###### <<Предыдушая | Содержание | Следующая>>

# Главная воздухораспределительная система

Две линии системы принудительной вентиляции служат для распределения горячего воздуха, подаваемого из верхней системы аккумулирования тепла. Два потока начинают движение вместе: они двигаются вместе вертикально вниз по воздушному каналу высотой 3 м, начиная движение от северной части верхней системы аккумулирования тепла. Поток направляется верхним вентилятором, роль которого будет обсуждена позже.

Затем поток делится на 2 части:

1. 1 этаж дома, осуществляется подача горячего воздуха в комнаты 1-го этажа.
2. Подпольная часть, осуществляется подача горячего воздуха в подпольное пространство, т.е. в бункер с камнями.

## Функции двух линий системы принудительного воздухораспределения

Функция подачи воздуха на 1 этаж вполне понятна: поток горячего воздуха из верхней системы аккумулирования тепла в комнаты 1-го этажа нагреет эти комнаты и затем, поднявшись вверх по лестнице на верхний уровень, нагреет и комнаты 2-го этажа.

Функция подачи в подпольное пространство не настолько понятна. Имеются фактически 2 функции:

1. Для нагрева бункера с камнями или скорее, для нагрева камней больших фракций.
2. Для охлаждения комнат, если они слишком теплые.

Каким образом один поток горячего воздуха может выполнять эти две различные функции? В частности, как он может охлаждать комнату? Он способен делать все это потому, что бункер с камнями не является термически гомогенным: область, куда горячий воздух попадает вначале (верхняя средняя часть) теплая, а область в которую он движется потом (нижняя периферийная часть) прохладная. (Воздух, входящий в бункер с камнями и затем движущийся в стороны и несколько вниз, имеет тенденцию к охлаждению по мере движения). Таким образом, процесс подачи горячего воздуха в теплую часть бункера имеет следствием движение холодного воздуха из прохладной части бункера в комнаты 1-го этажа. После охлаждения этих комнат прохладный воздух проходит через нижнюю лестничную клетку и охлаждает комнаты верхнего этажа. То есть он охлаждает оба уровня. На чердак воздух возвращается через лестничную клетку 2-го этажа.

## Пути воздушных потоков, движущихся вниз

Воздух выходит из верхней системы аккумулирования тепла в северной ее части на высоте 2/3 от основания до верха системы. Таким образом, воздух подается из достаточно горячей области системы, но не из самой горячей (верхней) ее области. Самая верхняя область используется для обеспечения предварительного нагрева воды в системе горячего водоснабжения. Воздух направляется вертикально вниз через канал 3-метровой высоты, имеющий сечение 0,6 х 0,6 м. Затем он поворачивает и начинает двигаться на север через 2 параллельных, горизонтальных, расположенных между балок перекрытия, канала, каждый из которых имеет сечение 0,3 х 0,6 м.

Далее существует выбор из 2-х путей:

1. Он может двигаться вниз через комнаты 1-го этажа (общую комнату-столовую и т.д.).
2. Он может двигаться на север к северной стене дома и затем течь вниз во входную область нижней системы аккумулирования тепла. (Поток в пределах этой системы будет обсужден позже).

В конечном счете, воздух появляется в кухне.

Обратные потоки будут обсуждены позже.

Рис. 18. Вертикальный разрез, вид с запада, показаны элементы главной воздухораспределительной системы (аккумулирующий материал, находящийся в подпольном пространстве, не показан).

Там, где теплый воздух из верхней системы аккумулирования тепла входит в комнаты 1-го этажа (фактически общая комната-столовая), было смонтировано устройство для уменьшения скорости воздушного потока, входящего в комнаты. Если воздух движется со скоростью более 1,5 м/с, то люди, находящиеся на пути его движения будут испытывать сильный дискомфорт, но если он движется со скоростью менее 0,15 м/с, то они его просто не почувствуют и не будут испытывать никакого дискомфорта. Соответственно, проектировщик разработал (в пределах междуэтажного перекрытия) 2 параллельных канала с расстоянием между ними 0,9 м, и решетками размером 0,35 х 0,25 м на нижней стороне каждого из них. Размеры отверстий, закрытых решетками, настолько велики, что скорость истечения воздуха из канала составляет лишь 0,03...0,45 м/с в зависимости от скоростей вентиляторов. На расстоянии метра или более от потолка, скорость истечения воздуха настолько низка, что люди там не чувствуют никакого его движения.

Рис. 19. Вертикальный разрез, вид с севера, показаны 2 параллельных канала главной воздухораспределительной системы в междуэтажном перекрытии и вентиляционные решетки.

## Вентиляторы и температурные датчики

Каждый вентилятор мощностью 180 Вт имеет регулятор скорости. Верхний вентилятор расположен на уровне пола чердака и подает воздух вниз. Он управляется датчиком температуры и электронным регулятором следующим образом:

- он останавливается полностью, если температура в нижних комнатах выше температуры 21°С, которую контролирует датчик, расположенный в общей комнате-столовой вблизи нижней лестничной клетки;
- он включается, если температура там падает ниже 21°С и работает с полной скоростью (подавая около 0,2 м3/с) когда температура ниже 17°С.

