Vzduchové vytápění vlastníma rukama: vše o vzduchových systémech vytápění

Praxe ukazuje, že drtivá většina majitelů domů žijících na území Ruska volí pro vytápění systémy s kapalným teplonosným médiem. Možná kdysi to skutečně byla nejpraktičtější varianta.

Ale technika se vyvíjí a objevují se stále účinnější konstrukce. Jako například různé systémy vzduchového vytápění, které umožňují rychle a ekonomicky vytopit jakoukoli místnost.

Princip fungování a druhy vzduchového vytápění

Je třeba vědět, že existují dva různé druhy vzduchového vytápění, z nichž každý může být použit v praxi.

První je realizován v systémech s kaloriferem. Je svou podstatou analogický vytápění s kapalným teplonosným médiem s tím rozdílem, že místo kapaliny je použit ohřátý vzduch. Kanálový ohřívač ohřívá vzduch, který se pohybuje speciálními trubkami do vytápěných místností.

Naplněné horkým vzduchem vzduchovody vytápějí místnost. Takové systémy se dnes málo používají, protože při provozu kanály nevyhnutelně poškozují. Střídáním ohřevu a ochlazování se vzduchovody střídavě rozšiřují a zužují, čímž se oslabují spoje a ve stěnách vznikají trhliny.

To vede k narušení procesu distribuce vzduchu a v důsledku toho k nerovnoměrnému vytápění místností, což je nežádoucí. Za praktičtější je považován systém vzduchového vytápění otevřeného typu.

V uspořádání vzduchového vytápění je mnoho společného s tradičním vodním typem a méně používaným parním. Hlavní rozdíl spočívá v absenci standardních topných těles – radiátorů.

Princip jeho činnosti je následující. Tepelný generátor ohřívá vzduch, který je potrubním systémem přiváděn do vytápěných místností. Zde vystupuje ven a mísí se s přítomným vzduchem v místnosti, čímž zvyšuje její teplotu.

Ochlazený vzduch směřuje dolů, kde se dostává do speciálních trubek a po nich opět vstupuje do tepelného generátoru k ohřevu.

Tepelné médium vzduchových systémů vytápění patří do kategorie sekundárních, protože předtím je ohříváno primárním tepelným médiem – párou nebo vodou (+).

Podle poloměru působení se systémy vytápění ohřátým vzduchem dělí na místní a centrální. K prvním patří okruhy určené k obsluze jednoho objektu (chaty, místnosti, dvou nebo více sousedních místností), k druhým bytové domy, veřejné a průmyslové objekty.

Všechny systémy se dělí na schémata s úplnou recirkulací tepelného média, s částečnou recirkulací a průtočná.

Místní systémy s úplnou recirkulací vzduchu mohou být kanálové (a) a bezkanálové (b). Jsou to schémata s přirozeným pohybem ohřátého vzduchu. Pokud je vytápění kombinováno s větráním, používají se jiná schémata (c, d) s částečnou recirkulací. Podle čeho se část vzduchu přimíchává ke stávající vzduchové hmotě v místnosti bez pohybu kanály.

Všechny centrální systémy patří do kategorie přímoproudých. U nich se vzduchové teplonosné médium ohřívá v topném centru budovy a poté se dodává do místností přes rozdělovače vzduchu. Centrální schémata jsou pouze kanálová.

Vzduchové přímoproudé systémy jsou pro soukromý sektor příliš nákladné. Zřizují se tam, kde je vybudováno větrání, které zpracovává vzduchovou hmotu o objemu rovném vzduchové hmotě potřebné pro vytápění.

Centrální vzduchové vytápění se zřizuje ve výrobách, které vyrábějí nebo používají při výrobě hořlavé, toxické, výbušné atd. látky. Při zařizování venkovských domů se tento typ používá, pokud je vyžadována doprava ohřátého vzduchu na velkou vzdálenost.

Organizace schématu pro soukromé osoby je nevhodná kvůli nutnosti použití výkonného ventilačního zařízení.

Stávající varianty systému

V současné době existuje několik druhů vzduchového vytápění, s každým z nichž je nutné se seznámit pro všechny, kdo plánují instalovat podobné zařízení ve svém domě. Systémy lze klasifikovat podle různých kritérií. Začněme způsobem cirkulace vzduchu. Z toho lze vyčlenit dva základní typy.

