Обогрев воздуха зимой

Отопление
fox63
Чт ноя 08, 2012 16:33
Сообщений: 33

Сообщение

Я пока нигде не увидел расчётов, сколько энергии уходит на обогрев свежего воздуха, поступающего с улицы в дом зимой. Хотелось бы примерно знать эти затраты. Ниже, я сделал попытку посчитать эту энергию. Не знаю, насколько правильно я всё посчитал. Прошу проверить мои расчёты.

По санитарным нормам, воздух в жилом помещении должен меняться раз в час на свежий. Но свежий воздух – это уличный воздух, зимой он холодный, и его надо подогревать. Попробуем подсчитать, сколько энергии необходимо для того, что бы подогревать воздух.
Что бы это подсчитать, нам необходимо знать удельную теплоёмкость воздуха. Удельная теплоёмкость, это количество энергии, необходимое для нагревания 1кг вещества на один градус. Если немного округлить, можно взять удельную теплоёмкость воздуха равной 1 кДж*кг-1*К-1. Это значит, что для того, что бы нагреть 1 килограмм воздуха на 1 градус, надо потратить энергию в 1кДж. Плотность воздуха при 20 градусах Цельсия, округлённо равна 1,2 килограмма на кубометр. Значит, для нагрева кубометра воздуха на один градус, необходимо потратить 1*1,2 = 1,2 кДж, или 1200 Дж.
Один Джоуль равен 1Вт*c. Значит, для нагрева 1м3 воздуха на 1 градус, потребуется 1*1200 = 1200 вт.*с. Подсчитаем мощность обогревателя, необходимую для нагрева кубометра воздуха на один градус, за один час. Час это 60*60 = 3600 секунд. Искомая цифра равна: 1200/3600 = 0,3333 Вт.
В Красноярске, средняя температура наружного воздуха отопительного периода равна -7,1 градусов Цельсия. При температуре внутреннего воздуха равной 20 градусов, воздух потребуется нагревать на 20 - - 7,1 = 27,1 градуса. Для нагрева одного м3, потребуется 0,333*27,1 = 9 ватт. Продолжительность отопительного периода в Красноярске равна 234 дня. Значит, за отопительный период, на обогрев воздуха уйдёт 9*234*24 = 50544 Вт*ч, или 50,5 кВт*ч на каждый кубометр воздуха. Для дома, размерами 100м2, и высотой потолков 2,7м, потребуется 100*2,7*50,5 = 13 635 кВт*ч.

Кто что об этом думает?

Гость
Чт ноя 08, 2012 16:49

Сообщение

ну гдето так и получается ведь основное тепло из дома улетает со сквозняком :D

fox63
Чт ноя 08, 2012 20:24
Сообщений: 33

Сообщение

Цифры что то сильно большие. У sdmmi полностью на отопление ушло несколько меньше, чем я насчитал только на обогрев воздуха - 12 650 кВт за год. Каркасник конечно дом тёплый, но ведь не без потерь через стены, окна и прочее. Может быть он ответит, насколько сильная у него вентиляция. Думаю делать вентиляцию с однократным обменом воздуха в час по всему дому слишком круто. Но и сильно мало тоже плохо. Сколько же оптимально?

Гизылр
Вт мар 12, 2013 16:03
Сообщений: 4

Сообщение

fox63 писал(а):Цифры что то сильно большие. У sdmmi полностью на отопление ушло несколько меньше, чем я насчитал только на обогрев воздуха - 12 650 кВт за год. Каркасник конечно дом тёплый, но ведь не без потерь через стены, окна и прочее. Может быть он ответит, насколько сильная у него вентиляция. Думаю делать вентиляцию с однократным обменом воздуха в час по всему дому слишком круто. Но и сильно мало тоже плохо. Сколько же оптимально?


Это все потому, что вы неправильно считаете необходимый объем воздуха, как будто бы дом у вас - одна огромная комната

На каждую комнату надо подавать 30 м3 в час на каждого человека или 1 объем комнаты в час - считаем, берем максимальную цифру. Если в комнате 20м2 с потолками 3м периодически обитает 2 человека - и так и так выходит 60 м3. А если комната 10м2, но человека все равно два - то все равно 60м3. И если таких комнат по 10м2 у вас в доме 10 штук - то 60м3 мы умножим на 10, получим 600м3. Если воздуха будет меньше - жить в доме (особенно каркаснике) будет некомфортно. Ноэто же совсем разориться можно, так???

