Устройство принудительной вентиляции в частном доме

Лучшим решением вентиляции частного дома является система централизованной принудительной приточно — вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла.

Основой системы является блок вентиляции, оснащенный вентиляторами, теплообменником – рекуператором тепла, устройствами управления, фильтрами и пр.

В доме с принудительной вентиляцией циркуляция воздуха происходит по такой же схеме, как и в зданиях с естественной вентиляцией. Свежий воздух с улицы подается в жилые комнаты дома. Далее воздух через переточные отверстия в дверях направляется в помещения кухни, санузлов, гардеробных, кладовок. Из этих помещений воздух по вытяжным каналам выбрасывается на улицу.

Подробнее о циркуляции воздуха в доме читайте: «Как правильно сделать естественную вентиляцию в частном доме».

Каждое помещение дома должно быть оборудовано или вытяжным, или приточным каналом принудительной вентиляции. В некоторых случаях в помещении обустраивают  оба канала.

Единственное исключение — вентиляция котельной, пожароопасного помещения, в котором установлен газовый котел, должна выполняться с помощью отдельного изолированного канала естественной вентиляции. Связано это с необходимостью исключить поступление горючих газов и огня по каналам вентиляции из котельной в другие помещения.

К блоку принудительной приточно-вытяжной вентиляции (блок ППВВ) из помещений дома подходят два воздуховода.

Свежий воздух с улицы через воздухозаборник попадает в блок вентиляции ППВВ, и оттуда по приточным воздуховодам в комнаты дома. Далее, через переточные отверстия в дверях помещений, воздух перемещается в хозяйственные помещения — кухню, санузлы, гардеробные. Из хозяйственных помещений по вытяжным воздуховодам загрязненный воздух возвращается в блок ППВВ.

Зимой два потока воздуха, теплый из помещений и холодный с улицы, встречаются (но не смешиваются) в теплообменнике – рекуператоре блока ППВВ. Теплый уходящий воздух отдает тепло входящему в дом воздуху. Свежий подогретый воздух  поступает в помещения. Рекуператор тепла позволяет экономить до 25% энергии, расходуемой на отопление дома, по сравнению с системой без рекуператора.

Блок вентиляции, как правило, оснащают различными устройствами для подготовки воздуха. Фильтры очищают воздух от пыли, аллергенной пыльцы растений, насекомых. Подаваемый в дом воздух может увлажняться, подогреваться, охлаждаться. Централизованная система легко поддается автоматизации управления и контроля за её исправностью и режимом работы.

Все чаще забор воздуха в систему производят через грунтовый теплообменник. Это труба, проложенная в земле ниже глубины промерзания (1,5 – 2 м.). Один конец трубы присоединяется к воздухозаборнику блока вентиляции, а другой открытый конец выводится выше поверхности грунта. Проходя по трубе грунтового теплообменника воздух зимой подогревается теплом земли, а летом наоборот – охлаждается. Затраты на отопление и кондиционирование дома с грунтовым теплообменником могут снизиться еще на 25%.

Стоимость системы принудительной вентиляции с рекуператором тепла минимум в 4 – 5  раз больше, чем затраты на устройство естественной системы вентиляции. Самый дорогой элемент системы – блок рекуперации.

Принудительная система постоянно расходует электроэнергию для работы вентиляторов. Необходимы затраты на периодическую замену фильтров и чистку.

Однако, сбережение тепловой энергии и экономия затрат на отопление, окупают все расходы. Причем, чем суровее климат и длительнее отопительный сезон, тем быстрее.

Кроме того, повышенный комфорт жизни в доме, то же чего-то стоит.

