Отопление водяное, или воздушное? А может лучше кондиционирование? Делюсь опытом

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Ну что, рассмотрим, как спроектировать ВКС для рассматриваемого дома.
Как упоминалось ранее, мы проектируем дом с деревянным каркасом перекрытия. Поскольку мы хотим максимально спрятать воздуховоды, в частности, в перекрытие, то самым правильным решением будет использование двутавровых деревянных балок высотой 300+ мм. Очень важным для нас преимуществом этих балок является возможность прорезки в них отверстий достаточно большого диаметра без потери прочности.

Разложим балки. Я намеренно не указал распорные элементы, чтобы не загружать чертёж.

В процессе проектирования инженерных систем может возникнуть потребность скорректировать раскладку балок. По этой причине разработку конструктива дома и разработку проекта инженерных систем нужно делать одновременно. (Но можно так не делать, если вас не интересует результат.) Не имея опыта, разложить балки слёту оптимально – это их области фантастики, или для очень простого дома. Поэтому для начала можно попытаться их разложить концептуально, а потом, в ходе проектирования воздушки, уже разложить их «правильно».

 

Может показаться странным, но чаще всего проектирование воздушки нужно начать с проектирования внутренней канализации. Уж очень часто эти системы любят конфликтовать между собой.

Давайте разложим две канализации – чёрную и серую. Чёрная канализация (большое количество загрязнителей) – это унитазы, кухонная мойка, посудомойка. Серая канализация – всё остальное. Такое разделение позволит существенно сэкономить на септике. При центральной канализации такое разделение не нужно.

Канализацию 1 этажа разведём под нулевым перекрытием, а второго этажа частично внутри межэтажного перекрытия и частично под ним. Вот что получилось.

В процессе проектирования воздушки с большой вероятностью потребуется корректировка канализации, поэтому первоначально целесообразно не проектировать её «начисто». Достаточно прорисовать «стрёмные» места. Такой подход сократит время общего проектирования. В частности, если вы обратили внимание, я не стал на этом этапе прорисовывать подвод канализации к кухонной раковине, посудомойке и стиральной машине (на втором этаже в кладовке над санузлом).

 

Наконец дошли до воздушки.

Её проектирование нужно начать с расчёта теплопотерь каждого помещения. Для этого нужно посчитать площади ограждающих конструкций каждого помещения, разделить их на сопротивление теплопередачи и умножить на разницу температур внутри дома и снаружи. После чего просуммировать. Получим следующий результат (Вт).

Всего – 6809,7 Вт

А вот теперь самое интересное. Сколько воздуху здесь надо? А это зависит от того, что у нас есть из энергоносителей. Предположим, что магистрального газа у нас нет, и не светит. Электричества 15 кВт. И есть дрова.

Самые большие затраты по теплу у нас на вентиляцию. Следовательно в первую очередь нужно понизить затраты на неё. И в этом нам поможет рекуператор. Какие бы сказки ни рассказывали продавцы рекуператоров средняя температура удаляемого воздуха на выходе рекуператора выше нуля. Если интересно, то можно поиграться с калькулятором расчёта параметров разных кассет рекуператора немецкого производителя ZERNEngineeringhttps://blaubergselector.com/heat_exchanger/crossflow. Поэтому сэкономить нам получится не более 350*0,339*22 = 2,6 кВт. Ну, тоже не плохо. Значит, нам нужно обеспечить нагревательную мощность 15 кВт (это при -38°С). Самое простое решение получить тех. условия на дополнительную электрическую мощность. А если нам укажут на «фигвам»? А потребность есть ещё и в ГВС?

Тогда можно поступить так. Ставим (вешаем) электрический отопительный котёл на 15 кВт с соединением нагревательных тэнов по звезде (с нагруженным нулём). Подсоединяем к нему водяной калорифер воздухонагревателя и бойлер косвенного нагрева. Для этого понадобятся либо два циркуляционных насоса, либо циркуляционный насос и трёхходовой клапан. Подаём на котёл только две фазы, а третью фазу распределяем по дому. 5 кВт на остальное скорее всего хватит, включая некоторые затраты на технологические нужды, как то вентилятор в воздухонагревателе, рекуператор, скважинный насос, циркуляционный насос, септик и прочее. Правда остаётся вопрос с варочной плитой. Но, в крайнем случае, её можно запитать от газового баллона.

Но где взять недостающие 5 кВт. А камин-то у нас на что? 9-12кВт от него получить можно. А воздушка растянет это тепло по дому.

А если на дом есть всего 10 кВт? (Три фазы по 16 ампер.) Тогда нужен отопительный котёл на солярке или сжиженном газе. С одной стороны, топиться на солярке дорого, а с другой, газгольдер тоже вещь не дешёвая. Но примерно на 30% дешевле в эксплуатации. Дилемма.

А ведь ещё есть пеллетные котлы. Они на 40% дешевле по топливу, чем сжиженный газ, но периодически пеллеты подкладывать надо и котёл чистить от золы.

