Пассивный дом: воздушное отопление и использование энергии грунта

Годовой удельный расход тепловой энергии на отопление в пассивном доме хотя и очень незначителен, но не равен нулю. Представленное в 1-й главе предельное значение 15 кВтч/(м2год) означает, что потребление тепла на отопление в таунхаусе с жилой площадью (см. прил.1) 120 м2 соответствует ежегодному значению примерно 1800 кВт-ч. Результаты моделирования и практический опыт с построенными пассив-ными домами показали, что отопительная нагрузка в самые холодные дни находится в диапазоне 10 Вт на 1 м2 жилой площади. Это означает, что для комнаты площадью 20 м2 необходима отопительная нагрузка величиной 200 Вт - это мощность двух обычных ламп накаливания.

Разумеется, что при этих известных условиях с имеющимися крайне низкими потребностями и нагрузками обычная система отопления была бы избыточной и слишком дорогой. Стандарт пассивного дома становится интересным благодаря тому, что можно сэкономить капитальные затраты, необходимые для создания системы отопления, использующей трубопроводы. Разумеется, в пассивных зданиях также можно использовать дополнительно традиционные системы отопления.

При максимальной нагрузке в 10 Вт/м2 для дома с жилой площадью 120 м2 необходимая мощность составит 1200 Вт. Согласно гл. 7 в пассивном доме необходимо применять приточно-вытяжную вентиляционную установку с рекуперацией тепла. Если исходить из объема приточного воздуха 120 м3/ч в нормальном режиме, то с помощью этого объема приточного воздуха при повышении его температуры на 30 ˚С можно подвести необходимые 1200 Вт. Таким образом, обеспечение низкой потребности в тепле возможно с использованием системы приточной вентиляции и потребляемого приточного воздуха.

Нагревание приточного воздуха происходит с помощью калорифера, который догревает приточный воздух до необходимых параметров и расположен непосредственно за теплообменником. После калорифера вентиляционный канал с приточным воздухом может проходить в обычном случае только внутри теплых помещений. Необходимо предотвращать непосредственный перенос тепла из канала с приточным воздухом в канал с вытяжным воздухом. Часть тепла передается в помещения уже через систему каналов с приточным воздухом, а это вполне желательный процесс.

Тепло для подогрева приточного воздуха может быть заимствовано, к примеру, из предусмотренной проектом системы нагрева горячей воды. Требуемая тепловая на-грузка для системы вентиляции в любом случае намного меньше, чем максимальная нагрузка для получения горячей воды.

Тепло для нагрева горячей воды можно вырабатывать из различных источников:

• небольшие газовые конденсационные котлы, с обычной системой отвода отработанных газов; в будущем возможно использование каналов вытяжного воздуха системы вентиляции непосредственно для отвода этих отработанных газов;

• небольшая низкотемпературная установка для производства тепла, работающая на Жидком топливе и не потребляющая для горения внутренний воздух из помещений;

• печи, работающие на гранулах из прессованных древесных опилок, с автоматической загрузкой, регулируемой в зависимости от температуры внутри помещений здания.

Особенно хорошей возможностью является получение тепла с помощью маленького, высокоэффективного теплового насоса с величиной годового коэффициента преобразования больше 3. В качестве источника тепла для теплового насоса может служить удаляемый воздух на выходе после теплообменника. Если, как рекомендовано, применять грунтовый теплообменник для предварительного нагрева наружного свежего воздуха, то температура удаляемого воздуха даже в самые холодные дни составляет не менее 6... 10 ˚С. Кроме того, удаляемый воздух содержит латентное (скрытое) тепло с учетом водяного пара, который содержится в удаляемом воздухе. При охлаждении удаляемого воздуха до температуры 2 °С (в этом случае обледенение отсутствует с некоторым безопасным интервалом температуры) возможно извлечь из этого источника тепловую мощность величиной 500...800 Вт. Благодаря этому для пассивного дома становится возможна очень простая интегрированная система для вентиляции жилья с одновременным обеспечением низкой потребности в тепле: маленький компактный тепловой насос (электрическая мощность 300...500 Вт) извлекает тепло из удаляемого воздуха, которое затем подводится к приточному воздуху. Тепловой насос встраивается в вентиляционную установку, его испаритель находится в вентканале удаляемого воздуха, а его конденсатор в вентканале приточного воздуха за пластинчатым теплообменником - это не требует дополнительных источников тепла и нагревательных приборов.

Рис. 21. Благодаря компактному агрегату (пластинчатый теплообменник с тепловым насосом) значительно упрощается домашняя техника в пассивном доме. Такой прибор выполняет функции домашней техники (отопление, горячая вода и вентиляция)

(на данном рисунке представлена иная схема, чем описана в тексте. - Прим. перев.)

С использованием вышеописанного компактного прибора в пассивном доме достигается потребление электрической энергии на отопление в размере менее чем 600 кВтч/год. Это значение незначительно больше, чем потребление электрической энергии на вспомогательные нужды обычной традиционной системы отопления (насо-сы, система регулирования и вентиляторы).

Независимо от того, каким способом вырабатывается крайне низкое количество тепловой энергии в пассивном доме, необходимо обратить внимание на следующие основные положения для системы отопления.

• Система отопления в пассивном доме должна быть простой и недорогой.

• Генераторы тепла должны быть рассчитаны в первую очередь на получение горячей воды. Малая потребность в тепловой энергии на отопление может быть обеспечена «как бы между делом».

• Трубы отопления и вентиляционные каналы должны находиться только внутри теплоизоляционной оболочки здания. Если небольшой участок находится снаружи теплой зоны, то его необходимо хорошо теплоизолировать (толщина утеплителя порядка 100 мм).

• Если внутри дома надо установить генератор тепла, работающий на жидком топливе, то для него необходим отдельный подвод воздуха. Важно, чтобы система подачи воздуха для горения топлива и система удаления отработанных газов были герметично отделены от воздуха в помещениях, а также были герметично закрыты в выключенном состоянии. Иначе существует опасность поступления вредных веществ в квартиру, помехи в работе вентиляционной установки и дополнительные, неконтро-лируемые, инфильтрационные потери.

• Возможны различные решения для регулирования маломощной системы отопления. Например, традиционное распределительное устройство для выработки тепловой энергии, которое в зависимости от температуры наружной среды, в сочетании с комнатным термостатом, очень хорошо функционирует в построенном пассивном доме в г. Дармштадте. Существенным является то, что система в неотапливаемое время полностью отключается. Альтернативой является регулирование центральной установки через головной температурный датчик, находящийся в центре дома (промежуточная зона, см. гл. 7).

Отопительная нагрузка в пассивном доме очень незначительна. Она, тем не менее, всегда достаточна, чтобы содержать здание в комфортных, теплых условиях. Если температура в квартире все-таки понизилась (например, после полностью отключенного отопления во время зимнего отпуска), то потребуется очень долгий промежуток времени для повторного нагрева. Поэтому не рекомендуется полностью отключать систему отопления для пассивного дома. При крайне низком теплопотреблении это и не обязательно.

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 237; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!