Автоматика для вентиляции подвала своими руками

Несложный контроллер вентиляции погреба

Автор: Alkul
Опубликовано 19.08.2016
Создано при помощи КотоРед.

Хочу предложить еще один вариант несложного таймера, разработанного для автоматизации вентиляции погреба.

Все началось с того, что попросили меня сделать устройство, автоматизирующее принудительную вытяжную вентиляцию овощного погреба, в котором (в основном в теплое время года) накапливается углекислый газ, выходящий из-под земли. Держать же вентилятор включенным постоянно нецелесообразно из-за того, что, во-первых, летом он будет засасывать в погреб теплый воздух, а зимой – холодный. Во-вторых, постоянно включенный без толку 100-ваттный вентилятор будет потреблять лишнюю электроэнергию.
Изначально я планировал использовать датчик MQ135, но отказался от этой идеи из-за невозможности нормальной градуировки, для которой необходим либо образцовый газоанализатор либо (лучше) набор поверочных газовых смесей.
Поэтому я решил пойти по другому пути – так как скорость поступления газа в погреб меняется очень медленно, вполне достаточно дать пользователю возможность самому выбирать время, в течение которого вентилятор будет включен. В устройстве определено базовое время (1 час), а пользователь может установить время включения вентилятора в процентах от базового времени.
Интерфейс получился таким – на двухсимвольном семисегментном индикаторе отображается значение процента времени включения вентилятора (далее «процент») от 00 до 99, для коррекции значения процентов имеются две кнопки, одна из которых изменяет разряд десятков, другая – разряд единиц. При нажатии на кнопку соответствующий разряд увеличивается на единицу. При достижении значения 9 следующее нажатие дает значение 0.

Допустим, пользователь ввел значение 25, в этом случае вентилятор будет вращаться 15 минут (25 процентов от одного часа), после чего остановится на 45 минут. Когда эти 45 минут истекут, вентилятор вновь включится на 15 минут и так далее по циклу. Установка 50 процентов, естественно, даст полчаса работы вентилятора и полчаса его остановки. Установка 99 процентов даст почти постоянное включение вентилятора, а при установке 00 процентов вентилятор не будет включаться совсем. Привязки к реальному времени в устройстве нет, отсчет базового времени начинается после включения устройства. После каждой коррекции значения процента отсчет базового времени начинается сначала.
Кроме этого, в зимнее время для исключения перемерзания погреба при засасывании холодного воздуха мной была предусмотрена возможность подключения обычного бытового тепловентилятора мощностью до 1 кВт для обогрева погреба в этом случае. Канал обогрева работает независимо от канала вентиляции. По просьбе заказчика уставка включения обогревателя была выбрана равной 0 градусов Цельсия, а уставка отключения – равной плюс одному градусу Цельсия. Поскольку при работе киловаттного обогревателя на радиаторе симистора рассеивается 7,5 Вт, он через 6-7 минут работу нагревается примерно до 70-80 градусов. И хотя симистор по даташиту допускает рабочую температуру 125 градусов, такая «печка» внутри корпуса нежелательна. Для радиатора бОльшего размера в корпусе нет места, городить принудительное охлаждение я посчитал нецелесообразным. Вместо этого я реализовал повторно-кратковременный режим работы обогревателя, который включается на 3 минуты, потом отключается на 3 минуты для остывания радиатора. Если к моменту завершения времени остывания условие включения обогрева еще существует, обогреватель вновь включается на 3 минуты и так далее. Естественно, для работы канала обогрева к устройству должен быть подключен термодатчик (DS18B20).
Индикация осуществляется следующим образом: после включения питания на индикаторах в течение 10 секунд индицируется процент времени включения вентилятора (режим индикации А), затем в течение 10 секунд индицируется температура окружающего воздуха (режим индикации В), после чего устройство вновь переходит к режиму А и так далее по циклу. Внешне отличить эти режимы можно по наличию десятичной точки, индицируемой в режиме В после одного из разрядов в зависимости от величины температуры.
Если температура воздуха ниже минус 9 градусов, то на индикаторах отображаются символы «– –», если температура лежит в диапазоне от минус 9 до минус одного, то индицируется знак минус и значение единиц градуса (например, «– 4.»). Если температура лежит в диапазоне от нуля до плюс 9,5 градусов, то индицируются целое и дробное число градуса (например, «2.0» или «4.5»), если температура равна 10 градусам и выше, индицируются только целые значения градуса (например, «10.»). Если термодатчик не подключен или данные от него приняты с ошибкой, в режиме В индицируются символы «Er».
Опрос термодатчика осуществляется один раз в 10 секунд в начале режима А, в силу значительной инерционности изменения температуры воздуха в помещении делать опрос чаще не имеет смысла.
Изменять значение процента времени включения вентилятора (далее «процент») возможно только в режиме индикации А, в режиме В устройство не реагирует на нажатия на кнопки. Откорректированное значение процента сохраняется в EEPROM, при этом сохранение значения происходит спустя 10 секунд после последнего нажатия на кнопку. Это сделано для продления ресурса EEPROM, чтобы не записывать в эту память все промежуточные значения процента, получаемые при каждом нажатии на кнопку, а сохранять только итоговое значение. При каждом нажатии на кнопки время индикации режима А продляется на 10 секунд, позволяя спокойно завершить ввод. После истечения 10 секунд с момента последнего нажатия происходит запись значения процента в EEPROM, при этом на индикаторах кратковременно индицируются символы «ПС» (Параметр Сохранен). В случае ошибки сохранения параметра на индикаторах высвечиваются символы «nE» (Параметр ошибочен). В этом случае устройство будет работать в соответствии с введенным значением процента, но после отключения питания и последующего включения значение процента будет не прочитано из EEPROM, а инициализировано значением по умолчению (33%). Если после включения устройства данные в EEPROM по какой-то причине окажутся некорректными, значение процента также инициализируется значением по умолчанию.