Přirozená cirkulace předpokládá, že ohřátý vzduch stoupá vzhůru a samostatně se pohybuje potrubím. Proto jsou výstupy vzduchovodů umístěny pouze v horní části místností.

Systém s přirozenou cirkulací vzduchu

Pro provoz takové konstrukce se využívá vlastnost horkého vzduchu stoupat vzhůru. Ohřátý plyn stoupá po vzduchovodech vedených ve stěnách do místností a otvory umístěnými ve stropě místnosti vychází ven.

Hlavní výhodou těchto systémů je nízká cena, protože není nutné utrácet za další zařízení.

Významných nedostatků je však poměrně mnoho. Především rychlost, kterou vzduch stoupá potrubím, není velká. Místnost se tak bude vytápět poměrně dlouho.

Kromě toho při použití vytápění s přirozenou cirkulací je nejčastěji nutné umístit výstupy vzduchovodů do horní části místnosti, což nemusí být vždy výhodné.

Závažným nedostatkem gravitačního vzduchového vytápění (tj. systémů s přirozeným pohybem teplonosné látky) je omezený akční rádius. Pohybuje se v rozmezí 8 – 10 m

Konstrukce s nuceným pohybem vzduchu

Takové systémy jsou povinně vybaveny ventilační jednotkou, jejíž výkon závisí na délce a počtu vzduchovodů. Pro velké plochy bude nutná instalace několika zařízení. Hlavním úkolem zařízení je posouvat ohřátý vzduch vzduchovody do vytápěných místností. V důsledku toho se jeho rychlost zvyšuje a vytápění místností probíhá v co nejkratším čase.

Navzdory nutnosti instalace ventilátorů se tyto systémy nakonec ukazují jako úspornější. Díky zvýšené rychlosti výměny vzduchu systém nasává z místnosti ochlazený vzduch o poměrně vysoké teplotě.

Ten prostě nestihne vychladnout na minimální hodnoty. Na jeho opětovné ohřátí se spotřebuje mnohem méně energie, což celkově přináší značnou úsporu nákladů.

Pro stimulaci pohybu vzduchu k spotřebiteli jsou otopné systémy vybaveny ventilátory, což je řadí mezi energeticky závislé, ale výrazně zvyšuje účinnost

Podle umístění vzduchovodů lze otopné systémy také rozdělit do dvou skupin.

Podlahové vzduchové vytápění

Charakteristickým rysem systému jsou vývody vzduchovodů zazděné v podlaze nebo zabudované v lištách. Výsledkem je maximálně efektivní rozložení ohřátého vzduchu, který vstupuje do spodní části místnosti.

Teplý vzduch stoupá vzhůru, což způsobuje poměrně rychlé promíchání vzduchových hmot a místnost se ohřívá rychleji.

Podlahové vzduchové vytápění předpokládá, že vývody vzduchovodů jsou umístěny v lištách nebo zabudovány přímo do podlahové krytiny

Závěsné vzduchové systémy

Schéma předpokládá přítomnost vzduchovodů zabudovaných do stropních konstrukcí nebo stěn, jejichž vývody jsou umístěny striktně v horní části místnosti. Nejčastěji pod stropem. Jako varianta se vyskytují závěsné vzduchovody s podobnými vývody.

Je třeba uznat, že tyto systémy jsou celkově méně estetické než podlahové alternativy. I když existují způsoby zdobení a maskování vzduchovodů.

Kromě toho použití podlahového systému předpokládá, že nejvyšší bude teplota vzduchu nacházejícího se dole. V horní polovině místnosti bude o něco chladněji.

Toto rozložení teplot považují lékaři za nejlepší pro člověka. Navíc vývody vzduchovodů zabudované do podlahy nebo lišt jsou prakticky neviditelné, což výrazně zlepšuje vzhled místnosti.

Hlavní nevýhodou závěsných systémů, která je obzvláště nežádoucí pro rodinné domy, je nižší teplota vzduchu u podlahy ve srovnání s horní částí. Ohřátý vzduch ohřívá horní část místnosti rychleji a intenzivněji, zatímco podlaha zůstává chladná. Proto se takové systémy v obytných domech buď používají zřídka, nebo se kombinují s jiným vytápěním.

