Конденсация

ТРАНСПОРТ ДЛЯ ТЕПЛА

Первый вопрос: какой теплогенератор лучше? Он решается просто. Если есть природный газ, тогда газовый отопительный котёл, если нет газа, — значит, нагрев воздуха электрическими конвекторами и инфракрасными обогревателями. Ничего нет — солнечные коллекторы, солнечные батареи и т.д.

Второй вопрос: какую систему для транспортировки тепла следует использовать? Специалисты не могут прийти к единому мнению по вопросу, какой вид отопления (как транспорт) в доме лучше — водяной или воздушный.

КАК СЭКОНОМИТЬ НА КОМПЛЕКСЕ «ОТОПЛЕНИЕ-ВЕНТИЛЯЦИЯ»?

Один из вариантов — установить приточно-вытяжную установку с рекуперацией тепла и влажности, развести по дому систему подающих и вытяжных воздуховодов. По вытяжным (возвратным) воздуховодам «отработанный» воздух возвращается в рекуператор, подогревает (или охлаждает) приточный воздух и выбрасывается в атмосферу. Поступающий воздух очищается, подогревается (или охлаждается) до температуры, которая позволяет компенсировать теплопо-тери (или теплоизбытки) здания. Полная сменяемость воздуха происходит за час-полтора, а при необходимости и быстрее. Фактически это так называемая прямоточная система. Эта схема широко используется в странах Западной Европы для отопления жилищ. В России её применяют в общественных зданиях (офисах, торговых центрах и т.д.), где

требуется высокая кратность воздухообмена. Но для жилых домов это разорительно, поскольку климат в России существенно более холодный, чем в Западной Европе и Америке. Можно поступить и по-другому. По системе возвратных воздуховодов внутренний воздух дома транспортировать в центр обработки воздуха. Там при необходимости его можно либо подогреть, либо охладить, а затем подмешать в него нужное количество очищенного от пыли и других загрязнителей свежего воздуха, если требуется, увлажнить или подсушить его, и уже такой подготовленный «коктейль» подавать обратно в дом по системе подающих воздуховодов. В отличие от прямоточной системы, где весь воздух свежий, в такой системе его подмешивается всего 10-15%, а остальной берётся из самого дома. Кратность прохода воздуха через центр обработки 2,5-3,5 раза в час. Такой способ обработки воздуха является стандартом в Северной Америке

(США, Канаде). Причём, приточно-вытяжной воздух системы вентиляции предварительно проходит через рекуператор. Кстати, за час подмес свежего воздуха по стандартам США и Канады составляет только 30%. Такого количества свежего воздуха достаточно для комфортного проживания людей в частном доме. Именно за подобного рода централизованной обработкой воздуха и закрепился сейчас в обиходе термин «воздушное отопление». В СНиП 41 -01-2003 «Отопление, вентиляция, кондиционирование» это называется «кондиционированием воздуха».

Полувековой опыт эксплуатации таких систем доказал, что этот способ применим к любым климатическим условиям и позволяет в 1,5 раза экономить энергоресурсы по сравнению с конвекционными системами, да и по сравнению с прямоточными системами он более экономичен.

Коэффициент однородности

Все приведенные выше расчеты применимы для однородных конструкций. Что на практике встречается довольно редко. Чтобы учесть неоднородности, снижающие сопротивление теплопередаче, вводится поправочный коэффициент теплотехнической однородности – r. Он учитывает изменение сопротивления теплопередаче, вносимые оконными и дверными проемами, внешними углами, неоднородными включениями (например перемычками, балками, армирующими поясами), мостики холода и пр.

Расчет этого коэффициента достаточно сложен, поэтому в упрощенном виде можно воспользоваться примерными значениями из справочной литературы. Например, для кирпичной кладки – 0,9, трехслойных панелей – 0,7.