В схеме предусмотрена возможность подключения к сети передачи данных через интерфейс RS-485 для возможного включения устройства в систему «Умный дом». Однако, с программной точки зрения обмен данными в предлагаемой версии ПО не реализован.
При отключенных вентиляторе и обогревателе устройство потребляет около 1,5 Вт.

Печатная плата была разработана с учетом технологии изготовления без металлизации отверстий, поэтому есть избыточность переходных отверстий.
Симисторы VS1 и VS2 расположены на одном радиаторе, изготовленном из стандартного радиатора И-650. Доработки показаны на эскизе доработки радиатора. Красными линиями показаны линии отрезов – необходимо отрезать боковые «уши» радиатора, два цилиндрических выступа и верхний ряд иголок. Красными крестами показаны места сверления глухих отверстий глубиной 7-9 мм, в которых необходимо нарезать резьбу М3 для крепления радиатора к плате. Перед сверлением отверстий необходимо напильником обработать эту (нижнюю) грань так, чтобы угол между ней и привалочной плоскостью симисторов составил 90 градусов. Верхнюю грань и верхний ряд иголок также необходимо обработать напильником по месту так, чтобы крышка корпуса не упиралась в них.
Отверстия для крепления радиатора на в файле печатной платы не показаны, их необходимо сверлить по месту. Точно также по месту следует высверлить отверстия для крепления симисторов к радиатору, в отверстиях нарезать резьбу М3. Кроме этого, в местах, свободных от установленных симисторов в радиаторе следует просверлить несколько отверстий диаметром 2-3 мм для улучшения циркуляции воздуха. В верхней и нижней поверхностях корпуса по месту высверлить ряд вентиляционных отверстий (над и под радиатором – два ряда отверстий).

Термодатчик DS18B20 соединен с разъемом XS1 (см. схему) проводом МГТФ 0.14 длиной 0,5 м. На места паек проводов к выводам DS18B20 надеты фторопластовые трубки, после чего все трубки были зафиксированы и по возможности герметизированы клеевым пистолетом, излишки пластика удалены так, чтобы пластик совпадал с габаритами корпуса термодатчика. Вся конструкция сверху защищена термоусадочной трубкой.

Конфигурация фьюзов для МК, необходимая при прошивке микроконтроллера, показана в одноименном файле.

Источник

Как правильно сделать вентиляцию в погребе?

Без организации достаточного воздухообмена, невозможна нормальная эксплуатация не только отдельно расположенного или встроенного погреба, но и любого подвального помещения в частном доме. Отсутствие подачи свежего воздуха и удаления влажного приведет к появлению сырости в помещении и, как следствие, образованию плесени и грибка.