Podle způsobu přenosu tepla se všechny vzduchové vytápěcí systémy dělí na tři typy.

Vzduchovody závěsného typu je nejlepší instalovat ve fázi výstavby budovy. V tomto případě je lze maskovat při provádění dokončovacích prací.

Přímoproudá otopná schema

Přímotopná varianta je známa již několik staletí. Podobnými systémy vytápěli starověcí Římané a středověcí Rusové. Princip přímotopného vytápění je velmi jednoduchý. V dolní části stavby, nejčastěji v suterénu, se instaluje topné zařízení, které ohřívá vzduch, který do něj vstupuje. Poté jsou ohřáté vzduchové hmoty vedeny vzduchovody do vytápěných místností.

Na obrázku je znázorněno schéma uspořádání vzduchového vytápění přímotopného typu. Takové konstrukce se používaly již ve starověkém Římě.

Poté, co jimi projdou, jsou vypouštěny ven na ulici. Tepelná energie se tak spotřebovává nejen na vytápění místnosti, ale doslova na „vytápění ulice“. Právě proto je přímotopný systém považován za nejméně účinný ze všech a vyznačuje se nejvyššími počátečními i provozními náklady.

Hlavní výhodou takové konstrukce je úplné větrání vytápěných místností. Používá se pouze tehdy, když je požadovaný objem větrání roven objemu vzduchových hmot potřebných pro vytápění. Taková podmínka může být povinná při provozu místností, kde se pracuje s výbušnými, zdraví škodlivými nebo nepříjemně páchnoucími látkami.

Pro domácí vytápění se přímotopný systém používá extrémně zřídka. Pokud je z nějakého důvodu nutné jej instalovat, stojí za to nainstalovat zařízení pro dodatečnou rekuperaci.

Může to být vzduchový výměník, který umožní využít část tepla odcházejícího vzduchu k ohřevu přiváděných vzduchových hmot. Tím se podaří mírně snížit provozní náklady.

Recirkulační systém vytápění

Vytápění místnosti probíhá pomocí uzavřeného cyklu. Nejprve je vzduch ohříván generátorem tepla a proudí potrubím do místnosti.

Zde postupně chladne a začíná klesat k podlaze, kde se nacházejí vstupy odvodních vzduchovodů. Když se do nich dostane, ochlazený vzduch putuje k generátoru tepla, kde je znovu ohříván a cyklus se opakuje.

Systémy s úplnou recirkulací vzduchové hmoty se používají, pokud není potřeba organizovat umělé větrání místnosti.

Toto schéma je maximálně efektivní, protože tepelné ztráty jsou prakticky vyloučeny. Jeho hlavní nevýhodou je nízká kvalita vzduchu, který cirkuluje uvnitř vytápěných místností.

Proto se častěji používá pro vytápění neobytných místností nebo skladů. Pokud se toto schéma používá v obytných domech, je bezpodmínečně nutná instalace dalšího zařízení pro ionizaci a zvlhčování vzduchu.

Schema s částečnou recirkulací

Takový systém umožňuje eliminovat hlavní nevýhodu recirkulačního schématu – nízkou kvalitu vzduchu. K tomu je do něj zahrnuto další ventilační zařízení, které odebírá venkovní vzduch a přimíchává ho v potřebných poměrech k vzduchovým masám cirkulujícím uvnitř místnosti. Vše ostatní je obdobné jako u schématu s úplnou recirkulací.

Systémy s částečnou recirkulací odebírají část vzduchu zvenčí a přimíchávají ho k části vzduchové hmoty nacházející se v místnosti. Směs je ohřívána kaloriferem na požadovanou teplotu a poté ventilátorem směrována do místnosti.

Systém se vyznačuje maximální flexibilitou a je schopen pracovat v několika režimech: jako ventilační, jako vytápěcí nebo jako kombinovaný vytápěcí-ventilační.

Přitom může odebírat libovolné potřebné množství vzduchu, ohřívat nebo dokonce ochlazovat na požadovanou teplotu. Schéma s částečnou recirkulací je považováno za optimální pro uspořádání vzduchového vytápění v rodinném domě.

Argumenty pro volbu vzduchového systému

Ve srovnání s běžnými systémy pracujícími s kapalným tepelným nosičem mají vzduchová schémata významné výhody. Podívejme se na ně podrobněji.

