При воздушном отоплении в качестве теплоносителя используют воздух, нагретый до температуры более высокой, чем воздух в помещении. Нагретый воздух подается в помещение и, смешиваясь с внутренним воздухом, отдает ему то количество теплоты, которое необходимо для возмещения теплопотерь помещения.
Классификация систем воздушного отопления:
– по виду первичного теплоносителя, нагревающего воздух: паровоздушные, водовоздушные, газовоздушные;
– по способу перемещения нагретого воздуха: естественная (воздух перемещается за счет разности плотностей холодного и нагретого воздуха) и с механическим побуждением (воздух перемещается с помощью вентилятора);
– по месту приготовления нагретого воздуха: централизованные (подача воздуха в несколько помещений производится из одного центра) и децентрализованные (подача воздуха производится местными отопительными и отопительно-вентиляционными агрегатами);
– по качеству воздуха, подаваемого в помещение: прямоточные (обрабатывают и подают в помещения только наружный воздух), рециркуляционные (перемещают и обрабатывают один и тот же внутренний воздух) и с частичной рециркуляцией (часть обрабатываемого воздуха забирается снаружи, часть изнутри помещения).
Теплоотдачу систем воздушного отопления регулируют с учетом теплопотерь помещения: при повышении наружной температуры понижают температуру подаваемого в помещение воздуха, и наоборот. Предельная температура подогретого воздуха не должна превышать 70 оС, чтобы не вызывать пригорание органической пыли.
Расход воздуха для воздушного отопления, совмещенного с вентиляцией, определяется по формуле:
Lпр = 
Qn – тепловой поток на отопление помещения, Вт;
c = 1,2 кДж/(м3·К) – теплоемкость воздуха;
tпр –температура воздуха, подаваемого в помещение, оС;
tв – температура воздуха в рабочей зоне помещения, °С.
К основным преимуществам воздушного отопления перед другими способами отопления относятся:
1) возможность совмещения отопления с вентиляцией;
2) отсутствие тепловой инерции, то есть тепловой эффект при включении системы в действие достигается немедленно;
3) расход металла меньше в 6–8 раз, а капитальные затраты – в 1,5–2 раза (при сосредоточенной подаче воздуха).
К недостаткам воздушного отопления относятся:
1) возможность перемещения вредных выделений вместе с движущимся воздухом;
2) шум при работе вентиляторных установок;
3) большой расход электроэнергии.
Центральная система воздушного отопления – канальная. Воздух нагревается до необходимой температуры в тепловом центре здания и выпускается в помещения через воздухораспределители.
Отопительным агрегатом называется комплекс стандартных элементов, собираемых воедино на заводе, имеющий определенную воздушную, тепловую и электрическую мощность. Агрегаты изготовляют для установки непосредственно в отапливаемых помещениях. Они представляют собой компактное, мощное и сравнительно недорогое оборудование. Недостатком агрегатов является шум при действии вентилятора, что ограничивает возможность их применения в рабочее время.
Отопительные агрегаты подразделяются на подвесные и напольные.
Подвесной отопительный агрегат представлен на рис. 9.1. Корпус, имеющий воздухозаборное отверстие, соединен с воздухонагревателем (калорифером). Внутри корпуса находится вентилятор с электродвигателем.
Воздух, забираемый из помещения вентилятором, пропускается через калорифер, нагреваемый высокотемпературной водой, и выпускается снова в помещение в нужном направлении через створки воздухораспределителя вихревого типа. Агрегат снабжен кронштейнами для подвески его в помещении.
Рис. 9.1. Подвесной воздушно-рециркуляционный отопительный агрегат:
1 – корпус; 2 – вентиляторный агрегат; 3 – калорифер; 4 – воздухораспределитель вихревого типа
Рециркуляционный воздухонагреватель с естественным движением воздуха – это отопительный прибор типа высокого конвектора, обогреваемый теплоносителем – водой. По способу отопления помещения, связанному с интенсивной циркуляцией воздуха при сосредоточенном его нагревании, рециркуляционный воздухонагреватель считают прибором местного водовоздушного отопления.
Рециркуляционные воздухонагреватели по тепловой мощности занимают промежуточное место между обычными отопительными приборами систем водяного и парового отопления и отопительными агрегатами систем воздушного отопления. Применяют их для отопления отдельных помещений, не имеющих постоянных рабочих мест у наружных ограждений и периодически используемых людьми, в первую очередь для отопления лестничных клеток многоэтажных зданий.
В лестничной клетке, отапливаемой рециркуляционным воздухонагревателем, помещенным близ наружной входной двери (рис. 9.2, а), обеспечивается более ровная температура воздуха, чем при водяном отоплении приборами, расположенными на нескольких лестничных площадках. Этому способствует усиленное прогревание наружного воздуха, проникающего через открываемую входную дверь.
В общественных и вспомогательных помещениях (в вестибюлях, холлах, торговых залах, складах и т. п.), имеющих значительную площадь при ограниченной высоте и сообщающихся с наружным воздухом, рециркуляционные воздухонагреватели устанавливают при входах (рис. 9.2, б).
Они поддерживают равномерную температуру, вовлекая в циркуляцию и нагревая как внутренний, так и холодный наружный воздух, поступающий в помещения.
Рис. 9.2. Конструкции рециркуляционных воздухонагревателей:
а – со встроенным каналом; б – приставной с каналом из строительных материалов; в – приставной металлический; 1 – нагреватель; 2 – канал горячего воздуха
Рециркуляционные воздухонагреватели применяют также для отопления помещений, окруженных по периметру постоянно отапливаемой частью здания и охлаждающихся в основном через покрытия (рис. 9.2, в).
К таким помещениям относятся зрительные залы театров, концертные и другие залы, а также цехи.
Достоинствами рециркуляционных воздухонагревателей являются:
1) создание сильного восходящего потока нагретого воздуха, вызывающего интенсивную циркуляцию воздуха с выравниванием температуры по площади и высоте помещения;
2) простота устройства и эксплуатации, надежность действия без специального наблюдения;
3) пониженные стоимость (например, для отопления лестничной клетки в 1,5 раза по сравнению с радиаторным отоплением) и расход металла (в том же примере – почти в 2 раза) на отопительную установку;
4) количественное саморегулирование, характерное для системы отопления с естественной циркуляцией воды.
Еще одним видом воздушно-отопительного агрегата является воздушно - тепловая завеса, которая устраивается для предотвращения попадания холодного наружного воздуха через открытые двери в общественных зданиях и через двери и ворота в промышленных зданиях (рис. 9.3).
В воздушно-тепловых завесах воздух подогревается в калориферах и подается в помещение. Воздух забирается из верхней зоны помещения и выходит из щели или отверстия канала, устраиваемого либо вверху дверей или ворот, либо сбоку. В последнем случае завесы бывают одно- или двухсторонние.
Скорость выпуска воздуха из щели или отверстия у ворот и технологических проемов не должна превышать 25 м/с, у наружных дверей – 8 м/с.
Рис. 9.3. Воздушно-тепловая завеса горизонтальная (а) и вертикальная (б)