Централизованная принудительная вентиляция с рекуператором тепла в частном доме – это система:

• обеспечивает необходимый воздухообмен во всех помещениях дома независимо от атмосферных условий;
• позволяет легко регулировать и автоматизировать воздухообмен в широком диапазоне изменений объема воздуха и в зависимости от различных показателей микроклимата в помещениях;
• осуществляет подготовку подаваемого в помещение свежего воздуха: фильтрацию, подогрев или охлаждение, увлажнение или осушение;
• экономит значительное количество тепловой энергии благодаря использованию теплообменника – рекуператора тепла отходящего воздуха;
• потребляет электроэнергию для работы вентиляторов;
• сложное техническое устройство, элементы которого могут выйти из строя;
• прекращает работу при отсутствии электричества;
• требует квалифицированного монтажа и периодического технического обслуживания;
• создает шум — требует специальных мер по снижению шума;
• осуществляет постоянный контроль за исправностью и эффективностью работы (воздухообменом, температурой и влажностью воздуха);

Современный энергосберегающий дом все больше напоминает герметичный пластиковый контейнер.

Для выживания в таком доме – контейнере, централизованная приточно – вытяжная вентиляция в доме просто жизненно необходима.

Пора понять это и российским застройщикам.

Из предыдущей статьи о выборе способа вентиляции в частном доме можно узнать о том, почему современный энергосберегающий дом необходимо оснащать системой принудительной приточно — вытяжной вентиляции.

Монтаж в доме принудительной приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором позволяет обеспечить эффективное проветривание помещений и существенную экономию расходов на отопление частного дома.

Схема принудительной вентиляции в частном доме

Для обеспечения принудительной циркуляции воздуха, в доме устанавливают блок приточно — вытяжной вентиляции. В блоке установлены электрические вентиляторы для принудительного перемещения воздуха и теплообменник — рекуператор.

Поток свежего воздуха с улицы через воздухозаборник по воздуховоду поступает в блок вентиляции и далее распределяется по жилым помещениям частного дома. На схеме воздуховоды приточной вентиляции обозначены синим цветом.

Отработанный «грязный» воздух из дома принудительно засасывается в воздуховоды вытяжной вентиляции (на схеме — красным) из помещений, где выделяется наибольшее количество загрязнений, это кухня, ванная, гардеробная, котельная (хозпомещение), а также из пространства под полом первого этажа.

Насыщенный загрязнениями, влагой и теплом воздух тоже проходит через блок вентиляции и выбрасывается наружу через дефлектор на крыше дома.

Такая схема циркуляции воздуха позволяет создать в жилых помещениях некоторое избыточное давление, которое препятствует проникновению в комнаты загрязнений, как снаружи — например, радиоактивного почвенного газа радона, так и из других помещений и пространств внутри дома.

Воздух, подаваемый в комнаты, перемещается в помещения с приемными решетками вытяжной вентиляции через переточные отверстия в дверях. Обычно это щель между полом и дверью.

Зимой в теплообменнике — рекуператоре, установленном в блоке вентиляции, выбрасываемый из дома воздух передает часть тепла нагнетаемому  в комнаты свежему но холодному воздуху.

В помещения, в которых установлен отопительный котел или камин с открытой камерой сгорания, использующие для горения воздух из помещения, обязательно  заводят оба канала принудительной вентиляции — приточный и вытяжной каналы. Наличие только одного вытяжного канала недопустимо, так как разряжение, создаваемое в помещении принудительной вытяжкой,  может приводить к опрокидыванию тяги в дымовой трубе и поступлению продуктов сгорания в помещение.

Кухонная вытяжка вытягивает деньги

При включении кухонной вытяжки на улицу выбрасывается большое количество теплого воздуха с единственной целью — удалить запахи и другие загрязнения, которые образуются над кухонной плитой.

Для исключения потерь тепла выгодно отказаться от обычной кухонной вытяжки. Вместо вытяжки над кухонной плитой устанавливают зонт, оснащенный вентилятором, фильтрами, поглотителями запахов для глубокой очистки воздуха. После фильтрации, очищенный от запахов и загрязнений воздух направляется обратно в помещение. Кроме того, такое решение снижает требования к производительности блока вентиляции. Такой зонт часто называют фильтрующей вытяжкой с рециркуляцией. Следует учитывать, что экономия от снижения расходов на отопление несколько нивелируется, из-за необходимости периодической замены фильтров в вытяжке.