1. Vysoká účinnost vzduchových systémů. Výkonnost okruhů ohřevu vzduchem dosahuje řádově 90 %.
2. Možnost vypnutí/zapnutí zařízení v kteroukoli roční dobu. Přerušení provozu je možné i v největších zimních mrazech. To znamená, že vypnutý topný systém nepřijde k úhoně při záporných teplotách, což je například nevyhnutelné u vodního vytápění. Zapnout do provozu jej lze kdykoli.
3. Nízké provozní náklady na vzduchové vytápění. Odpadá nutnost pořízení a montáže poměrně drahého zařízení: uzavíracích armatur, přechodek, radiátorů, trubek atd.
4. Možnost kombinace systémů vytápění a klimatizace. Díky tomu lze v budově udržovat příjemnou teplotu v každém ročním období.
5. Nízká setrvačnost systému. To zajišťuje velmi rychlý ohřev místností.
6. Možnost instalace dalšího zařízení, které slouží k udržení optimálního mikroklimatu. Může se jednat o ionizátory, zvlhčovače, sterilizátory a podobně. Díky tomu lze vybrat kombinaci přístrojů a filtrů, která přesně odpovídá potřebám obyvatel domu.
7. Maximálně rovnoměrné vytápění místností bez lokálních zón přehřívání. Tyto problematické oblasti se obvykle nacházejí v blízkosti radiátorů a kamen. Tím se zabrání teplotním výkyvům a jejich důsledku - nežádoucí kondenzaci vodní páry.
8. Univerzálnost. Vzduchové vytápění lze použít k vytápění místností jakékoli velikosti, ať už se nacházejí na kterémkoli patře.

Systém má také některé nevýhody. Z těch nejzásadnějších je třeba zmínit energetickou závislost konstrukce. Při výpadku elektřiny tedy vytápění přestane fungovat, což je zvláště citelné v oblastech s výpadky v dodávce elektřiny. Kromě toho systém vyžaduje častou údržbu a dohled.

Vzduchové vytápění je velmi úsporné. Počáteční náklady na jeho zřízení jsou nízké a provozní náklady také nejsou vysoké.

Další negativní vlastností vzduchového vytápění je, že montáž konstrukce musí probíhat během výstavby. Instalovaný systém nelze modernizovat a prakticky nemění své provozní charakteristiky.

V případě potřeby je možná montáž vzduchového vytápění v již postavené budově, ale v takovém případě se používají pouze závěsné vzduchovody, což není estetické a ne vždy účinné.

Základní prvky otopné soustavy

Než si svépomocí vybudujete vzduchové vytápění, je nutné se seznámit s prvky, z nichž se skládá.

Zařízení ohřívající vzduch

Hlavním úkolem zařízení je ohřátí přiváděného vzduchu na požadovanou teplotu. K tomu lze využít prakticky všechny známé zdroje tepla.

V závislosti na typu topného zařízení jsou vzduchové hmoty buď vedeny přes výměník tepla s horkou párou, vodou apod., nebo jsou ohřívány přímo uvnitř ohřívače.

Tepelné generátory používané k ohřevu vzduchu v systému vzduchového vytápění nesmí ohřívat vzduch na teplotu vyšší než 70°, aby po smíchání se vzduchem v místnosti neztratil své vlastnosti jako prostředí vhodné k dýchání (+)

Jako tepelné generátory pro vzduchové otopné systémy se v praxi používají čtyři typy konstrukcí:

• Palivové systémy přímého ohřevu. V nich se vzduch ohřívá teplem získaným spalováním nějakého paliva. K tomuto typu patří uhelné, plynové, naftové, peletové a další ohřívače.
• Elektrické zařízení přímého ohřevu. Představuje výkonný ventilátorový ohřívač, který se připojuje k vzduchovodům.
• Zařízení nepřímého ohřevu. Předpokládá se přítomnost teplosměniče, ve kterém cirkuluje horká kapalina. Ta může být ohřívána jakýmkoli způsobem: pomocí dřevěné pece nebo jakéhokoli jiného otopného zařízení. Jako variantu lze zvážit připojení teplonosné látky z centrálního topného systému.
• Kombinovaná konstrukce. Představuje dvě, někdy tři systémy různých typů, spojené do společné konstrukce. Nejefektivnější a nejpraktičtější varianta se dosáhne kombinováním elektrického a kapalinového systému.

