Современное энергоэффективное строительство невозможно без использования высокоэффективных вентиляционных систем, которые позволяют сократить теплопотери через вентиляцию и одновременно обеспечить высочайшее качество воздуха.
Предлагаю вместе рассмотреть одну из таких систем на примере пассивного дома, построенного в Подмосковье.
Этот дом расположен на севере Московской области (Ашукино). В нём применены самые передовые инженерные решения по снижению расходов на обеспечение дома тепловой энергией. Дом не имеет подключения к газовым коммуникациям. В перспективе планируется переход на автономное существование, без присоединения к внешним сетям.
Это частный двухэтажный дом, общей площадью 160 м2, с подвальным помещением 40 м2. Форма дома спроектирована по внешним размерам, близким к кубу для снижения теплопотерь здания через ограждающие конструкции.
Теплозащита стеновых, кровельных и оконных конструкций соответствует требованиям, которые предъявляются к пассивым домам. Обратите внимание на общую толщину внешних стен (термическое сопротивление стен равно 10 м2·К/Вт). Несущие стены выполнены из газобетона, а затем утеплены теплоизоляцией толщиной 250 мм. В качестве внешней защиты стен используются фиброцементные панели, со сроком службы более 50 лет. Окна и стеклянные двери имеют утепленный профиль и двукамерный стеклопакет, заполненный аргоном. Окна имеют два напыления: энергосберегающее и мультифункциональное (для защиты от перегрева летом и утепления зимой). Коэффициент термического сопротивления стеклопакетов составил 1,67 м2·К/Вт, а профиля – 1,05 м2·К/Вт.
Инженерные системы дома ещё интереснее. Здесь используется геотермальный тепловой насос BUDERUS Logatherm WPS 11, Тепловой аккумулятор JASPI GTV Teknik RD с функцией проточного приготовления горячей воды и подключения солнечных коллекторов, Солнечные коллекторы российского производства «ЯSolar», которые выполняют функцию нагрева горячего водоснабжения и поддержку отопления, а также, прогрева грунта через геотермальные скважины (система хранения солнечной энергии в грунте).
Также в доме установлен теплоаккумулирующий камин Tulikivi KTU1010/92.
Одной из самых важных инженерных систем, без которой невозможно построить энергоэффективный ЖИЛОЙ дом, является система приточно-вытяжной вентиляции в рекуперацией тепла и влаги. Потери тепловой энергии через вентиляцию составляют не менее 1/3 от всех теплопотерь здания. Если здание нежилое, то в принципе можно обойтись и без вентиляции, тем самым сократив потери, но если дом предполагается для проживания людей, то без приточно-вытяжной системы не обойтись. Здесь используется высокоэффективный энтальпийный рекуператор Turkov Zenit HECO 550 с производительностью 550 м3/час и канальный водяной теплообменник ZWS-W. Общий КПД установки составляет не менее 85%.
Подача свежего и выброс грязного воздуха организованы через воздуховоды выведенные на улицу из подвального помещения. Они разнесены в разные стороны, чтобы исключить перемешивание воздушных потоков.
Энтальпийный рекуператор установлен горизонтально в подвальном помещении. На воздуховодах подачи и выброса воздуха также установлены шумоглушители. Все воздуховоды подачи теплоизолированы.
На магистрали подачи после рекуператора установлен канальный водяной теплообменник, который позволяет при необходимости догревать (или охлаждать) свежий приточный воздух до нужной температуры.
Пульт управления приточно-вытяжной установкой.
Подача и возврат воздуха организованы с помощью двух вертикальных шахт, с ответвлениями на каждом этаже. Вентиляционная сеть состоит из стальных воздуховодов, отводов, тройников, дроссель-клапанов, анемостатов и специальных адаптеров под вентиляционные решетки.
На первом этаже подача свежего воздуха реализуется в жилые комнаты через потолочные анемостаты.
А «грязный» воздух забирается через накладную решётку рядом с лестничным холлом и из санузла (на позапрошлой фотографии).
Из-за конструктивных особенностей дома подача свежего воздуха на втором этаже осуществуется через напольные решётки расположенные вдоль внешних стен.
Вытяжка организована аналогично первому этажу — из санузла и лестничного пролёта.
Вот так выглядит общая схема прокладки воздуховодов в этом доме. Синие воздуховоды — подача, красные — вытяжка.
Три отдельных теплоообменника в рекуператоре позволяют снизить перепад температуры между приточным и вытяжным воздухом на каждом из теплообменников, и тем самым, снизить вероятность обмерзания теплообменника рекуператора вследствие выпадения конденсата.
В чём основное преимущество рекуператора по сравнению с обычной приточной вентиляцией без рекуперации?
В случае обычной приточной вентиляции возникает две проблемы:
1) Расход тепловой энергии на подогрев приточного воздуха, которая безвозвратно выбрасывается вытяжкой за пределы теплового контура дома.
2) Низкая влажность воздуха внутри жилого дома в холодное время дома.
Рекуператор решает обе задачи наиболее эффективно (КПД по возврату тепла не менее 85%).
Есть ещё один интересный нюанс. Если у вас обычная приточная вентиляция без рекуператора, то для того, чтобы сэкономить тепловую (электрическую) энергию затрачиваемую на подогрев приточного воздуха вы будете стараться подавать в дом минимально комфортное количество свежего воздуха (условно 30 м3/час на каждого человека) и при этом не сможете регулировать количественное распределение этого воздуха между отдельными помещениями. Это возможно реализовать только с помощью дорогостоящей VAV-системы (Variable Air Volume). Таким образом у вас в каждую комнату будет подаваться строго определённое количество воздуха. Если в этой комнате никого не будет, воздух будет подаваться зря. А если в эту комнату придёт больше людей, чем спроектировано, то в комнате будет душно.
Но эта задача элементарно решается с помощью рекуператора! Вы подаёте в дом не минимально комфортное количество воздуха исходя из количества человек в доме, а максимально возможный объём свежего воздуха исходя из производительности приточной установки (например, 300+ м3/час на весь дом). В таком случае вы получаете во-первых, высочайшее качество воздуха в доме (по концентрации углекислого газа СО2 практически неотличимое от улицы), а во-вторых, вас перестаёт беспокоить расход тепловой энергии на подогрев приточного воздуха, потому что 85% энергии рекуператор возвращает обратно внутрь теплового контура дома. И, самое главное, вам не нужна VAV-система для регулировки распределения свежего воздуха по отдельным помещениям. А ещё вам не потребуется дополнительное увлажнение воздуха т.к. рекуператор возвращает не только тепло, но и влагу из вытяжного воздуха.
Самое интересное заключается в том, что приточно-вытяжная установка сопоставима по стоимостью отдельно приточной и вытяжной установок (естественно ПВУ с рекуперацией стоит дороже). Но снижение затрат на подогрев приточного воздуха позволяют сэкономить за 1,5-2 года эксплуатации полную стоимость всей приточно-вытяжной установки с рекуператором.
Поэтому в любом современном доме обязательно должна быть приточно-вытяжная вентиляционная система. Без неё строить дом в наше время просто нет смысла.
Остались вопросы? Задавайте их в комментариях!
И не забудьте подписаться на мой блог, чтобы не пропустить новые статьи!