Come realizzare il riscaldamento ad aria per una casa di campagna: regole e schemi di costruzione

Tradizionalmente, nei sistemi di riscaldamento si utilizza l'acqua come fluido termovettore. Questo metodo di riscaldamento abituale presenta sia vantaggi che svantaggi. Durante la costruzione della propria abitazione, il proprietario ha possibilità quasi illimitate per sperimentare.

Vale la pena considerare opzioni alternative. La più interessante è il riscaldamento ad aria per una casa di campagna. Su questo ci concentreremo più in dettaglio in questo articolo.

Come riscaldare una casa con l'aria?

L'aria – un vettore termico molto efficace, molto più pratico dell'acqua. La soluzione più semplice per questo tipo di riscaldamento è un normale termoventilatore. Questo dispositivo, composto da un ventilatore e una serpentina riscaldante, può riscaldare una stanza piccola letteralmente in pochi minuti. Naturalmente, per una casa unifamiliare sarà necessaria un'attrezzatura più potente.

Come fonte di calore si può utilizzare una caldaia a gas o a combustibile solido. È adatto anche un riscaldatore elettrico, ma questa opzione non è considerata molto vantaggiosa, poiché i costi dell'elettricità aumentano notevolmente.

Un'opzione di riscaldamento interessante ed ecologica è l'utilizzo di pannelli solari o collettori solari. Questi sistemi vengono installati sul tetto. Trasferiscono immediatamente l'energia termica del sole allo scambiatore di calore oppure la convertono in energia elettrica a basso costo. In quest'ultimo caso, dalla batteria è possibile alimentare anche un ventilatore.

L'aria viene riscaldata nello scambiatore di calore e entra nelle singole stanze attraverso i condotti d'aria. Si tratta di strutture piuttosto ingombranti, realizzate in metallo resistente. La sezione dei condotti è notevolmente maggiore del diametro del tubo del riscaldamento ad acqua.

Per il riscaldamento ad aria sono adatte sia caldaie a gas che altri tipi di apparecchiature di riscaldamento. L'efficienza di tali sistemi raggiunge il 90% e vengono utilizzati non solo in ambienti residenziali, ma anche in officine e magazzini.

I radiatori per il riscaldamento ad aria invece non sono necessari. L'aria calda riempie semplicemente le stanze attraverso apposite griglie. Come è noto, il gas caldo tende a salire. L'aria fredda viene quindi spinta verso il basso.

Da qui, le correnti d'aria fredda si spostano nuovamente verso lo scambiatore di calore, si riscaldano, entrano nelle stanze e così via.

Questo schema mostra chiaramente la struttura del riscaldamento ad aria di tipo a ricircolo con parziale presa d'aria esterna, nonché con condizionatore, ionizzatore e depuratore ultravioletto.

Quasi tutti i sistemi di riscaldamento ad aria prevedono l'installazione di un ventilatore che spinge l'aria calda e la fa circolare attraverso il sistema di riscaldamento. La presenza di un tale dispositivo rende il sistema dipendente dall'energia elettrica.

È possibile realizzare anche un sistema in cui l'aria calda si muove in modo naturale, senza alcun ventilatore. Tuttavia, l'efficienza di tali sistemi di solito lascia a desiderare, poiché in questo caso gli ambienti si riscaldano troppo lentamente.

Un argomento convincente a favore dell'installazione di un sistema di riscaldamento ad aria è l'esclusione di perdite accidentali e allagamenti con conseguente danneggiamento della proprietà. Inoltre, in caso di danneggiamento dei condotti d'aria, l'automazione fermerà il funzionamento del sistema.

Caratteristiche del riscaldamento ad aria

Rispetto al tradizionale riscaldamento ad acqua, i sistemi ad aria hanno numerosi vantaggi. Ad esempio, si nota l'elevata efficienza di tale sistema, che può raggiungere il 90%. L'efficienza del riscaldamento ad acqua raramente raggiunge il 65%.

Se il riscaldamento ad aria è realizzato correttamente, l'aria riscalda le stanze in modo estremamente rapido, letteralmente in pochi minuti. La temperatura negli ambienti viene regolata da un'apparecchiatura automatica che accende e spegne il dispositivo di riscaldamento secondo necessità.

Di conseguenza, in casa si ha sempre caldo e i costi di riscaldamento si riducono. È più semplice utilizzare il sistema di riscaldamento ad aria. I canali dell'aria non si intasano così spesso come i tubi dell'impianto di riscaldamento ad acqua, quindi necessitano di pulizia meno frequente.

Per ovvie ragioni, i proprietari di sistemi di riscaldamento ad aria non hanno problemi di perdite né il rischio di congelamento delle tubature se la caldaia smette di funzionare per qualche motivo durante la stagione fredda.