Конденсации в ЗДАНИЯХ

Воздух в жилых зданий всегда будет содержать влагу. Это потому, что все мы в основном состоит из воды, и добавляем воду в окружающую среду при каждом выдохе. Также вводить воду в воздух будут такое мероприятия, как купание, стирка и приготовление пищи. В современных зданиях установки душевых кабин, джакузи, бассейны и сауны, могут добавить значительное количество воды во внутренний воздух. Влага будет также введена из наружного воздуха внутрь конструкций из-за испарения воды проникающей снаружи. Это происходит в основном из подземных помещений, а также через стены и крыши из-за дефектов водоотвода. Влажного воздуха может также попасть внутрь от внешнего воздуха, когда он теплый и влажный по отношению к внутренней среде. Любые источники влаги во внутреннюю среду может привести к увлажнению воздуха, охлажденного до уровня ниже точки росы на относительно холодных поверхностях или в относительно прохладных материалах строительных конструкций, в результате чего накопленная вода в жидком состоянии вызывают локализованные источники дополнительной влажности. Это локализованное накопление влаги в результате конденсации, может привести к некоторым проблемам, в том числе распад или повреждения строительных материалов, а также влияет на здоровье и комфорт жителей.

Конденсация на мостиках холода происходит, когда относительно теплый влажный воздух соприкасается с поверхностями, на уровне или ниже точки росы. Типичными примерами этого процесса являются месте между оконными стеклами, на нижних частях оконных рам, и на внутренней стороне кровли . Последнее может привести к ускоренной коррозии поверхности крыши. Проникновения жидкой воды в структуры стен, как правило, ухудшает их теплоизоляционные свойства и возникновению дополнительных мостиков холода, что приводит к дальнейшей ещё большей конденсации.

Конденсация при теплом атмосферном фронте происходит, когда при относительно теплом влажном воздухе с улицы проникает в относительно холодные здания. Это происходит при резкой смене погоды с холодов на оттепель. Обычно это происходит в Великобритании с приходом теплого фронта, прибывающего из Атлантического океана с ноября по февраль, и может привести образованию луж во внутренних стенах массивных построек из каменной кладки, особенно в башнях церквей и замков, и в подземных сооружений.

Внутренняя конденсация происходит, когда относительно теплый влажный воздух диффундирует сквозь паропроницаемые материалы или конструкции, такие как волокнистая изоляция или газобетон. Если эти поверхности относительно теплые, с одной стороны и ниже температуры точки росы, с другой, это может привести достижению «точки росы» внутри материала и образованию жидкой воды прямо внутри материала. Это становится особенной проблемой, если диффузия пара через материал ограничена с холодной стороны конструкции и если изоляция или теплопроводность структура такова, что температурный график перекашивается в сторону к относительно теплой стороне. Риск образования конденсата в этих условиях можно вычислить с помощью калькулятора, или обратившись за консультацией к специалистам. Также проблема в усугубляется в кондиционируемых помещений

Особенно важно, когда речь идет о сохранении здания в экстремальных условиях, в таких как тропиках, которые, как правило, сильно кондиционируются. В этой ситуации внутренняя конденсация может быть серьезной проблемой, и нужно повернуть наоборот обычные вычисления, так как условия будут теплыми и влажными снаружи и холодные и сухие на внутренних поверхностях

Точно так же экстремальные условияя могут произойти в очень холодных условиях, и когда используются холодильные установки без адекватной пароизоляции.

Нормативное значение сопротивления теплопередаче

Расчётное значение сопротивления теплопередаче не должно быть меньше базового значения. Базовое значение определяется по таблице 3 СП50.13330.2012 «Тепловая защита зданий». В таблице определены коэффициенты для расчета базовых значений сопротивления теплопередаче всех ограждающих конструкций и типов зданий. Продолжая начатый теплотехнический расчет ограждающих конструкций, пример расчета можно представить следующим образом:

• Рстен = 0,00035х6435 + 1,4 = 3,65 (м х град/Вт).
• Рпокр = 0,0005х6435 + 2,2 = 5,41 (м х град/Вт).
• Рчерд = 0,00045х6435 + 1,9 = 4,79 (м х град/Вт).
• Рокна = 0,00005х6435 + 0,3 = 0,62 (м х град/Вт).

