Газовые теплогенераторы для воздушного отопления: виды и специфика оборудования на газу

Как собрать теплогенератор

При всех этих научных терминах, которые могут напугать незнакомого с физикой человека, смастерить в домашних условиях ВТГ вполне возможно. Повозиться, конечно, придётся, но если всё сделать правильно и качественно, можно будет наслаждаться теплом в любое время.

И начать, как и в любом другом деле, придётся с подготовки материалов и инструментов. Понадобятся:

• Сварочный аппарат.
• Шлифмашинка.
• Электродрель.
• Набор гаечных ключей.
• Набор свёрл.
• Металлический уголок.
• Болты и гайки.
• Толстая металлическая труба.
• Два патрубка с резьбой.
• Соединительные муфты.
• Электродвигатель.
• Центробежный насос.
• Жиклёр.

Вот теперь можно приступать непосредственно к работе.

Устанавливаем двигатель

Электродвигатель, подобранный в соответствии с имеющимся напряжением, устанавливается на станину, сваренную или собранную с помощью болтов, из уголка. Общий размер станины вычисляется таким образом, чтобы на ней можно было разместить не только двигатель, но и насос. Станину лучше покрасить во избежание появления ржавчины. Разметить отверстия, просверлить и установить электродвигатель.

Подсоединяем насос

Насос следует подбирать по двум критериям. Во-первых, он должен быть центробежным. Во вторых, мощности двигателя должно хватить, чтобы его раскрутить. После того, как насос будет установлен на станину, алгоритм действий следующий:

• В толстой трубе диаметром 100 мм и длиной 600 мм с двух сторон нужно сделать внешнюю проточку на 25 мм и в половину толщины. Нарезать резьбу.
• На двух кусках такой же трубы длинной каждый 50 мм нарезать внутреннюю резьбу на половину длины.
• Со стороны противоположной от резьбы приварить металлические крышки достаточной толщины.
• По центру крышек сделать отверстия. Одно по размеру жиклёра, второе по размеру патрубка. С внутренней стороны отверстия под жиклёр сверлом большого диаметра необходимо снять фаску, чтобы получилось подобие форсунки.
• Патрубок с форсункой подсоединяется к насосу. К тому отверстию, из которого вода подаётся под напором.
• Вход системы отопления подсоединяется ко второму патрубку.
• К входу насоса присоединяется выход из системы отопления.

Цикл замкнулся. Вода будет под давлением подаваться в форсунку и за счёт образовавшегося там вихря и возникшего эффекта кавитации станет нагреваться. Регулировку температуры можно осуществить, установив за патрубком, через который вода попадает обратно в систему отопления, шаровый кран.

Чуть прикрыв его, вы сможете повысить температуру и наоборот, открыв – понизить.

Усовершенствуем теплогенератор

Это может звучать странно, но и эту довольно сложную конструкцию можно усовершенствовать, ещё больше повысив её производительность, что будет несомненным плюсом для обогрева частного дома большой площади. Основывается это усовершенствование на том факте, что сам насос имеет свойство терять тепло. Значит, нужно заставить расходовать его как можно меньше.

Добиться этого можно двумя путями. Утеплить насос при помощи любых подходящих для этой цели теплоизоляционных материалов. Или окружить его водяной рубашкой. Первый вариант понятен и доступен без каких-либо пояснений. А вот на втором следует остановиться подробнее.

Чтобы соорудить для насоса водяную рубашку придётся поместить его в специально сконструированную герметическую ёмкость, способную выдерживать давление всей системы. Вода будет подаваться именно в эту емкость, и насос будет забирать её уже оттуда. Внешняя вода так же нагреется, что позволит насосу работать намного продуктивнее.

Вихрегаситель

Но, оказывается и это ещё не всё. Хорошо изучив и поняв принцип работы вихревого теплогенератора, можно оборудовать его гасителем вихрей. Подаваемый под большим давлением поток воды ударяется в противоположную стенку и завихряется. Но этих вихрей может быть несколько. Стоит только установить внутрь устройства конструкцию напоминающую своим видом хвостовик авиационной бомбы. Делается это следующим образом:

• Из трубы чуть меньшего диаметра, чем сам генератор необходимо вырезать два кольца шириной 4-6 см.
• Внутрь колец приварите шесть металлических пластинок, подобранных таким образом, чтобы вся конструкция получилась длинной равной четверти длины корпуса самого генератора.
• Во время сборки устройства закрепите эту конструкцию внутри напротив сопла.