Не так. Вы не обязаны забирать весь воздух с улицы и выбрасывать весь воздух из дома на улицу, это нонсенс - ведь большую часть времени помещения стоят пустые

На самом деле при правильной организации вентиляции, свежего воздуха НА ДОМ надо 30 кубометров в час на каждого человека. Если в доме живет 4 человека - то 120 м3.

Правильно это как: вы создаете цикл воздухообмена между комнатами. Строится центральный вентиляционный коллектор, в котором по-минимуму есть центральный вентилятор и пылевой фильтр.

В каждую комнату из центрального вентиляционного коллектора разводится приточная вентиляция, из расчета один объем в час или 30м3 в час на человека (считаем по максимуму).

Из комнат через щели под дверями или через вентиляционные решетки в дверях воздух попадает в коридор. Вытяжная вентиляция в коридоре и (не обязательно) в комнатах забирает воздух обратно в центральный коллектор; туда-же через фильтр, приточный вентилятор и калорифер (электрический или водяной если в доме газ) идет забор свежего воздуха с улицы - те самые 120 м3 на 4 человек. Таким образом, в комнатах и коридоре у нас постоянно циркулирует перемешанный воздух, к которому постоянно подмешивается свежий.

И у нас получились лишние 120м3 воздуха, которые, побывав в комнатах и коридоре, через вентрешетки или двери поступают на кухню и в санузел откуда вытяжкой выбрасываются уже не в центральный коллектор , а наружу.

Итого, вы потратите 120*50,5 = 6060 квт/ч

Гизылр
Вт мар 12, 2013 16:42
Сообщений: 4

Сообщение

Если хочется еще немного сэкономить, а возле дома есть готовый котлован или траншея, или есть лопата и много дури, можно сделать следующее:

В земле, ниже глубины промерзания, на расстоянии не ближе 1м от дома, укладывается с уклоном не менее 2% (уклон в сторону дома) трасса из рыжих канализационных труб диаметром 160-200 мм.

Один конец трассы заводится в дом (в нижней точке делается дренажный колодец для стока конденсата), второй выводится наружу столбиком на высоту хотя бы метра полтора (подальше от стоянки машин, компостной кучи и т.п.) и накрывается колпаком + фильтр в него.

Между этими точками трасса может быть прямая, а может состоять из нескольких параллельных веток (это лучше, но не принципиально). Общая длинна труб - метров 50, максимум 70. Меньше 30 тоже не надо.

Через эту трубу приточный вентилятор засасывает воздух в дом зимой в морозы (в результате воздух с -30 прогревается ~ до нуля) и летом в жару (получается халявный кондиционер) В остальное время, когда температура за бортом выше нуля но еще не жарко, забор воздуха идет напрямую с улицы.

Подогретый таким образом воздух можно подавать в рекуператор (который иначе при заметном минусе будет обмерзать). Рекуператор можно смастерить самому навроде вот этого: [зарегистрируйтесь чтобы видеть ссылку] только его надо смасштабировать, побольше сделать. В результате всего этого комплекса мероприятий, приточный воздух у вас зимой будет прогрет до +10 примерно, а значит на подогрев уйдет около 3500 квт/ч (с учетом вентиляторов).

PS Очень важный момент - выдержать наклон труб, чтобы в присутствии конденсата плесень не развелась. И, как я подозреваю, трубу желательно периодически мыть - к примеру у Кархера к мойкам есть спец приспособа, но только там шланг всего 15м - если на это рассчитывать, надо сделать пару отводов на поверхность на протяжении трассы - чтоб туда шланг засунуть можно было и помыть

Гость
Вт мар 12, 2013 20:30

Сообщение

Гизылр, спасибо, отличная идея. И воздух чистый будет, и экономия.
И на счёт трубы тоже интересная идея, только трудозатратная очень.
А рекуператор, если уж самодельный делать, то тогда уж пластинчатый. В изготовлении гораздо проще, а площадь теплообменника огромная. В интернете нашёл интересную конструкцию. Вернее самой конструкции не нашёл, только принцип. Пластинчатый рекуператор с бумажным теплообменником. В такой конструкции кроме тепла, происходит ещё и обмен влажностью, что тоже очень хорошо.

fox63
Вт мар 12, 2013 20:32
Сообщений: 33

Сообщение

Никак не привыкну, что этот форум даёт возможность оставлять сообщения без регистрации. В общем, предыдущее сообщение моё :)

sdmmi
Вт мар 12, 2013 21:05
Сообщений: 1911

Сообщение

fox63, привет!

