Охолодження будинку без кондиціонера - Rmnt.ru

1. Стабільне джерело енергії
2. Міжнародна практика
3. Чим гарний природний теплообмінник
4. Проста і зрозуміла система
5. Створюємо внутрішню систему вентиляційних каналів будинку
6. Приклад розрахунку витрати матеріалів для пристрою внутрішніх каналів будинку
7. трубний теплообмінник
8. Створюємо рекупераційних поле
9. бункерний теплообмінник
10. заповнюємо резервуар
11. установка вентиляторів
12. Орієнтовна вартість експлуатації
13. перспективи

Охолодження повітря влітку - одна з першорядних завдань домовласника. Як використовувати для цієї мети енергію, навколишнє нас, і зробити кондиціонування повітря практично безкоштовним, розповість ця стаття.

Значення вентиляції важко переоцінити. Ми не будемо повторювати те, що описано багато разів і зосередимося на власній меті - охолодити і освіжити повітря в будинку. Традиційні системи вентиляції можуть бути досить дорогими при влаштуванні за рахунок вартості вузлів і агрегатів, а також вартості кваліфікованих робіт по монтажу.

В процесі експлуатації вони витрачають значну кількість електроенергії, особливо для охолодження повітряної маси, виділяють багато тепла і створюють шум. Система, описана в цій статті, проста в монтажі, енергоефективна, не вимагає спеціальних навичок і зрозуміла на інтуїтивному рівні. Відразу варто відзначити, що за рахунок простоти вона володіє обмеженими функціями, однак передбачає модернізацію на будь-якій ділянці в будь-який зручний момент.

У нашому випадку термін «рекуперація» - синонім слова «теплообмін», тому поняття «рекуператор» і «теплообмінник» взаємозамінні. На фізичному рівні процес полягає в охолодженні / нагріванні повітря, в зміні його температури за рахунок витрат теплоенергії, а потім змішування. Як і чому це відбувається, ми розглянемо далі.

Стабільне джерело енергії

Переслідуючи мету зниження температури в приміщенні влітку, розумно поставити запитання: «Куди віддати енергію нагрітого атмосферного повітря? Як його охолодити? ». Тут на допомогу нам приходять сили природи. Той факт, що на певній глибині температура грунту постійна, буде нашим основним аргументом при обгрунтуванні енергоефективності системи.

Грунт здатний нескінченно обмінювати енергію - охолоджувати і нагрівати будь-який носій (повітря, воду), але тільки до власної температури на заданій глибині, яка залишається постійною завдяки відносній стабільності земного ядра.

Міжнародна практика

Зрозуміло, ми далеко не перші, хто вирішив використовувати нескінченну і безкоштовну енергію Землі. У європейських країнах, які прийнято називати розвиненими (Німеччина, Швеція, Бельгія та ін.) Використовують цю енергію з початку минулого століття. Успіхи, досягнуті на цьому терені, вражають.

Системи теплообміну води нижче рівня землі називають «тепловими насосами». Такі підземні і підводні пристрої опалюють і охолоджують приміщення всього будинку. Розроблено стандартні проекти для будь-якої будівлі і є можливість перевести будинок з традиційною (газової, електричної) системи кліматизації на теплові насоси . Схожим, але більше примітивним чином цю енергію використовують і у нас, влаштовуючи підземні сховища продуктів (погреби).

Чим гарний природний теплообмінник

В основі роботи нашого рекуператора лежить той же фізичний процес, що і в теплових насосах. Орієнтуючись на економію, ми використовуємо цей принцип, підвівши його під власні потреби і місцеві реалії.

Завдання, які може вирішити адаптований автономний рекуператор:

1. Постійне природне провітрювання при закритих дверях і вікнах.
2. Швидка заміна повітря в приміщенні на свіжий.
3. Охолодження повітря в приміщенні.
4. Підготовка повітряної суміші для подальших дій.

