Главная / Коммуникации / Вентиляция / Совмещение вентиляции и отопления в доме

Совмещение вентиляции и отопления в доме

Монтаж системы отопления невозможен без осуществления предварительных вычислений. Полученные сведения должны быть максимально точными, поэтому расчет воздушного отопления производят эксперты с использованием профильных программ, учитывая нюансы конструкции.

Рассчитать систему воздушного отопления (далее — СВО) можно самостоятельно, обладая элементарными познаниями в математике и физике.

Для выбора СВО необходимо определить количество воздуха для системы, начальную температуру воздуха в воздуховоде для оптимального обогрева помещения. Чтобы узнать эти сведения, нужно рассчитать теплопотери дома, а к основным вычислениям приступать позже.

Любое здание в период холодов теряет тепловую энергию. Максимальное ее количество покидает помещение через стены, крышу, окна, двери и другие ограждающие элементы (далее — ОК), выходящие одной стороной на улицу. Чтобы обеспечить определенную температуру в доме, нужно вычислить тепловую мощность, которая способна компенсировать тепловые затраты и поддержать в доме желаемую температуру.

Существует ошибочное мнение, что тепловые потери одинаковы для каждого дома. Одни источники утверждают, что для отопления небольшого дома любой конфигурации достаточно 10 кВт, другие ограничиваются цифрами в 7-8 кВт на кв. метр.

Согласно упрощенной схеме расчетов каждые 10 м 2 эксплуатируемой площади в северных регионах и районах средней полосы должны обеспечиваться поставкой 1 кВт тепловой мощности. Эту цифру, индивидуальную для каждого строения, умножают на коэффициент 1,15, тем самым создают запас тепловой мощности на случай непредвиденных потерь.

Однако такие оценки довольно грубые, к тому же в них не учитываются качества, особенности материалов, использующихся при строительстве дома, климатические условия и другие факторы, влияющие на тепловые расходы.

Если в возведении дома использовались современные утеплительные материалы с низкой теплопроводностью, то и теплопотери конструкции будут меньшими, а значит, тепловая мощность потребуется меньшая.

Если взять тепловое оборудование, генерирующее мощность, превышающую необходимую, то появится избыток тепла, который обычно компенсируют с помощью вентиляции. В этом случае появляются дополнительные финансовые расходы.

Если для СВО подобрано оборудование малой мощности, то в помещении будет ощущаться дефицит тепла, поскольку устройство не сможет генерировать нужно количество энергии, из-за чего потребуется приобретать дополнительные тепловые установки.

Тепловые затраты здания зависят от:

строения ограждающий элементов (стен, потолков и др), их толщины;
площади отапливаемой поверхности;
ориентированности относительно сторон света;
минимальной температуры за окном в регионе, городе на протяжении 5 зимних дней;
продолжительности отопительного сезона;
процессов инфильтрации, вентиляции;
бытовых теплопоступлений;
расхода тепла на бытовые нужды.

Грамотно рассчитать потери тепла невозможно без учета инфильтрации и вентиляции, существенно влияющих на количественную составляющую. Инфильтрация — естественный процесс перемещения воздушных масс, который происходит во время движения людей по помещению, открытия окон для проветривания и других бытовых процессов. Вентиляция — специально установленная система, через которую происходит подача воздуха, причем воздух может заходить в помещение с меньшей температурой.

Тепло поступает в помещение не только через систему обогрева, но и через нагревающиеся электроприборы, лампы накаливания, людей. Важно учитывать также расходы тепла на обогрев холодных предметов, принесенных с улицы, одежды.

Перед выбором оборудования для СВО, проектированием системы отопления важно с высокой точность рассчитать теплопотери дома. Сделать это можно с помощью бесплатной программы Valtec. Чтобы не вникать в тонкости приложения, можно использовать математические формулы, которые дают высокую точность расчетов.

Для расчета общих тепловых потерь Q жилища необходимо вычислить тепловые затраты ограждающих конструкций , расходы энергии на вентиляцию и инфильтрацию , учесть бытовые расходы . Потери измеряются и записываются в Вт.

