Исходные данные

Согласно «Теплоэнергетическому балансу здания» (брошюра 5) суммарные теплопотери ограждающих конструкций здания составляют – 2742 Вт (при расчётной температуре наружного воздуха – минус 39°С).

Продолжительность отопительного периода для г. Новосибирска составляет: 221 суток, средняя температура наружного воздуха отопительного периода – минус 9,1°С.

Общий расход удаляемого воздуха составляет 290 м3/ч, в том числе, 110 м3/ч из туалета, ванной и кухни.

На нагревание инфильтрационного и поступающего в помещение наружного воздуха требуется – 4024 Вт.

Технологические и бытовые тепловыделения составляют – 800 Вт.

Итого, теплоэнергетический баланс здания:

2742 Вт. + 4024 Вт. - 800 Вт. = 5966 Вт. - потери тепла через ограждающие конструкции.

Суммарные теплопотери через ограждающие конструкции за отопительный период составят:

5,966 кВт ?24 ч : (20° – (-39°))?(20° – (-9,1°))?221 сут.=15607 кВт-ч.

С учётом 50% рекуперации тепла при вентиляции, потери тепла составят – 3954 Вт.

За отопительный период составят:

3,954 кВт ?24 ч : (20° – (-39°))?(20° – (-9,1°))?221 сут.=10344 кВт-ч.

Мощность системы отопления составляет с учётом рекуператора тепла – 4745 Вт.

Мощность котла – 5 кВт.

Отапливаемая площадь составляет 76,4 м2.

В среднем, на 1 м2 отапливаемой площади необходима мощность системы отопления:

4745 : 76,4 = 62,1 Вт/м2. – с учётом рекуперации тепла вытяжного воздуха;

5966 : 76,4 = 78,1 Вт/м2. – без использования рекуперации тепла вытяжного воздуха.

Отопление

Энергоэффективный дом из соломенных блоков обладает низкой тепловой инерцией.

При использовании автономных систем отопления необходимо иметь повышенную тепловую инерцию. Это может достигаться наличием бака-аккумулятора необходимой ёмкости, или (и) теплоаккумулирующих элементов системы отопления.

При условии топки котла-камина 1 раз в сутки суммарная тепловая ёмкость бака-аккумулятора и строительных конструкций должна составлять: 3954 Вт ? 24ч = 94896 Вт-ч (с учётом рекуперации) и 5966 Вт ? 24ч = 143184 Вт-ч (без использования рекуператора).

Теплоёмкость бетонной стяжки пола составляет: 0,256?76,4?0,05?2200=2151 Вт-ч/°С.

Теплоёмкость ограждающих конструкций составляет: 0,256?188?0,1?1000=4813 Вт-ч/°С.

Теплоёмкость внутренних конструкций составляет: 0,256?92?0,1?1000=2356 Вт-ч/°С.

Суммарная теплоёмкость строительных конструкций составляет: 7169 Вт-ч/°С.

Принимаем максимальное падение температуры внутренних строительных конструкций 4°С.

Тепловая инерция внутренних строительных конструкций составляет: 28678 Вт-ч.

Тепловая ёмкость бака аккумулятора должна составлять: 94896 – 28578 = 66318 Вт-ч (с учётом рекуператора), и 143184 – 28578 = 114606 Вт-ч (без использования рекуператора).

Разделив эти значения на удельную теплоёмкость воды  (1,16 Вт-ч/кг?°К) и на Dtполучим необходимый вес (объём) воды в баке-аккумуляторе.

Возможно несколько вариантов системы отопления:

а) радиаторно-конвекторная система;

б) система напольного отопления;

в) система греющих панелей.

Система радиаторно-конвекторная предполагает установку радиаторов (конвекторов) и водяную разводку. Данная система наиболее распространённая в традиционном строительстве. Радиаторы (конвекторы) греют внутренний воздух. Стены имеют температуру ниже температуры воздуха, согласно СНиП, до 4°. Радиаторы имеют долю лучистого отопления, а конвекторы почти всю тепловую энергию передают через конвекцию воздуху. Для создания тепловой инерции необходим суточный водяной бак-аккумулятор (V»2,9 м3 или V»4,9 м3Dt= 20°).

Для более комфортного отопления используются системы лучистого отопления: греющий пол, настенные греющие панели. Эти системы более экономичные, так как комфортная температура воздуха в помещении будет ниже на 2°?4°, следовательно, и теплопотери здания пропорционально уменьшаются. Система лучистого отопления основана на том, у человека более 50% теплообмена происходит через излучение, а остальной теплообмен, приходится на конвекционный и теплообмен через дыхание. Человек будет себя комфортно чувствовать при температуре воздуха в 16°С, но температуры стен 20°С. И дискомфортно будет себя чувствовать, когда температуре воздуха в 20°С, но температуры стен 16°С.

