Вентиляция дома, расчет расхода тепла и воздухообмена - Барботаж </head>

Вентиляция дома, расчет расхода тепла и воздухообмена

ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ ЖИЛОГО ДОМА. РАСЧЕТ ВОЗДУХООБМЕНА

При расчете расхода тепла на вентиляцию дома необходимо учесть коэффициент инфильтрации, санитарные нормы воздухообмена и величину бытовых тепловыделений.  Вот об этом и пойдет речь в данном посте. Здравствуйте, дорогие друзья! От того как будет выполнено отопление и вентиляция жилого дома, будет во многом зависеть его пригодность к проживанию. Воздушно-тепловой режим в жилом доме является одним из основных факторов, определяющих уровень комфорта, и неудовлетворительный микроклимат делает его непригодными для проживания. В данном посте я предлагаю вам произвести расчет расхода тепла на вентиляцию жилого дома. Данный расчет состоит из 11 пунктов и выполнять их необходимо в строгой последовательности. Выполнив их, мы ответим на вопрос – в каких случаях расход тепла на вентиляцию жилых зданий не учитывается при выборе мощности котла. Для комфортных условий проживания важен не только приток свежего воздуха и его температура, но и скорость движения воздушных потоков в помещении, и чем эта скорость меньше, тем комфортнее нам находиться в этом доме. В соответствии со СНиП 2.08.01-89 «Жилые здания», в жилом доме вытяжные решетки должны устанавливаться в ванных комнатах, туалетах и на кухнях, а приток воздуха должен поступать через форточки и приточные клапаны, расположенные в жилых комнатах (см.рис.1). При этом выделяют три зоны движения приточного воздуха: зона притока воздуха, зона перетока воздуха,  зона вытяжки воздуха.

Расчет расхода тепла на вентиляцию дома

Рис.1. Расчет расхода тепла на вентиляцию дома. Схема организации воздухообмена в доме

Кроме организованного притока воздуха в помещение, есть еще не организованный приток. Инфильтрация – это и есть не организованное поступление воздуха в дом через неплотности в ограждениях дома под действием теплового и ветрового давления. Для обеспечения свободного движения воздушных масс, двери внутри квартиры обязательно должны иметь зазор между плоскостью пола и нижней частью дверного полотна или специальную решетку в нижней части двери. Успешно такая вентиляционная система с естественной тягой может работать только при соблюдении баланса между количеством поступающего и удаляемого воздуха.

Дорогие друзья, на данном этапе расчета тепловой нагрузки на источник тепла (котельную), нам не особо важно как будет выполнена технически вентиляционная система дома. Будет ли она с естественной тягой или механической, какие размеры будут иметь вентиляционные каналы и где они будут проложены, как будет нагреваться приточный воздух и т.д. Нам важно сейчас определить величину тепловой нагрузки на вентиляцию дома, то есть определить расход тепла на вентиляцию (нагрев приточного воздуха).

И самое главное, мы должны будем ответить на вопрос – почему расход тепла на вентиляцию жилых зданий отдельно не учитывается, якобы он уже включен в отопительную характеристику дома (Щекин С.М. «Справочник по теплоснабжению и вентиляции», стр.339). Ну, да же если и так, нам все равно придется разбивать общие теплопотери дома на теплопотери с вентиляцией, с инфильтрацией и через ограждающие конструкции дома. Это просто необходимо по дальнейшим конструктивным соображениям.

Небольшое отступление от темы. Дорогие друзья, нижеприведенная ссылка приведет Вас на обучающий курс Зинаиды Лукьяновой Фотошоп с нуля в видеоформате 3.0. Курс содержит 82 урока, которые прекрасны по содержанию и понятны новичку. Здесь же приведены 5 бесплатных урока, просмотрев которые, я оформил заявку на полный курс и не жалею.