Теплотехнический расчет наружной ограждающей конструкции выполняется для всех конструкций, замыкающих «теплый» контур – пол по грунту или перекрытие техподполья, наружные стены (включая окна и двери), совмещенное покрытие или перекрытие неотапливаемого чердака. Также расчет необходимо выполнять и для внутренних конструкций, если перепад температур в смежных комнатах составляет более 8 градусов.

Инфильтрация воздуха или вентиляция зданий

Все здания в особенности жилые имеют свойство «дышать», то есть проветриваться различными способами. Это обусловлено созданием разряженного воздуха в помещениях за счет устройства вытяжных каналов в конструкциях дома либо дымоходов. Как известно, вентиляционные каналы создаются в зонах с повышенными выделениями загрязнений, таких как, кухни, ванные комнаты и санузлы.

То есть при правильном воздухообмене приточный воздух поступает в помещение через окно, вентиляционный клапан или приточную решетку и удаляется в кухнях и санузлах.

При расчете теплопотерь знания имеет принципиальное значение, какой способ вентиляции жилых помещений будет выбран:

• Устройство механической вентиляции с подогревом приточного воздуха.
• Инфильтрация — неорганизованный воздухообмен через неплотности в стенах, при открывании окон или при использовании заранее установленных воздушных клапанов в конструкции стен или оконных стеклопакетах.

В случае применения в жилом здании сбалансированной системы вентиляции (когда объем приточного воздуха больше или равен вытяжному, то есть исключаются любые прорывания холодного воздуха в жилые помещения) воздух, поступающий в жилые помещения, предварительно прогревается в вентиляционной установке. При этом мощность, необходимая для нагрева вентиляции, учитывается в расчете мощности котельного оборудования.

Расчет вентиляционной тепловой нагрузки производится по формуле:

Qвент= c*p*L*(t1-t2)

где, Q – количество тепла, необходимое для нагрева приточного воздуха, Вт;

с – теплоемкость воздуха, Дж/кг*град

p - плотность воздуха, кг/м3

L – расход приточного воздуха, м3/час

t1 и t2 – начальная и конечная температуры воздуха, град.

Если в жилых помещениях отсутствует организованный воздухообмен, то при расчете теплопотерь здания производится учет тепла, затрачиваемого системой отопления на нагрев инфильтрационного воздуха. При этом обогрев воздуха, поступающего в помещения осуществляется радиаторами систем отопления, то есть учитывается в их тепловой нагрузке.

Если в помещениях установлены герметичные стеклопакеты без встроенных воздушных клапанов, то потери тепла на нагрев воздуха, тем не менее учитываются. Это обусловлено тем, что в случае кратковременного проветривания, поступивший холодный воздух все равно требуется нагревать.

Для более комфортной вентиляции встраивается приточный стеновой клапан.

Учет количества инфильтрационной тепловой энергии производится по нескольким методикам, а в тепловом балансе здания в расчет принимается наибольшее из значений.

Например, количество тепла на нагрев воздуха, проникающего в помещения для компенсации естественной вытяжки, определяется по формуле:

Qинф=0,28*L*p*c*(tнар-tпом),

где, с – теплоемкость воздуха, Дж/кг*град

p - плотность воздуха, кг/м?

tнар – температура наружного воздуха, град,

tпом – расчетная температура помещения, град,

L – количество инфильтрационного воздуха, м?/час.

Количество воздуха, поступающего в зимний период в жилые помещения, как правило, обусловлено работой естественных вытяжных систем, поэтому в одном случае принимается равным объему вытягиваемого воздуха.

Количество вытяжки в жилых помещениях определяется согласно СНиП 41-01-2003 по нормативным показателям удаления воздуха от плит и санитарных приборов.

• От кухонной плиты – электрической 60 м?/час или газовой 90 м?/час;
• Из ванны и санузлов по 25 м?/час

Во втором случае данный показатель инфильтрации определяется исходя из санитарной нормы свежего наружного воздуха, который должен поступать в помещение для обеспечения оптимального и качественного состава воздушной среды в жилых помещениях. Этот показатель определяется по удельной характеристике: 3 м?/час на 1м? жилой площади.

За расчетное значение принимается наибольший расход воздуха и соответственно большее количество теплопотерь на инфильтрацию.