Для вычисления общих теплозатрат Q используют формулу:

Далее рассмотрим формулы для определения тепловых затрат:

Через ограждающие элементы дома (стены, двери, окна, потолок и пол) выходит наибольшее количество тепла. Для определения необходимо отдельно рассчитать теплопотери, которые несет каждый элемент конструкции. То есть рассчитывается по формуле:

Чтобы определить Q каждого элемента дома, необходимо узнать его строение и коэффициент теплопроводности или коэффициент теплосопротивления, который указывают в паспорте материала.

Расчет тепловых потерь происходит для каждого однородного слоя ограждающего элемента. Например, если стена состоит из двух разнородных слоев (утеплителя и кирпичной кладки), то расчет производится отдельно для утеплителя и для кирпичной кладки.

Вычисляют тепловые расходы слоя с учетом желаемой температуры в помещении по выражению:

В выражении переменные имеют следующий смысл:

S — площадь слоя, м 2 ;
– желаемая температура в доме, С о ; для угловых комнат температура берется на 2 градуса выше;
— средняя температура наиболее холодной 5-дневки в регионе, С о ;
k — коэффициент теплопроводности материала;
B – толщина каждого слоя ограждающего элемента, м;
l– табличный параметр, учитывает особенности теплозатрат для ОК, расположенных в разных сторон света.

Если в стене, для которой производится расчет, встроены окна или двери, то при расчете Q из общей площади ОК необходимо вычесть площадь окна или двери, поскольку расходы их тепла будут иными.

Коэффициент теплосопротивления высчитывается по формуле:

Формулу тепловых потерь для отдельно взятого слоя можно представить в виде:

На практике для вычисления Q пола, стен или потолков отдельно рассчитывают коэффициенты D каждого слоя ОК, суммируют их и подставляют в общую формулу, что упрощает процесс расчетов.

В помещение из системы вентиляции может поступать воздух низкой температуры, который существенно влияет на теплопотери. Общая формула для этого процесса выглядит так:

В выражении буквенные символы имеют значение:

– расход поступающего воздуха, м 3 /ч;
— плотность воздуха в помещении при заданной температуре, кг/м 3 ;
– температура в доме, С о ;
— средняя температура наиболее холодной 5-дневки в регионе, С о ;
c — теплоемкость воздуха, кДж/(кг* o C).

Параметр берется из технических характеристик системы вентиляции. В большинстве случаев приточный воздухообмен обладает удельным расходом 3 м 3 /ч, исходя из чего вычисляется по формуле:

В формуле — площадь пола, м 2 .

Плотность воздуха в помещении определяется выражением:

Здесь – заданная температура в доме, измеряется в С о .

Теплоемкость с является постоянной физической величиной и равна 1.005 кДж/(кг* С 0 ).

Неорганизованная вентиляция, или инфильтрация, определяется по формуле:

— расход воздуха через каждое ограждение, является табличным значением, кг/ч;
— коэффициент влияния теплового воздушного потока, берется из таблицы;
, — заданные температуры внутри помещения и снаружи, С о .

При открытии дверей происходят наиболее значительные теплопотери воздуха, поэтому, если вход оборудован воздушно-тепловыми завесами, их также следует учесть.

Для расчета тепловых потерь дверей используется формула:

— расчетные теплопотери наружных дверей;
H — высота здания, м;
j — табличный коэффициент, зависящий от типа дверей и их месторасположения.

Если в доме присутствует организованная вентиляция или инфильтрация, то расчеты производятся по первой формуле.

Поверхность ограждающих элементов конструкции может быть неоднородна — на ней могут встречаться щели, неплотности, через которые проходит воздух. Эти тепловые потери считаются незначительными, но их также возможно определить. Сделать это можно исключительно программными методами, поскольку произвести вычисления некоторых функций без использования приложений невозможно.

Через электрические приборы, тело человека, лампы в помещение приходит дополнительное тепло, которое тоже учитывают при расчетах тепловых потерь.

Опытным путем установлено, что такие поступления не могут превышать отметку 10 Вт на 1 м 2 . Поэтому формула вычисления может иметь вид:

В выражении — площадь пола, м 2 .