Я рекомендую данный курс всем, кому не чуждо чувство прекрасного и кто хочет попробовать себя в удаленной работе по профессии Дизайнер. При,обретя данный курс, вы не будете вечерами ходить из угла в угол, вы не будете чесать пузо, лежа перед телевизором – вы будете работать, создавая прекрасное. И, как сказать, может это и станет вашим смыслом жизни. Я искренне желаю Вам удачи. Вот эта ссылка. Дерзайте!           http://o.cscore.ru/28gig49/disc149

ПОРЯДОК РАСЧЕТА РАСХОДА ТЕПЛА НА ВЕНТИЛЯЦИЮ

Итак, в различных источниках приведены следующие данные: расход тепла на вентиляцию равен 10-15% от теплопотерь через ограждения дома, а коэффициент инфильтрации – 5-7%. Давайте попробуем получить эти проценты расчетным путем. Чтобы не запутаться и чтобы соблюдалась логичность в наших рассуждениях, расчет расхода тепла на вентиляцию будем производить в в следующем порядке:

1. Во первых, определим расход тепла на инфильтрацию по формуле

Qи = Qт * μ, кВт;

Qи = Qт * μ = 11,85 * 0,0535= 0,634 кВт = 634 Вт.

теплопотери инфильтрацией из-за поступления в помещение через неплотности наружных ограждений холодного воздуха;

Qт – теплопотери теплопередачей через наружные ограждения дома Qт = 11,85 кВт;
μ – коэффициент инфильтрации.
2. Коэффициент инфильтрации определяется по формуле

μ = b * [2 *g * H * (1 – Tн/ Tв) +wв2 ]0,5

μ =0,01 * [2* 9,81 * 5 * (1 – 233/ 293) +32 ]0,5 = 0,0535 или 5,35%

H – свободная высота здания, м;
tв, tн – внутренняя и наружная температура воздуха, оС;
g – ускорение свободного падения, м/с2;
wв – скорость ветра, м/с;
b – постоянная инфильтрации, c/м.
3. Расход инфильтрационного воздуха определим его по формуле

Lи = Qи /0,279 * p * (tв – tн), м3

Lи = 634 /0,279 * 1,2 * (20 – (-40)) = 31,6 м³/ч

Достаточно или нет этого воздуха для вентиляции нашего дома? Чтобы ответить на данный вопрос, мы должны будем обратиться к СНиП 2.08.01-89 «Жилые здания». Минимальная производительность системы вентиляции дома в режиме обслуживания должна определяться из расчета не менее однократного обмена объема воздуха в течение одного часа в помещениях с постоянным пребыванием людей. Из кухни в режиме обслуживания должно удаляться не менее 60 м³ воздуха в час, из ванны, уборной — 25 м³ воздуха в час. Кратность воздухообмена в других помещениях, а также во всех вентилируемых помещениях в нерабочем режиме должна составлять не менее 0,2 объема помещения в час.

4. Расчет требуемого количества свежего воздуха предусматривает   определение его тремя различными способами:

Первый способ. Он основан на нормировании удаляемого объема воздуха, речь идет о суммарном значении объемов воздуха, удаляемых через вытяжки в ванной комнате, туалете и на кухне. Значение этих нормируемых объемов воздуха для нашего дома составит:

– от электроплиты с 4-мя комфорками – 60 м3/ч;

– от 2-ух совмещенных туалетов – 2 * 25 = 50 м3/ч.

Итак, суммарный нормируемый объем воздуха по вытяжке составит: Lвыт = 60 + 2 * 25 = 110 м3/ч.

Второй способ. Данный способ основан на нормировании приточного воздуха из расчета не менее однократного обмена объема воздуха в течение одного часа в помещениях с постоянным пребыванием людей. Помещения с постоянным пребыванием людей, эти те помещения, где человек находится более 2 часов непрерывно. Поступим следующим образом – 50% от общей жилой площади (Fжил. =73,5 м2) отнесем к помещением с постоянным пребыванием, а остальные 50% с частичным пребыванием. Тогда минимальная производительность системы вентиляции дома по притоку составит:

Lприт = 73,5/2 *2,5 *1 + 73,5/2 *2,5 *0,2 = 73,5/2 *2,5 * (1 + 0,2)= 110,25 м3

Третий способ. Ну и наконец, по санитарным нормам воздухообмена, требуемый воздухообмен в доме должен быть не менее 30 м3/ч на человека. Если в доме проживают 4-е человека, то воздухообмен составит: Lс.н = 30 * 4 =120 м3/ч.