Отопление воздухом

Для России воздушное отопление не в новинку. При перестройке Зимнего дворца, после случившегося в нём в 1837 г. пожара, была использована предложенная в 1830 г. генералом Н. Амосовым система воздушного отопления. В печах, являющихся источниками тепла для этой системы, горячие продукты от сгорания дров в специальной теплообменной камере нагревали воздух, поступающий с улицы. Тёплый воздух в свою очередь подавался в освобождённые от пожароопасных дровяных печей залы дворца. Справедливости ради следует сказать, что ещё в 1480 г. Грановитая палата кремля отапливалась подобным образом.

За рубежом в те далёкие времена такое отопление называли русским. Кроме пожарной безопасности эта система отопления обладает рядом других существенных преимуществ. К тому же она позволяет использовать в качестве первичного источника тепла для нагрева воздуха газовые, электрические или жидкотопливные воздухонагреватели, а также геотермальные источники и тепловые насосы. Даже с нагревательным котлом и единственным теплообменником на манер автомобильного радиатора система воздушного отопления оказывается лучше, чем с водяными радиаторами в каждом помещении.

Система водяного отопления летом простаивает до холодов. А вот элементы системы воздушного отопления могут быть задействованы и в летний период, если в системе предусмотреть функции кондиционирования, очистки и увлажнения воздуха. Таким образом исключаются три дополнительные системы, если использовать одни и те

же воздуховоды и устройства, вызывающие циркуляцию подготовленного специальным образом воздуха. Крупные поставщики воздушного отопления (ЗАО «Инвест-Проект», ООО «Климат фаворит», ООО «Панэко-Термо»,

компания «СТТС Сервис», группа компаний «ТГСВ» и др.) предлагают и рекомендуют именно такое его применение: зимой — обогрев, летом — охлаждение, круглый год — вентиляция воздуха в помещениях с эффективной его очисткой многоступенчатыми фильтрами.

Приемущества систем воздушного отопления

Перечислим все преимущества систем воздушного отопления: экономичность, высокая энергоэффективность, относительно низкая стоимость оборудования, простота монтажа, удобство и надёжность эксплуатации, возможность ввода в эксплуатацию в любой сезон, быстрый обогрев помещений, вентиляция с фильтрацией воздуха, обеззараживанием и кондиционированием всего дома по единой системе воздуховодов.

Очевидно, что сегодня наиболее экономически выгодным вариантом является воздухонагреватель на газовом топливе. Конструкция газового воздухонагревателя включает в себя следующие элементы: стальной корпус, покрытый стойкой к высокой температуре и коррозии эмалью; горелку; рекуператор; трубчатый теплообменник (выполненный, как и рекуператор, из специальной жаропрочной стали); многоскоростной вентилятор нагнетания воздуха; вентилятор удаления продуктов сгорания газа; газовый клапан на магистрали нагревателя; фильтр очистки воздуха; тепловую и шумовую изоляцию распределительных воздушных каналов.

Тепло, получаемое при сжигании топлива, через стенки трубчатого теплообменника передаётся воздуху, нагнетаемому вентилятором. Непосредственно перед поступлением в теплообменник воздух подогревается в рекуператоре выбрасываемым из помещений в процессе вентиляции тёплым воздухом. Пройдя рекуператор и основной теплообменник, нагретый воздух через фильтр очистки нагнетается вентилятором в воздухоотводы, по которым затем распределяется по обогреваемым помещениям. Остывший воздух из помещений забирается с помощью системы возвратных воздуховодов и вновь возвращается в камеру теплообменника. Движение воздуха вызывается тем же нагнетательным вентилятором.

Таким образом осуществляется рециркуляция воздуха в помещениях.

В системе воздушного отопления предусматривается частичная (около 15% от общего объёма) подача наружного воздуха, Этим обеспечивается вентиляция всех помещений дома. Некоторые производители оборудования воздушного отопления предусматривают дополнительный электростатический воздушный фильтр, через который воздух проходит перед повторным нагревом. Этот фильтр улавливает выносимые из помещений частицы пыли размерами вплоть до 0,01 мкм.

Зачем выполняется расчет?

