вопрос: свежий воздух в доме без потерь тепла/прохлады.
HVAC дома – отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха самодома.
Комфорт – прежде всего.
Вадим Шулман . инженер.
HVAC – это отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха помещения, по-американски – heating, ventilation, and air conditioning: healthy building conditions are regulated with respect to temperature and humidity.
HVAC самодома – это половое отопление (“теплый пол”), половое и стенное охлаждение (это “вместо” электрического кондиционера), а энергия для этого – вовсе не от теплоцентрали и электрической сети по непредсказуемым ценам (монополисты-“коммунальщики”, однако ), и даже не от газопровода-сети или газгольдера.
На принципиальной схеме отопления и кондиционирования дома показаны потери тепловой энергии (тепла или холода, в сравнении с температурой наружного воздуха – холод/жара) фиолетовыми стрелками (losses). Собственно, внешний приток тепла (это отопление) и внешний приток холода (это кондиционирование на охлаждение) компенсируют эти потери.
Экономичная вентиляция, отопление и кондиционирование дома, схема.
В обычном доме или квартире паразитное выделение тепла (например, кухонная плита, освещение, выделение тепла людьми и животными) – мало, в сравнении с потерями тепла/холода через пол и потолок, ограждающие помещение с боков конструкции (окна, стены, двери), поэтому можно смело утверждать, что отопление – это компенсация утечек тепла. Подробнее об отоплении >> (неожиданная для большинства потребителей информация об отоплении.
Вторым по величине местом тепловых потерь из жилого здания является вентиляция – вытяжная вентиляция и приточно-вытяжная вентиляция без теплообменника (heat exchanger) между вентканалами “чистый воздух – удаляемый из помещения воздух (air flues)”. На схеме вентиляции, отопления-кондиционирования энергосберегающая (“теплосберегающая”) приточно-вытяжная вентиляция с теплообменником обозначена “Air: fresh – indoor”. А иначе подогретый отопительными приборами воздух просто выбрасывается вместе с теплом на мороз. А свежий воздух с мороза нужно подогревать, тратя, в конечном итоге, деньги. Или наоборот – охлаждённый воздух из помещения просто выбрасывается в пекло снаружи дома. А свежий горячий забортный воздух, поступающий в помещение, нужно охлаждать.
Источники тепла и холода – источники тепловой энергии.
Как показано выше, тепловая энергия в доме нужна только лишь для компенсации утечек тепла или холода из жилого помещения. Добыча тепловой энергии посвящены разделы Отопление самодома и более общий взгляд – Принципы функционирования самодома.
В этой статье на схеме показаны источники тепловой энергии – схематически: 1 – тепловая энергия воздуха, проходящего над домом; 2 – ветротурбина (источник мощности для механического теплового насоса, дающего “тепло” и “холод”); 3 – солнечные тепловые коллекторы; 4 – печь (“котёл”), пиковый источник тепла; 5 – тепловая энергия грунта (точнее, грунтовой воды) – inter-seasonal thermal store.
Тепловая энергия от источников 1-5 (тепло и холод!), плюс теплообменник вентиляции, поступают в аккумуляторы тепловой энергии (тепла и холода!), в том числе и через тепловой насос (thermal energy accumulators and converters.
HVAC для домов с печным отоплением.
Печное отопление на газе (по-СНГ-русски – “котёл”), топочном мазуте (heating oil), угле, дровах, пеллетах (pellet) – с точки зрения HVAC – это одно и то же: воздух с кислородом забирается из помещения и выбрасывается в трубу. . печь на топливе является своего рода вытяжным вентилятором.
То есть, тёплый воздух помещения выбрасывается через печку в трубу, да еще дополнительно разогретый окислением-горением топлива. Вдвойне обидно: теплотворная способность топлива (“теплоёмкость”) вылетает в трубу, потому что в классических печах температура на выходе из печной трубы должна быть выше 100 градусов Цельсия, а иначе в печной-каминной трубе осаждается конденсат (пар) и прочая сажа. Это относится не только к угольному или дровяному отоплению, но и к газовому и нефтяному отоплению.
Впрочем, увеличивая скорость потока печных газов или прогоняя через печь избыточный воздух (это тоже перерасход топлива на нагрев избыточного воздуха!) температуру в трубе (каминном канале) можно уменьшить, отняв-вернув тепло для отопления. См. Один из вариантов дымососа с вентилятором вне печной трубы.
Сколько энергии содержится в топливе.
Heat of combustion.
Тепла в углеводородном топливе содержится больше в водороде, чем в углероде – окисление водорода энергетически выгоднее: т.е. чем больше водорода и меньше углерода, балластных веществ и даже мешающих процессу горения – например, вода H2O, “зольные вещества”, песок и пр.
Удельная теплота сгорания топлива, МДж/кг (КВт.час/кг) Водород 120,9 Метан 50,1 Пропан 47,5 Нефть, бензин, керосин, дизтопливо 41-44 Мазут 39 Бытовой газ 31,8 Этиловый спирт 30,0 Каменный уголь, угольные брикеты 22-29 Бурый уголь 14-15 Дрова 10-12 Торф 8-15 (1.
Сколько калорий и джоулей в киловатт-часе, Сколько киловатт-часов в калориях и джоулях.
1 киловатт-час равен 3600000 джоулям (3,6 мегаджоулям) 1 мегаджоуль равен 0,278 киловатт-час 1 кВт·ч равен 860 KCal 1 British thermal unit (BTU) = 1,055 KJoules 1 килокалория равна 4187 килоджоуля, 1,1163 ватт-часа.
Печное отопление в системе вентиляции и кондиционирования дома.
Но если рассматривать отопительную печь как вентилятор, гонящий тёплый воздух из помещения наружу, то. печь – это тоже элемент HVAC.
В самодоме печь является аварийным-экстремальным-пиковым источником тепла, тем не менее ее также необходимо включить в систему теплообменников и выбрасывать на улицу воздух только чуть теплее наружного воздуха или грунта (что теплее – от того и отбирать тепло для теплового насоса.
Если бы не сажа, “смола”, вода (вместе – это дым), то не было бы никаких проблем. При отборе тепла от печного газа до температуры 0 градусов Цельсия на теплообменнике осаждается вода и недогоревшие углеводороды (“смола”); в смесь воды и этой недогоревшей органики влипает сажа и пр. – дымоход и теплообменник засоряется.
То есть, нужно обеспечить полное сгорание топлива, и обеспечить очистку печных газов перед отбором тепла. В древности применялись дымогарные трубы – в самоварах и паровозах. Проблему нужно решать, жалко выбрасывать на улицу поток воздуха температурой в 120 градусов.
Похожее на дымогарную трубу устройство применяется и в авиации – это форсажная камера авиадвигателя. Там, правда, наоборот – обычно впрыскивают топливо в недогоревший в “печи”-турбине кислород воздуха. Форсажная камера потребляет немыслимое количество топлива – но зато какая тяга.
P.S. central heating и central air conditioner ( центральное отопление и центральное кондиционирование ) означает вовсе не то, о чём подумали жители Европы и стран СНГ – о трубах из центральной котельной-на-пол-города и трубах из огромного хладокомбината. Например, в Америке под ” central heating/cooling ” понимают, что все помещения в здании отапливаются/охлаждаются из одного места.
