В последнее время все явственней ощущается энергетический кризис. Такие ресурсы как уголь, газ или нефть постоянно растут в цене, соответственно, дорожает электрическая энергия, что отрицательно сказывается не только на бюджете производственных предприятий, но и на кошельке рядового жителя. С каждым годом поддерживать привычный комфортный уровень жизни в домах и квартирах становится все дороже, и время от времени зарождаются мысли, как бы сэкономить на затратах не в ущерб домашнему уюту. В качестве альтернативы традиционным источникам энергии можно выделить энергию ветра и солнца, но внедрение технологий их использования обходится слишком дорого, чтобы всерьез задуматься об альтернативной энергии.И, тем не менее, существуют достаточно дешевые источники энергии, которые может использовать любой владелец клочка земли, чтобы поддерживать комфортабельную температуру в собственном доме.
Литосфера Земли представляет собой огромный аккумулятор тепловой энергии. Основной источник тепла – солнечная радиация, прогревающая верхние почвенные слои. Самые верхние слои почвы подвержены сезонным колебаниям температуры, но чем глубже от поверхности, тем меньше перепад температур независимо от времени года. Так, например, уровень промерзания почвы для наших широт составляет около 1,8-2,0 метров, а глубже температура остается положительной независимо от сезонных изменений. Для средней полосы России температура почвы на глубине всего три метра составляет +7…+12°C (примерно равняется среднегодовой атмосферной температуре).
Геотермальная вентиляция позволяет заимствовать энергию почвенных слоев для подогрева приточного воздуха зимой или его кондиционирования в летний период. Подобные технологии абсолютно безопасны с экологической точки зрения и могут применяться для любых зданий: жилых, общественных или производственных.
Как устроена геотермальная вентиляция?
Вентиляционная система с использованием энергии планеты представляет собой классическую схему канальной вентиляции, но с воздуховодами, размещенными под землей ниже точки промерзания (не менее 3-х метров).
Приточный наружный воздух через заборные отверстия поступает в вентиляцию и по сети воздуховодов перемещается в помещение. При прохождении воздуховодной магистрали между приточным воздухом и почвенными слоями происходят теплообменные процессы. Воздух либо прогревается до уровня температуры почвы (зимой), либо напротив, охлаждается (в летний период).
Подземный воздуховод можно сделать двухконтурным, в таком случае удаляемый из помещения воздух направляется во внутренний воздуховод, а приточный поступает по наружному. Преимущества двухконтурного воздуховода состоит в том, что зимой приточный воздух будет прогреваться не только от почвы, но и забирать часть тепла от вытяжной магистрали. То есть, двухконтурный воздуховод выполняет функции рекуператора.
Работа геотермальной вентиляционной системы в летний период
Жарким летом температура наружного воздуха нередко достигает +30°C и более. Для комфортного пребывания людей в помещении воздух приходится кондиционировать. Классические схемы приточной вентиляции предполагают использование кондиционеров, канальных охладителей или компрессорно-конденсаторных установок, что повышает капитальные затраты на обустройство вентиляции и эксплуатационные на электроэнергию, обслуживание и ремонт оборудования. Вентиляция с подземными воздуховодами позволяет отказать от части оборудования, а роль охладителя перекладывается на почвенные слои.
Работа геотермальной вентиляционной системы зимой
По нормам вентиляции температура приточного воздуха должна быть не менее +18°C. Зимой нередки морозы, когда атмосферная температура снаружи здания достигает отметки -30°C, а то и ниже. Соответственно приточный воздух приходится предварительно подогревать. Для нагрева приточного воздуха обычно используют водяные или электрические калориферы, устанавливаемые прямо в сечение воздуховодов вентиляции. При классическом устройстве вентиляции зимой калорифер должен прогреть приточный воздух от -30 до +18°C. То есть разница температур, от которой зависит мощность нагревателя, составляет 48°C! Кроме того, на выбор мощности калорифера влияет и скорость воздушного потока в воздуховодах. Чем выше скорость, тем мощнее должен быть агрегат, иначе приточный воздух просто не успеет прогреться.
Геотермальная технология позволяет уменьшить разницу температур на входе и выходе калорифера. Приточный воздух проходя подземную сеть воздуховодов с -30°C успевает прогреться до положительной температуры. Чем протяженнее воздуховодная магистраль, тем больше прогрев. Даже с учетом того, что приточный воздух успеет прогреться до нуля градусов, разница температур на входе и выходе калорифера составит всего 18°C, что почти в три раза меньше по отношению к первому случаю. То есть, экономия на мощности нагревательного прибора, а, следовательно, и на эксплуатационных расходах, – налицо.
Геотермальные технологии в межсезонье
Весной и осенью разница температур в помещении и снаружи, как правило, незначительна, поэтому теплообменные процессы в поземных воздуховодах особой пользы не приносят, разве, что независимо от изменчивой погоды стабилизируют температуру приточного воздуха. Но наличие подземной магистрали требует более мощных вентиляторов, способных продавить воздух по всей длине воздуховодов. Для того чтобы не гонять вентиляторы «в холостую», можно параллельно подземному контуру установить более короткую сеть воздуховодов. Короткая магистраль даст возможность снизить нагрузку на вентиляторы, уменьшит аэродинамическое сопротивление, позволит повысить общую производительность вентиляционной системы.
Еще раз о преимуществах и недостатках
Подземные воздуховоды вентиляции позволяют отказаться от части активного сетевого оборудования (компрессорно-конденсаторных установок, кондиционеров, охладителей) или дают возможность устанавливать менее производительные, а значит и менее энергоемкие устройства (канальные нагреватели), что снижает капитальные и эксплуатационные затраты.
Устройство контура подземных воздуховодов более трудоемко, по отношению к классическим схемам, и требует большей расчетной производительности вентиляторов. Но лучше один раз вложить время и деньги в грамотное обустройство системы вентиляции и потом на протяжении многих лет наслаждаться дешевым комфортом, чем сомнительно сэкономить на строительстве и потом постоянно переплачивать за домашний уют.
.jpg){kind=logo}
