitutto, l'installazione di un tale sistema in una casa già costruita è molto difficile e non sempre possibile. Non puoi semplicemente smontare tubi e radiatori per il riscaldamento dell'acqua e installare condotti e griglie dell'aria, poiché qui vengono utilizzati principi completamente diversi.
I condotti voluminosi occuperanno molto più spazio e non sembreranno troppo esteticamente gradevoli lungo le pareti. Di solito sono posizionati dietro controsoffitti, pannelli falsi, ecc. In effetti, una tale riorganizzazione del riscaldamento richiederà una profonda revisione dell'intera casa.
I condotti sono strutture voluminose che sono meglio nascoste dietro un controsoffitto e in uno spazio sotto il pavimento
Prima di iniziare a rompere i muri, dovrai eseguire seri calcoli ingegneristici. Ecco perché si consiglia di organizzare il riscaldamento dell'aria in casa nella fase della sua costruzione. E tutti i calcoli necessari vengono eseguiti durante la progettazione dell'edificio. In questo caso, è possibile ottenere un sistema di riscaldamento conveniente, affidabile e altamente efficiente.
Un altro problema è la dipendenza del riscaldamento dell'aria di una casa privata dalla disponibilità di elettricità. La ventola non gira, l'aria calda non si muove, le stanze si raffreddano velocemente come hanno fatto. Dovrai spendere soldi per una fonte alternativa di elettricità, ad esempio un generatore.
Principi di progettazione del sistema
Quando si progettano sistemi di riscaldamento ad aria, vengono considerati molti fattori importanti. Prima di tutto, è la richiesta di calore di ogni stanza separata, così come la perdita di calore per ogni stanza. Porte, finestre, prese d'aria e altri oggetti fanno uscire preziosi kilojoule di energia termica.
Una fornace di buleryan è una versione economica di una stufa che può essere utilizzata per organizzare il riscaldamento dell'aria. Una stufa a legna a lunga combustione può anche essere una soluzione eccellente.
Il punto più importante è la disponibilità di isolamento di alta qualità dell'edificio. Se la casa ha finestre di plastica, buone porte e la sua facciata è isolata in modo affidabile, la perdita di calore sarà inferiore e i costi di riscaldamento possono essere significativamente ridotti. Se stiamo parlando della ricostruzione dell'edificio, dovrebbe iniziare con la progettazione dell'isolamento.
Dopo che la necessità di energia termica e i suoi costi sono correlati, viene calcolata la potenza dell'apparecchiatura di riscaldamento e viene selezionato il suo tipo. Quindi vengono calcolati i parametri del flusso di aria calda. Eseguire calcoli aerodinamici speciali per calcolare le dimensioni richieste dei condotti.
All'uscita del condotto è installato un diffusore. Le sue dimensioni e configurazione possono influenzare la velocità dell'aria
È possibile calcolare in via preliminare la potenza delle apparecchiature, concentrandosi sulle seguenti figure: per il riscaldamento ogni 10 metri quadrati. metri di spazio avranno bisogno di circa 0,7-0,8 kW di calore. Questo a condizione che la casa sia adeguatamente isolata, altrimenti saranno necessarie attrezzature più potenti. Ma la progettazione completa e i calcoli dettagliati sono lasciati a un ingegnere esperto.
Calcoli errati possono influire molto tristemente sullo stato del sistema finito. I sistemi di riscaldamento dell'aria progettati in modo non professionale sono caratterizzati da problemi quali frequenti guasti alle apparecchiature, surriscaldamento dell'aria interna, surriscaldamento delle apparecchiature, correnti d'aria e aumento dei livelli di rumore.
Contemporaneamente al design del sistema di riscaldamento ad aria, ha senso pensare al posizionamento di mobili fissi in casa. Le griglie di alimentazione e di scarico devono essere collocate in luoghi lontani dalla costante presenza di persone.
Inoltre, non devono essere nascosti sotto armadi, armadi o altri oggetti che impediscono la libera circolazione delle masse d'aria.
In una casa privata a più piani, si consiglia di installare griglie di scarico in modo che ai piani superiori l'aria fredda venga aspirata nel sistema dall'alto e ai piani inferiori dal basso. Ciò fornirà una distribuzione più uniforme del calore nei locali. Maggiori informazioni su come calcolare correttamente il riscaldamento dell'aria in questo materiale.
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Direzione del flusso d'aria inclinata
Schema dell'azione della fornitura inclinata di aria calda
Direzione orizzontale del calore
Fornitura verticale di flusso d'aria calda
Varietà di sistemi di riscaldamento ad aria
Tra i sistemi di riscaldamento noti alla scienza, si possono distinguere tre varietà:
- dirigere-flusso;
- ricircolo (è anche gravitazionale);
- ricircolo con aspirazione parziale di aria esterna.