Poslední varianta je považována za nejvýhodnější, protože takové zařízení dokáže zajistit dům teplem i v případě výpadku elektřiny nebo vzniku problémů s palivem. Avšak z pochopitelných důvodů mají tyto přístroje vysokou cenu. Utracet na ně prostředky není vždy opodstatněné, zvláště pokud jsou výpadky elektřiny velmi vzácné.

Hlavní potrubí se vyrábějí z pozinkovaného kovu. Jedná se o tuhé konstrukce, ke kterým se připojují pružné odbočky.

Kanály pro pohyb vzdušných mas

Otopný systém kanálového typu nebude fungovat bez sítě vzduchovodů. Po nich se vzduchové hmoty pohybují do místností a vracejí se do tepelného generátoru. Nejčastěji se používá kruhový transport, protože jednotrubkové konstrukce, které lze také použít, mají omezenou funkčnost a velké množství nedostatků. Na výkresu taková konstrukce připomíná dva stromy.

Roli kmenů hrají dva tuhé hlavní potrubí vyrobené z pozinkovaného kovu. Jeden z nich je přívodní, druhý vratný. K nim se přes přechodky připojují „větve“.

Jedná se o pružné vzduchovody menšího průřezu, vedoucí do místností. Musí být utěsněny hliníkovou páskou a izolovány. Izolace v tomto případě nejen uchovává teplo, ale také pohlcuje zvuky.

Pro izolaci se obvykle používají fóliované izolace různých značek. Pro hlavní trasy se volí krytí o tloušťce 3 až 10 mm. Pro rozvodné kanály postačí materiál o tloušťce 25-30 mm.

Uvnitř jednopatrových budov je ohřátý vzduch směrován zdola nahoru, proto mohou být vzduchovody zabudovány do podlahy. U dvoupatrových staveb může být síť vzduchovodů položena po stropě prvního patra nebo v tloušťce mezipodlažní konstrukce.

Vzduchovody musí být rozhodně izolovány. Izolační materiál nejen uchovává teplo, ale také pohlcuje zvuky.

V tomto případě je horký vzduch do prvního patra přiváděn ze stropu. Vývody vzduchovodů v druhém patře jsou umístěny ve spodní části vnitřních stěn a na podlaze. Zpátečka je také umístěna různě.

V prvním patře jsou otvory pro sběr ochlazeného vzduchu na úrovni podlahy. V druhém patře jsou naopak u stropu. Zde se shromažďují přehřáté vzduchové hmoty, které pak vstupují do zpátečky.

Ventilátory pro zajištění cirkulace vzduchu

Vzduchové hmoty uvnitř potrubí jsou dopravovány nuceně. Tuto operaci provádějí speciální ventilátory kanálového typu. Zařízení se instaluje jak na zpětných, tak na přívodních vzduchovodech. Kromě toho jsou nejčastěji také konstrukčními prvky ohřívače vzduchu.

Při výběru ventilátoru je kromě technických parametrů vhodné zohlednit následující vlastnosti:

• možnost práce na různých otáčkách;
• minimální hladina hluku;
• absence citlivosti na výkyvy napětí;
• vybavení systémem plynulého startu;
• možnost plynulé regulace rychlosti zařízení.

Je třeba si uvědomit, že ventilátory zodpovídají za tlakový výkon zařízení, v podstatě ho určují. Proto musí technické parametry zařízení přesně odpovídat specifikům konkrétního systému.

Schéma instalace vnitřního kanálového ventilátoru uvnitř vzduchovodu: 1 – ventilátor axiálního typu; 2 – ohřívač vzduchu z měděných trubek s hliníkovými žebry; 3 – rozdělovač vzduchu s klapkami měnícími směr

Rozdělení proudů: mřížky a difuzory

Všechny vzduchovody vedoucí k místnosti se připojují k ventilačním mřížkám nebo difuzorům. Tyto prvky jsou určeny k rozdělení proudů vzduchu určených pro vytápění, větrání a klimatizaci, a také k rovnoměrnému rozložení vzduchových proudů uvnitř místnosti.

Vyrábějí se podlahová, nástěnná a stropní zařízení, mezi nimiž lze najít modely s pohyblivými nastavitelnými žaluziemi.

