Теплопроизводительность системы отопления

Теплопроизводительность (мощность) системы отопления подбирается, в зависимости от значения теплопотерь здания, исходя из следующих расчётов:

N_k=(1,15…1,2)*Q_t,

где

N_k – теплопроизводительность системы отопления (кВт),

Q_t – теплопотери здания (кВт).

Коэффициент запаса (15-20%) даётся, чтобы перекрыть незапланированные теплопотери При отсутствии этих данных, теплопроизводительность системы отопления можно вычислить приближённо. Для районов России с умеренным климатом, 1 кВт мощности системы отопления расходуется на отопление 10 кв. м здания (при высоте потолков 2,7 м). К этому значению необходимо прибавить указанные 15-20% запаса.

Т.о., теплопроизводительность системы отопления составит

N_k = 30,89 кВт.

А теперь, воспользовавшись калькулятором просчитаем несколько вариантов теплопотерь, в зависимости от изменения коэффициентов.

Будем изменять величину одного из коэффициентов, оставляя остальные такими же, как в первом варианте (плохое остекление, тонкие стены и т. д.).

Для наглядности, полученные результаты сведём в небольшую таблицу.

К1	К2	Qt, кВт
1,27	1,27	25,74
1,0	20,27
0,85	17,23
1,0	1,27	20,27
1,0	15,96
0,85	13,57
0,85	1,27	17,23
1,0	13,57
0,85	11,53

Мы варьировали только двумя коэффициентами К1 и К2 (тип стеклопакета и качество стен) и получили ошеломляющие результаты.

Лишь слегка пораскинув мозгами над конструкцией и материалом для стен, и решившись поставить хорошие окна, можно более чем в ДВА раза сократить теплопотери Вашего жилья, Ваши постоянные, многолетние затраты на обогрев или охлаждение, и ещё очень многие Ваши затраты.

Системы солнечного обогрева (вспомогательные)

В использовании Солнца в качестве источника теплоты нет ничего нового. Еще 2400 лет тому назад Сократ писал: «Сейчас в домах с видом на юг солнечные лучи проникают в галереи зимой, а летом путь солнца лежит над нашими головами и выше крыш так, что имеется тень. Если тогда это наилучшее устройство, то мы должны будем строить южный фасад дома более высоким, чтобы в дом поступали лучи зимнего солнца и северный фасад более низким, чтобы защитить дом от зимних ветров».

В то время как Греческий дом, описанный Сократом, терял тепло так же быстро, как и собирал из-за конвективных и радиационных потерь, римляне обнаружили что если портик (галерею) и окна южной ориентации остеклить, то солнечная энергия будет уловлена и можно будет сохранить полученное тепло на ночной период времени. Этот простой феномен получил название «тепличный эффект». Сегодня дом, в котором используется эффект теплицы для отопления, мы называем «пассивным солнечным домом».

Существует общее эмпирическое правило, согласно которому грамотно спроектированный пассивный солнечный дом в сравнении с традиционно спроектированным домом той же площади поможет снизить затраты на отопление на 75% при удорожании строительства всего лишь на 5...10%

Наиболее популярные методы обогрева солнечной энергией, применяемые в пассивных солнечных домах:

· система прямого обогрева солнечным теплом остекленных соляриев (теплиц);

· система косвенного обогрева с использованием массивной стены Тромба

Каждый из этих методов повлияет на проект потому, что все они имеют специфические требования.

При создании проекта пассивного солнечного дома в несколько этажей следует принять во внимание то обстоятельство, что будет происходить некоторое расслоение теплоты между теплыми верхними этажами и более прохладными нижними.

Пассивные солнечные дома часто имеют открытые планы (перетекающие пространства) для облегчения термосифонного эффекта в перемещении солнечного тепла от южного фасада через весь дом. Для распределения теплого воздуха в зданиях с закрытыми планами иногда используются небольшие вентиляторы.

Основное правило гласит, что преграды должны отсутствовать в пределах 60° от географического юга от южных углов дома по возможности и минимально в пределах 45° (см. рисунок ниже).

· не должно быть никаких преград вообще в пределах 3 м с южной стороны;

· невысокие ограждения должны находиться на расстоянии более 3 м;

· одноэтажные здания могут находиться на расстоянии более 5,5 м;

· двухэтажные здания могут находиться на расстоянии более 12 м.