Блок принудительной вентиляции в частном доме

Блок приточно-вытяжной вентиляции представляет собой прямоугольный корпус размером в несколько десятков сантиметров.

В корпусе расположены два электрических вентилятора — приточной и вытяжной систем вентиляции. Вентиляторы могут работать с разной скоростью вращения, тем самым, обеспечивается изменение интенсивности циркуляции воздуха.

Например, при наличии большого количества гостей включают максимальный режим циркуляции, а в случае отсутствия людей в доме — вентиляция может работать с минимальной интенсивностью.

Внутри блока вентиляции  находится теплообменник — рекуператор. В блоках вентиляции, устанавливаемых в частных домах, чаще всего применяют крестообразный рекуператор. Принципиальная схема работы такого рекуператора приведена в предыдущей статье (см. ссылку в начале статьи).

Два фильтра в блоке вентиляции — один устанавливают на входе в блок свежего воздуха с улицы, другой — на входе отработанного, поступающего в блок из дома. Фильтр на входе свежего воздуха задерживает споры грибов, пыльцу растений, пыль, насекомых и пр. Он очищает воздух, подаваемый в дом, и, кроме того, предотвращает забивание каналов теплообменника.

Фильтр на стороне отработанного воздуха служит только для защиты каналов теплообменника от домашней пыли. В разных конструкциях блоков фильтры могут быть сменными или предусматривается их периодическая чистка.

Система защиты рекуператора от замораживания — обязательный элемент блока вентиляции.

Зимой выходящий из дома теплый и влажный воздух в рекуператоре сильно охлаждается и из него там конденсируется вода, как в кондиционере. В морозные дни эта вода может замерзнуть, лед закупорит и даже разрушит каналы рекуператора.

Чтобы этого не произошло, в блоках принудительной вентиляции используют несколько способов защиты рекуператора от замораживания:

1. При поступлении в блок вентиляции свежего воздуха с низкой температурой включается режим прерывистой подачи этого воздуха. Периодичность и продолжительность перерывов в подаче воздуха выбирается такой, чтобы вода в рекуператоре не замерзала. Способ простой, но перерывы в подаче воздуха снижают эффективность проветривания помещений.
2. Блок вентиляции оснащают байпасом — обводным воздуховодом, по которому свежий холодный воздух может проходить помимо рекуператора. В периоды низких температур поток свежего воздуха разделяют: часть воздуха пропускают через рекуператор, а другую часть — по байпасу. Количество воздуха, проходящего через рекуператор регулируют таким образом, чтобы температура рекуператора позволяла конденсату оставаться в жидком состоянии.
3. В морозные дни, поступающий в блок вентиляции холодный воздух немного подогревают с помощью электрического нагревателя так, чтобы только предотвратить замерзание воды в рекуператоре. Слишком сильный нагрев свежего воздуха будет снижать эффективность передачи тепла в рекуператоре.

Слаженную работу всех элементов принудительной приточно-вытяжной вентиляции в частном доме обеспечивает блок управления и автоматического регулирования.

Блок управления системой вентиляции позволяет хозяину регулировать количество и температуру циркулирующего в помещениях воздуха, контролировать исправность отдельных элементов системы.

Более сложные блоки управления дают возможность программировать работу вентиляции в суточном и недельном цикле, автоматически регулируют работу вентиляции в зависимости от температуры воздуха снаружи и внутри дома, влажности и содержания углекислого газа в помещениях.

В более дорогие блоки вентиляции встраивают дополнительные устройства подготовки воздуха.

Зимой, когда включают отопление, воздух в доме часто становится слишком сухим. Увлажнители нагнетаемого в дом воздуха позволяют обеспечить комфортную влажность воздуха в жилых помещениях.

