(495) 728-62-26norris@norris.ru
Раздел: Вентиляция Геотермальные системы вентиляции

Геотермальные системы вентиляции

В условиях постоянного роста цен на традиционные энергоносители в виде угля и нефти различные отрасли промышленности пытаются искать альтернативные, более экономичные и экологически безопасные источники энергии, среди которых можно выделить известные всем солнечные батареи, энергию падающей воды и прибоя, а также геотермальные технологии, только-только «набирающие обороты».

Поверхностные слои планеты - естественный тепловой аккумулятор. Главным источником тепла является солнечная радиация. Самые верхние слои земли подвержены сезонным колебаниям температуры, но на глубине трех метров и ниже температура почвы остается постоянной в течение всего года и соответствует примерно среднегодовой температуре наружного воздуха. Так, например, в средней полосе России температура почвы на глубине 3 метра составляет +7°C зимой и +12°C летом. Идея геотермальных технологий сводится к тому, чтобы заимствовать тепло Земли в холодное время года, а летом за счет разницы температур охлаждать воздух в помещении. Для этого используют грунтовые теплообменники, позволяющие при незначительных затратах электроэнергии производить выгодный обмен энергией. Системы геотермальной вентиляции могут использоваться в зданиях любого типа: жилых, бытовых, общественных или производственных.

Пример использования геотермальной системы вентиляции в загородном доме
Пример использования геотермальной системы вентиляции в загородном доме

Схема геотермальной вентиляции

На глубину ниже уровня промерзания почвы помещается грунтовой теплообменник, подключенный к воздухозаборному устройству (снаружи здания) и приточно-вытяжной установке, которую обычно располагают на чердаке. Как и при обычный компоновке такая вентиляционная система может включать в себя вентиляторы, воздуховоды, фильтры, калориферы, набор датчиков, контроллер и воздухораспределительные устройства в виде решеток или диффузоров. Грубо говоря, геотермальная система вентиляции помещений представляет собой классическую схему, но с дополнительным подземным контуром воздуховодов.

Для повышения коэффициента полезного действия грунтовой теплообменник может быть двухконтурным. По внутреннему контуру циркулирует отработанный воздух, удаляемый из помещения, а по наружному – свежий. Такая схема вентиляции позволяет оптимизировать рекуперацию тепловой энергии в зимний период. Иногда подобные установки называют «тепловыми насосами».

Геотермальная вентиляция в летний период

Разница температур воздуха летом
Разница температур воздуха летом
Назначение «летней» вентиляции – подать в помещение очищенный и охлажденный до определенной температуры воздух. Наружный воздух через воздухозаборное устройство поступает в систему теплообменных трубопроводов, помещенных под землю. Проходя по подземным воздуховодам, за счет энергии почвы воздух охлаждается и попадает в приточную установку, которая с помощью дополнительных воздуховодных каналов распределяет обработанный воздух по помещениям. Как и обычную систему вентиляции, геотермальную установку можно автоматизировать, запрограммировав на поддержание требуемых параметров воздуха (температуры, влажности и т.д.) Преимущество геотермальной схемы состоит в том, что можно отказаться от компрессорно-конденсаторных установок, которые в классической компоновке за счет рециркуляции хладагента (обычно фреона) охлаждают приточный воздух.

Геотермальная вентиляция в зимний период

Разница температур воздуха зимой
Разница температур воздуха зимой
«Зимняя» вентиляция имеет прямо противоположное назначение. Она должна обеспечивать помещение свежим, но теплым воздухом (по отношению к наружному). При этом классическая тепловая вентиляция является слишком энергоемкой, поскольку потребляет много энергии на подогрев воздушного потока. А так как нормальный воздухообмен в помещении должен осуществляться несколько раз в час, энергозатраты становятся слишком ощутимыми. Частично вопрос решают рекуперативные системы, использующие энергию отводимого воздуха для подогрева нового, подаваемого в помещение. Но геотермальная схема системы отопления позволяет значительно оптимизировать теплообменные процессы.

Также как и в первом случае, наружный воздух через заборное отверстие попадает в грунтовый теплообменник и прогревается до плюсовой температуры (для средней полосы примерно +7°C), далее поступает в приточно-вытяжную установку, где догревается до нужной температуры посредством канальных калориферов и подается в помещение. В данном случае значительно снижаются энергозатраты на работу калорифера. Например, при классической схеме калориферу нужно прогреть наружный воздух от -20°C до +18°C. Разница температур составляет 38°C. Тогда как с применением грунтового теплообменника калорифер прогревает воздух от +7°C до +18°C, то есть разница температур составляет всего 11°C, что в 3 раза меньше (а значит и экономичнее) по отношению к первому случаю.

Вентиляция в межсезонье

Разница температур воздуха осенью и весной
Разница температур воздуха осенью и весной
Поскольку в межсезонье разница температур между наружным и внутренним воздухом (а также между почвой земли) невелика, особого смысла в использовании геотермальной вентиляции нет. Но поскольку для создания комфортных климатических условий воздухообмен нужен в любое время года, рационально использован параллельный наружный контур воздуховодов, чтобы не «гонять» бесполезно воздух под землей. Чем больше протяженность воздуховодной магистрали, тем выше аэродинамическое сопротивление, а, следовательно, нужны более мощные канальные вентиляторы. Установка наружного, менее протяженного контура позволит снизить нагрузку на вентиляторы.

Преимущества и недостатки

Основным преимуществом геотермальной системы вентиляции является - значительное снижение (в несколько раз) эксплуатационных затрат за счет экономии энергии на охлаждение или подогрев приточного воздуха.

В качестве недостатка можно выделить относительно высокую сложность системы и капитальные затраты, в первую очередь за счет комплектации грунтовым теплообменником, а во вторую – за счет установки более мощных вентиляторов, способных «продавить» воздух через подземный контур. С другой стороны геотермальная система позволяет обойтись без компрессорно-охладительной установки, что является прямой экономией капитальных затрат.

В любом случае, какими бы не были изначальные затраты на капитальное строительство геотермальной системы вентиляции и кондиционирования, на продолжительном сроке эксплуатации энергосберегающие технологии окупаются многократно.

Дополнительные материалы по теме «Геотермальные системы вентиляции»

Полное или частичное копирование материалов данного сайта строго запрещено и преследуется по закону.