переваги:

1. Абсолютна екологічність. При монтажі та експлуатації базової системи не використовуються токсичні матеріали і не відбуваються теплові виділення в атмосферу.
2. Безпека. У рекуператорі не використовуються електродвигуни (потужністю понад 100 Вт), хімічні агенти, висока напруга.
3. Простота і дешевизна. Для примусової вентиляції застосовуються тільки малопотужні вентилятори потужністю 100 Вт. Вентиляція проходить природним шляхом.
4. При роботі не спалюється кисень.
5. Низький рівень шуму.

недоліки:

• базова система не передбачає фільтрації, регулювання вологості, підігріву чи іншої обробки повітряної суміші (але допускає можливість встановлення відповідного обладнання згодом).

Проста і зрозуміла система

Автономний теплообмінник для заміського будинку - це система вентканалов, частково прокладена під землею, включена в ланцюг припливно-витяжної вентиляції. Для того щоб створити такий «кондиціонер», не обов'язково розбиратися в тонкощах фізичних явищ. Досить просто знати, що це працює. Переконатися в цьому можна, спустившись в спеку в будь-який підвал, колодязь або метро.

Принцип дії наступний:

1. Атмосферне повітря проходить по трубах, прокладених в грунті з постійною температурою (як правило від +4 до +10 ° С).
2. У підземній частині прохолодний грунт поглинає теплову енергію нагрітого повітря.
3. Охолоджене повітря по вентиляційних каналів доставляється в приміщення будинку.
4. Одночасно з цим витяжний вентилятор видаляє з приміщення насичену і нагріту повітряну суміш ( «старий повітря»).

За принципом споруди такі системи діляться на два основних види: трубні і бункерні.

Трубний - повністю складається з труб. Конструкцію можна варіювати в залежності від умов ділянки. Підійде в разі реконструкції будинку без місткого підвалу, але потрібно провести багато земляних робіт.

Бункерний або кам'яний - теплообмінник являє собою бункер, заповнений великими каменями. Займає менше площі, ніж трубний (можна влаштувати його в підвалі будинку). Вимагає наявності підвалу або підземного приміщення. Оптимальний варіант при новому будівництві.

Створюємо внутрішню систему вентиляційних каналів будинку

В обох випадках вентканали всередині будинку будуть розташовані приблизно однаково. Почнемо з них.

Примітивна система припливно-витяжної вентиляції є зовнішні і внутрішні вентканали, з'єднані в одну мережу. Повітряні розетки розташовані в верхніх діагонально протилежних кутках кімнат. В одному - приплив, в іншому - витяжка. В одноповерховій будівлі основні повітроводи можуть бути розташовані в горищному приміщенні. У двоповерховій будівлі припливні і витяжні повітроводи першого поверху будуть проходити в коробах, вписаних у внутрішню обробку, другого поверху - по горищі. Розташування основних повітропроводів слід визначати для кожного будинку індивідуально, з урахуванням планування (розташування стін і перегородок).

Порада. Приміщення, в яких рекомендована приточно-витяжна вентиляція: вітальня, спальня, дитяча, кухня, їдальня, кабінети, комора, кімнати відпочинку, спортзал. У ванних кімнатах і санвузлах - тільки витяжна. Чи не потрібна взагалі в коридорах, тамбурах, холах і лоджіях.

Правила розрахунку системи внутрішніх вентканалов:

1. Труба каналізаційна діаметром 250 мм для роздаткового припливного і об'єднаного відвідного каналів. Орієнтовні витрати - дві довжини будинку + висота по верхньому перекриттю + 20%.
2. Труба каналізаційна (сіра) діаметром 150 мм. Орієнтовні витрати - триразова довжина будинку + 20%. Для двоповерхового будинку з рівною площею поверхів + 50%.
3. Кріплення для труби (виходячи з матеріалу стін) з розрахунку 1 шт. на 70 см.
4. Утеплювач (рулонна мінеральна вата) - 1 рулон.
5. Піна, герметик, декоративні решітки.
6. Коліна, ревізії, муфти (1 шт. На 70 см).