· чтобы добиться освещения южного фасада прямым солнечным светом с 9 до 15 часов в зимние месяцы

Углы солнечного затенения

Вопреки постоянному, но ошибочному мнению, присутствия лиственных деревьев с южной стороны дома следует по возможности избегать.

Лиственные деревья, растущие с восточной и западной сторон, могут быть выгодны. Они позволят получить некоторое дополнительное солнечное тепло с восточной и западной сторон поздней весной (потому, что они все же не создают полного затенения), когда теплопоступление все еще необходимо в существенных количествах, а одного южного солнечного обогрева еще не достаточно. Аналогично, до опадания листьев осенью, они помогут затенить восточные и западные окна в то время, когда солнечное тепло поступает еще в достаточном количестве

Различные варианты: Остекленная стена, стена Тромба, двухсветная теплица

Большая ориентированная на юг остекленная стена и эффективная вентиляция (а); стена Тромба (б); двухсветная теплица (в). Черные и пятнистые участки на рисунке - термическая масса.

Вариант1 стена Тромба

Одним из типом пассивного солнечного дома является дом с косвенным обогревом, в котором энергия улавливается и запасается в одной зоне дома и используется естественное перемещение теплоты для нагревания остальных зон дома. Один из наиболее изобретательных проектов косвенного обогрева использует теплоаккумулирующую стену или стену Тромба, расположенную на расстоянии 75...100 мм от остекления южной ориентации. Названная по имени ее французского изобретателя Феликса Тромба стена возводится из материалов высокой плотности: камень, кирпич, кирпич-сырец (adobe), наполненные водой контейнеры и окрашена в темные тона (черный, темно-красный, коричневый, фиолетовый или зеленый) для более эффективного поглощения солнечной радиации.

Некоторые проектировщики используют материалы с селективной поверхностью (хромированную медную или алюминиевую фольгу), позволяющие увеличить поглощательную способность стены до 90% по сравнению с 60% для окрашенной поверхности. Эти материалы помогают стене Тромба поглощать радиационную теплоту и в значительной степени снижать количество теплоты, теряющейся посредством излучения в окружающую среду в ночное время.

И эстетически и термически стены Тромба работают лучше всего тогда, когда они объединены с окнами южной ориентации. Например, они весьма эффективны при устройстве окон между стенами Тромба, или тогда, когда окна расположены над стенами Тромба.

Стена Тромба - это ориентированная на юг, темная стена большой термической массы с остеклением (некое подобие пристроенной необслуживаемой узкой теплицы). Она обычно выполнена в виде тяжелой каменной кладки, но иногда при ее строительстве используются вода или фазопереходные соли. Солнечное тепло, поглощенное непосредственно стеной, может выпускаться в комнату в течение относительно длительного времени.

Системы косвенного обогрева, такие как стены Тромба и «водяные» стены являются эффективным средством прибавления более 8% солнечного теплопоступления и прежде всего предназначены для поступления тепла в дом в ночное время.

Внешняя поверхность должна быть массивной с коэффициентом поглощения более 0,92. Достигается это применением селективных покрытий. Использование селективных покрытий позволяет увеличить эффективность стены до 30% (более 60% в более северном климате).

Селективное покрытие - медная фольга (для лучшей теплопроводности) с клеевым слоем сзади, покрытая хромом (для низкого теплового излучения) и затем покрытая окисью меди (которая имеет черный цвет и обеспечивает высокую поглощающую способность в видимой части солнечного спектра). Селективное покрытие должно наклеиваться очень тщательно для достижения 100% адгезии с массивной стеной. MTI Solar Inc. дает некоторые хорошие советы для выполнения этого. При использовании селективного покрытия, как правило, достаточно однослойного остекления стены Тромба. Без селективного покрытия необходимо двойное остекление.

Расстояние между массивной стеной и остеклением должно быть в пределах 2,5...7,5 см. Большее расстояние может привести к конвекции в этом пространстве и ухудшить аккумуляцию тепла.

Стены Тромба не должны вентилироваться, т.е. не должно быть никаких открытий между застекленным пространством и интерьером.

Избегайте использовать древесину на внешней стороне стены Тромба, т.к. при высоких температурах древесина быстро деградирует.

Материалы высокой плотности предпочтительны для теплоаккумулирующей части этой системы. Вообще, не желательно увеличивать толщину стены более 0,3 м. Рекомендуемая толщина стены несколько зависит от плотности применяемых материалов.

Дата добавления: 2015-07-11