Dopo aver appreso i vantaggi del riscaldamento ad aria, è opportuno valutarne anche gli svantaggi. Per cominciare, installare un tale sistema in una casa già costruita è molto difficile, e non sempre possibile. Non è possibile semplicemente smontare i tubi e i radiatori del riscaldamento ad acqua e installare al loro posto condotti d'aria e griglie, poiché qui si utilizzano principi completamente diversi.

I voluminosi condotti dell'aria occuperanno molto più spazio e, inoltre, non saranno molto estetici lungo le pareti. Di solito vengono posizionati dietro controsoffitti, pannelli finti, ecc. In pratica, per una tale riorganizzazione del riscaldamento sarà necessaria una ristrutturazione importante di tutta la casa.

I condotti dell'aria – sono strutture piuttosto ingombranti che è meglio nascondere dietro un controsoffitto e nello spazio sotto il pavimento

Prima di iniziare a rompere i muri, sarà necessario eseguire calcoli ingegneristici seri. È per questo che si consiglia di installare il riscaldamento ad aria in casa durante la fase di costruzione. E tutti i calcoli necessari vengono effettuati già durante la progettazione dell'edificio. In questo caso si può ottenere un sistema di riscaldamento comodo, affidabile e ad alta efficienza.

Un altro problema – la dipendenza del funzionamento del riscaldamento ad aria di una casa privata dalla disponibilità di energia elettrica. Il ventilatore non gira, l'aria calda non si muove, le stanze si raffreddano altrettanto velocemente quanto si sono riscaldate. Si dovrà spendere per una fonte alternativa di energia elettrica, ad esempio un generatore.

Principi di progettazione del sistema

Nella progettazione dei sistemi di riscaldamento ad aria si tengono conto di molti fattori importanti. Innanzitutto, il fabbisogno di calore di ogni singolo ambiente, nonché le dispersioni termiche per ogni stanza. Porte, finestre, aperture di ventilazione e altri elementi contribuiscono alla perdita dei preziosi kilojoule di energia termica verso l'esterno.

La stufa Bulerian – un'opzione economica di riscaldatore che può essere utilizzata per organizzare il riscaldamento ad aria. Anche una stufa a legna a combustione lenta può essere un'ottima soluzione.

Un aspetto fondamentale è la presenza di un isolamento termico di qualità dell'edificio. Se la casa ha finestre in plastica, buone porte e la facciata è ben isolata, le perdite di calore saranno minori e i costi di riscaldamento potranno essere notevolmente ridotti. Se si tratta di ristrutturare un edificio, è opportuno iniziare proprio con la progettazione dell'isolamento.

Dopo aver correlato il fabbisogno di energia termica e i suoi costi, si calcola la potenza dell'apparecchiatura di riscaldamento e si sceglie il tipo. Successivamente, vengono calcolati i parametri del flusso d'aria calda. Vengono eseguiti speciali calcoli aerodinamici per determinare le dimensioni necessarie dei condotti dell'aria.

All'uscita del condotto dell'aria viene installata una griglia diffusore. Le sue dimensioni e la configurazione possono influire sulla velocità del flusso d'aria.

Si può calcolare in via preliminare la potenza dell'apparecchiatura basandosi sui seguenti dati: per riscaldare ogni 10 metri quadrati di ambiente saranno necessari circa 0,7-0,8 kW di calore. Questo a condizione che la casa sia ben isolata, altrimenti sarà necessario un'apparecchiatura più potente. Ma la progettazione completa e i calcoli dettagliati è meglio affidarli a un ingegnere esperto.

Calcoli errati possono avere conseguenze molto negative sullo stato del sistema finale. Per un sistema di riscaldamento ad aria progettato in modo non professionale sono tipici problemi come frequenti guasti dell'apparecchiatura, surriscaldamento dell'aria negli ambienti, surriscaldamento dell'apparecchiatura, correnti d'aria e un livello di rumore elevato.

Contemporaneamente alla progettazione del sistema di riscaldamento ad aria, è opportuno considerare anche la disposizione degli arredi fissi nella casa. Le griglie di mandata e di ripresa devono essere posizionate in luoghi lontani dalla presenza costante di persone.

Inoltre non devono essere nascoste sotto armadi, comò o altri oggetti che ostacolano la libera circolazione delle masse d'aria.

In una casa unifamiliare a più piani si consiglia di posizionare le griglie di estrazione in modo tale che ai piani superiori l'aria raffreddata venga prelevata dall'alto, mentre ai piani inferiori dal basso. Ciò garantirà una distribuzione più uniforme del calore in tutti gli ambienti. Per maggiori dettagli su come calcolare correttamente il riscaldamento ad aria, leggere in questo articolo.