Днем хотел ответить, но был занят и Гизылр меня опередил)))

Я конечно же не считал теплопотери на воздухообмен, но примерно обрисую свою ситуацию практически.

Уезжаем всей семьей на работу в 7.00, приезжаем в 19,20,21.00, по разному. Таким образом в течение дня воздухообмена нет и терморегулятор ставлю на 18-20 градусов, приезжаю, поднимаю до 23, перед сном снова на 20 и проветриваем в спальне и детской.
Вытяжка устроена только на кухне, и в техпомещении с сообщением с сан. узлом.

К следующей зиме планировал в детской, спальне и гостинной установить приточные клапаны, соответственно расходы на отопление повысятся.

Без приточки, в принципе, не ощущаю какого-либо дискомфорта, объема всего дома хватает для того, чтобы ночью нормально дышать, но это если дверь в спальне открыта.)))
Если дверь в спальне закрыть перед сном, то к утру чувствуется недостаток свежего воздуха, но при кратковременном проветривании или открывании двери все приходит в норму, поэтому и хочу поставить приточный клапан, еще были мысли вместо него поставить рекуператор, но учитывая то, что влажности в каркасном доме достаточно, решил, что он не нужен.

В общем, будем экспериментировать, потом поделюсь опытом)))

Подведу итог, в общем, днем у меня никакого воздухообмена нет, а перед сном проветривание двух комнат - детской 12 м2 и спальни 15 м2, когда морозы не под -40, а примерно в районе -20, ставлю окна на микропроветривание и тогда все норм, просыпаешься в легкой не напрягающей прохладце и свежести))) но, при этом, на оконном уплотнителе образовывается легкая наледь от пара, выходящего через микро щель.

Вот, в принципе, все как есть на самом деле)))

Гизылр
Вт мар 12, 2013 23:22
Сообщений: 4

Сообщение

Основной смысл трубы - создать комфортные условия для работы рекуператора и упростить (и удешевить) его конструкцию. Без нее он будет обмерзать, а значит, нужна будет автоматика для размораживания. Но заниматься этим есть смысл в случае, когда подходящая траншея уже есть или экскаватор бесплатный: там и голые трубы-то не скоро окупятся, не то что земляные работы.

Самый большой экономический эффект - от организации воздухообмена внутри дома (особенно это чувствуется, если дом большой, а людей в нем немного).

После нее на подогрев воздуха уже крохи будут уходить, надо топить чем-то дорогим для того, чтобы был смысл заниматься всеми этими грунтовыми теплообменниками и рекуператорами. Или же в них есть смысл, когда с чисто инженерной точки зрения грамотную вентиляцию в доме не сделать - тогда да, на большом объеме как-то окупаются

Аватара пользователя
Jin
Чт мар 14, 2013 19:28
Сообщений: 984

Сообщение

Окончательно утвердился в мысли что при использовании твердотопливного котла проблема вентиляции решается сама собой, при его заведении в отапливаемый контур. Даже без расчетов на вскидку понятно что для горения котла воздуха надо гораздо больше чем на вентиляцию. Чем больше площадь тем мощнее нужен котел, в общем в любом случае на вентиляцию будет даже с избытком. Отработанный воздух в трубу, свежий с улицы через щели. Получается котлу в любом случае нужен воздух, если вывести котел в болерную то будет она вентилироваться в пустую и тогда на подогрев воздуха в доме (вентиляцию) надо тратить энергию. То есть вроде как получается что на нагрев входящего воздуха энергию тратить не нужно вообще, ибо использование теплого воздуха из комнаты на реакцию горения в котле повышает его мощность, то есть фактически это тепло не уходит напрасно, а через котел же возвращается в помещение. В каком то смысле очаг в доме выполняет роль рекуператора, так как использование подогретого воздуха из помещения на горение повышается мощность этого очага.