Основной принцип работы любой СВО заключается в передаче тепловой энергии через воздух путем охлаждения теплоносителя. Основные ее элементы — теплогенератор и теплопровод.

Воздух в помещение подается уже нагретым до температуры , чтобы поддерживать желаемую температура . Поэтому количество аккумулируемой энергии должно равняться общим теплопотерям здания, то есть Q. Имеет место равенство:

В формуле E — расход нагретого воздуха кг/с для отапливания помещения. Из равенства можем выразить :

Напомним, что теплоемкость воздуха с=1005 Дж/(кг*К).

По формуле определяют исключительно количество подаваемого воздуха, используемого только для отопления только в рециркуляционных системах (далее — РСВО).

Если СВО используют в качестве вентиляции, то количество подаваемого воздуха вычисляют следующим образом:

Если количество воздуха для отопления превышает количество воздуха для вентиляции или равно ему, то берут во внимание количество воздуха для отопления, а систему выбирают прямоточной (далее — ПСВО) или с частичной рециркуляцией (далее — ЧРСВО).
Если количество воздуха для отопления меньше количества воздуха, необходимого для вентиляции, то принимают во внимание только количество воздуха, необходимого для вентиляции, внедряют ПСВО (иногда — ЧРСВО), а температуру подаваемого воздуха вычисляют по формуле .

В случае превышения показателем допустимых параметров, следует увеличить количество вводимого через вентиляцию воздуха.

Если в помещении есть источники постоянного тепловыделения, то температуру подаваемого воздуха уменьшают.

Для отдельно взятого помещения показатель может оказаться разным. Технически реализовать идею подачи разной температуры в отдельно взятые помещения возможно, но намного проще подавать во все комнаты воздух одинаковой температуры. В этом случае общую температуру берут той, которая оказалась наименьшей. Тогда количество подаваемого воздуха вычисляют по формуле, определяющей .

Далее определим формулу для расчета объема поступающего воздуха при температуре его нагревания .

Ответ записывается в м 3 /ч.

Однако воздухообмен в помещении будет отличаться от величины , поскольку определять его необходимо исходя из внутренней температуры .

В формуле для определения и показатели плотности воздуха и (кг/м 3 ) вычисляются с учетом температуры нагретого воздуха и температуры в помещении .

Подаваемая температура в помещении должна быть выше . Это уменьшит количество подаваемого воздуха и позволит сократить габариты каналов систем с естественным движением воздуха или снизить расходы электричества в случае, если используется механическое побуждение для циркуляции нагретой воздушной массы.

Традиционно предельная температура приходящего в помещение воздуха при его подаче на высоте, превышающей отметку 3.5 м, должна составлять 70 о С. Если воздух подается на высоте менее 3.5 м, то его температура обычно приравнивается к 45 о С.

Для жилых помещений высотой 2.5 м допустимый температурный предел 60 о С. При установке температуры выше атмосфера теряет свои свойства и непригодна для вдыхания.

Если воздушно-тепловые завесы располагаются у внешних ворот и проемах, выходящих наружу, то допускается температура входящего воздуха 70 о С, для завес, находящихся в наружных дверях, до 50 о С.

На подаваемую температуры влияют способы подачи воздуха, направление струи (вертикально, по наклону, горизонтально и др.). Если в помещении постоянно находятся люди, то температуру подаваемого воздуха следует уменьшить до 25 о С.

После осуществления предварительных вычислений, можно определять необходимые теплозатраты на нагрев воздуха.

Для РСВО тепловые затраты Q₁ рассчитываются по выражению:

Для ПСВО расчет Q₂ производится по формуле:

Расход тепла Q₃ для ЧРСВО находится по уравнению:

E_ot и E_vent — расход воздуха в кг/с на отопление (E_ot) и вентиляцию (E_vent);
t_n — температура наружного воздуха в С о .

Остальные характеристики переменных прежние.

В ЧРСВО количество рециркуляционного воздуха определяется по формуле:

Переменная выражает количество смешанного воздуха, нагретого до температуры .

В ПСВО с естественным побуждением есть особенность — количество движущегося воздуха меняется в зависимости от температуры снаружи. Если наружная температура падает, то давление системы возрастает. Это ведет к увеличению поступающего воздуха в дом. Если же температура повышается, то происходит обратный процесс.

