pv-calor.com
Потери тепла при вентиляции: расчет и снижение Icon

Потери тепла при вентиляции: когда теплый воздух уходит

Потери тепла при вентиляции возникают, когда теплый воздух покидает здание и заменяется холодным наружным воздухом. Они составляют обычно 20-40% тепловой нагрузки – в очень хорошо изолированных зданиях даже больше.

Принцип

Воздух является носителем тепла. Когда теплый воздух с температурой 20°C заменяется холодным воздухом с температурой -10°C, отопление должно компенсировать эту разницу температур:

  • Теплый воздух выходит = теряется тепловая энергия
  • Холодный воздух входит = его нужно нагревать
  • Результат: дополнительная потребность в тепле

Аналогия: Представьте себе ванну с теплой водой. Если постоянно сливать теплую воду и добавлять холодную, нужно постоянно подогревать, чтобы поддерживать температуру.

Формула расчета

Потери тепла при вентиляции рассчитываются по ГОСТ Р 55656-2013 (аналог DIN EN 12831-1):

Формула: ΦV = HV × (θi - θe)

где HV = V × n × ρ × cp = V × n × 0,34

  • ΦV = Потери тепла при вентиляции (Вт)
  • HV = Коэффициент потерь тепла при вентиляции (Вт/К)
  • V = Объем помещения (м³)
  • n = Коэффициент воздухообмена (1/ч)
  • ρ × cp = 0,34 Втч/(м³К) для воздуха
  • θi = Внутренняя температура (°C)
  • θe = Нормативная наружная температура (°C)

Коэффициент воздухообмена: ключевой фактор

Коэффициент воздухообмена n показывает, сколько раз в час заменяется объем воздуха в помещении:

n Значение Пример
0,5 1/ч Половина объема/час Хорошо герметичное здание
1,0 1/ч Полный объем/час Среднее
2,0 1/ч Двойной объем/час Негерметичное старое здание

Минимальный воздухообмен по ГОСТ Р 55656-2013

Стандарт определяет гигиенически необходимый минимальный воздухообмен:

Тип помещения Минимальный n Обоснование
Жилые комнаты 0,5 1/ч Удаление CO2, влажность
Спальни 0,5 1/ч Влажность от людей
Кухня 1,0-1,5 1/ч Кулинарные испарения, влажность
Ванная 1,5-2,0 1/ч Высокая влажность
Туалет 1,5 1/ч Запахи

Важно: Недостаточная вентиляция приводит к повреждениям от влаги и плесени! Минимальный воздухообмен не подлежит обсуждению – он должен быть учтен в тепловой нагрузке.

Два типа воздухообмена

1. Инфильтрация (неконтролируемая)

Воздухообмен через негерметичности в ограждающих конструкциях здания:

  • Щели в окнах и дверях
  • Проходы (трубы, кабели)
  • Негерметичности в соединениях
  • Пористые строительные материалы

Инфильтрация сильно зависит от герметичности здания, измеряемой как n50 (воздухообмен при разнице давлений 50 Па):

Тип здания n50 Инфильтрация при ветре
Несанированный старый дом 6-10 1/ч 0,5-1,0 1/ч
Санированный с новыми окнами 3-5 1/ч 0,2-0,4 1/ч
Новое здание по СНиП 1,5-3,0 1/ч 0,1-0,2 1/ч
Пасивный дом < 0,6 1/ч < 0,05 1/ч

2. Механическая вентиляция (контролируемая)

Целенаправленный воздухообмен через вентиляционные системы:

Система Описание Возврат тепла
Вытяжная система Только вытяжка механическая Нет
Приточно-вытяжная система Обе механические Возможно (ВРТ)
Децентрализованные вентиляторы Решения для отдельных комнат Часто интегрировано

Возврат тепла (ВРТ)

Современные вентиляционные системы могут возвращать 60-95% тепла из вытяжного воздуха:

Формула с ВРТ: ΦV = V × n × 0,34 × (1 - ηWRG) × (θi - θe)

  • ηWRG = Коэффициент возврата тепла (например, 0,85 = 85%)
Коэффициент ВРТ Эффективная разница температур Снижение тепловой нагрузки
0% (без ВРТ) 32 К (при -12°C снаружи) Эталон
75% 8 К -75%
85% 4,8 К -85%
95% 1,6 К -95%

Пример: Помещение объемом 50 м³ и n = 0,5 1/ч без ВРТ имеет потери тепла при вентиляции 272 Вт. С ВРТ 85% эти потери снижаются до 41 Вт – экономия 231 Вт!