Нижний вентилятор расположен на уровне пола 1-го этажа и подает воздух вниз в нижнюю систему аккумулирования тепла. Он управляется датчиком температуры и электронным регулятором, следующим образом:

- он останавливается полностью, если температура комнат нижнего уровня ниже температуры 22°С, которую контролирует датчик, расположенный вблизи первого датчика;
- он начинает вращение, если комнатная температура поднимается выше 22°С и работает с полной скоростью (подавая около 0,2 м3/с), когда температура превышает 27°С.

### Примечание

Вполне возможно, что жильцы предпочтут более высокую температуру, поскольку теплота бесплатна. Таким образом, они могли бы устанавливать термостаты не на 21°С и 22°С, а на 24°С и 26°С.

### Исключительная ситуация

Оба вентилятора работают тогда, когда температура в верхней системе аккумулирования тепла превышает установленный верхний предел (63°С). Ожидается, что такая ситуация может возникнуть исключительно редко, если вообще возникнет. Если она все же возникнет и комнаты станут слишком горячими, то жильцы смогут восстановить комфортную температуру, открыв окна и двери.

## Воздушный поток в пределах бункера камней

Когда воздух, направленный системой принудительной вентиляции, движется вниз и входит в бункер с камнями, то он попадает туда вблизи средней части северной стены дома через отверстие площадью около 0,4 м2 в полу небольшого помещения, смежного с кухней. Нижний вентилятор смонтирован в этом отверстии на уровне пола.

Воздух вначале попадает во входную камеру, фактически длинный мелкий уступ, создающий пустоту в бункере камней. Отсюда он растекается во всех направлениях в пределах бункера. При течении в стороны от входной камеры он движется несколько вниз, теряя теплоту по мере движения. Таким образом, дальние низкие области в пределах бункера могут остаться прохладными (в пределах 16...21°С).

В конечном счете, воздух в бункере камней проделывает свой путь к более низкой части западной цокольной стены и попадает в канал длиной 8 м, ориентированный в направлении север-юг. Около середины канала находится ответвление (канал вверх), который простирается вверх примерно на метр и подает воздух на кухню через решетку, находящуюся ниже кухонного счетчика. Канал - трехсторонний, сторонами являются:

1. Западная цокольная стена.
2. Поверхность скального уступа.
3. Ряд наклонных бетонных плит толщиной 5 см и размером 0,45 х 0,6 м. Между плитами имеются промежутки и, соответственно, канал негерметичен; воздух может просачиваться в него (или из него) почти по всей длине.

| Рис. 20. Вертикальный разрез, показано движение воздуха из канала, расположенного в междуэтажном перекрытии в подпольное пространство и выход его на кухню через вентиляционную решетку в полу (аккумулирующий материал не показан).

## Обратный воздушный поток

Теплый воздух чердака, который попал напрямую в комнаты 1-го этажа, возвращается на чердак через лестничные клетки. Во-первых, он течет вверх через лестничную клетку, попадая на верхний уровень, где растекаясь повсюду, поддерживает комфортабельную температуру. Затем он течет вверх по лестничной клетке на чердак. Он поступает в южную область верхней системы аккумулирования тепла через щель в основании; соответственно этот воздух, который относительно прохладен, сталкивается вначале с самой низкой (самой прохладной) частью ряда наполненных водой барабанов и отбирает некоторое тепло из этой части, помогая поддерживать температурную стратификацию. Путь движения воздуха на чердак следующий: через холл и лестницу на 2-ой этаж, затем через бытовую комнату, спальню 1, дверь, на лестницу, ведущую на чердак. На рис. 21 я показал, что этот воздух, попадая на чердак, течет, разделяясь на 2 потока, по направлению к фронтонам дома и затем, через проемы в нижней части стены, отделяющей южную часть чердака от основной его части, попадает к нижним барабанам и, постепенно нагреваясь, движется к центру и несколько вверх. Отсюда следует, что в отличие от многих проектов, предусматривающих значительное количество воздуховодов и решеток в стенах и перекрытиях для нормального функционирования интегральной системы воздушного отопления и вентиляции, в проекте Саундерса используется движение потоков через дверные проемы, что значительно упрощает конструкцию и стоимость всей системы, но требует держать двери по возможности открытыми, хотя Н. Саундерс в одной из своих статей пишет, что достаточно наличия небольших отверстий в верхней и нижней части каждой двери.

Воздух, поступающий из бункера с камнями в кухню следует по тому же самому главному пути; он растекается по комнатам и движется вверх через лестничные клетки, снова поступая в верхнюю систему аккумулирования тепла.

Рис. 21. Вертикальное сечение, вид с северо-востока. Воздух возвращается на чердак через лестничные клетки.

### Замечание относительно альтернативного обратного пути.

Возможный альтернативный обратный путь для подпольного воздуха может быть использован самостоятельно или совместно с путем, описанным выше. Альтернативный путь:

1. Горизонтальный канал, достигающий восточной цокольной стены под полом 1-го этажа от вышеупомянутого канала западной цокольной стены к основанию массивной структуры вытяжной трубы.
2. Вертикальный канал, встроенный в восточную часть той же структуры вытяжной трубы. Для изучения последующих деталей проекта, смотрите главу, в которой описано охлаждение дома летом.

Рис. 22. Фрагмент подпольного пространства, показан возможный альтернативный обратный путь подпольного воздуха (аккумулирующий материал, которым заполнено подпольное пространство, не показан).

###### <<Предыдущая | Содержание | Следующая>>