Влага в погребе может образоваться в результате:

поступлений через наружные стены и пол при некачественной гидроизоляции;
конденсации из-за перепадов температур с разных сторон ограждающих конструкций;
выделений от заложенных на хранение свежих овощей и фруктов.

Удаление влажного воздуха погреба или подвала важно не только с точки зрения функционального использования помещений, но и для обеспечения сохранности строительных материалов, из которых сделаны стены, перекрытие и пол. От постоянного воздействия влаги кирпич и бетон могут начать разрушаться, создавая угрозу целостности всей строительной конструкции.

Принципиальная схема организации воздухообмена

Как сделать вентиляцию в погребе? Работа системы вентиляции погреба может быть построена на физических принципах естественной циркуляции, принудительной вытяжки или совмещать оба эти способа. Для организации естественного притока и вытяжки в помещении предусматривается наличие двух отверстий. В верхней части погреба, для удаления воздуха, и в нижней, для его подачи с улицы.

Общий принцип вентиляции.

Принцип естественной циркуляции

Воздухообмен происходит в результате способности более теплого воздуха подниматься вверх. Собираясь под потолком, он продолжает свое движение через имеющееся вытяжное отверстие и, далее, по вытяжной трубе, пока не выйдет наружу.

В результате вытяжка создает разряжение в погребе, которое обеспечивает приток свежего воздуха с улицы в нижнюю часть помещения.

Работа естественной системы отличается высоким уровнем надежности, не требует контроля и расхода электроэнергии. Однако чем ниже температура на улице, тем кратность воздухообмена, а значит и приток холодного воздуха. Поэтому в сильные морозу вытяжное отверстие необходимо частично закрыть, чтобы не допустить вымораживания погреба и порчи хранящихся там продуктов.

Вентилирование погреба в летнее время

Главный недостаток вентиляционных систем с естественной циркуляцией заключается в ухудшении или нарушении воздухообмена в тех случаях, когда температура наружного воздуха на много выше чем в погребе. Нагретый воздух с улицы не способен опустить по притоку вниз в холодное помещение, а прохладный из погреба очень плохо поднимается вверх.

В эти летние дни для проветривания рекомендуется использовать механическую циркуляцию с периодическим включением осевого вентилятора. При этом вентилятор должен быть установлен именно на вытяжном отверстии. В этом случае требуемая мощность электродвигателя может быть значительно меньше.

Постоянная работа не требуется и чтобы не выключать вентилятор вручную рекомендуется установить в цепь размыкающее реле времени. В те дни, когда температура наружного воздуха будет ниже 10-15°C, от использования устройств принудительной вентиляции можно полностью отказаться.

Расчет вентиляционной системы

Стабильная работа вентиляции в погребе зависит от ее правильного обустройства. В число основных конструктивных данных входят такие показатели как:

высота расположения отверстий для притока и вытяжки воздуха;
площадь поперечного сечения вентиляционных каналов;
размер приточной и вытяжной решетки;
высота расположения окончания выхлопной и воздухозаборной трубы над уровнем земли.

Для организации принудительного воздухообмена необходимо определить производительность вентилятора.

Расчет сечения вентиляционных каналов

Размер поперечного сечения вентиляционных каналов существенно влияет на объем воздухообмена, особенно для систем естественной вентиляции. Поэтому вопрос правильного определения диаметров труб или размеров кирпичных каналов является очень важным.

Профессиональный расчет систем вентиляции — сложная инженерная задача, требующая специальных знаний и навыков. Однако, существует упрощенный способ расчета, основанный на многочисленных практических наблюдениях. Считается, что на 1 м 2 площади пола подвального помещения, при высоте потолка не более 2,2 метра, требуется 26 см 2 сечения вентиляционного канала.

Например, расчет для погреба размером 3х3 метра будет следующим:

площадь пола – 9 м 2 ;
минимально возможная площадь поперечного сечения вентканала составит 9 х 26 = 234 см 2 ;
размер канала в кирпичной стене будет равен 234 : 12 = 19,5 см (принимается 60х200 мм), где 6 см это ширина тычковой стороны стандартного глиняного кирпича;
диаметр труб будет равен удвоенному квадратному корню из отношения 234/3,14 и составит 17,26 см.