Увага! Не використовуйте коліна 90 °, це утруднить прохід повітря і створить шуми. Комбінуйте коліна 45 ° (за прикладом каналізації).

Якщо передбачається влаштувати трубний рекуператор в одноповерховій будівлі, припливне канал буде виходити з-під землі в теплоізольований короб зовні будівлі і потрапляти на горище. У двоповерховому краще завести його в будівлю внизу першого поверху і встановити внутрішній вертикальний (роздатковий) канал, який потім буде заведений в горищний простір.

При влаштуванні бункерного варіанту в підвалі будівлі вертикальний роздатковий канал буде виходити з бункера одразу в приміщення. Можливо змонтувати його і зовні.

Приклад розрахунку витрати матеріалів для пристрою внутрішніх каналів будинку

Візьмемо як приклад одноповерховий будинок з розрахункової вентильованого площею 60 м2, який буде мати приблизно 100 м2 загальної площі і орієнтовні розміри 8х12 м:

1. Труба 250 мм: 2 х 12 + 3 + 20% = 32 м.
2. Труба 150 мм: 3 х 12 + 20% = 43 м.
3. Кріплення: 32 + 43 / 0,7 = 107 шт.
4. Коліна, ревізії, муфти - прийняти за 1 шт на 3 м: 32 + 43/3 = 55/3 = 20 шт.
5. Грати: 8 шт. (По 2 на кожну кімнату).
6. Вимикачі: 4 шт.
7. Піна, герметик.

Найменування Од. вим. Кількість Ціна Разом, руб. Труба 250 мм пог. м 32 200 6400 Труба 150 мм пог. м 43 150 6450 Коліна, ревізії, муфти шт. 20 40 800 Кріплення шт. 100 30 3000 Грати декор шт. 4 100 400 Вимикачі 2-кл. шт. 4 120 500 Утеплювач упак. 1 1000 1000 Пена, герметик, інше 1000 Разом матеріал 19550 Робота 5000 Разом матеріал і робота 24550

трубний теплообмінник

Для того щоб не ускладнювати розрахунки математичними викладками, ми надамо дані вже проведених випробувань в усередненому вигляді, а точніше їх підсумки.

Основний принцип, якого необхідно дотримуватися при створенні системи з труб - на одне приміщення має припадати мінімум одна труба підземного каналу. Це полегшить роботу вентиляторів за рахунок атмосферного тиску. Тепер залишилося розмістити необхідну кількість труб в підземній частині ділянки. Вони можуть бути закладені окремо або об'єднані в загальний канал (250 мм).

В даному описі ми пропонуємо враховувати не максимальне навантаження, коли все приміщення примусово провітрюються одночасно, а усереднену, яка буде подаватися при регулярному періодичному провітрюванні різних приміщень (як і буває в реальному житті). Це означає, що немає необхідності виводити для кожної кімнати окремий канал. Досить вивести на один загальний 250 мм канал повітроводи 150 мм з кожного приміщення. Кількість загальних каналів приймаємо з розрахунку один канал на 60 м2.

Створюємо рекупераційних поле

Рекомендована схема підземної частини трубного теплообмінника:

Схема пристрою трубного рекуператора: 1 - вентилятор; 2 - канал в траншеї ∅250 мм; 3 - ряди труб ∅250 мм; 4 - рекупераційних поле.

Для початку потрібно вибрати місце залягання труб (рекупераційних поле). Чим більше довжина закладених труб, тим ефективніше буде охолодження повітря. Слід зазначити, що після проведення робіт цю площу можна використовувати під посадку рослин, ландшафтний дизайн або дитячий майданчик. Ні в якому разі не висаджуйте на рекупераційних поле дерева:

1. Виробляємо виїмку ґрунту на глибину промерзання плюс 0,4 м.
2. Закладаємо труби 250 мм з кроком не менше 700 мм по осі.
3. Виводимо повітрозабірники на висоту 1 м. Бажано, щоб вони знаходилися в затіненому, але добре провітрюваному місці.
4. За допомогою колін і перехідників об'єднуємо в загальний канал 250 мм, який з'єднується з системою вентиляції будинку (див. Вище).