I sistemi a flusso diretto sono i più antichi e più semplici nel design. Erano utilizzati nell'antica Roma e erano molto diffusi a Londra prima della rivoluzione industriale e tecnologica.
Questo diagramma mostra il sistema di riscaldamento dell'aria a flusso diretto del dispositivo, caratterizzato da una bassa efficienza. I sistemi moderni sono più complessi, ma hanno un'efficienza significativamente più elevata
Con un sistema a passaggio diretto, un dispositivo di riscaldamento, ovvero una stufa a legna o un camino, era situato nella parte inferiore della casa, in modo ottimale nel seminterrato. Il calore dell'aria riscaldata dalla fornace si è alzato, trasferito alle pareti e ai soffitti.
Per migliorare la circolazione dell'aria calda e l'efficienza del riscaldamento, sono stati realizzati fori speciali nel pavimento.
L'aria fredda ha lasciato la stanza attraverso le aperture sul tetto e la stufa (camino) ha riscaldato le nuove masse d'aria provenienti dall'esterno, poiché il serio isolamento termico degli edifici in quei giorni non era ancora sviluppato.
La bassa efficienza dei sistemi una tantum è evidente. Richiede la combustione di una grande quantità di combustibile, ma una parte significativa del calore viene assorbita dal materiale di pareti, pavimenti e pavimenti.
Allo stesso tempo, le stanze si scaldano in modo non uniforme: fa troppo caldo sotto, e le stanze superiori non hanno più il tempo di riscaldarsi. Parte del calore generalmente lasciava la casa attraverso il tetto, insieme all'aria.
Un sistema di ricircolo più moderno è apparso a causa dello sviluppo del riscaldamento a gas. Apparecchi di riscaldamento di questo tipo ti consentono di riscaldare non tutta la casa, ma solo masse d'aria specifiche. Da loro, si formano flussi d'aria, che vengono inviati dal basso verso stanze specifiche.
Le masse d'aria calda in questo caso spostano l'aria fredda, che esce attraverso le griglie disposte nel pavimento della stanza. L'aria fredda fluisce attraverso i condotti dell'aria verso il riscaldatore e ritorna al sistema come flusso caldo. Il ciclo di riciclo si ripete ancora e ancora.
Il costo dell'energia termica con un sistema di riscaldamento a ricircolo è molte volte inferiore rispetto a quando si utilizza un circuito a flusso diretto. Ma ci sono degli svantaggi in questa opzione. Un sistema chiuso impedisce il rinnovo dell'aria, che influisce sulla qualità della vita in casa.
In un sistema di riscaldamento ad aria a ricircolo chiuso, i flussi d'aria circolano costantemente tra i locali e il riscaldatore, emettendo e prendendo calore
Parte del problema può essere risolta utilizzando mezzi come filtri, ionizzatori, umidificatori, ecc. Ma buoni dispositivi di questo tipo sono piuttosto costosi e la loro manutenzione richiederà uno sforzo aggiuntivo, oltre all'automazione.
Più efficacemente, il problema del ripristino dei flussi d'aria può essere risolto con l'aiuto di un sistema di riscaldamento a ricircolo con aspirazione parziale di aria dall'esterno.
Quando si organizza un tale schema, viene fornito un prelievo parziale di una piccola quantità di aria all'esterno e l'assunzione di un volume adeguato di masse d'aria dalla strada. Di conseguenza, la composizione dell'aria all'interno dell'edificio viene regolarmente aggiornata.
I sistemi di ricircolo funzionano secondo il principio gravitazionale: i flussi caldi salgono e i flussi freddi diminuiscono. Sfortunatamente, non in tutti gli edifici tale circolazione è abbastanza efficace. In questo caso, nel sistema è inclusa una ventola per forzare il processo di ricircolo.
Funzionalità di installazione del sistema
Se i calcoli vengono eseguiti a un livello professionale elevato e la progettazione del sistema di riscaldamento dell'aria del cottage è completata, è possibile eseguire l'installazione da soli.
Per fare questo, avrai bisogno di:
- dispositivo di riscaldamento;
- condotto d'aria;
- fan;
- griglie;
- fissaggio;
- strumento condotto, ecc.
Come riscaldatore, di solito viene utilizzato un generatore di gas come opzione più economica. I condotti possono avere una sezione rettangolare, quadrata, rotonda o ovale.
Di solito, è possibile ordinare dalla fabbrica fabbricazioni idonee che producono sistemi di ventilazione.