Температура свежего воздуха после рекуператора несколько повышается, но в морозные зимние дни остается отрицательной. Подача такого холодного воздуха в жилые помещения будет вызывать ощущение дискомфорта у людей, особенно находящихся вблизи анемостата приточной вентиляции. Для устранения этого недостатка блок вентиляции часто оснащают электрическим подогревателем приточного воздуха — калорифером. Нагреватель включают только при очень низких температурах наружного воздуха.

Для подогрева приточного воздуха также используют калориферы, подключенные к системе отопления дома. Обычно такой калорифер устанавливают как отдельный аппарат, вне блока вентиляции.

Где установить блок принудительной вентиляции

Блок вентиляции выгоднее всего установить на нежилом чердаке. В этом случае длина воздуховодов из помещений дома будет минимальной.

Если это невозможно, то блок устанавливают в любом другом месте. Обычно это котельная, хозпомещение, гараж или подвал.

Требования к месту размещения блока вентиляции следующие:

• Свободный доступ к блоку для замены фильтров, ремонта и контроля за состоянием агрегата.
• Отсутствие  в месте установки дополнительных требований по снижению уровня шума от работы блока.
• Минимальная протяженность основных воздуховодов системы вентиляции. Следует также оценить, удобно ли будет развести воздуховоды по строительным конструкциям дома.

Как правильно выбрать блок принудительной вентиляции

Подбор блока принудительной вентиляции осуществляется по следующим основным параметрам:

• Производительность, м³*час — количество воздуха подаваемого в дом и отводимого из помещений в единицу времени.
• Напор, — давление, необходимое для преодоления аэродинамического сопротивления, создаваемого всеми элементами системы вентиляции.
• КПД (коэффициент полезного действия) рекуператора — показатель эффективности передачи тепла свежему, подаваемому в дом воздуху, от удаляемого из помещений воздуха.

Минимальное количество воздуха, циркуляцию которого должен обеспечить блок вентиляции, определяется санитарными нормами. Нормативные значения воздухообмена для помещений частного дома приведены в предыдущей статье. Производительность блока вентиляции должна быть больше суммы нормативных значений для всех помещений дома.

На практике, для простоты расчетов и создания некоторого запаса по производительности, используют другой показатель — кратность воздухообмена. Это величина, показывающая сколько раз в течении часа должен смениться воздух в помещении.

По российским санитарным нормам кратность воздухообмена в частном доме должна быть не менее 0,35 раз/час.

Например, общий объем всех вентилируемых помещений дома равен 450 м³. Тогда минимально необходимая производительность блока вентиляции равна 450 м³ х 0, 35 1/час = 157,5 м³/час.

Кроме того, необходимо проверить выполнение еще одного условия — воздухообмен в доме не должен быть менее 30 м³/час в расчете на одного человека, проживающего в доме. Если это условие не выполняется, то кратность воздухообмена принимают больше 0,35.

Необходимо предусматривать некоторый запас производительности блока вентиляции для подачи дополнительного воздуха к отопительному котлу, камину, кухонной вытяжке или на случай приема гостей. Поэтому, на практике производительность блока вентиляции определяют, принимая кратность воздухообмена в частном доме в пределах 0,5 — 0,8 1/час.

Следует помнить о том, что блок вентиляции, как и любой насос, имеет криволинейную зависимость производительности от напора. Чем больше напор (аэродинамическое сопротивление системы вентиляции), тем меньше производительность блока вентиляции. Это значит, что чем короче воздуховоды и больше их сечение, тем ниже требования к параметрам блока вентиляции — тем дешевле блок,  и меньше расход электроэнергии на вентиляцию.

Расчет аэродинамического сопротивления системы вентиляции и определение необходимого напора — задача довольно сложная. Решение её лучше доверить специалистам.

Правильный выбор параметров блока вентиляции можно сделать только на основании расчетов. Часто подрядчики не утруждают себя этим, и предлагают установить заведомо более мощный, а значит более шумный и дорогой блок вентиляции.

От величины КПД рекуператора напрямую зависит размер снижения расходов на отопление.