Также в СВО, в отличие от систем вентиляции, воздух перемещается с меньшей и меняющейся плотностью по сравнению с плотностью воздуха, окружающего воздуховоды. Из-за этого явления происходят следующие процессы:

Поступая из генератора, воздух, проходя воздуховоды, заметно охлаждается во время передвижения
При естественном движении количество поступающего в помещении воздуха с течением отопительного сезона меняется.

Вышеперечисленные процессы не учитываются, если в СВО для циркуляции воздуха используются вентиляторы, также она имеют ограниченную длину и высоту. Если же система имеет множество разветвлений, достаточно протяженная, а здание большое и высокое, то необходимо сократить процесс охлаждения воздуха в воздуховодах, уменьшить перераспределение воздуха, поступающего под влиянием естественного циркуляционного давления.

Чтобы контролировать процесс охлаждения воздуха, выполняют тепловой расчет воздуховодов. Для этого необходимо установить начальную температуру воздуха и уточнить его расход с помощью формул.

Для вычисления теплового потока через стенки воздуховода, длина которого равна l, используют формулу:

В выражении величина q₁ обозначает тепловой поток, проходящий через стенки воздуховода длиной 1 м. Параметр вычисляется по выражению:

В уравнении D₁ — сопротивление теплопередачи от нагретого воздуха со средней температурой t_sr через площадь S₁ стенок воздуховода длиной 1 м в помещении при температуре t_v.

Уравнение теплового баланса выглядит таким образом:

E_ot — количество воздуха, необходимого для отопления помещения, кг/ч;
c — удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг о С);
t_nac — температура воздуха в начале воздуховода, о С;
t_r — температура выпускаемого в помещение воздуха, о С.

Уравнение теплового баланса позволяет установить начальную температуру воздуха в воздуховоде по заданной конечной температуре и, наоборот, узнать конечную температуру при заданной начальной, а также определить расход воздуха.

Температуру t_nach также можно найти по формуле:

Здесь — часть от Q_ohl, поступающая в помещение, в расчетах берется равной нулю. Характеристики остальных переменных были названы выше.

Уточненная формула расхода горячего воздуха будет выглядеть так:

Все буквенные значения в выражении определялись выше. Перейдем к рассмотрению примера расчета воздушного отопления для конкретного дома.

Рассматриваемый дом располагается в городе Кострома, где температура за окном в наиболее холодную пятидневку достигает -31 градусов, температура грунта — +5 о С. Желаемая температура в помещении — +22 о С.

Рассматривать будем дом со следующими габаритами:

ширина — 6.78 м;
длина — 8.04 м;
высота — 2.8 м.

Величины будут использоваться для вычисления площади ограждающих элементов.

газобетона толщиной В=0.21 м, коэффициентом теплопроводности k=2.87;
пенопласта В=0.05 м, k=1.678;
облицовочного кирпича В=0.09 м, k=2.26.

При определении k следует использовать сведения из таблиц, а лучше — информацию из технического паспорта, поскольку состав материалов разных производителей может отличаться, следовательно, иметь разные характеристики.

Пол дома состоит из следующий слоев:

песка, В=0.10 м, k=0.58;
щебня, В=0.10 м, k=0.13;
бетона, В=0.20 м, k=1.1;
утеплителя эковаты, B=0.20 м, k=0.043;
армированной стяжки, В=0.30 м k=0.93.

В приведенном плане дома пол имеет одинаковое строение по всей площади, подвальное помещение отсутствует.

минеральной ваты, В=0.10 м, k=0.05;
гипсокартона, B=0.025 м, k= 0.21;
сосновых щитов, В=0.05 м, k=0.35.

У потолочного перекрытия выходов на чердак нет.

В доме окон всего 8, все они двухкамерные с К-стеклом, аргоном, показатель D=0.6. Шесть окон имеют габариты 1.2х1.5 м, одно — 1.2х2 м, одно — 0.3х0.5 м. Двери имеют габариты 1х2.2 м, показатель D по паспорту равен 0.36.