Il diagramma mostra gli elementi di un sistema di riscaldamento ad aria che consentirà l'installazione di condotti dell'aria in stretta conformità con la documentazione di progettazione
In genere, i condotti dell'aria sono realizzati in acciaio zincato, sono abbastanza leggeri da non sovraccaricare le strutture portanti della casa e hanno anche una maggiore resistenza all'usura e alla corrosione. Per i condotti rigidi, sono necessari elementi speciali che forniscono una pendenza di 45 o 90 gradi. E per prodotti flessibili tali elementi non sono necessari.
I condotti sono anche realizzati in acciaio ordinario, rame, plastica e altri materiali. Esistono persino disegni tessili di questo tipo. In luoghi con elevata umidità si consiglia di utilizzare elementi in rame, poiché più stabili per tali condizioni.
Le costruzioni in plastica sono relativamente economiche, possono essere utilizzate lontano da potenziali fonti di ignizione.
I condotti sono fissati sotto il soffitto e il pavimento, nonché all'interno delle pareti. Se è necessario posare il condotto non all'interno, ma lungo il muro, viene chiuso con un pannello falso. Le griglie di ventilazione sono montate sul soffitto e sul pavimento alle estremità dei condotti.
I condotti rigidi in acciaio zincato sono molto affidabili e durevoli. Per una corretta installazione, sono necessarie ginocchia con un angolo di rotazione di 45 e 90 gradi
Le masse d'aria che si muovono all'interno della struttura possono emettere un certo rumore. Per ridurre questo effetto negativo, si consiglia di nascondere i condotti dell'aria sotto uno strato di isolamento acustico.
Di solito questo materiale ha anche proprietà di isolamento termico, che aumenta solo l'efficienza del sistema.
Affinché le strutture di riscaldamento dell'aria producano il minor rumore possibile durante il funzionamento, si consiglia di coprirle con uno strato di materiale isolante
Vale la pena considerare l'opzione di acquisire condotti che hanno già un tale strato isolante. Ciò semplificherà e accelererà il lavoro di installazione.
Se è necessario installare una ventola o più dispositivi simili, di solito è incluso nel sistema accanto al riscaldatore. L'alimentazione viene fornita alla ventola e fornisce anche una fonte di energia elettrica di backup.
Il sistema include anche uno o più filtri. Questi possono essere filtri meccanici che impediscono la diffusione di particelle di polvere. Insieme a questi dispositivi, si consiglia di installare un filtro a carbone, che assorbe vari odori. Naturalmente, i filtri necessitano di pulizia e / o sostituzione periodica.
Parte del condotto viene condotta all'esterno per fornire aria fresca. Questo segmento viene portato al sistema di filtraggio e quindi viene fornita aria allo scambiatore di calore del dispositivo di riscaldamento. Se i lavori di installazione vengono eseguiti nella fase di costruzione di una casa, la loro implementazione di solito non causa grandi difficoltà. La cosa principale è un buon progetto.
Per migliorare il microclima in casa, elementi utili come un umidificatore d'aria, ionizzatore, sterilizzatore a ultravioletti, ecc. Sono integrati nel sistema di riscaldamento dell'aria. Questi elementi non sono obbligatori, ma se i mezzi lo consentono, non rifiutarli.
Un altro dispositivo utile è un condizionatore d'aria a canale. È inoltre integrato nel sistema di canali. Ciò ti consentirà di utilizzare il sistema nei mesi più caldi per raffreddare l'aria nella stanza.
I sistemi di controllo automatico migliorano significativamente il funzionamento del sistema di riscaldamento dell'aria e riducono i costi di riscaldamento, oltre a semplificare il funzionamento delle apparecchiature
La fase finale è la connessione di un sistema di controllo automatico. Avrai bisogno di sensori di temperatura dell'aria nelle stanze e di un pannello di controllo con un processore che elaborerà i dati ricevuti e regolerà il funzionamento delle apparecchiature di riscaldamento.
Informazioni interessanti sui calcoli e sulla progettazione del riscaldamento dell'aria sono mostrate qui:
In questo video puoi vedere due opzioni per l'installazione relativamente economica di sistemi di riscaldamento ad aria che utilizzano strumenti e materiali di produzione russa:
Il riscaldamento dell'aria è un'opzione degna e redditizia per il riscaldamento di una casa privata. Ha un'efficienza superiore rispetto ai sistemi idrici tradizionali e può migliorare significativamente la qualità della vita in casa. Ma al fine di garantire la corretta attuazione di questa idea, il sistema deve essere correttamente calcolato e progettato professionalmente.
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