Увага! У підземній частині використовуйте спеціальні грунтові каналізаційні труби з товстою стінкою. Їх не потрібно теплоізолювати, а просто засипати грунтом, проливаючи водою. Допускається тільки бетонування в разі потреби.

Розрахунок обсягу робіт і витрати матеріалу:

1. За рекупераційних поле приймаємо ділянку розміром 15х6 м площею 90 м2.
2. Обсяг грунту котловану при глибині промерзання 0,8 м буде: Vкот = (0,8 + 0,4) х 60 = 72 м 3.
3. Обсяг траншеї шириною 40 см (10 м від будинку): Vтр = 1,2 х 0,4 х 10 = 4,8 м3.
4. Загальний обсяг земляних робіт: Vобщ = Vкот + Vтр = 72 + 4,8 = 77 м3.
5. Відрізків по 15 м: Nотр = a / 0,7 = 6 / 0,7 = 9 шт. , Де а - ширина поля.
6. Загальна довжина труб: L = Nотр х 15 + 10 = 9 х 15 + 10 = 145 пог. м.
7. Витрата колін, муфт, перехідників приймаємо 2 шт. х 15 м = 30 шт.

Порада. Чим глибше закласти теплообмінник, тим ефективніше буде його робота. Допускається закладення більше одного ярусу.

Найменування Од. вим. Кількість Ціна Разом, руб. Труба канализ 250 мм грунтова пог. м 150 250 37500 Коліна, муфти, перехідники шт. 30 50 15000 Земляні роботи: розробка грунту куб. м 77 300 23000 зворотна засипка куб. м 70 150 10500 Роботи з монтажу труб 3000 Разом матеріал 52500 Разом робота 36500 Разом робота і матеріал 89000 Вартість 1 кв. м 89000/60 1500

бункерний теплообмінник

Якщо в будинку є незайняті підвальні приміщення, їх можна також використовувати для пристрою бункера (повітряного або теплообмінного резервуара) для кам'яного теплообмінника. Його дія заснована на енергоємності каменю - він поступово набирає температуру навколишнього середовища і балансує потік повітря, що проходить. При відсутності вільного місця в підвалі, бункер можна влаштувати на ділянці поза домом.

Схема пристрою бункерного теплообмінника: 1 - вентилятор; 2 - труба Ø250 мм; 3 - захист; 4 - камінь Ø200-450 мм; 5 - стінки з цегли; 6 - кришка

На певному місці риється котлован розміром приблизно 2х3х3 м. Від місця виходу загального каналу системи вентиляції будинку до котловану майбутнього резервуара влаштовується траншея, в неї на глибину 140 см укладається 250 мм труба, по якій охолоджене повітря буде відводитися з бункера. За стіні, до якої підійшла траншея, до дна прокладається вертикальна штроба під трубу діаметром 250 мм. Потім дно викладається цеглою або бетонується. Дно повітряного резервуара повинно бути глибше рівня промерзання грунту мінімум на 1 метр.

Увага! Після пристрою дна бункера слід закласти відвідну трубу 250 мм.

Початок відвідної труби виступає від стіни на 1/3 відстані до протилежної стінки і обкладається захистом з цегли. На вхідний отвір встановлюється захисна решітка.

заповнюємо резервуар

Стіни краще викласти з цегли або відлити з бетону (без шлаку!), Т. К. Ці матеріали краще за інших проводять температуру. Шлакоблок не підійде через своїх теплоізоляційних властивостей. Стіни і дно повинні бути ретельно гідроізольовані (руберойд) зовні і оштукатурені зсередини щоб уникнути проникнення органіки або вологи. Висота стін - до рівня землі мінус 20 см. Вгорі будь-якої стіни влаштовується вступне отвір і встановлюються повітрозабірні труби. Для полегшення роботи вентиляторів рекомендуємо встановити 3 шт.