 

Ладно, альтернативы на лютые морозы у нас есть, а что на остальную бóльшую часть отопительного сезона. Давайте посмотрим на тепловые насосы воздух-воздух.

Если брать низкотемпературный тепловой насос ZubadanPUHZ-SHW112YHA (MitsubishiElectric), то его хватит по отоплению примерно до температуры -21°С. Всё бы ничего, но стоит он дорого.

Кстати, при -21°С потребность дома в тепле почти 10кВт. Т. е. электрического котла на 10кВт тоже хватит только до этой температуры.

Но ведь свет клином не сошёлся на Zubadan’e. Есть тепловые насосы с более слабыми тепловыми характеристиками, но и существенно более дешёвые. Так что всё будет определяться тем, до какой температуры хватит мощи ТН и сколько нужно будет заплатить за отопление на более дорогих энергоносителях, когда мощность ТН закончится. Расчёты эти совсем не тривиальные и поэтому примем как данность, что будем использовать Zubadan до -21°С и дизельный котёл при более низких температурах. ГВС – электрический накопительный бойлер.

Для того чтобы сдуть с внутреннего блока Zubadan’a 11,2 кВт необходимо прокачивать через систему 2000 м3/ч. 1 м3 воздуха при отоплении сдувает с ТН примерно 6 Вт тепла.

Кстати, обычный водяной теплообменник 700х400-3 (трёхрядный) при таком расходе воздуха будет иметь мощность более 20 кВт, т. е. заведомо перекрывает потребности дома в тепле.

А теперь нужно пропорционально теплопотерям помещений разбросать 2000 м3 воздуха. Причём, если на 1 этаж дадим на 10% больше, чем требуется по расчёту, то на 2 этаже при отоплении будет на 1,5-2 градуса холоднее, чем на первом. Поскольку там спальни, то это хорошо. Если дать больше на 5%, то температура по этажам будет одинаковая. Если разбросать строго по теплопотерям, то на 1 этаже будет чуть холоднее, чем на втором. Примерно на 1 градус.

Остановимся на варианте 5%. Итак, получаем,

 

Поскольку у нас есть возможность, то подающие решётки мы расположим в районе внешних стен, а возвратные ближе к центру дома.
В результате такой разводки воздуховодов потолок в доме понизится только в зонах санузлов и коридора.

 

Теперь можно приступить к обратке. Но нужно помнить, что у нас ещё должен быть рекуператор и система воздуховодов, связанная с ним. Одно из возможных мест размещения это потолок санузла 2 этажа. Вначале я попытался разместить его там, но потом понял, что мне не хватает места для воздуховодов, дымохода котла, фановых стояков естественной вентиляции котельной и вытяжки от зонта кухонной плиты в запланированном коробе между санузлами 2 этажа. Пришлось его перетащить в котельную. Кстати, пока не забыл. На приточном воздуховоде рекуператора на улице ставится обычно решётка с сеточкой для совсем грубой фильтрации воздуха. Она за 2 месяца забивается мухами и пухом так, что создаётся впечатление, что её заштукатурили. Поэтому заборная решётка должна находиться в зоне относительно простой доступности.

На 1 этаже обратный воздуховод проходит под лестницей.

Несколько слов о цветовых обозначениях воздуховодов.

Красный/синий/желтый – жесткие подающие/возвратные/вытяжные воздуховоды.
Синий у рекуператора – подача свежего воздуха.
Розовый/голубой – гибкие подающие/возвратные воздуховоды с шумоподавлением (SONO).
Голубой у рекуператора – выброс «грязного» воздуха.
Серый – трубы внутренней канализации и дымоход

 

С непривычки такое переплетение воздуховодов выглядит пугающе. Но ведь они почти все располагаются в перекрытии. Потолки в комнатах не понизились. Понижения есть только в санузлах, кладовках и маленьких коридорах. Именно этого мы и добивались. Если бы перекрытие было бетонным, то пришлось бы планировать многоуровневые потолки и проектировать систему воздуховодов под соответствующие реалии. Проект для такого дома заметно бы отличался от проекта, рассмотренного в статье.

Жесткие воздуховоды чаще всего изготавливаются из оцинкованной стали. Но их можно делать из плит Pirro VentiDuct, и из плит Climaver. Последний вариант самый лучший, но и самый дорогой.

Оцинкованные воздуховоды – самый простой вариант, но с учётом оклейки они получаются немного дороже воздуховодов PIR. Но для изготовления воздуховодов PIR требуется специальный инструмент и аккуратность. Поэтому для рукастого мастера, делающего систему для себя, это наиболее предпочтительный вариант. Раскроечный инструмент можно сделать самому. Росли бы руки из нужного места.

Монтаж воздуховодов какой-то глобальной проблемы не представляет. Единственно, что все воздуховоды, особенно подающие, необходимо оклеить самоклеющимся утеплителем типа «Энергофлекс» или «Пенофол» толщиной не менее 3 мм (желательно 5мм). А воздуховоды от рекуператора – толщиной 10 мм.