Пределу совершенства нет и быть не может и усовершенствованием вихревого теплогенератора занимаются и в наше время. Не всем это под силу. А вот собрать устройство по схеме, приведённой выше, вполне возможно.

Выбор оборудования для частного дома

Бываю случаи, когда владельцы домов самостоятельно пытаются определить, какое же оборудование для воздушного отопления дома необходимо для их отопительной системы. К сожалению, незнание отдельных правил и несоблюдение требований приводит к тому, что приобретается недостаточно мощное оборудование – и тогда система работает некачественно.

Стационарный газовый теплогенератор

Для того чтобы подобрать наиболее подходящую модель нагревателя, требуется высчитать такой показатель, как наименьшая мощность, необходимая для качественного прогрева имеющегося помещения. Чтобы определить теплоемкость помещения, следует воспользоваться формулой

Р=VхΔTхk/860

В ней V (м3) — это номинальная площадь здания. ΔT (°C) – разница, между температурой внутри здания и вне его. k- показатель теплоизоляции здания. В случае если он неизвестен, данную информацию можно получить из специального справочника. 860 – коэффициент, который позволяет килокалорий в киловатты.

Пример

Рассчитаем, какое оборудование необходимо для отапливания частного дома, площадь которого 100 м2. При этом известны такие показатели – высота потолка – 3 м, требуемая температура в помещении 20 °C, а температура воздуха на улице -20°C. Здание сложено из ряда кирпича, то есть коэффициент k= 2,3. Производим расчеты по указанной формуле:

Р = 100x3x40x2,3/860 = 32,09 кВт

В соответствии с полученным показателем мощности и подбираем наиболее подходящую модель теплогенератора. Для того чтобы узнать мощность той или иной модели, достаточно просто внимательно просмотреть характеристики устройства.

Важная особенность – для того чтобы нагревательное оборудование работало постоянно, необходимо обеспечить постоянную подачу свежего воздуха в систему.

Для этого используется система вентиляции, выполняющая одновременно несколько функций. Прежде всего, с ее помощью происходит всасывание кислорода, необходимого для поддержания процесса горения топлива, в систему. Кроме того, вентиляционная система способствует быстрому отводу излишков горения и углекислого газа, используя воздушный клапан для системы отопления.

Система вентиляции и воздушного отопления

Для наиболее безопасной работы системы рекомендуется следить за тем, чтоб уровень чистого воздуха в вентиляционной системе не опускался ниже показателя в 17-20%. Техника безопасности (равно, как и санитарные нормы) требует, чтоб на 1 кВт мощности нагревательного элемента приходилось 30 м3 нагнетаемого воздуха.

Зная мощность нагревательного элемента, можно просчитать размер отверстия, которое обеспечит необходимый поток воздуха.

Так, на 1 кВт мощности должно приходится 0,003 м2 площади отверстия. В случае если нет возможности создания вентиляционной системы, в помещениях должны быть постоянно открыты окна и форточки. При этом их площадь должна составлять не менее 1 м2на 10кВт мощности теплогенератора.

Примеры коэффициентов теплоизоляции:

• 2-2,9 – обычная конструкция (один слой кирпича);
• 3-4 – профилированный лист или деревянные панели;
• 1-1,9 – двойной слой кирпича;
• 0,6-0,9 – современные дома, качественные стены и новые окна.

Можно с уверенностью сказать, что применение газовых теплогенераторов в современных воздушных отопительных системах – прекрасное, экономичное и высокоэффективное решение. Надежность такого оборудования, наряду с простотой эксплуатации и высокой безопасностью, делает использование газовых теплогенераторов допустимым как для жилых домов, так и для больших промышленных помещений.