Перед началом строительства заказчик может выбрать, будет он учитывать теплотехнические характеристики или обеспечит только прочность и устойчивость конструкций.

Расходы на утепление совершенно точно увеличат смету на возведение здания, но снизят затраты на дальнейшую эксплуатацию. Индивидуальные дома строят на десятки лет, возможно, они будут служить и следующим поколениям. За это время затраты на эффективный утеплитель окупятся несколько раз.

Что получает владелец при правильном выполнении расчетов:

• Экономия на отоплении помещений. Тепловые потери здания снижаются, соответственно, уменьшится количество секций радиатора при классической системе отопления и мощность системы теплых полов. В зависимости от способа нагрева, затраты владельца на электричество, газ или горячую воду становятся меньше;
• Экономия на ремонте. При правильном утеплении в помещении создается комфортный микроклимат, на стенах не образуется конденсат, и не появляются опасные для человека микроорганизмы. Наличие на поверхности грибка или плесени требует проведения ремонта, причем простой косметический не принесет никаких результатов и проблема возникнет вновь;
• Безопасность для жильцов. Здесь, также как и в предыдущем пункте, речь идет о сырости, плесени и грибке, которые могут вызывать различные болезни у постоянно пребывающих в помещении людей;
• Бережное отношение к окружающей среде. На планете дефицит ресурсов, поэтому уменьшение потребления электроэнергии или голубого топлива благоприятно влияет на экологическую обстановку.

КОМПОНЕНТЫ СОЛНЕЧНОЙ УСТАНОВКИ

Солнечные коллекторы — это лишь часть установки для нагрева воды. В доме (обычно в подвале) необходимо ещё разместить резервуар-накопитель для горячей воды {рис. 1.Устанавливаемый на крыше солнечный коллектор 1 представляет собой плоский металлический корпус, закрытый сверху стеклом, где на теплоизолирующей подложке смонтированы пластинчатые элементы1, поглощающие солнечную радиацию и передающие её энергию (тепло) медным или алюминиевым трубкам, по которым циркулирует теплоноситель (обычно вода или антифриз).

Теплоноситель из солнечного коллектора по замкнутому контуру поступает в теплообменник 3, смонтированный в резервуаре-накопителе 2. Резервуар-накопитель соединён с трубопроводом подачи свежей воды и с точками отбора горячей воды в доме (кухонная раковина, умывальник, ванна). Регулятор 5 с расширительным баком и циркуляционным насосом обеспечивает поступление нагретого теплоносителя из солнечного коллектора в теплообменник и перекачку по замкнутому контуру охлаждённого теплоносителя назад в коллектор. Такая схема водоснабжения вполне может обеспечить потребности семьи в горячей воде. Однако чтобы можно было пользоваться горячей водой в пасмурную погоду, целесообразно предусмотреть возможность подогрева воды для хозяйственных нужд и от котла центрального отопления дома.

Теплоизоляция 4 резервуара-накопителя 2 и трубопроводов, по которым циркулирует теплоноситель, сводит потери тепла к минимуму и повышает КПД солнечной установки. При наличии надёжной изоляции стоимость этой установки и работа, выполняемая собственными силами, окупается в сравнительно короткий срок

Важно оптимально подобрать типоразмеры её отдельных узлов, информацию о параметрах которых всегда можно найти в документации завода-изготовителя

Теплотехнический расчет онлайн (обзор калькулятора)

Теплотехнический расчет можно сделать в Интернете онлайн. Неплохим, как на мое усмотрение являться сервис: rascheta.net. Давайте вкратце рассмотрим, как с ним работать.

Перейдя на сайт онлайн калькулятора, первым делом нужно выбрать нормативы по которым будет производится расчет. Я выбираю свод правил от 2012 года, так как это более новый документ.

Дальше нужно указать регион в котором будет строятся объект. Если нет Вашего города выбирайте ближайший большой город. После этого указываем тип зданий и помещений. Скорей всего Вы будете рассчитывать жилое здание, но можно выбрать общественные, административные, производственные и другие. И последнее, что нужно выбрать — вид ограждающей конструкции (стены, перекрытия, покрытия).