Общее правило вентиляции гласит – сколько воздуха удалено из дома, столько в него нужно и подать, а требуемый воздухообмен мы должны принять наибольший из трех выше рассчитанных значений, то есть Lтр. =120 м3/ч, по санитарным нормам воздухообмена. Вот мы и ответили на вопрос – достаточно или нет воздухообмена для нашего дома только за счет инфильтрации (Lи = 31,6 м3/ч). Явно, что воздухообмена за счет инфильтрации не достаточно (Lтр. =120 м3/ч). Разницу в  Lв = Lтр. – Lи = 120 – 31,6 = 88,4 м3/ч мы должны восполнить за счет организованной вентиляции. Как мы ее выполним – это чисто технический вопрос.

5. Теперь мы должны ответить на следующий вопрос – а сколько же тепла потребуется на нагрев инфильтрационного воздуха и воздуха за счет вентиляции. Количество тепла на нагрев инфильтрационного воздуха мы посчитали ранее и оно равно Qи = 634 Вт. Определим расход тепла на нагрев вентиляционного воздуха по формуле

Qв.= 0,279 * L *ρв. * (tв– tн), Вт

Qв.= 0,279 * 88,4 *1,2. * (20 – (-40)) = 1776 Вт

Qв. – расчетный расход тепла на вентиляцию, Вт;
L – расчетный (нормируемый) расход воздуха на вентиляцию, м3/ч;
ρв– плотность воздуха. Плотность сухого воздуха при 20°С равна 1,2 кг/м3;
tв – температура подогретого воздуха °С;
tн – температура наружного воздуха, °С.
Общий расход тепла на нагрев вентиляционного воздуха в нашем случае составит

Σ Q = Qи + Qв = 634 + 1776 = 2410 Вт

6. А вот теперь, а это многие упускают из виду, для того чтобы определить расчетный расход тепла на вентиляцию дома, мы должны учесть величину внутренних бытовых тепловыделений дома (электроприборы, люди, солнечная радиация и т.д.) Qтв. Данная величина, согласно СНиП 23-02-2003, составляет от 10 до 17 Вт на 1 м2 площади жилых помещений. Для расчета примем среднее значение, то есть 13 Вт/м2. Тогда искомая величина будет равна – Qтв = 13 * 73,5 = 956 Вт.

7. И наконец, расчетный расход тепла на вентиляцию нашего дома будет равен Qв.р = Qи + Qв – Qтв =634 + 1776 – 956 = 1454 Вт или 1,46 кВт, что составляет 1,46/11,85 * 100 = 12,3 % от расчетной тепловой нагрузки на отопление при потребительском подходе Qо.р =11,85 кВт. Общая тепловая нагрузка на отопление и вентиляцию будет равна Qобщ. = Qо.р + Qв.р = 11,85 + 1,46 = 13,31 кВт. А сейчас внимательно посмотрите на значения расчетных тепловых нагрузок, которые мы определили в предыдущем посте.  Вот мы с вами и ответили на главный вопрос – почему расход тепла на вентиляцию жилых зданий отдельно не учитывается и заложен в отопительную характеристику жилого дома.

Для подогрева свежего воздуха в зимнее время использует как электроэнергию, так и тепло отопительной системы. Во втором случае увеличивают площадь отопительных приборов в тех помещениях, где организован приток свежего воздуха. Увеличивают (добавляют несколько секций радиаторов отопления) пропорционально расходу приточного воздуха. Схема естественной вентиляции жилого дома см. Рис.2. Цифрами обозначены: 1 – вертикальный канал естественной вентиляции 1-ого этажа; 2- клапана приточной вентиляции в рамах или стенах дома; 3 – вертикальный канал на чердаке с дефлектором.

Расчет расхода тепла на вентиляцию дома. Схема естественной вентиляции жилого дома.