Особенности промышленного отопления

• Во-первых, чаще всего речь идет о работах на энергоемких Объектах достаточно большой площади, и к системам обогрева (как и ко всем остальным вспомогательным) системам существует требование максимально возможного энергосбережения. Именно этот фактор ставится во главу угла
• Кроме того, нередко в обогреваемых помещениях бывают нестандартные условия по температуре, влажности, запыленности. Поэтому используемое тепловое оборудование и материалы должны быть устойчивыми к подобным неблагоприятным воздействиям
• На ряде Объектов могут применяться легковоспламеняющиеся и взрывчатые вещества, и, исходя из этого, установленная система должна соответствовать жестким требованиям взрыво- и пожарной безопасности
• Еще одним важным отличием рассматриваемых систем является, как правило, их большая суммарная мощность. Она может достигать сотен мегаватт. Поэтому котлы, использующиеся для обогрева домов, часто не подходят для рассматриваемых масштабов. Использование каскадов из бытовых котлов становится просто экономически нецелесообразным
• Кроме того, отопление промышленных зданий часто проектируется и монтируется в едином комплексе с климатическими системами. Это дает возможность реализовать отопление производственных помещений с большими площадями и при этом экономить ресурсы и занимаемое магистралями пространство. Прежде всего, такой способ используется при организации воздушного отопления
• Следующая особенность, которой обладает промышленное отопление здания – его «нешаблонность». Существуют определенные типовые решения, на основании которых выполняется отопление загородного дома. Данные решения можно применять с небольшими нюансами практически везде и всегда. Технические же решения для масштабных Объектов гораздо более разнообразны. Инженерное искусство в этом сегменте, заключается в подборе оптимального технического решения. Перед началом проектной стадии, важнейшим этапом будет являться грамотное составление Технического Задания. А когда будет происходить установка отопления промышленных Объектов, Техническое Задание, составленное квалифицированными проектировщиками и инженерами, поможет оптимизировать процесс монтажных работ. Проектировщики осуществляют различные инженерные расчеты. Исходя из индивидуально подобранного инженерного решения, определяется наиболее эффективный способ обогрева рассматриваемого Объекта
• Зачастую, если речь идет о производстве, то на Объекте расположено технологическое оборудование – станки, конвейеры, производственные линии. Также, возможно, люди, на нем работающие. Это необходимо учесть
• Как правило, необходимо равномерное распределение тепла, если проект не предполагает создание зон с особым режимом температуры. Кстати, наличие таких зон — тоже особенность, которую необходимо учесть, организуя отопление промышленных зданий
• Как уже было сказано, традиционный для обогрева жилого фонда (в частности, коттеджей) способ с помощью бытового котла и радиаторов в рассматриваемых условиях, как правило, неэффективен. По этой причине промышленные системы отопления строятся по другим принципам. В последнее время это чаще всего автономные системы масштаба Объекта, а иногда и отдельных его частей. Управление автономным обогревом осуществлять проще, чем централизованным (через ТЭЦ) из-за возможности контролировать и регулировать потребление топливных ресурсов
• Есть свои особенности и на этапе эксплуатации. В жилом секторе зачастую уровень сервиса системы обогрева иногда бывает недостаточно профессиональным. Если же произведена установка отопления в здании производственного назначения, то, как правило, можно быть уверенным в том, что техническое сервисное обслуживание будет осуществляться квалифицированной командой (чаще всего, это служба главного энергетика или аналогичное по функциям штатное подразделение предприятия). С одной стороны, это несколько облегчает ответственность монтажной организации. Скорее всего, никто не будет после сдачи объекта в эксплуатацию обращаться «по мелочам». С другой же стороны, возрастают требования к составу и уровню написания исполнительной документации. Сотрудники службы эксплуатации, будучи профессионалами, хорошо знают, что именно она должна в себя включать и как составляться. В обязательном порядке должны быть предоставлены все необходимые лицензии, сертификаты, допуски, паспорта на оборудования, акты выполненных работ. Только после этого система будет принята в эксплуатацию

Возможности применения

Приборы кавитационного действия востребованы в различных отраслях, при этом в основном их применяют в качестве альтернативного вида отопительных установок для дома. Также оборудование находит применение и в других сферах:

• обогрев и очистка воды в бассейнах;
• очистка отложений внутри теплообменников;
• в промышленности.

