Зменшення гравітаційної та вітрової складової

Наступний етап теплоекономії - зменшення гравітаційної та вітрової складової шляхом відсікання повітря 1 поверху від інших поверхів за допомогою встановлення дверних блоків перед маршовими сходами. Для цього необхідно установити 5 комплектів полотен двохстулкових дверей (коробки установлені ще при побудові школи, але дверних полотен чомусь не було), і 1 компклект дверей двостулкових з коробкою. Вартість комплекту полотен двостулкових можна розрахувати на кількох он-лайн калькуляторах і в середньому становить 2500 грн з установкою. Відповідна вартість дверного блоку дверей двостулкових з коробкою становить орієнтовно 4100-4500 грн з установкою.

У нашій школі використовується канальнаприродна вентиляція, у якій вентканали розміщені вертикально у товщі внутрішніх стін. Під час опалювального сезону температура повітря всередині приміщення завжди вища, ніж зовнішнього, а густина відповідно мeнша, що зумовлює наявність різниці тисків зовнішнього та внутрішнього повітря. Виникає дeякий надлишковий тиск (гравітаційної природи), за рахунок якого нагрітe повітря видаляється назовні. Тиск, що примушує повітря переміщуватися при природній вентиляції, визначається за

формулою:

Нгр = h (ρ зп – ρ вп) g Па

дe ρ зп - густина зовнішнього повітря, кг/м³;

ρ вп- густина повітря приміщення, кг/м³;

g - прискорення вільного падіння, рівнe 9, 8 м/с².

Нгр – тиск, який витрачається на подолання опору руху повітря в приміщенні і надання йому нeобхідної швидкості при викиді в атмосферу.

h – різниця відміток між першим поверхом і відміткою зрізу вентиляційної витяжної шахти на 3-ому(останньому поверсі).

Маємо: внизу 0 м. Три поверхи: 11м + висота шахти: 2 м = 13 м

ρ зп щільність повітря при температурі - 23 0 C 1, 29 ((273 +23)/ 273) = 1, 4 кг/м3

ρ вп – щільність провітря внутрішнього при + 20 1, 29 ((273 -20)/ 273) = 1, 19 кг/м3

Нгр = 26 Па.

Оскільки Нгр=(W2 ρ вп)/2,

то із відомої величини гравітаційного тиску можна визначити швидкість повітря, яке входило у двері і прямувало у вентиляційні решітки 3 поверху, забираючи тепло

W = (2 Нгр / ρ вп) ^{0, 5}= (2*26Па/ 1, 19кг/м3)^{0, 5}= 6.6 м/с.- дуже пристойна швидкість витікання нагрітого повітря. Обчислимо витрати видаленого повітря за формулою:

L=3600*W*F(м³/ч)

У кабінетах установлено по 3 повітропроводи розміром 100*125 мм, закритих решітками РВП1 з коефіцієнтом живого перетину 0, 74.Маємо:

F= (3*100*125*0, 74)/1000000=0, 028 м² L=3600*6.6*0.028=665 м³/год

Об’єм повітря, наприклад, фізкабінету V=12*6*3=216 м³ і, отже, за годину повітря зміниться: 665/216=3 рази. Непогана ефективність, але треба пам’ятати, що можливі значні тепловтрати при випадково забутому відчиненому вікні.

Цікавим є той факт що при дослідженні вентиляційної системи школи у вітряну погоду була виявлена зворотна тяга, коли внаслідок вітрового тиску повітря заходило в приміщення (додаток 1, малюнок 6).

Визначимо витрати теплоти Q_і на підігрів зовнішнього повітря, що надходить у і-е приміщення внаслідок роботи природної витяжної вентиляції.

Q_і = 0, 28 L ρ _зп с (t_вп – t_зп)

де L – витрата видаленого повітря, м³/год, ρ _зп – густина зовнішнього повітря, кг/м³;
с – питома теплоємність повітря, рівна 1 кДж /(кг · ^оС).
Q_і = 0, 28*665*1, 4*1*(20+23)=11209 кДж/год

А врахувавши, що на 3 поверсі школи таких кабінетів і=18, маємо:

Q=11209*18=201766 кДж/год=0, 0482 Гкал/год. При тарифі 800 грн буде:

0, 042*800= 32 грн/год.

Висновок. Чим краще ми утеплимо вхідні групи і чим надійніше відділимо дверними блоками 1 поверху гравітаційну складову, тим менше тепловтрат буде зазнавати школа через вентиляційні системи