Расчет тепловых потерь будем производить для каждой стены в отдельности.

Для начала найдем площадь северной стены.

На стене отсутствуют дверные проемы и оконные отверстия, поэтому в расчетах будем использовать это значение S.

Исходя из состава стены, найдем ее общее теплосопротивление, равное:

Для нахождения D воспользуемся формулой:

Тогда, подставив исходные значения, получим:

Для подсчетов используем формулу

Учитывая, что коэффициент l для северной стены равен 1.1, получим

В южной стене располагается одно окно площадью

Поэтому в расчетах из S южной стены необходимо вычесть S окна, чтобы получить максимально точные результаты.

Параметр l для южного направления равен 1. Тогда

Для восточной, западной стены уточняющий коэффициент l=1.05, поэтому достаточно вычислить площадь поверхности ОК без учета S окон и двери.

В конечном итоге, общая Q стен равна сумме Q всех стен, то есть:

Итого, тепло уходит через стены в количестве 526 Вт.

В плане дома видно, что двери и 7 окон выходят на восток и запад, следовательно, параметр l=1.05. Общая площадь 7 окон, учитывая вышеизложенные вычисления, равна:

Для них Q, с учетом того, что D=0.6, будет рассчитываться так:

Вычислим Q южного окна (l=1).

Для дверей D=0.36, а S=2.2, l=1.05, тогда:

Суммируем полученные теплопотери и получим:

Далее определим Q для потолка и пола.

Для потолка и пола l=1. Рассчитаем их площадь.

Учитывая состав пола, определим общее D.

Тогда тепловые потери пола с учетом того, что температура земли равна +5, равны:

Рассчитаем общее D потолка

Тогда Q потолка будет равно:

Общие теплопотери через ОК будут равны:

Итого, теплопотери дома будут равны 13054 Вт или почти 13 кВт.

В помещении работает вентиляция с удельным воздухообменом 3 м 3 /ч, вход оборудован воздушно-тепловым навесом, поэтому для расчетов достаточно воспользоваться формулой:

Рассчитаем плотность воздуха в помещении при заданной температуре +22 градуса:

Параметр равен произведению удельного расхода на площадь пола, то есть:

Теплоемкость воздуха с равна 1.005 кДж/(кг* С 0 ).

Учитывая все сведения, найдем Q вентиляции:

Итого тепловые расходы на вентиляцию составят 3000 Вт или 3 кВт.

Поступления бытового характера вычисляются по формуле.

То, есть, подставляя известные значения, получим:

Подводя итоги, можно увидеть, что общие теплопотери Q дома будут равны:

Возьмем в качестве рабочего значения Q=16000 Вт или 16 кВт.

Пусть температура подаваемого воздуха (t_r) — 55 о С, желаемая температура в помещении (t_v) — 22 о С, теплопотери дома (Q) — 16000 Вт.

Для определения массы подаваемого воздуха при температуре t_r используется формула:

Подставляя в формулу значения параметров, получим:

Объемное количество подаваемого воздуха рассчитывается по формуле

Для начала вычислим плотность :

Воздухообмен в помещении определяется по формуле:

Определим плотность воздуха в помещении:

Подставляя значения в формулу, получим:

Таким образом, воздухообмен в помещении равен 405 м 3 за час, а объем подаваемого воздуха должен быть равен 451 м 3 за час.

Для вычисления количества воздуха для ЧРСВО возьмем полученные сведения из предыдущего примера, а также t_r=55 о С, t_{v =}22 о С; Q=16000 Вт. Количество воздуха, необходимого для вентиляции, E_vent=110 м 3 /ч. Расчетная наружная температура t_n=-31 o C.

Для расчета ЧРСВО используем формулу:

Подставляя значения, получим:

Объем рециркуляционного воздуха составит 405-110=296 м 3 в ч. Дополнительный расход тепла равен 27000-16000=11000 Вт.

Сопротивление механического воздуховода D=0.27 и берется из его технических характеристик. Длина воздуховода вне отапливаемого помещения l=15 м. Определено, что Q=16 кВт, температура внутреннего воздуха равна 22 градуса, а необходимая температура для отопления помещения равна 55 градусам.