В последнем случае, к примеру, при изготовлении бетона с высокими эксплуатационными характеристиками.

Отопление

Кавитационный прибор способствует преобразованию механической энергии перемещающейся воды в тепловой потенциал, который направляется на обогрев различных по назначению и масштабу зданий, включая частные домовладения и промышленные комплексы.

Кавитационный теплогенератор может быть использован при отоплении

Автономное нагревание воды для бытовых нужд

Генератор кавитационного тепла способен в полной мере обеспечить хозяйство горячей водой, которая подается в кухню, санузел, баню. Также оборудование находит применение при подготовке воды в бассейнах, прачечных и саунах, используется в автономном водопроводе.

Применение кавитации тепла в производстве

Приборы актуальны при необходимости качественного смешивания субстанций с разными параметрами плотности и применяются в лабораториях, производственных цехах и других объектах промышленности.

Как выбрать подходящую тепловую пушку?

Выбор тепловой пушки в первую очередь зависит от целевой площади обогрева и конструкционных возможностей установки оборудования. Что касается первого критерия, то под него подбирается мощность, объем дизельного бака и производительность. Но далеко не каждый подходящий по эксплуатационным показателям генератор может быть установлен в помещении, для которого он подбирался

Важно учитывать принцип действия. Так, теплогенератор на дизельном топливе с прямым обогревом подойдет для производственного цеха, а модели с выводом продуктов сгорания на улицу могут использоваться в жилых помещениях

Как работает отопительная система?

Лопасти вентилятора захватывают воздух и направляют его в теплообменник. Нагретый им воздушный поток циркулирует по зданию, осуществляя несколько циклов.

Основное преимущество конструкции газового теплогенератора в том, что расположение камер и отсеков препятствует смешиванию продуктов распада отработанного топлива с воздухом из помещения

В процессе эксплуатации оборудования не нужно опасаться, что лопнет труба, и вы затопите соседей, как это нередко бывает с водяными отопительными системами. Однако в самом генерирующем тепло устройстве предусмотрены датчики, которые в экстренных ситуациях (угрозе поломки) прекращают подачу топлива.

Нагретый воздух подается в помещение несколькими способами:

1. Бесканальный. Теплый воздух поступает свободно поступает в обрабатываемое пространство. Во время циркуляции он заменяет холодный, что позволяет поддерживать температурный режим. Использование отопления данного типа целесообразно в небольших помещениях.
2. Канальный. Посредством системы воздуховодов соединенных между собой нагретый воздух перемещается по воздуховодам, благодаря чему возможен обогрев одновременно нескольких помещений. Используется для отопления больших зданий с отдельными помещениями.

Стимулирует движение воздушной массы вентилятор или силы гравитации. Теплогенератор можно устанавливать в помещении и за его пределами.

Использование воздуха в качестве теплоносителя делает систему максимально выгодной. Воздушная масса не вызывает коррозию, а также не способна повредить какие-либо элементы системы

Чтобы отопительная система функционировала корректно, следует правильно подсоединить к газовому генератору тепловой энергии дымоход.

Если дымовой канал установлен неправильно, он будет чаще забиваться наростами сажи. Суженный и забитый дымоход будет плохо отводить токсичные вещества.

Как сделать систему воздушного отопления для частного дома своими руками

Непосредственно перед монтированием системы воздушного отопления частного дома рекомендовано сделать проект. Следует рассчитать:

• площадь помещения;
• наличие теплопотерь (пол, потолки, стены, окна);
• мощность теплогенератора, который необходим для прогрева пространства;
• скорость подачи теплого воздуха;
• диаметр воздуховодов, их количество, а также крепежи к ним.

Основные используемые материалы:

• воздуховод нужной длины и диаметра;
• теплогенератор;
• решетки декоративные, которые крепятся на концах воздуховода;
• фильтра воздушные;
• вентиляторы;
• крепежные элементы;
• инструменты (шуруповерт, серебристый скотч, уровень, линейка, рулетка, карандаш).