Размер круглых труб принимается по одному стандартному размеру. При большом диаметре и высокой стоимости материала, допускается установка двух меньших труб, суммарное сечение которых соответствует расчетной величине.

Расчет производительности вентилятора для принудительной вытяжки

Количество воздуха для обеспечения вентиляции помещений определяется по их объему и называется кратностью. Для подвалов и погребов она должна быть не менее 1,0-1,5. То есть в помещение каждый час должен поступать свежий воздух в количестве равном объему погреба или быть больше его в полтора раза.

Для выбора вентилятора необходимо произвести измерения и определить объем погреба. Например, для помещения 3 х 3 метра с высотой потолка 2,1 м потребуется осевой вентилятор способный подавать воздух в объеме от 18,9 до 28,3 м 3 /час. При меньшей производительности вентиляция не будет обеспечена, а при большей придется устанавливать диффузор и использовать часть мощности двигателя вхолостую.

При использовании реле времени можно организовать кратковременные включения вентиляции, исходя из расчета необходимого часового воздухообмена. После удаления нужного объема воздуха вентилятор будет выключаться автоматически.

Особенности составления монтажной схемы

Способ установки (закладки) труб или устройство каналов в кирпичной стене должно выполняться во время строительства погреба или подвальных помещений под зданием. Каналы могут иметь прямоугольное сечение или служить пространством для размещения стальных, пластиковых или асбестоцементных труб.

Диаметры приточных и вытяжных труб должны быть равными. Только в этом случае скорость движения воздуха в обеих трубах будет одинаковой при стабильно устойчивом воздухообмене. В крайнем случае, диаметр вытяжки может быть немного больше, но не наоборот. Кроме этого нужно учесть следующие обязательные требования:

вытяжные и приточные отверстия должны располагаться в разных частях погреба на максимально возможном расстоянии;
вытяжка должна происходить из верхней зоны, как можно ближе к потолку, но не вплотную к нему;
высота вытяжной трубы должна находиться вы уровня насыпи над погребом или конька крыши строения не менее чем на 1,5 метра, труба по всей длине должна быть одного диаметра и иметь как можно меньше поворотов;
оголовки труб следует защитить козырьком или дефлектором от попадания внутрь атмосферных осадков.

Защита с помощью дефлектора.

При размещении погреба в гараже или хозяйственном помещении возможна схема вентиляции с одной трубой на притоке.

Труба на 2 канала.

Вытяжку воздуха можно обеспечить через приподнятый люк лаза. Однако, в этом случае будет полностью отсутствовать защита от проникновения грызунов и насекомых. Поэтому, для того чтобы правильно сделать вентиляцию в погребе гаража, сплошной люк можно заменить рамой с натянутой мелкой сеткой или перфорированным металлическим листом.

Материалы и инструмент для монтажа вентиляции в погребе

Из общего описания систем, приведенного выше можно понять, что для устройства вентиляции в погребе потребуются:

стальные, пластиковые или асбоцементные трубы расчетного диаметра и длины;
круглые отводы при наличии поворотов по линии вытяжки или притока;
защитные козырьки или дефлектора для защиты оголовков;
осевой вентилятор расчетной производительность с рабочей шириной лопастей соответствующей диаметру трубы;
воздухораспределительные решетки жалюзийного типа.

Решетки не являются обязательным элементом системы, но с их помощью намного проще ограничить приток холодного воздуха зимой и не допустить замерзания погреба.

Инструмент

Набор принадлежностей для устройства вентиляции в погребе подбирается в зависимости от выбранного типа труб. Для пластиков он будет минимальным, состоящим из измерительной рулетки, карандаша, инструмента для резки, отвертки и молотка.

Стальные трубы дополнительно требуют наличия сварки, которую в данном случае модно заменить хомутовыми зажимными соединениями, но это обойдется дороже.

Выбор труб

Исходя из этого, можно сделать вывод, что самый недорогой и простой вариант — использование пластиковых канализационных труб диаметром 110, 150 или 200 мм. Стальной прокат обойдется намного дороже, а применение сварки усложнит монтаж.

Промышленный выпуск асбоцементных труб сейчас прекращен из-за экологической опасности материала. Поэтому даже, если вам удастся найти недорогие складские остатки, то с наличием соединительных муфт могут возникнуть проблемы. В результате система не будет герметичной и станет доступной для проникновения влаги.