Varietà di sistemi di riscaldamento ad aria

Tra i sistemi di riscaldamento conosciuti dalla scienza si possono distinguere tre varietà:

• a flusso diretto;
• a ricircolo (detta anche gravitazionale);
• a ricircolo con parziale aspirazione di aria esterna.

I sistemi a flusso diretto sono i più antichi e semplici nella costruzione. Erano già utilizzati nell'Antica Roma e furono ampiamente diffusi a Londra fino all'inizio della rivoluzione industriale.

In questo schema viene mostrato il dispositivo di un sistema di riscaldamento ad aria a flusso diretto, che si distingue per la bassa efficienza. I sistemi moderni sono più complessi, ma hanno un rendimento significativamente più elevato.

Nel sistema a flusso diretto, l'apparecchio di riscaldamento, ovvero una stufa a legna o un caminetto, era posizionato nella parte inferiore della casa, idealmente nel seminterrato. Il calore dell'aria riscaldata dalla stufa saliva, trasmettendosi alle pareti e ai soffitti.

Per migliorare la circolazione dell'aria calda e l'efficienza del riscaldamento, venivano praticati fori speciali nel pavimento.

L'aria raffreddata lasciava la stanza attraverso i fori nel tetto, mentre la stufa (il caminetto) riscaldava nuove masse d'aria provenienti dall'esterno, poiché all'epoca l'isolamento termico degli edifici non era ancora sviluppato.

La bassa efficienza dei sistemi a flusso diretto è evidente. Richiede la combustione di una grande quantità di combustibile, ma una parte significativa del calore viene assorbita dal materiale delle pareti, del pavimento e dei soffitti.

Inoltre, gli ambienti vengono riscaldati in modo non uniforme: al piano inferiore fa troppo caldo, mentre le stanze superiori non riescono a riscaldarsi. Parte del calore fuoriusciva dalla casa attraverso il tetto insieme all'aria.

Un sistema di ricircolo più moderno è apparso grazie allo sviluppo del riscaldamento a gas. Questo tipo di apparecchiatura di riscaldamento consente di riscaldare non l'intera casa, ma solo specifiche masse d'aria. Da esse si formano flussi d'aria che vengono diretti dal basso verso l'alto in ambienti specifici.

Le masse d'aria calda spostano l'aria fredda, che fuoriesce attraverso le griglie poste nel pavimento della stanza. L'aria fredda scorre attraverso i condotti verso il riscaldatore e ritorna nel sistema come flusso caldo. Il ciclo di ricircolo si ripete continuamente.

I costi di energia termica in un sistema di riscaldamento a ricircolo sono notevolmente inferiori rispetto a quelli di uno schema a flusso diretto. Ma anche questa opzione presenta degli svantaggi. Il sistema chiuso impedisce il ricambio d'aria, peggiorando la qualità della vita in casa.

In un sistema di riscaldamento ad aria a ricircolo chiuso, i flussi d'aria circolano costantemente tra le stanze e l'apparecchio di riscaldamento, cedendo e assorbendo calore.

Il problema può essere parzialmente risolto utilizzando dispositivi come filtri, ionizzatori, umidificatori e simili. Tuttavia, gli apparecchi di buona qualità di questo tipo sono piuttosto costosi e la loro manutenzione richiederà ulteriori sforzi e sistemi di automazione.

Il problema del ripristino dei flussi d'aria può essere risolto più efficacemente utilizzando un sistema di riscaldamento a ricircolo con parziale prelievo d'aria dall'esterno.

Nell'allestimento di questo schema, si prevede la parziale espulsione all'esterno di una piccola quantità d'aria e il prelievo del corrispondente volume di masse d'aria dalla strada. Di conseguenza, la composizione dell'aria all'interno dell'edificio si rinnova regolarmente.

I sistemi a ricircolo funzionano secondo il principio gravitazionale: i flussi caldi salgono, mentre quelli freddi – scendono. Purtroppo non in tutti gli edifici questa circolazione è sufficientemente efficiente. In tal caso, nel sistema viene inserito un ventilatore per forzare il processo di ricircolo.

Caratteristiche del montaggio del sistema

Se i calcoli sono eseguiti a un livello professionale elevato e il progetto del sistema di riscaldamento ad aria del cottage è stato redatto, è possibile eseguire l'installazione autonomamente.

Per questo occorrono:

• apparecchio di riscaldamento;
• canali d'aria;
• ventilatore;
• griglie;
• elementi di fissaggio;
• utensili per lavorare con i condotti d'aria, ecc.