Расчетную среднюю температуру, относительную влажность и коэффициент теплотехнической однородности оставляем такими же, если не знаете как их изменять.

В опциях расчета устанавливаем все две галочки, кроме первой.

В таблице указываем пирог стены начиная снаружи — выбираем материал и его толщину. На этом собственно весь расчет и закончен. Под таблицей будет результат расчета. Если какое-то из условий не выполняется меняем толщину материала или же сам материал, пока данные не будут соответствовать нормативным документам.

Если Вы желаете посмотреть алгоритм расчета, то нажимаем на кнопку «Отчет» внизу страницы сайта.

Современная теплоизоляция: за и против

Минвата — старый проверенный материал скажут люди старшего поколения. Вместе с тем, минвата требует очень качественной установки, дефект которой, может свести на нет эффект от применения данного материала. Относительно низкая цена компенсируется небольшим сроком службы и высокими эксплуатационными расходами на обогрев, охлаждение дома. Воздухопроводность минваты составляет 1, то есть полностью пропускает теплый воздух на улицу. Резко теряет свойства после намокания или нескольких лет эксплуатации.

Пенополистирол (ППС) — относительно современный материал с высоким показателем сопротивлению теплопередаче. Применяется при утеплении фундаментов и фасадов. Имеет высокие пароизоляционные характеристики, невысокое водопоглащение.

Тут нужно заметить, что любой плитный или рулонный материал неплотно прилегает к конструкциям дома, то есть весь периметр прилегания теплоизоляции к конструкциям дома пропускает тепло на улицу. С годами стыки и щели увеличиваются выпуская все больше и больше тепла. Строительная физика позволяет учитывать эти теплопотери в виде понижающего коэффициента теплотехнической однородности. В среднем можно его выразить в числе 0,9, то есть дом утепленный плитными и рулонными утеплителями создает на 10% меньшее сопротивление теплопередаче, чем указано производителями.

Бесшовные утеплители — эковата и напыляемый пенополиуретан, облагадают большим преимуществом, так как не имеют стыков и щелей с конструктивными элементами дома. За счет раздувания материала более чем в 100 раз при нанесении, заполняют все пустоты и полости, тем самым устраняют проблему мостиков холода.

Эковата представляет собой мелко нарезанную газетную бумагу склеенную связующим веществом с добавлением антипирена. Существует влажное и сухое нанесение. Эковата сравнительно давно известна на рынке Европы и Америки, с конца 90-х годов началось ее применение на территории России. Несмотря на длительную историю, технология не получила широкого применения, ввиду невысокой популярности каркасного строительства в РФ. Кроме того эковата требует применения пароизоляционных и ветрозащитных пленок так как плохо противостоит намоканию и проницаема для теплого воздуха. К достоинствам материала можно отнести невысокую цену и способность образовывать бесшовное покрытие

Пенополиуретан (ППУ) — на данный момент теплоизоляция №1 в мире с показателем теплопроводности 0,024, это примерно соответствует теплопроводности воздуха и в 2 раза более высокий показатель, чем у минваты. Кроме того он не требует применения пароизоляционнных пленок. Долговечен. Современный ППУ Экотермикс имеет класс горючести Г1, то есть слабогорючий. Скорость нанесения до 1000 м2 в день, в этом ему тоже нет равных. Коэффициент теплотехнической однородности 1 в отличие от 0,85 — 0,9 у плитных и рулонных материалов, то есть полностью отсутствуют теплопотери через ограждающую конструкцию.

На данный момент современные технологии Экотермикс позволяют обогревать дом затрачивая при этом 2,5-3 квт электроэнергии на дом 170 м2. Больше не нужно ставить огромный дизельный котел, переживая на счет высоких расходов. Сэкономленные деньги разумнее вложить в правильную теплоизоляцию, которая каждый день будет экономить ваши деньги.