В общем вывод какой, если нет денег или желания следовать современным технологиям, то можно пользоваться старыми проверенными веками дедовскими методами, тоже сойдет. :) Предки не дураки были однако.

Гость
Чт мар 14, 2013 21:41

Сообщение

Sdmmi – Ценная информация, спасибо. Значит, хорошо построенный каркасник обязательно требует приточной вентиляции.
Jin – Вроде бы так и получается, тёплый воздух не выбрасывается прямо на улицу, а используется для горения котла, КПД повышается. Получается что вытяжка через котёл выгоднее, чем просто на улицу. Но холодный воздух с улицы всё равно надо греть, и я думаю, что КПД котла всё таки не настолько сильно повысится, что бы скомпенсировать затраты топлива на подогрев свежего воздуха. Значит, если вентиляция через котёл будет излишней, то вместо экономии мы получим лишний расход топлива. А в большом доме, в котором живут 3 – 5 человек, скорее всего вентиляция будет излишняя, ведь греть надо весь большой дом. Так что видимо забирать для горения воздух из дома надо лишь частично. Где то я читал, сколько нужно кубометров воздуха для сгорания килограмма дров, не помню сколько, но много.
Кстати, в книжках по печному делу есть конструкции с забором воздуха для печки не из помещения, а из подполья. Именно для экономии топлива.

Аватара пользователя
Jin
Пт мар 15, 2013 03:41
Сообщений: 984

Сообщение

Anonymous писал(а):Получается что вытяжка через котёл выгоднее, чем просто на улицу. Но холодный воздух с улицы всё равно надо греть, и я думаю, что КПД котла всё таки не настолько сильно повысится, что бы скомпенсировать затраты топлива на подогрев свежего воздуха. Значит, если вентиляция через котёл будет излишней, то вместо экономии мы получим лишний расход топлива.


Вот здесь путаница, в том то и дело что воздух необходимый для горения надо все равно нагреть до температуры горения, и я так понимаю все равно где его согреть - частично подогреть в комнате, а потом догреть в котле или сразу взять с улицы и греть только в котле, расход энергии топлива на подогрев воздуха для горения будет видимо одинаков. Только в первом случае мы еще получаем бесплатный свежий воздух в доме. Поэтому принцип конструкции печи с забором воздуха из подполья/с улицы для экономии топлива мне не понятен... Возможно тот кому пришла идея такой конструкции так же запутался... Ну или я что не правильно понимаю.

А то что человеку для дыхания надо на пару порядков меньше воздуха чем котлу для горения это думаю очевидно, из количества "топлива" потребляемого человеком и котлом, запас в пару порядков думаю легко компенсирует повышенные гигиенические требования к свежему воздух для человека. Но в общем то если сильно заморочиться и поискать то можно взять санитарные нормы и характеристики печей и сравнить величины. Я думаю там существенный запас еще получится.

Горец
Пт мар 15, 2013 08:52
Сообщений: 205

Сообщение

Jin писал(а):


А то что человеку для дыхания надо на пару порядков меньше воздуха чем котлу для горения это думаю очевидно, из количества "топлива" потребляемого человеком и котлом, запас в пару порядков думаю легко компенсирует повышенные гигиенические требования к свежему воздух для человека. Но в общем то если сильно заморочиться и поискать то можно взять санитарные нормы и характеристики печей и сравнить величины. Я думаю там существенный запас еще получится.


[зарегистрируйтесь чтобы видеть ссылку]
Вот, нашел расход воздуха угольным котлом, потребляющим 140кг угля в сутки - 63м3 в час. Пусть моему будерусу, потребляющему около 100 кг угля в сутки, надо 50м3/час воздуха.
Здесь писали, что на человека надо 30м3/час. Так что котел, мощностью 32 кВт не может обеспечить свежим воздухом даже 2 человек. А если соотнести этот расход воздуха с отапливаемой площадью - в моем случае это около 230 м2, при потолках 3м, этот котел может произвести однократный воздухообмен в час на площади около 17м2. Так что про запас в пару порядков - немного преувеличено.
Не забывайте, что котел, после окисления топлива выбрасывает продукты сгорания на улицу, а человек - сюда же, в помещение, снижая себе же, и котлу концентрацию кислорода:). А нормы написаны для максимального приближения концентрации кислорода к "уличным".