КПД крестообразных теплообменников не превышает 60%. В некоторых моделях блоков вентиляции устанавливают два таких теплообменника, размещая их последовательно друг за другом. КПД системы увеличивается еще процентов на 20%.

Самые дорогие блоки вентиляции могут содержать в себе еще более эффективные решения — роторные теплообменники и даже тепловые насосы (тепловые трубки). КПД таких устройств достигает 90%. В российских условиях, при сравнительно низких ценах на топливо, окупить затраты на установку таких блоков не получится.

При выборе блока вентиляции следует также обратить внимание и на другие, значимые для застройщика, параметры:

• Уровень шума, создаваемого блоком вентиляции. Если блок размещают на стене или перекрытии, примыкающих к спальне, следует выбрать блок с минимальным уровнем шума или придется потратиться на дополнительную звукоизоляцию.
• Максимальная электрическая мощность, потребляемая электронагревателями блока вентиляции может превышать возможности электрической сети. Подумайте, а не выгоднее ли подогревать воздух с помощью теплообменника, подключенного к системе отопления.
• Оцените стоимость замены фильтров, периодичность их замены и постоянное наличие в продаже.
• Если забор свежего воздуха будет производиться через грунтовый теплообменник, то выбирают блок вентиляции оснащенный байпасом.

Воздухозаборник и дефлектор системы принудительной вентиляции

Воздухозаборную решетку приточной вентиляции обычно располагают в наружной стене дома или на крыше.

Место расположения воздухозабора выбирают, исходя из следующего:

• Расстояние между воздухозаборным отверстием и дефлектором, через который выбрасывается воздух вытяжной вентиляцией, должно быть не менее 10 м. Такое же расстояние следует выдержать от дымохода, канализационного стояка и других источников запахов и загрязнений воздуха.
• Воздухозаборник размещают на высоте не менее 1,5м от поверхности земли и на 0,5 м выше снегового покрова.
• Отверстие воздухозаборника обязательно закрывают сеткой, для защиты от проникновения в воздуховод птиц, насекомых, листьев и пр.

Все более популярным становится устройство воздухозабора через грунтовый теплообменник.

Воздуховоды вентиляции в частном доме

В системе принудительной вентиляции частного дома чаще всего используют круглые воздуховоды стандартных диаметров — 100, 125, 150, 200 и 250 мм. Трубы воздуховодов могут быть изготовлены из стали, алюминия или пластмассы.

Как определить сечение воздуховода

Чтобы движение воздуха в воздуховодах было бесшумным, скорость потока в них должна быть примерно V=2 — 4 м/сек. Меньшее значение рекомендуется выбирать для воздуховодов ответвлений, расположенных в пределах жилого помещения, а большее — для магистральных участков, расположенных вдали от спален.

Ориентируясь на нормативные значения воздухообмена, определяют необходимую производительность для каждой точки притока и отвода воздуха, Q м³/час.

Площадь сечения воздуховода, A м² = Q м³/час / 3600 * V м/сек (принимаем во внимание, что 1 час = 3600 сек)

Зная необходимую площадь сечения воздуховода А, м² можно легко вычислить его диаметр d, м (согласно формуле А = πd² / 4), откуда: d = 2√A /π.

Рекомендуется выбирать воздуховод стандартного размера диаметром, больше расчетного.

Воздуховоды прямоугольного сечения занимают меньше места, но имеют большее аэродинамическое сопротивление, чем круглые такой же площади.

Блок вентиляции подключают к жестким трубам воздуховодов с помощью гибких эластичных труб длиной не менее 1 м. Такое решение препятствует передаче звуковых колебаний от блока вентиляции по трубам в помещения.

Воздуховоды вентиляции обязательно покрывают слоем теплоизоляции. Теплоизоляция воздуховодов предотвращает конденсацию паров воды на их стенках, а также препятствует передаче звуков по трубе.

Следует учитывать, что по воздуховодам в доме перемещается не только воздух, но и звук, а также грызуны.