Значения теплопроводности

Качество теплоизоляции определяется в первую очередь теплопроводностью. Каждый сертифицированный материал проходит лабораторные исследования, в результате которых определяется это значение для условий эксплуатации «А» или «Б». Для нашей страны большинству регионов соответствуют условия эксплуатации «Б». Выполняя теплотехнический расчет ограждающих конструкций дома, следует использовать именно это значение. Значения теплопроводности указывают на этикетке либо в паспорте материала, но если их нет, можно воспользоваться справочными значениями из Свода правил. Значения для наиболее популярных материалов приведены ниже:

• Кладка из обыкновенного кирпича — 0,81 Вт(м х град.).
• Кладка из силикатного кирпича — 0,87 Вт(м х град.).
• Газо- и пенобетон (плотностью 800) — 0,37 Вт(м х град.).
• Древесина хвойных пород — 0,18 Вт(м х град.).
• Экструдированный пенополистирол — 0,032 Вт(м х град.).
• Плиты минераловатные (плотность 180) — 0,048 Вт(м х град.).

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОДБОРУ И РАЗМЕЩЕНИЮ ОБОРУДОВАНИЯ

Сборка и установка солнечного коллектора на крыше — это далеко не всё, что необходимо сделать для использования энергии солнца для подогрева воды. Нужно будет ещё приобрести и установить резервуар-накопитель, подключить его к солнечному коллектору, проложив трубопроводы, образующие замкнутый контур циркуляции теплоносителя, смонтировать и подключить приборы системы управления. Весь этот комплекс работ потребует дополнительных затрат (хотя и не столь существенных), а, возможно, и обращения за помощью к специалистам.

В большинстве ситуаций резервуар-накопитель для горячей воды целесообразно установить в подвале дома, где будет меньше всего проблем с дополнительной статической нагрузкой на перекрытия. Кроме того, в этом случае существенно упрощается схема подключения системы солнечного подогрева воды к котлу отопительной системы дома, чтобы обеспечение горячей водой не зависело от капризов погоды.

Резервуар-накопитель следует выбрать покрупнее, даже если для него придется освободить дополнительное пространство. Чем больше объём накопителя, тем больше он аккумулирует тепла и тем меньше будут колебания температуры воды во время пиковых нагрузок. Исходя из этих соображений, его вместимость должна быть не менее 300 л.

Необходимо позаботиться и о надёжной теплоизоляции резервуара-накопителя, чтобы свести к минимуму все потери тепла. Если есть возможность выбора, то предпочтение следует отдать накопителю, у которого проходы для труб к внутреннему теплообменнику (или теплообменникам) предусмотрены в днище, а не в его горячей верхней зоне. Это также позволит уменьшить потери тепла.

Управление работой солнечной установки для нагрева воды может быть построено по достаточно простой схеме (рис. 2), которая осуществляет регулирование скорости циркуляции теплоносителя в замкнутом контуре, объединяющем солнечный коллектор и теплообменник, расположенный в резервуаре-накопителе. В этой схеме работой циркуляционного насоса управляет дифференциальный регулятор температуры, который сравнивает температуру теплоносителя в двух точках: в солнечном коллекторе и в резервуаре-накопителе. Если температура теплоносителя в солнечном коллекторе выше, чем в резервуаре-накопителе, включается циркуляционный насос и подаёт нагретый теплоноситель в теплообменник, где он отдаёт своё тепло и подогревает воду в резервуаре, а затем вновь по замкнутому контуру перекачивается насосом в солнечный коллектор. Когда температуры в коллекторе и резервуаре выравниваются, дифференциальный регулятор выключает циркуляционный насос.

Помимо датчиков температуры дифференциального регулятора и циркуляционного насоса в контуре циркуляции теплоносителя необходимо установить предохранительный клапан, обратный запорный клапан, расширительный сосуд, контрольный термометр и манометр (см. рис. 2). Также в доступном и удобном месте надо предусмотреть кран для заполнения контура теплоносителем (антифризом) и слива его при опорожнении.

Расчет точки росы

Рассчитывают значение параметра несколькими способами. Это может быть онлайн-калькулятор, сводная таблица, специальный прибор, математическая формула.

Использование данных таблицы

Специальная таблица для расчета точки росы содержит приблизительные ее значения. Это обусловлено тем, что при их выведении учитывалась только температура воздуха и его относительная влажность. В левом столбце таблицы указана температура воздуха, в верхней строке – относительная влажность воздуха в процентах. На пересечении столбцов и строк как раз и получается нужное значение.