Пример расчета

Жилая комната с:

  • Объем: V = 60 м³
  • Воздухообмен: n = 0,5 1/ч
  • Внутренняя температура: θi = 20°C
  • Наружная температура: θe = -12°C

Без возврата тепла

Расчет: HV = 60 м³ × 0,5 1/ч × 0,34 = 10,2 Вт/К

ΦV = 10,2 Вт/К × (20 - (-12)) К = 10,2 × 32 = 326 Вт

С возвратом тепла 85%

Расчет: ΦV = 326 Вт × (1 - 0,85) = 326 × 0,15 = 49 Вт

Экономия: 277 Вт = 85%

Сравнение вентиляционных концепций

Концепция Преимущества Недостатки Влияние на тепловую нагрузку
Вентиляция через окна Без инвестиций, гибкость Потери тепла, зависимость от пользователя Высокая (полные потери)
Вытяжная система Дешево, защита от влаги Нет ВРТ Средняя
ПВУ с ВРТ Энергоэффективность, комфорт Высокие инвестиции Низкая (до -90%)
Децентрализованные вентиляторы Возможность дооснащения, возможен ВРТ Шум, внешний вид Низкая до средней

Влияние на тепловую нагрузку здания

При тепловой нагрузке здания потери тепла при вентиляции учитываются иначе, чем потери через ограждающие конструкции:

Стандартный метод (консервативный)

Сумма всех потерь тепла при вентиляции помещений = Потери тепла при вентиляции здания

Расширенный метод (более реалистичный)

Учитывает:

  • Одновременность: Не все помещения вентилируются одновременно
  • Передача тепла: Теплый вытяжной воздух из одного помещения нагревает другие
  • Компенсация инфильтрации: Эффекты давления и всасывания

Примечание: Наш калькулятор тепловой нагрузки использует стандартный метод для безопасного проектирования. Фактические потери тепла при вентиляции могут быть ниже в эксплуатации.

Избегайте типичных ошибок

1. Недооценка потерь тепла при вентиляции

В хорошо изолированных новостройках потери тепла при вентиляции могут составлять более 50% тепловой нагрузки!

2. Не дооснащение после замены окон

Новые, герметичные окна значительно снижают инфильтрацию. Без контролируемой вентиляции угрожают:

  • Повреждения от влаги
  • Образование плесени
  • Плохое качество воздуха

3. Переоценка эффективности ВРТ

Коэффициент эффективности производителя действует только в лабораторных условиях. Реалистичные корректировки:

  • Защита от замерзания: -5 до -10%
  • Негерметичности: -2 до -5%
  • Отсутствие обслуживания: -5 до -15%

Меры по снижению

1. Улучшение герметичности здания

Мера Типичные затраты Улучшение n50
Уплотнение окон 50-100 €/окно -0,5 до -1,0 1/ч
Утепление коробов жалюзи 30-60 €/штука -0,2 до -0,5 1/ч
Уплотнение проходов Варьируется -0,5 до -1,0 1/ч

2. Дооснащение вентиляционной системы с ВРТ

Система Типичные затраты Коэффициент ВРТ
Децентрализованные вентиляторы (пара) 800-1.500 € 70-85%
Центральная ПВУ 8.000-15.000 € 80-95%

3. Оптимизация вентиляционного поведения

  • Интенсивное проветривание вместо постоянного проветривания
  • Перекрестное проветривание для быстрого воздухообмена
  • Вентиляция по необходимости (датчик CO2)

Калькулятор тепловой нагрузки

Наш калькулятор тепловой нагрузки учитывает все аспекты вентиляции:

  • Воздухообмен по помещениям в зависимости от использования
  • Различные вентиляционные концепции (естественная, механическая)
  • Возврат тепла с настраиваемым коэффициентом
  • Расчет инфильтрации по герметичности здания

Рассчитайте сейчас: Определите потери тепла при вентиляции вашего здания с помощью нашего калькулятора тепловой нагрузки.


Дополнительные статьи


Источники

  • ГОСТ Р 55656-2013 – Метод расчета нормативной тепловой нагрузки
  • ГОСТ 30494-2011 – Вентиляция жилых помещений
  • ГОСТ Р 56727-2015 – Измерение герметичности методом Blower-Door