Проводником звука служат стенки воздуховодов, а также воздух внутри них. Для снижения уровня передаваемого шума рекомендуется применять воздуховоды из эластичных материалов, оклеивать стенки труб звукопоглощающим материалом.

Звуки, передаваемые по воздуху, сильно затухают с увеличением длины воздуховода и уменьшением его сечения. Поэтому, при проектировании разводки воздуховодов и мест размещения приточных и вытяжных отверстий, необходимо максимально увеличивать длину воздуховодов, соединяющих эти отверстия в соседних помещениях.

Для защиты блока вентиляции и помещений дома от грызунов на всех входных и выходных отверстиях воздуховодов устанавливают металлические решетки.

Диаметр воздуховодов выбирают в соответствии с расчетом аэродинамического сопротивления системы вентиляции.

Реже применяют воздуховоды прямоугольного сечения. Такие воздуховоды более компактно помещаются в строительные конструкции дома, но они менее технологичны в изготовлении, сложнее в монтаже.

Воздуховоды вентиляции имеют довольно большой диаметр. Поэтому еще на стадии проектирования нового дома следует предусмотреть места в строительных конструкциях для скрытой прокладки воздуховодов в жилых помещениях дома.

Для размещения воздуховодов вентиляции предусматривают ниши в стенах, каналы в перекрытиях. Прячут воздуховоды за подвесными потолками, в каркасной оболочке стен и перегородок.

В помещениях приточные воздуховоды заканчиваются анемостатами, которые служат для равномерного рассеивания воздуха, а также позволяют настраивать количество подаваемого воздуха.

В вытяжные воздуховоды воздух из помещений попадает через обычные решетки.

Советы застройщику.

Почему вентиляция у Вас дома должна быть хуже, чем в Вашем автомобиле?!

Сделайте для Вашего дома проект современной централизованной вентиляции с рекуперацией тепла.

При строительстве дома обязательно проложите предусмотренные проектом воздуховоды и электропроводку к центральному блоку вентиляции. После окончания стройки сделать это будет практически невозможно.

Если бюджет стройки не позволяет приобрести блок вентиляции с рекуперацией сразу, оставьте покупку на потом. Установите более дешевый блок приточно-вытяжной вентиляции без рекуператора.

Блоки рекуперации с течением времени быстро дешевеют, а энергия все дорожает. Вскоре неизбежно наступит момент, когда цена блока, размер экономии затрат на отопление, желание комфорта и Ваши доходы позволят приобрести блок рекуперации и установить его на уже подготовленное место.

Подумайте об устройстве грунтового теплообменника. Сделать его бывает удобнее и выгоднее в процессе строительства и прокладки коммуникаций к дому, чем потом, когда стройка уже окончена.

Контролируйте и управляйте влажностью воздуха в доме также, как вы контролируете и управляете температурой. На стену рядом с термометром стоит повесить и прибор для измерения влажности. В продаже имеются недорогие электронные приборы для домашнего использования, которые измеряют сразу оба этих параметра.

Ошибкой будет подбор блока ППВВ без знания величины аэродинамического сопротивления системы. Во многих случаях такая вен­тиляционная установка будет иметь очень высокую мощность и использовать больше электроэнергии, чем это необходимо. Но чаще оказывается, что она является слишком слабой и не может обеспечить помещения достаточным количеством вентиляционного воздуха.

После монтажа вентиляционной системы потребуйте от подрядчика выполнения замеров количества воздуха, проходящего через каждое приточное и вытяжное устройство. Лучше это сделать до того, как за монтаж будет заплачено. Замеры проводят при плотно закрытых окнах и дверях в помещении. Полученные в результате замеров значения должны быть близкими к проектируемым. Они никогда не будут точно такими же, как в проекте – на практике точная регулировка невозможна.

Содержание статьи:

Вентиляция в частном доме — естественная или принудительная?

Прочитайте статью:

Вентиляция в частном доме — естественная или принудительная?

Какую вентиляцию выбрали Вы? Голосуйте!

Узнайте, что выбрали другие.