Після того, як затвердіє розчин, бункер необхідно заповнити великим каменем-галькою. Розмір від 200 до 450 мм в діаметрі. Камінь повинен бути чистим від органіки, промитим.

Резервуар накривається «кришкою» з суцільного дощатого настилу на дерев'яних балках, покривається гідроізоляційними матеріалами. Зверху укладається дерен. Потім відвідна труба приєднується до системи вентиляції будинку (до загального вентканалу) і проводиться зворотна засипка.

Розрахунок обсягу робіт і витрат матеріалів:

1. При розмірах повітряного резервуара 2х3 м та глибиною 3 м обсяг грунту (земляних робіт і каменю для заповнення) складе: V = 2х3х3 = 18 м3 + Vтр = 22,8 м3.
2. Обсяг цегляної кладки: Vклад = Sстен + Sдна х 0,125 = ((2х3) х 2 + (3х3) х 2 + 2х3) х 0,065 = 36 х 0,065 = 2,34 м3.
3. Загальна довжина труби (10 м від будинку): L = (10 + 3) + 10% = 15 м.
4. Кількість колін - 6 шт.

Найменування Од. вим. Кількість Ціна Разом, руб. Цегла червоний повнотіла куб. м 2,3 7000 16000 Труби 250 мм пог. м 15 250 3750 Коліна шт. 6 50 300 Камінь куб. м 18 1500 27000 Цемент / пісок / скарб. сітка - - - 2000 Кришка - - - 1000 Робота: виїмка грунту куб. м 22,8 300 7000 кладка резервуара куб. м 2,3 1000 2300 укладка труб пог. м 15 100 1500 пристрій кришки шт. 1 1000 1000 Разом матеріал 50000 Разом робота 12000 Разом матеріал і робота 62000 Вартість 1 кв. м 79550/60 1000

Вартість каменю для заповнення резервуара може змінюватися в залежності від регіону будівництва.

Як видно з розрахунків, остаточна вартість кондиціонування 1 м2 у обох варіантів різниться. Основний фактор вибору - рівень залягання ґрунтових вод. Якщо він високий, менше 3 м, то побудувати бункерний теплообмінник не вийде. Трубний підійде навіть з УГВ 1,5 метра.

установка вентиляторів

Наведена тут система передбачає синхронну роботу двох канальних вентиляторів - припливного і витяжного - встановлених в кожній повітряної розетки кімнати. Це дає можливість швидко доставити прохолодний свіже повітря в приміщення і видалити нагрітий. Для ефективного провітрювання достатньо потужності вентиляторів 100 Вт кожен. При виборі вентилятора зверніть увагу на рівень шуму при його роботі.

Орієнтовна вартість експлуатації

Якщо провітрювати кожну кімнату тричі протягом доби по 20 хвилин, то отримуємо 1 година роботи 8-ми вентиляторів по 0,1 кВт. Це менше 1 кВт / год на добу. В місяць - 30 кВт. При ціні 5 руб / кВт це складе 150 руб. / Місяць.

Термін експлуатації рекуператорів та вентиляційних каналів будинку обмежений терміном служби матеріалу. Для підземних елементів - від 50 років, для внутрішніх - необмежений.

Система не вимагає обслуговування (крім вентиляторів - раз в 5 років).

перспективи

Описана схема може стати основою більш складної системи кондиціонування. У неї можна поступово включати додаткові елементи - фільтри, тени підігріву і охолодження, більш потужні вентилятори, блоки автоматичного управління та інші. Підготовлена ​​під землею повітряна суміш має стабільну температуру не тільки влітку, а й взимку, тому може бути використана і для опалення.

Віталій Долбін, рмнт.ру

05.08.14