Процесс монтажа и пуско-наладки системы подробно описан в статье «Воздушное отопление своими руками …» [7].

Что касается цены, то смета в текущих московских ценах при использовании более простого ТН серии STANDART INVERTER, получилась на 8% больше, чем дал калькулятор [8]. (Зубадан стоит на 230 т. р. дороже.)

Это связано с тем, что система проектировалась в предположении использования ТН как основного источника тепла. Если бы источником тепла выступал какой-либо водяной отопительный котёл, то расход воздуха был бы 1400 м3/ч вместо 2000 м3/ч, что привело бы к уменьшению сечений воздуховодов, соответственно понизилась бы стоимость воздуховодов, количество утеплителя и стоимость монтажных работ. И, кроме того, использовались бы внешний и внутренний блоки кондиционера меньшей мощности (на 7 кВт). А это ещё примерно минус 100 т. р. Т. е. по совокупности стоимость системы уменьшилась бы примерно на 150-170 т. р. А это уже ниже, чем дал калькулятор.

Отсюда получаем вывод. Если есть возможность подключения к магистральному газу за 400 т. р. по совокупности, то экономически целесообразно подключиться к магистральному газу по сравнению с установкой ТН Зубадан. Остальные альтернативы нужно также аккуратно просчитать и после этого принимать решение, по какому пути идти.

Конечно, если человек никогда не сталкивался с подобными задачами, то самостоятельно просчитать альтернативы - задача неподъёмная. Поэтому целесообразно обратиться к специалистам. Но вы теперь хотя бы понимаете, в каком направлении копать.

 

К сожалению не удалось загрузить на форум 3д-модель дома в автокаде или скейтчапе. Если кому-то будет интересно покрутить модельку, пишите в личку.

 

Все это красиво, конечно же.

Но вопрос. Заложив воздуховоды в перекрытие Вы, тем самым, ухудшили теплоизоляцию этого перекрытия в данном месте. Как с этим быть ? А перекрытие у Вас прилично занято воздуховодами ..

 

@vasisuil, Но ведь это межэтажное перекрытие. Теплопотерь в нём нет. А шум всё равно передаётся по балкам, а не по пустотам.

 

Не беру сейчас шум и защиту от него, это так же как Вы взяли тему про вентиляцию и т. д. так и про шум можно делать что-то подобное.

Надо было сразу уточнять мне.
Я имел ввиду частности. Хотя и в Вашем варианте есть недостатки.
В соседней теме автор ее для сокращения теплопотерь предлагает замуровать все окна и закрыть утеплителем
В Вашем случае, прокладывая воздуховоды между балками уменьшаем толщину утеплителя. Получается что теплый воздух в воздуховоде из-за плохой теплоизоляции будет греть потолок нижнего этажа и не додавать тепло тому помещению в которое должен переместиться воздух.
Это имел ввиду.

А если этажом ниже будет баня. То без дополнительной теплоизоляции снизу не обойтись. И т. д. и т. п.

Всегда считал и считаю. Если изначально предполагается накрутка здания/дома инженерными системами то должно предусматриваться и пространство под эти системы. Но все это не должно делаться не в ущерб всему остальному.

Поэтому и возник вопрос. пусть и перекрытия внутри домовые но утепление должно быть таким как оно предусматривается для внутри домовых перекрытий.

Мне так кажется.

А с такими домами сталкивался. В одном жилом доме между первым и вторым этажом было техническое пространство специально для инженерки. Что и было сделано. А пространство приличное.

Пы. Сы. Второй раз написал ответ и второй раз забыл написать.

Тему взяли интересную.
Главное чтобы ее не заср...ли философией и теорией.
Не нужны никакие "экологии и т. д.". Это как бы ты не хотел но оно должно подразумеваться "по умолчанию".
Больше примеров, больше вариантов исполнения. По Вашему профилю понял что такое у Вас должно быть

Спасибо ...

 

Я данной темой занимаюсь уже 15 лет и ни разу не сталкивался с озвученной проблемой. А если бы перекрытие было бетонным и воздуховоды располагались бы под ним, то то же бы перегревался нижний этаж? Пока такого не наблюдал.

 

Поскольку здесь я уже довольно давно, то одёжка у меня крепкая, хрен прокусишь.

 

В 2010 году на выставке "Красивые дома" первую премию по энергосбережению взял дом, в котором окна по датчику освещённости на ночь автоматически закрывались тёплыми ставнями.

 

А я не зря этот вопрос задал, т. к. наоборот сталкивался с таким вариантом когда использовали канальные кондиционеры.
Само собой это не столь явно выражено и не столь сильно проявляется (а иногда вообще не проявляется внешне)
Понял Вас.

Но это же не то же самое что "заложить окна намертво и стену утеплить ..," !

Пы. Сы. пост 27. На правом фото круглый воздуховод так и проситься подняться к потолку и пройти вдоль прямоугольного воздуховода. Но никак не так как на фото. Сильно опускается из-за него потолок...