Определим E_ot по вышеизложенным формулам. Получим:

Величина теплового потока q₁ составит:

Начальная температура при отклонении составит:

Уточним среднюю температуру:

С учетом полученных сведений найдем:

Из этого следует вывод, что при движении воздуха теряется 4 градуса тепла. Чтобы уменьшить потери тепла, необходимо теплоизолировать трубы.

Информативное видео о расчетах СВ средствами программы Ecxel:

Доверять расчеты СВО необходимо профессионалам, ведь только специалисты обладают опытом, соответствующими знаниями, учтут все нюансы при вычислениях.

Каким стандартам или СП (санитарным правилам) должно подчиняться проектирование отопления и вентиляции жилого здания? Должны ли системы работать раздельно или их можно каким-то образом совместить? Давайте попробуем выяснить.

План инженерных коммуникаций составляется, как правило, еще до начала строительства.

Они, в общем-то, просты и понятны: вентиляционная система должна удалять из жилых помещений отработанный воздух.

Со временем в результате жизнедеятельности живущих в доме людей, приготовления пищи, пользования ванными и туалетами состав воздуха в здании меняется:

Растет влажность;
Увеличивается концентрация пыли;
Накапливаются неприятные запахи;
Снижается количество кислорода.

Между прочим: если запахи и пыль просто делают жизнь в доме или квартире некомфортными, то избыточная влажность — это вода, выпадающая в виде конденсата на наиболее холодных поверхностях стен и потолков. Одна из причин так называемого промерзания стен — именно большое количества водяных паров в атмосфере.

Функция системы вентиляции — заменить загрязненный воздух свежим. Она может быть вытяжной (что мы и наблюдаем в большинстве городских квартир) или приточно-вытяжной.

Во втором случае проектирование вентиляции и отопления часто выполняется с учетом возможности рекуперации тепла: отработанный воздух проходит рядом с приточным каналом, отдавая ему часть тепла.

Простейший рекуператор способен заметно уменьшить потери тепла через вентиляцию.

Они заложены в приложениях к СНиП 2.04.05-91.

Для жилых помещений (спален, гостиных, детских комнат и столовых) кратность воздухообмена должна быть не меньше 0,35/час. То есть, попросту говоря, весь объем воздуха должен полностью обновляться примерно каждые 3 часа. При этом на одного постоянно присутствующего в помещении человека должно приходиться не менее 30 м3 свежего воздуха в час.
Для кухонь в рабочие чертежи проектировщиков закладывается норма 60 м3/час для электроплит и 90 м3/час для 4-конфорочной газовой плиты. При этом должна быть предусмотрена возможность периодического проветривания с воздухообменом не менее 180 м3/час.

Полезно: обычно это требование выполняется присутствием форточки или режима фрамуги у металлопластикового окна. Но можно использовать и вытяжку.

Ванные комнаты и туалеты — 25 м3/час на каждое помещение. Для совмещенного санузла проектирование систем отопления и вентиляции исходит из нормы в 50 м3/час с возможностью периодического увеличения потока воздуха до 90 и 120 м3/час для раздельного и совмещенного санузла соответственно.

Естественный вопрос: как это реализовать и зачем в этих помещениях периодическое проветривание? Ответ прост: при посещение душа или туалета достаточно включить вытяжной вентилятор, который удалит из помещений избыточную влагу и запахи.

Их концентрация, сами понимаете, меняется в зависимости от того, в каком режиме используются ванная комната и санузел. Как правило, включение вентилятора делается совмещенным с освещением.

Простейшее решение — подключить вентилятор параллельно лампочке в санузле.

Капитан Очевидность рад подсказать: отопление нужно для поддержания комфортной температуры в холодное время года.

Какой именно температуры — можно узнать из межгосударственного стандарта ГОСТ 30494-96:

Для жилых комнат нормой считается +20С.
Для угловых жилых комнат нормальная температура несколько выше: +22. Более высокая температура поможет избежать промерзания холодных внешних стен.
Норма для кухни — +18, что вполне объяснимо: в помещении много источников тепла — от холодильника до духовки.
Отдельная ванная комната или совмещенный санузел должны быть прогреты до +25.
Норма для туалета — +18С.