Рис.2. Расчет расхода тепла на вентиляцию дома. Схема естественной вентиляции жилого дома

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАСЧЕТУ РАСХОДА ТЕПЛА НА ВЕНТИЛЯЦИЮ ДОМА

Я бы рекомендовал следующий порядок расчета и анализа расчетной нагрузки на вентиляцию жилого дома:

1. Изучить и понять требования к вентиляционным системам жилых зданий по СНиП 2.08.01-89 “Жилые здания”. Отопление и вентиляция жилого дома, эти понятия неразрывны – говоря об отоплении дома, думай о вентиляции и наоборот.

2.При расчете расхода тепла на вентиляцию, тепловую нагрузку на отопление принять как при потребительском подходе, в нашем случае она равна Qо.р =11,85 кВт.

3. Рассчитать коэффициент инфильтрации, в нашем случае он равен μ = 5,35%. Если не хотите считать по формуле, то примите его в размере μ = 5 – 7% и не ошибетесь.

4. Определите теплопотери инфильтрацией из-за поступления в помещение через неплотности наружных ограждений холодного воздуха, в нашем случае они равны Qи = 634 Вт. Объем инфильтрационного воздуха при этом равен Lи = 31,6 м3/ч.

5. Согласно СНиП 2.08.01-89, определяем нормируемый воздухообмен тремя способами: по вытяжке, по притоку, по санитарной норме воздухообмена и принять наибольшее значение. В нашем случае эти величины равны: Lвыт =110 м3/ч; Lприт = 110,25 м3/ч; Lс.н =120 м3/ч. В дальнейший расчет принимаем Lтр. =120 м3/ч.

6. Делаем вывод, что объема инфильтрационного воздуха для нормируемого воздухообмена не хватает. Поэтому разницу в   Lв = Lтр. – Lи = 120 – 31,6 = 88,4 м3/ч мы должны восполнить за счет организованной вентиляции.
7. Расход тепла на нагрев вентиляционного воздуха за счет организованной вентиляции (88,4 м3/ч) определяем по формуле. В нашем случае он равен Qв. = 1776 Вт.

Небольшое отступление от темы. Ниже приведена ссылка на видеокурс Александра Борисова и скрипт Ордер Бро. Внедрение данных информационных материалов позволит вам автоматизировать весь процесс продажи продута –  от его создания, продажи и до получения оплаты. Материал хорошо структурирован, понятен новичку и не дорог. Дерзайте!


8.
Общий требуемый расход тепла на нагрев вентиляционного воздуха в нашем случае составит Qи + Qв = 634 + 1776 = 2410 Вт.

9. Определяем величину бытовых тепловыделений дома, в нашем случае она равна Qтв = 956 Вт.

10. Расчетный расход тепла на вентиляцию нашего дома будет равен Qв.р = Qи + Qв – Qтв =634 + 1776 – 956 = 1454 Вт или 1,46 кВт, что составляет 1,46/11,85 * 100 = 12,3 % от расчетной тепловой нагрузки на отопление при потребительском подходе Qо.р =11,85 кВт.

11. Только после определения воздухообмена жилого дома, сможем мы выбрать схему реализации системы вентиляции, а так же произвести расчет воздуховодов системы вентиляции (см. Рис.2).

Дорогие друзья! Я надеюсь, что вы поняли – почему при определении мощности источника тепла для жилого дома, не учитывается отдельно расход тепла на вентиляцию (он включен в отопительную характеристику жилого дома). Но, если вам предстоит рассчитать систему вентиляции жилого дома (диаметры воздуховодов и шахт, подбор вентиляторов и т.д.), то вам придется выделить из общего расхода тепла на отопление дома, расход тепла на вентиляцию. Итак, на данный момент нам известен: расчетный расход тепла на отопление Qо.р =11,85 кВт и расчетный расход тепла на вентиляцию Qв.р = 1,46 кВт. Расчетную нагрузку на горячее водоснабжение мы определим с вами в следующем посте. Сегодня мы с вами выполнили 3-ий пункт нашего плана по расчету системы отопления  дома  – произвели расчет расхода тепла на вентиляцию дома. Кто еще не успел – присоединяйтесь!

С уважением, Григорий Володин

Яндекс.Метрика
Разработка сайтов в Томске: WebSeversk
QR Code Business Card

Комплект Учебно-методических материалов для Оператора котельной