Геотермальная вентиляция

Геотермальная вентиляция в последние годы становится все более актуальной. В условиях непрекращающегося повышения цен на такие традиционные энергоносители как уголь, газ и нефть в различных отраслях промышленности время от времени пытаются реализовывать альтернативные экологически чистые и безопасные технологии получения дешевой энергии. В качестве ярких примеров альтернативных источников можно выделить хорошо всем знакомые солнечные батареи, энергию воды или ветра, а также набирающую все большую популярность, так называемую, геотермальную энергию (в том числе и геотермальную вентиляцию).

Земной шар является огромным тепловым аккумулятором, главным поставщиком тепла для которого — солнечная радиация. Поверхностный слой почвы подвержен температурным колебаниям в течение года, но на глубине всего лишь в три метра эти колебания сглаживаются, и температура почвы всегда примерно равна среднегодовой температуре атмосферы, что для средней полосы России составляет +7С в зимний период и +12С в летний. Идея геотермальной вентиляции сводится к тому, чтобы использовать константную температуру почвы для охлаждения приточного воздуха летом и для его подогрева зимой за счет специальных грунтовых теплообменников.

Принцип геотермальной вентиляции

geotermalynaya_ventiliacia

Принципиальное отличие геотермальной вентиляционной системы от обычной – в наличии дополнительных грунтовых теплообменников, которые помещаются в почву ниже точки ее промерзания.  Приточный воздух, перед тем как попасть в воздуховоды основной вентиляционной системы, проходит по сечению грунтового теплообменника, где в зависимости от времени года либо прогревается (зимой), либо охлаждается (летом). Если необходимо дополнительно оптимизировать теплообменные процессы, используют двухконтурный грунтовый теплообменник, или, другими словами, — воздуховод в воздуховоде. В этом случае по внутреннему контуру подается приточный воздух, а по наружному утилизируется вытяжной, то есть, происходит дополнительная рекуперация тепловой энергии.

Такие геотермальные вентиляционные системы могут быть использованы в зданиях и сооружениях любого назначения: жилых, общественных и производственных.

Геотермальная вентиляция летом

 letnaya_ventiliaciaФункция «летней» вентиляции заключается в обеспечении помещений чистым и прохладным воздухом. Летом температура наружного воздуха часто держится +30С и более. В классических схемах вентиляции для охлаждения приточного воздуха используются либо охладители, либо компрессорно-конденсаторные установки, что соответствующим образом сказывается на капитальных затратах на вентиляцию и стоимости ее эксплуатации.

По схеме геотермального воздухообмена приточно-вытяжную систему можно удешевить за счет исключения из нее охладителей, что позволит сэкономить не только при устройстве вентиляции, но и при ее дальнейшей эксплуатации. Приточный воздух с температурой +30С и выше, попадая через заборное отверстие в грунтовый теплообменник, в процессе циркуляции по нему за счет низкой температуры почвы будет охлаждаться. Степень охлаждения зависит от длины подземного воздуховода и скорости циркуляции воздуха.

Геотермальная вентиляция зимой

zimnaya_ventiliaciaФункции «зимней» вентиляции – прямо противоположные. Зимой для поддержания комфортного микроклимата в помещениях приточный воздух приходится подогревать с помощью водяных или электрических нагревателей. При этом разница температур на входе в систему вентиляции и на выходе из нее в помещение составляет 50С и более (например, при температуре наружного воздуха  -30С и его подогреве до +20С), что соответствующим образом сказывается на энергопотреблении обогревательного оборудования. А учитывая, что при нормальном воздухообмене воздух в помещении должен сменяться не меньше трех раз в час, затраты на отопление становятся более чем ощутимыми. Геотермальная система вентиляции позволяет существенно оптимизировать теплообмен и сократить эксплуатационные расходы.

Все происходит точно так же, как и в первом случае. Приточный воздух попадает через заборные отверстия в грунтовый теплообменник, но в отличие от «летнего» варианта нагревается до плюсовой температуры, степень прогревания также зависит от длины воздуховодов и скорости движения воздуха. На выходе из грунтового теплообменника воздух будет иметь температуру около +7С. Поскольку такая температура является некомфортной, приточный воздух все равно придется догревать с помощью все тех же калориферов. Только в этом случае разница температур, приходящаяся на канальный нагреватель, составит всего лишь 13С (при догреве воздуха до +20С), что почти в четыре раза меньше в сравнении с классической схемой, а это – более длительная эксплуатация нагревателей, меньший расход электроэнергии. 

Геотермальная вентиляция в межсезонный период

 demisezonnaya_ventiliaciaВесной и осенью большую часть времени температура наружного воздуха близка к той, которой мы добиваемся в помещении, и, казалось бы, особого смысла в устройстве вентиляции с грунтовым теплообменником нет. Но ведь помимо межсезонных температурных колебаний существуют еще и среднесуточные, которые зависят от времени суток и погодных условий. Геотермальная схема вентиляции позволит сгладить перепады температур и наладить в доме комфортный микроклимат независимо, идет ли за окном дождь, или светит солнце. Если все же в межсезонный период нет необходимости использовать геотермальную вентиляцию (ведь при достаточно комфортной температуре наружного воздуха, проходя по подземному контуру воздуховодов, он буде охлаждаться до +7С, а значит, потребуется его подогрев), можно предусмотреть второй параллельный контур воздуховодов, который позволит циркулировать приточному воздуху, минуя подземный контур, и снизит нагрузку на калориферы и вентиляторы. 

Преимущества и недостатки

Основное преимущество геотермальной вентиляции перед классическим аналогом – в существенном снижении эксплуатационных затрат.

В качестве недостатка геотермальной вентиляции можно выделить повышенную техническую сложность реализации за счет наличия подземного теплообменника. Кроме того дополнительная магистраль воздуховодов потребует увеличения капиталовложений при устройстве вентиляции и установки более мощных вентиляторов. Тем не менее капитальные затраты за счет снижения эксплуатационной стоимости вентиляции на всем сроке службы окупятся многократно.

Пример монтажа грунтового теплообменника:

2 комментария: Геотермальная вентиляция

  1. ТеХнарь говорит:

    Если кто такое делал, отзовитесь. Реально че та дает? Или так, красивые обещанья?

  2. 1243fdadsa говорит:

    Я по специальности — инжеер теплотехник. В принципе в этом что то есть. Экономия будет и весьма существенная, но возникает ряд вопросов, в частности как обслуживать такие воздуховоды? Как отводить конденсат? Как их чистить? Да и вентиляторы придется ставить существенно мощнее, чем при обычной схеме «улица-дом».

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>