Обратите внимание: приведены действующие нормы для многоквартирных домов. Понятно, что вентиляция и отопление частного дома могут рассчитываться, исходя из индивидуальных пожеланий. Однако лучше ориентироваться на те же значения.

Чтобы обеспечить рекомендованную температуру, нам потребуется подвести в каждое помещение некое количество тепла.

Оно должно компенсировать все утечки:

Через внешние стены;
Через систему вентиляции;
В частном доме и на крайних этажах многоквартирных домов — через перекрытия и крышу.

Способы расчета тепловой мощности, на которые опираются проектировщики системы отопления и системы вентиляции, дают несколько усредненные значения: точно рассчитать утечки тепла через стены коттеджа или многоквартирного дома проблематично (Узнайте о том, как рассчитать отопление). К тому же они динамически меняются в зависимости от уличной температуры, ветра и влажности.

Однако уже давно выработана методика, на которую вполне можно опираться при самостоятельном проектировании.

Инструкция по расчету своими руками потребности в тепле довольно проста:

На 1 м3 объема помещения берется 40 ватт тепловой мощности.
На каждое окно добавляется 100 ватт тепла. На каждую ведущую на улицу дверь — 200.
Для угловых или торцевых квартир многоквартирного дома берется коэффициент 1,2 — 1,3, для частного дома — 1,5. Причины понятны: в первом случае увеличивается утечка тепла, потому что больше площадь общей с улицей стены; во втором случае добавляется потеря тепловой энергии через пол и потолок.
Наконец, используется региональный коэффициент: 0,7-0,9 для теплых регионов, 1,2-1,3 для европейской части России и 1,5-2,0 для Дальнего Востока и Крайнего Севера.

Потребность дома или квартиры в тепле зависит от климатической зоны.

К примеру, расположенная в старом доме на Невском проспекте в Санкт-Петербурге угловая комната размером 6х4,5 метра с потолками высотой 3,5 метра и двумя окнами потребует (6*4,5*3,5*40+2*100)*1,3*1,3=6726,2 ватта тепла.

Понятно, что речь идет о максимальной потребности в пик холодов. Чтобы в более теплые дни регулировать температуру, не распахивая форточки — достаточно вентиль для радиатора отопления заменить дросселем или, что удобнее, термостатической головкой. После калибровки необходимая температура воздуха будет поддерживаться автоматически.

Традиционно для обогрева и обновления воздуха используются два разных контура, которые не пересекаются между собой. А может ли система вентиляции и отопления быть одним целым?

Несомненно. И промышленность готова предложить ряд готовых решений.

Открывает галерею предложений изделие отечественной военной промышленности — отопительно-вентиляционные установки типа ОВ65 и ОВ95. Они обладают теплопроизводительностью соответственно 6500 и 9500 ватт. Источником тепла служит сгорание дизельного топлива; его расход — 1,2 литра в час для младшей модели и 1,6 для старшей.

Кроме дизтоплива, установки используют электричество, причем собственным генератором не оснащены: изначально они были разработаны для установки на автомобили, в грузопассажирских кузовах и фургонах. Ток приводит в действие вентилятор, обеспечивающий нагнетание нагретого воздуха.

Эти установки и их многочисленные аналоги используются в гаражах, небольших мастерских и промышленных объектах малой площади в качестве отопительно-вентиляционной системы периодической работы. Однако для того, чтобы отапливать и вентилировать жилой дом, они слишком неэкономичны.

На фото — отопительно-вентиляционная установка ОВ65.

Котлы воздушного отопления и отопительные печи в сочетании с системами воздуховодов — более популярное решение.

Сгорание топлива используется для нагрева не теплоносителя, а воздуха, продуваемого через теплообменник.
Горячий воздух системой воздуховодов разводится по дому. Для того, чтобы уменьшить нецелевые потери тепла, система отопления и вентиляции прокладывается теплоизолированными рукавами; они укладываются под чистовой пол между лагами, прячутся в стены или монтируются над подвесным потолком.
Вытесняемый из помещения холодный воздух удаляется на улицу полностью или частично. Некоторая часть объема может быть использована для повторного нагрева.