Vnitrokanálové klapky a ventily

Prvky jsou určeny k nastavení průchodnosti topného systému. V přívodních vzduchovodech jsou povinně instalovány škrtící klapky. Zařízení regulují tlak vzduchových hmot přiváděných do různých místností a umožňují jej v případě potřeby fixovat.

Různé úseky vzduchovodů jsou vybaveny klapkami. Povinně se instalují přívodní klapky regulující přívod vzduchu z venku.

Kromě klapek regulujících přívod a odvod vzduchu jsou ventilační systémy vybaveny klapkami pro odvod kouře a protipožárními analogy. Při požárech brání šíření ohně a plynů podporujících hoření, odvádějí saze a oxid uhelnatý z místností.

Zařízení pro úpravu vzduchu

Vzhledem k tomu, že vzduchové vytápění je často kombinováno s klimatizačními systémy, stává se úprava vzduchu vyhledávanou možností. V tomto případě je konstrukce vybavena různými filtry: uhlíkovými, mechanickými, elektrostatickými.

Čistí vzduch od nejrůznějších nečistot. Dodatečně mohou být instalovány zvlhčovače, ionizátory, ventilační anemostaty, sterilizátory, odvlhčovače a podobná zařízení.

Takto vypadá difuzor, který rovnoměrně rozděluje proudy na výstupu ze vzduchovodu.

Automatické řídicí systémy

Vzduchové vytápění samo o sobě, a zvláště v kombinaci s větráním a klimatizací, je považováno za poměrně složitý systém. Pro koordinaci jeho fungování se používají automatické řídicí jednotky, které umožňují rychle a přesně měnit parametry provozu systému.

V případě potřeby může majitel nastavit požadované parametry a získat tak maximálně komfortní mikroklima v domě.

Řídicí jednotky se liší svou funkcí a jsou vybírány individuálně pro každý konkrétní topný systém. Správně zvolená automatika umožňuje nejen zcela kontrolovat vzduchové vytápění, ale také na dálku měnit nastavení vložená do programu, zónově distribuovat vzduchové proudy a začlenit vytápění do systému chytré domácnosti.

Zvláštnosti provedení správného výpočtu

Navzdory ujišťování nešikovných řemeslníků je velmi obtížné vypočítat vzduchové vytápění svépomocí. Tento úkol zvládnou pouze odborníci.

Zákazník může pouze zkontrolovat přítomnost všech bodů projektu, mezi které patří:

• Stanovení tepelných ztrát každé z vytápěných místností.
• Typ topného zařízení s uvedením potřebného výkonu, který musí být vypočten na základě skutečných tepelných ztrát.
• Požadované množství ohřátého vzduchu s ohledem na výkon zvoleného topného zařízení.
• Požadovaný průřez vzduchovodů, jejich délka atd.

Toto jsou hlavní body výpočtu otopné soustavy. Správné bude objednat projekt u odborníků. Výsledkem bude, že zákazník obdrží několik variant výpočtu, ze kterých si bude moci vybrat a realizovat nejvíce vyhovující řešení.

Systém vzduchového vytápění – složitá konstrukce, skládající se z mnoha prvků. Pro jeho výpočet je lepší přizvat odborníky, pro seznámení se s komponentami je vhodné podrobně prostudovat schéma (+)

Závěry a užitečné video k tématu

Proč volí vzduchové vytápění:

Jak si sám vypočítat systém vzduchového vytápění:

Základy zařízení vzduchového vytápění v soukromém domě:

Vzduchové vytápění patří mezi bezpečné, úsporné, mimořádně trvanlivé a spolehlivé systémy. Právě proto se stává stále více žádaným. Samostatně zařídit systém je poměrně jednoduché, ale provést správné výpočty se pravděpodobně nepodaří.

Možné chyby povedou ke snížení účinnosti systému, neustálému průvanu a dalším nepříjemným následkům. Optimální je získat profesionálně zpracovaný projekt a v případě zájmu ho realizovat vlastníma rukama.

Chcete sdělit zajímavá fakta o stavbě vzduchového vytápění nebo vyprávět o použití systému? Máte otázky nebo výhrady k nabízeným informacím? Napište prosím komentáře do bloku umístěného níže.