Установка такой отопительной системы проходит следующие этапы:

1. Монтаж теплогенератора в отдельном помещении.
2. Прорезают отверстия для воздуховодов в стенах.
3. Соединяют все элементы, согласно выбранному проекту.
4. Располагают вентилятор под теплогенератором.
5. Крепят декоративные элементы.
6. Проводят диагностика всех соединений и запускается оборудование.

Для эстетики воздуховоды прячут в межпотолочное или напольное пространство.

От солнца 

Использование природной энергии сокращает расходы на обслуживание системы. Плотность выделяемой солнечной энергии зависит от времени года. Работает такой вариант за счет нагрева поверхностей воздушного коллектора солнцем и передачи тепла в помещения. Состоит из следующих элементов:

• теплоизолирующий корпус;
• абсорбирующий экран черного цвета;
• радиатор;
• стекло или поликарбонат;
• вентиляторы.

Воздух закачивается в коллектор, где, под действием нагретых солнцем абсорбирующих поверхностей, он прогревается. После он вентилятором перегоняется в помещение.

Материалы, необходимые для изготовления солнечной системы своими руками:

1. ДСП, фанера или бруски для внешнего корпуса.
2. Дно из профнастила, желательно покрыть черной краской и проложить изоляционный материал.
3. Радиатор можно взять от старых холодильников либо сделать из меди и алюминия. Многие собирают его из скрепленных между собой алюминиевых банок из-под напитков.
4. Крышка делается из стекла или поликарбоната.
5. Для теплоизоляции, корпус обклеивается пенополистиролом.
6. Вентиляторы. Можно использовать кулеры от старой техники.

Такие, собранные своими руками, системы могут работать от сети либо аккумулятора. 

На основе печи длительного горения

При наличии печи можно сделать дополнительную систему отопления от нее. Для этого делают планировку вентиляции – чтобы холодный воздух заходил в печь, а разогретый распространялся в помещении. Устанавливают гибкие каналы с теплоизоляцией, которые монтируют по всем помещениям. Они могут работать за счет естественной вентиляции, а можно также подключить вентиляторы.

Система воздушного отопления дома на основе печи длительного горения на естественной вентиляции способна отапливать до 4 комнат.

Монтируют такую модель следующими этапами:

• устанавливают печь длительного горения;
• проектируют расположение воздуховодов;
• их крепят к печке и монтируют по дому;
• внизу устанавливают вентилятор для увеличения скорости подачи воздуха в патрубки;
• проводят проверку всех соединений и запускают оборудование.

При горении выделяется сажа, поэтому такой вариант воздушного отопления требует дополнительных фильтров, которые устанавливают в воздуховоды и решетки на выходе.

На основе булерьяна

Бульеран – удивительная печка, работающая на принципе газогенерации. В нее снизу идут ненагретые массы, а сверху выходят теплые. В этом случае к такой печи подключают алюминиевые или жестяные патрубки, которые распространяют тепло по помещениям. Это еще один вариант системы воздушного отопления от печи для частного дома.

При монтировании этой системы, необходимо:

• спроектировать расположение воздуховодов;
• присоединить их к булерьяну;
• скрепить все элементы между собой, проверить их прочность и запустить систему.

Воздушное отопление набирает популярность использования в частных домах. Это простой и удобный способ прогреть все помещения сразу. Выше рассмотрены методы, как сделать системы воздушного отопления для частного дома своими руками. Они несложные и подобные конструкции можно провести в доме самостоятельно

Важно учитывать расположение всех коммуникаций и правильно рассчитать необходимую мощность обогрева

При бережной эксплуатации, постоянной диагностике и прочистке элементов, такая система отопления прослужить долго без перебоев. Она создаст комфортные условия для нахождения в помещениях в любое время года.