Инструкция по монтажу вентиляции из пластиковых (канализационных раструбных) труб

Вентиляционные трубы из пластика лучше всего располагать внутри ограждающих погреб стен. Прокладка в земле за пределами строительных конструкций возможна, но может привести к нарушению целостности системы в случае вспучивания, подвижки и простого проседания грунта через год после окончания строительства. Выполнять такие работы следует при возведении стен подвального помещения.

Расположение вентиляционных труб внутри погреба допускается, если система монтируется в уже построенном сооружении. В этом случае пробиваются отверстия в перекрытии, устанавливаются трубы, а все щели герметизируются цементным раствором с промазкой битумной мастикой. Для того, чтобы выполнить монтаж своими руками:

произведите расчет необходимого диаметра воздуховодов;
начертите схему расположения мест прокладки и определите места возможных поворотов, отводами 15, 30, 45 или 90 градусов;
на основании схемы укомплектуйте материалами каждую линию, при этом учтите, что длина пластиковых труб может быть равна 0.5, 1, 2, 4 или 6 метров;
соберите трубопровод по всей, используя для облегчения работы специальную смазку и болгарку с диском по металлу для резки;
поместите отводы в места поворотов линии;
опустите собранный воздуховод в подготовленный канал, соединяя его установленными отводами;
закрепите на стене в местах отверстий жалюзийные решетки;
установите на оголовки козырьки или дефлектора.

Монтаж вентилятора в стационарное положение не производится, поскольку он будет создавать помехи для свободной циркуляции воздуха. Как вариант, на его корпусе закрепляются поворотные петли, на которых он ставится в рабочее положение, а когда не нужен, отводится в сторону. Другой способ предусматривает монтаж шпилек, на которых вентилятор фиксируется при необходимости.

Подготовка погреба к постоянной эксплуатации

Устройство вентиляции в подвальном помещении, предназначенном для хранения продуктов, монтажными работами не заканчивается. Для обеспечения нормального микроклимата в погребе, его необходимо хорошо просушить, проверить эффективность работы системы и соблюдать определенные правила при дальнейшей эксплуатации.

Способы просушить новое помещение

Перед началом просушки погреба необходимо проверить эффективность работы смонтированной системы. Это связано с тем, что влага во время сушки должна удаляться и проще всего это сделать через вытяжную трубу. Для проверки сверните в рулон старую газету и подождите, пока она прогорит примерно на четверть.

После этого потушите ее таким образом, чтобы она продолжала тлеть. Если дым от газеты свободно удаляется через вытяжку, то система работает нормально, если нет, то нужно еще раз проверить правильность расчетов и высоту вывода трубного оголовка.

Просушку следует проводить в теплое время года, до закладки продуктов в погреб на хранение. Суть распространенных и доступных способов просушки заключается в повышении температуры воздуха внутри помещения, что спровоцирует усиленный воздухообмен и удаление испарившейся влаги через вытяжку.

Влагопоглощающие материалы

Возможен вариант использования гигроскопичных веществ, таких как негашеная известь, прокаленная поваренная соль или дорогие технические силикагели, активно поглощающие влагу. Это очень продолжительные способы еще и требующие дополнительных финансовых затрат.

Пламя на входе в вытяжную трубу

Если зажечь большую свечу или простую спиртовку и поднести ее к вытяжному отверстию, то воздух начнет нагреваться и циркуляция усилится. Поступающий с улицы сухой и теплый воздух начнет прогревать погреб, активно поглощать влагу и выходить на улицу. Однако, потребуется далеко не одна свечка и продолжительность процесса занимает несколько дней.

Использование источника тепла

Прогреть помещение погреба намного быстрее, если установить источник тепла любого типа. Это может быть жаровня, печка-буржуйка, электронагреватель и даже простая газовая горелка. Применение пламени заставляет решать вопрос эффективного удаления продуктов сгорания, поэтому их обычно опускают вниз на подвеске.

Сушка с помощью жаровни.

Электронагреватели любой конструкции безопасней из-за отсутствия угарного газа, но потребуют оплаты электроэнергии. Поэтому выбор способа нагрева остается за вами. Про борьбу с сыростью в подвале вы также можете почитать в этой статье.

Источник