Существует несколько вариантов таблиц. Однако чаще всего диапазон температур составляет -5°C..+30°C, а влажности – 30-95%. Применение таблицы удобно, если нужно произвести расчеты быстро. При возможности результат лучше перепроверить другим способом, например, с помощью специального калькулятора в режиме онлайн.

Расчет по математической формуле

Математическая формула для вычисления температуры конденсатообразования – сложная и громоздкая. Для выполнения расчетов используют две константные величины, фактическое значение температуры воздуха и относительной влажности. Последнюю нужно брать в объемных долях.

В отличие от работы с таблицей, диапазон последних двух параметров больше. Формула позволяет учитывать температуру от 0 до +60°C, влажность – от 1 до 100%. Погрешность результата не превышает половины градуса Цельсия. Однако пользоваться формулой удобно лишь тогда, когда на это есть свободное время.

Расчет в программе-калькуляторе

Специальные калькуляторы позволяют в онлайн-режиме рассчитать точку росы в стене дома. Найти их можно на специализированных сайтах. Для расчета понадобится ввести ряд исходных данных. От ресурса к ресурсу они разнятся, но стандартный набор включает в себя информацию о следующих параметрах:

• материал стены;
• количество ее слоев и их толщина;
• температура снаружи и внутри дома;
• влажность в помещении и на улице.

Большинство калькуляторов не просто рассчитывают нужное значение. Они также выдают графики ее возможного перемещения и зоны конденсации влаги.

Применение приборов для выполнения расчетов

Вне зависимости от способа, которым будут выполняться расчеты, понадобятся исходные данные. Для их получения нужно запастись некоторыми приборами. Так, для определения температуры подойдет обычный термометр, а для определения влажности – гигрометр. Для удобства они объединены в таком устройстве, как цифровой термогигрометр. Все полученные значения выводятся на небольшой экран. Некоторые модели приборов определяют и температуру выпадения конденсата. Определить проблемную зону могут и некоторые модели строительных тепловизоров.

Климатические характеристики

Выбор конструкции стен и кровли зависит прежде всего от климатических условий района строительства. Для их определения необходимо обратиться к СП131.13330.2012 «Строительная климатология». В расчетах используются следующие величины:

• температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92, обозначается Тн;
• средняя температура, обозначается Тот;
• продолжительность, обозначается ZOT.

На примере для Мурманска величины имеют следующие значения:

• Тн=-30 град;
• Тот=-3.4 град;
• ZOT=275 суток.

Кроме того, необходимо задать расчетную температуру внутри помещения Тв, она определяется в соответствии с ГОСТом 30494-2011. Для жилья можно принять Тв=20 град.

Чтобы выполнить теплотехнический расчет ограждающих конструкций, предварительно вычисляют величину ГСОП (градусо-сутки отопительного периода):ГСОП = (Тв – Тот) х ZOT.На нашем примере ГСОП=(20 — (-3,4)) х 275 = 6435.

Влияние воздушной прослойки

В случае, когда в трехслойной кладке в качестве утеплителя применяются минеральная вата, стекловата или другой плитный утеплитель, необходимо устройство воздушной вентилируемой прослойки между наружной кладкой и утеплителем. Толщина этой прослойки должна составлять не менее 10 мм, а желательно 20-40 мм. Она необходима для того, чтобы осушать утеплитель, который намокает от конденсата.

Данная воздушная прослойка является не замкнутым пространством, поэтому в случае ее наличия в расчете необходимо учитывать требования п.9.1.2 СП 23-101-2004, а именно:

а) слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой и наружной поверхностью (в нашем случае — это декоративный кирпич (бессер)), в теплотехническом расчете не учитываются;

б) на поверхности конструкции, обращенной в сторону вентилируемой наружным воздухом прослойки, следует принимать коэффициент теплоотдачи α_ext = 10,8 Вт/(м°С).

Примечание: влияние воздушной прослойки учитывается, например, при теплотехническом расчете пластиковых стеклопакетов.