Полезно: казалось бы, логично подавать теплый воздух через расположенные максимально близко к полу решетки. В этом случае воздух равномерно прогреется за счет конвекции.

Не тут-то было: куда чаще система вентиляции подает нагретый котлом воздух сверху; холодные воздушные массы вытесняются им в расположенные внизу комнаты вытяжные решетки.

Любопытное решение: адаптация под совмещенное с вентиляцией воздушное отопление печи-булерьяна.

За рубежом и, последнее время, в России для поддержания постоянного и комфортного климата в коттеджах часто используются комбинированные системы климат-контроля, включающие:

Канальный кондиционер, в зависимости от погоды способный нагревать, охлаждать и осушать воздух (см.также статью Отопление кондиционером – виды оборудования).
Пылевой фильтр.
Ультрафиолетовый фильтр для обеззараживания воздуха.
Систему приточно-вытяжной вентиляции.

В качестве источника тепловой энергии используется электричество.

Чем хороша такая схема работы?

Удобством. Единый блок управления системой отопления и вентиляции позволяет контролировать ВСЕ параметры из одной точки. Сравните с традиционной схемой, когда вытяжной вентилятор находится где-нибудь на чердаке, кондиционеры размещены в комнатах, а отопительный котел перемещен в подвал.
Экономичностью. Как минимум на фоне традиционного электроотопления, дизельных, пеллетных котлов и баллонного газа. Инверторная схема управления компрессором позволяет перекачивать в помещение 3,5-4,5 киловатта тепла на каждый киловатт электрической мощности.
Возможностью сохранить эстетику жилых помещений. На виду останутся лишь вентиляционные решетки: воздушное отопление подразумевает отсутствие радиаторов и разводки.

Видимая часть системы воздушного отопления.

Есть, разумеется, и оборотные стороны.

Цена готовых решений достаточно высока. К примеру, предложения ТОЛЬКО канальных кондиционеров китайского производства с тепловой мощностью при работе на обогрев в 15 киловатт-часов начинаются от 70 000 рублей.
Внешний блок, отбирающий тепло у атмосферного воздуха, способен работать при температурах не ниже -15 — -25С.
Что еще прискорбнее — с падением температуры на улице эффективность системы падает.

Решение для российских широт, разумеется, есть. Его стоимость заметно превышает расценки на канальные кондиционеры; монтаж тоже обойдется дороже. Это геотермальный тепловой насос.

Идея, в общем-то, проста: если воздух зимой остывает до крайне низких температур, то грунт ниже глубины промерзания постоянно прогрет до 8-12С. Стоит погрузить в него теплообменник достаточной площади — и мы обладаем практически неограниченным запасом тепловой энергии, которую остается лишь перекачать в дом.

Не будем заострять внимание на технических подробностях: о геотермальных тепловых насосах написано более чем достаточно. Упомянем лишь общую стоимость проекта с воздушным отоплением: для средней полосы России и дома площадью 250 м2 она составит около 15 тысяч евро.

Поставщики одного из комплексных решений этого типа попытались наглядно показать его преимущества.

При проектировании нужно учитывать противопожарные требования к системам отопления и вентиляции.

Они полностью изложены в пособии 13.91 к СНиП 2.04.05-91, но к жилым помещениям применима лишь небольшая их часть:

При использовании воздуховода из горючих материалов его следует прокладывать в шахте или негорючей гильзе.
Уровень горючести в любом случае должен быть не ниже группы Г1 (слабогорючие, с температурой продуктов сгорания не выше 135С).
Допускается использование вентиляторов и их кожухов из горючего материала.

Безопаснее всего, разумеется, использовать воздуховоды из оцинковки. Именно они применяются в производственных помещениях.

В целях безопасности рекомендуется ограничивать температуру подаваемого в жилое помещение воздуха 60-ю градусами.

Из видео в конце статьи вы сможете извлечь дополнительную информацию о системах воздушного отопления, совмещенных с вентиляцией. Надеемся, что материал окажется полезным.

09 Апр 2019 admin 11