Come riscaldatore si utilizza solitamente un generatore a gas, essendo l'opzione più economica. I condotti d'aria possono avere sezione rettangolare, quadrata, circolare o ovale.

Di solito, le strutture adatte possono essere ordinate presso un'azienda che produce sistemi di ventilazione.

Lo schema presenta gli elementi del sistema di riscaldamento ad aria che consentiranno di installare i condotti d'aria in stretta conformità con la documentazione di progetto.

Di solito i condotti d'aria sono realizzati in acciaio zincato: sono abbastanza leggeri da non appesantire le strutture portanti della casa e possiedono una maggiore resistenza all'usura e alla corrosione. Per i condotti rigidi saranno necessari elementi speciali che garantiscano una pendenza di 45 o 90 gradi. Per i prodotti flessibili, invece, tali elementi non sono necessari.

I condotti d'aria sono realizzati anche in acciaio comune, rame, plastica e altri materiali. Esistono persino strutture tessili di questo tipo. In luoghi con elevata umidità si consiglia di utilizzare elementi in rame, più resistenti in tali condizioni.

Le strutture in plastica sono relativamente economiche e possono essere utilizzate lontano da potenziali fonti di incendio.

I canali d'aria vengono fissati sotto il soffitto e il pavimento, nonché all'interno delle pareti. Se è necessario installare un condotto non all'interno ma lungo la parete, viene coperto con un pannello finto. Nel soffitto e nel pavimento, alle estremità dei condotti, vengono montate griglie di ventilazione.

I condotti rigidi in acciaio zincato sono molto affidabili e durevoli. Per la loro corretta installazione saranno necessari gomiti con angolo di 45 e 90 gradi.

Le masse d'aria, muovendosi all'interno della struttura, possono produrre un certo rumore. Per ridurre questo effetto negativo, si consiglia di nascondere i condotti d'aria sotto uno strato di isolamento acustico.

Di solito questo materiale possiede anche proprietà di isolamento termico, il che aumenta ulteriormente l'efficienza del sistema.

Per ridurre il più possibile il rumore prodotto dalle strutture di riscaldamento ad aria durante il funzionamento, si consiglia di rivestirle con uno strato di materiale isolante.

Vale la pena considerare l'acquisto di condotti d'aria già rivestiti con tale strato isolante. Ciò consentirà di semplificare e accelerare i lavori di installazione.

Se è necessario installare un ventilatore, o più di uno, di solito viene integrato nel sistema vicino al riscaldatore. Al ventilatore viene fornita alimentazione elettrica, oltre a una fonte di energia di riserva.

Nel sistema vengono inclusi anche uno o più filtri. Possono essere filtri a pulizia meccanica, 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.

Una parte del condotto viene portata all'esterno per garantire l'afflusso di aria fresca. Questo tratto viene collegato al sistema di filtri, quindi l'aria viene inviata allo scambiatore di calore del riscaldatore. Se i lavori di installazione vengono eseguiti durante la fase di costruzione della casa, di solito non presentano grandi difficoltà. L'importante – è un buon progetto.

Per migliorare il microclima domestico, nel sistema di riscaldamento ad aria vengono integrati elementi utili come umidificatore, ionizzatore, sterilizzatore a raggi ultravioletti, ecc. Questi elementi non sono obbligatori, ma se i fondi lo consentono, non bisogna rinunciarvi.

Un altro dispositivo utile – è il condizionatore a canale. Viene anch'esso integrato nel sistema di condotti. Ciò consente di utilizzare il sistema durante la stagione calda per raffreddare l'aria nella stanza.

I sistemi di controllo automatico migliorano notevolmente il funzionamento del sistema di riscaldamento ad aria, consentono di ridurre i costi di riscaldamento e semplificano la gestione delle apparecchiature.

La fase finale – è il collegamento del sistema di controllo automatico. Saranno necessari sensori di temperatura dell'aria nelle stanze e un pannello di controllo con processore, che elaborerà i dati ricevuti e regolerà il funzionamento delle apparecchiature di riscaldamento.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Informazioni interessanti su calcoli e progettazione del riscaldamento ad aria sono mostrate qui:

In questo video è possibile vedere due opzioni di installazione relativamente economica di sistemi di riscaldamento ad aria utilizzando apparecchi e materiali di produzione russa:

Il riscaldamento ad aria – è un'opzione valida e conveniente per riscaldare una casa privata. Si distingue per una maggiore efficienza rispetto ai tradizionali sistemi ad acqua e consente di migliorare notevolmente la qualità della vita in casa. Ma per garantire il successo di questa idea, il sistema deve essere correttamente calcolato e progettato professionalmente.

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