Достоинства воздушного газового отопления дома

Среди неоспоримых преимуществ воздушного отопления наиболее правильным будет выделить из них являются следующие:

• такой вариант отопления отличается высокой производительностью и экономичностью благодаря тому, что нагрев воздуха осуществляется не в котельной, а прямо в жилом помещении;
• этот способ нагрева делает возможным полный прогрев дома всего лишь за 1 – 2 часа, что является очень быстрым сроком для любой системы отопления;
• небольшой объем финансовых средств, затрачиваемых на обслуживание теплогенератора, поскольку установка этих приборов не отличается сложностью, а в процессе эксплуатации они не требуют к себе повышенного внимания со стороны хозяев ввиду того, что они полностью автоматизированы. Кроме того, в случае обогрева на низкой температуре сэкономить деньги можно еще и на низком объеме потребляемого газа;
• функциональность печи на газу является очень высокой, так как кроме стандартной функции обогрева она способна также вентилировать помещение и играть роль кондиционера;
• вероятность протекания такой системы является очень низкой ввиду отсутствия в ней теплоносителя как такового, а также системы труб;
• проводить центральное отопление необходимости не будет, что также позволит снизить эксплуатационные расходы.

Отопление воздушного типа на газу – прекрасный вариант отопления и в плане экономии, и безопасности, и экологичности, поскольку все вредные вещества, как уже говорилось, не скапливаются внизу помещения, а уходят вверх.

Сфера применения

Иллюстрация	Описание сферы применения
	Отопление . Оборудование, преобразующее механическую энергию движения воды в тепло, с успехом применяется при обогреве различных зданий, начиная с небольших частных построек и заканчивая крупными промышленными объектами. Кстати, на территории России уже сегодня можно насчитать не менее десяти населённых пунктов, где централизованное отопление обеспечивается не традиционными котельными, а гравитационными генераторами.
	Нагрев проточной воды для бытового использования . Теплогенератор, при включении в сеть, очень быстро нагревает воду. Поэтому такое оборудование можно использовать для разогрева воды в автономном водопроводе, в бассейнах, банях, прачечных и т.п.
	Смешивание несмешиваемых жидкостей . В лабораторных условиях, кавитационные установки могут использоваться для высококачественного перемешивания жидких сред с разной плотностью, до получения однородной консистенции.

Интеграция в отопительную систему частного дома

Для того, чтобы применить теплогенератор в отопительной системе, его в нее надо внедрить. Как это правильно сделать? На самом деле, в этом нет ничего сложного.

Перед генератором (на рисунке отмечен цифрой 2) устанавливается центробежный насос (на рисунке — 1), которой будет поддавать воду с давлением до 6 атмосфер. После генератора устанавливается расширительный бак (на рисунке — 6) и запорная арматура.

Преимущества применения кавитационных теплогенераторов

Достоинства вихревого источника альтернативной энергии
	Экономичность . Благодаря эффективному расходованию электричества и высокому КПД, теплогенератор экономичнее в сравнении с другими видами отопительного оборудования.
	Малые габариты в сравнении с обычным отопительным оборудованием сходной мощности . Стационарный генератор, подходящий для отопления небольшого дома, вдвое компактнее современного газового котла. Если установить теплогенератор в обычную котельную вместо твёрдотопливного котла, останется много свободного места.
	Небольшая масса установки . За счет небольшого веса, даже крупные установки высокой мощности можно запросто расположить на полу котельной, не строя специальный фундамент. С расположением компактных модификаций проблем вообще нет.
	Простая конструкция . Теплогенератор кавитационного типа настолько прост, что в нем нечему ломаться. В устройстве небольшое количество механически подвижных элементов, а сложная электроника отсутствует в принципе. Поэтому вероятность поломки прибора, в сравнении с газовыми или даже твердотопливными котлами, минимальна.
	Нет необходимости в дополнительных доработках . Теплогенератор можно интегрировать в уже существующую отопительную систему. То есть, не потребуется менять диаметр труб или их расположение.
	Нет необходимости в водоподготовке . Если для нормальной работы газового котла нужен фильтр проточной воды, то устанавливая кавитационный нагреватель, можно не бояться засоров. За счет специфических процессов в рабочей камере генератора, засоры и накипь на стенках не появляются.
	Работа оборудования не требует постоянного контроля . Если за твёрдотопливными котлами нужно присматривать, то кавитационный обогреватель работает в автономном режиме. Инструкция эксплуатации устройства проста — достаточно включить двигатель в сеть и, при необходимости, выключить.
	Экологичность . Кавитационные установки никак не влияют на экосистему, ведь единственный энергопотребляющий компонент — это электродвигатель.