Аватара пользователя
Jin
Пт мар 15, 2013 11:13
Сообщений: 984

Сообщение

Ну может оно и так, но как то на первый взгляд не углубляясь в расчеты это кажется странным. Неужели вылет через топочную трубу с такой скоростью как он идет меньше едва заметного течение через вентиляционные решетки, даже учитывая что их несколько, но движение то едва заметное? Указанную там книжку скачал-глянул, но конкретных цифр на 126 странице не нашел, формулы какие то есть, а углубляться лень :) Может я и не верно оценил величины.

fox63
Пт мар 15, 2013 23:18
Сообщений: 33

Сообщение

Открываем книгу упомянутую Горцем. В этой книге, на странице 127 находим, что в идеальных условиях, расход воздуха получается 1 М3 на 3,8 МДж выработанной энергии. В плохой топке количество топлива может увеличиться в 1,3 - 1,5 раза. Один Джоуль – один ватт в секунду. Пусть у нас такой дом, который потребляет 100 Ватт энергии отопления на 1м2, вполне реальная цифра. А потолки пусть 3 метра высотой. Час это 3600 секунд, а значит нам для отопления надо 100*3600 = 360000 Джоулей = 0,36 МДж. Значит, что бы отопить этот квадратный метр, нам нужно затратить 0,36/3,8 = 0,095 м3 воздуха в час. В реальности чуть больше, пусть будет 0,1 м3. Поразительный результат.

Получается, что при трёх метрах потолка, воздухообмен будет 0,1/3 = 0,033 кратный, по-другому, воздух поменяется за 1/0,033 = 30 – за 30 часов! А если дом имеет площадь 100 м2, то за час поменяется 0,1*100 = 10 м3 воздуха. Даже если эти цифры увеличить в полтора раза, для очень плохой топки, всё равно очень мало.

Либо в книге ошибка, либо я что-то не так считаю, либо это правда. Всё же, наверное, это правда. А то, что в трубе большая тяга, то ведь, во-первых, это тяга на весь дом, а во-вторых, из трубы вылетает не только использованный воздух, но и газы, образующиеся при сгорании топлива, которых тоже очень много. Значит, об излишней вентиляции говорить не приходится, её ещё и мало. Нужно ещё поискать информацию, для подтверждения.

Гизылр
Вс мар 17, 2013 19:22
Сообщений: 4

Сообщение

Значит, хорошо построенный каркасник обязательно требует приточной вентиляции
Ну, это как бы основа основ - главное отличие каркасника от обычного дома. Зато, в процессе проектирования системы вентиляции, можно иногда сэкономить на других системах.

К примеру, если хочется французское окно в пол, но нет тысячи евро на внутрипольный конвектор (который неплохо бы под это окно воткнуть), то можно под окно вывести приточную вентиляцию, а в ее канал встроить картонный короб с радиатором и сэкономить вдесятеро

С камином тоже может неплохо получиться, если воткнуть каминную топку в вентколлектор - теплый воздух будет по всему дому разносить. Есть настроение топить камин - дом греется камином, нет - другими, более дорогими системами (только тогда не стоит вентиляцию на пластиковых трубах делать)

vic_ag64
Вт окт 29, 2013 04:56
Сообщений: 381

Сообщение

fox63 писал(а):Я пока нигде не увидел расчётов, сколько энергии уходит на обогрев свежего воздуха, поступающего с улицы в дом зимой. Хотелось бы примерно знать эти затраты.

[зарегистрируйтесь чтобы видеть ссылку]
Последний раз редактировалось vic_ag64 Пт ноя 15, 2013 00:01, всего редактировалось 2 раза.

Гость
Вт апр 21, 2020 02:32

Сообщение

Нужно не забывать теплопотери от окон, стен, перекрытий и.т.д. Сумма всех теплопотерь и есть та мощьность Вт которую надо обеспечить для поддержания комфортной среды


Вернуться в «Отопление»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей

cron