Система напольного отопления предполагает замоноличивание пластиковых труб в монолитной плите пола. Вся поверхность пола является сплошным радиатором. Температура на поверхности пола не превышает 29°С в жилых помещениях и 33°С в ванной комнате. Тепловая нагрузка на 1 м2 пола желательна 75 Вт/м2. В рассматриваемом проекте средняя удельная мощность системы отопления составляет 62,1 Вт/м2 с учётом использования рекуператора тепла вытяжного воздуха, и 78,1 Вт/м2 без использования рекуператора. Разность температуры поверхности пола и внутреннего воздуха будет равна 7° и 8°С. При температуре внутреннего воздуха 20°С,  максимальная температура греющих панелей будет соответственно 27° и 28°С.

Температура теплоносителя для системы напольного отопления может быть 40°С и ниже. Dt= 95°- 40° = 55°C. Необходимый объём воды в баке-аккумуляторе – 1,0 м3 или 1,8 м3.

Система греющих панелей предполагает замоноличивание пластиковых труб в монолитной плите панели. Панели располагаются по периметру наружных стен от пола до уровня подоконников. Вся поверхность панелей, как и в случае греющего пола, является сплошным радиатором. Если принять площадь панелей равной: 37?0,7=25,9 м2. Тепловая нагрузка в рассматриваемом проекте составит: 3954:25,9»153 Вт/м2 и 5966:25,9»230 Вт/м2 с рекуператором тепла и без рекуператора соответственно. Разность температуры греющих панелей и внутреннего воздуха будет равна 16° и 23°С. При температуре внутреннего воздуха 20°С, максимальная температура греющих панелей будет соответственно 36° и 43°С.

Температура теплоносителя для системы греющих панелей может быть 46°С или 53°С.Dt= 95°- 46° = 49°C или Dt= 95°- 53° = 42°C. Необходимый объём воды в баке-аккумуляторе – 1,2 м3 или 2,4 м3.

При использовании электрического котла (или другого котла, работающего автоматически) бак-аккумулятор для устранения колебаний температуры внутреннего воздуха не нужен.

Выводы

11)      необходимо использовать рекуператор тепла вытяжного воздуха;

12)      при отсутствии использования котла с автоматическим управлением необходим бак-аккумулятор системы отопления;

13)      в самый холодный период при увеличении числа топок до двух в сутки объём бака-аккумулятора системы отопления уменьшается вдвое;

14)      возможна гибридная схема: постоянное отопление от котла с автоматическим управлением (например, электро-котла) с дополнительным подтапливанием дровяного котла-камина в самый холодный период. Этот вариант значительно сокращает затраты времени на топку (только в самое холодное время) и расход электроэнергии (или топлива).

Вентиляция

Дом из соломенных блоков обладает достаточно высокой паропроницаемостью и воздухопроницаемостью. Для сокращения продуваемости наружных ограждающих конструкций, соломенные блоки покрыты глиняной штукатуркой, и с внутренней и наружной сторон покрыты тонкими стенами (100 мм) из лёгкого глинобетона.

Паропроницаемость и воздухопроницаемость ограждающих конструкций в основном диффузионная.

Расход воздуха на вентиляцию составляет 290 м3/ч. Площадь стен - 108 м2. Если принять, что весь приточный воздух поступает за счёт инфильтрации через стены, то инфильтрация (скорость прохождения воздуха через стену) должна составлять: 290 : 108 = 2,7 м/ч  или 0,75 мм/с. Это приемлемая скорость движения воздуха. При этом, инфильтрационный воздух будет забирать часть тепла, проходящего через стену наружу.

Схема вентиляции следующая. Приточный воздух поступает в дом через наружные стены как инфильтрация. Вытяжка (гравитационная, естественная) будет осуществляться через санузлы, а так же, при необходимости, через механическую кухонную вытяжку.

Регулирование приточного (инфильтрационного) воздуха будет осуществляться объёмом вытяжного воздуха.

Для устранения излишних тепловых потерь с вытяжным воздухом необходимо использование регулируемых вентиляционных решёток с вытяжным вентилятором.

У Вас недостаточно прав для добавления комментариев и вопросов. Возможно, Вам необходимо зарегистрироваться на сайте.
Регистрация находится на главной странице, "кликнуть" по трем полоскам вверху слева.

Яндекс.Метрика