Одним з енергозберігаючих рішень щодо підтримки здорового мікроклімату в приміщеннях є встановлення системи ґрунтових теплообмінників у вигляді пластикових труб, через які проходить повітря, що забирається ззовні. Це забезпечує постійну вентиляцію, а також дозволяє істотно знизити енерговитрати на опалення в холодну пору року і охолодження – в літню спеку
В основі роботи системи вентиляції з використанням ґрунтових теплообмінників лежить властивість ґрунту не змінювати в широких межах температуру протягом року. На глибині 1,5 м температура постійно тримається на рівні 7-12 °C. При теплообміні зовнішнє повітря, що проходить через таке середовище, нагрівається або, навпаки, охолоджується, в залежності від сезону (рис. 1).
Рис. 1. Схема роботи вентиляції в різні пори року
Завдяки цьому можна не лише заощадити на опаленні, а й знизити витрати на установку системи кондиціонування. Адже температура повітря, що подається влітку, під час спеки 30°C, може становити 16-20°C. Таким чином, можна з мінімальними витратами енергії створити цілком комфортні умови для проживання людей, що відповідають санітарним нормам.
Отримати необхідну температуру притоку в період зимових морозів можна за допомогою рекуператора, який передає тепло від повітря, що витягається з приміщення, потоку зовнішнього повітря. Даний теплообмінник може доповнити роботу ґрунтової системи, що підігріває повітря до плюсових значень.
В основі таких систем застосовуються повітряні трубопроводи, діаметром до 2 м (у випадку великих обсягів) із бетону або пластику. Полімерні матеріали за рядом характеристик є кращими. Головна їхня перевага – внутрішня поверхня має меншу шорсткість, завдяки чому у них не застоюється конденсат, а отже відсутнє сприятливе середовище для розмноження патогенних мікроорганізмів. Крім того, полімерні труби не піддаються корозії та мають великий термін експлуатації.
Важливою особливістю труб для ґрунтових теплообмінників систем вентиляції є також поліпшена теплопровідність. Це необхідно, щоб підвищити ефективність теплообміну.
Діаметр і довжина труб підземного теплообмінника, спосіб їх укладання, в першу чергу, визначаються необхідною кількістю повітря. При обсягах повітрообміну в діапазоні 120-250 м3 /год, як правило, достатньо трубопроводів довжиною 30-50 м.
Для скорочення вартості земляних робіт монтаж трубопроводів можна виконувати навколо будівлі (кільцеве укладання). Крім того, існує рішення з укладання теплообмінників безпосередньо під фундаментом будівель, що реалізується на етапі будівництва.
При укладанні трубопроводів навколо будинку відстань до зовнішніх стін або інших трубопроводів повинна бути не менше 1 м. Укладання трубних регістрів рекомендується проводити на глибину від 1,5 м. При паралельному розміщенні труб рекомендується дотримуватися відстані по осях між ними теж не менше 1 м, щоб не промерзав ґрунт.
Для будинків із приміщеннями великого об'єму, де система підземних повітропроводів використовується в основному для часткового кондиціонування, укладання труб теплообмінника, як правило, проводиться за схемою Тіхельмана (рис. 2).
Рис. 2. Варіанти укладання труб в системі ґрунтової вентиляції
Для запобігання шуму в розподільних трубах швидкість руху повітря обмежується 6 м/с.
З практичного досвіду, для забезпечення турбулентності потоку і необхідної тривалості перебування повітря в підземних трубопроводах (для підігріву чи охолодження), швидкість має становити 1-4 м/с.
З приходом літа при охолодженні припливного повітря в трубопроводах може утворюватися конденсат. Його тривале накопичення призводить до негативних наслідків, пов’язаних з розмноженням бактерій і грибку. Щоб цього не сталося, застосовують ряд заходів.
По-перше, необхідно правильно провести монтаж, з дотриманням необхідних ухилів. Труби повинні мати високу поздовжню жорсткість. Це знижує ймовірність утворення прогинів, в яких може накопичуватися конденсат.
Конденсат збирають в трійниках у найнижчій точці системи. Потім його відводять у спеціальний колодязь, а звідти відкачують на поверхню за допомогою стандартного поплавкового насоса. При наявності підвалу можна організувати відведення конденсату в мережу будинкової каналізації.
Для забору повітря з поверхні поблизу будівлі встановлюють повітрозабірну вежу (колону). Це металічна труба, захищена від потрапляння опадів і сторонніх предметів (рис. 3).
Рис. 3. Схема організації системи вентиляції приватного будинку: із повітрозабірною колоною, колодязем для збору конденсату та припливно-витяжною установкою
Поширеним європейським прикладом вентиляції на основі ґрунтових теплообмінників є система AWADUKT THERMO, розроблена німецькою компанією REHAU. Вона може застосовуватися як в приватних будинках, так і в школах, спортивних комплексах, торговельних центрах.
Свіже повітря подається в приміщення через пропіленові трубопроводи з теплопровідністю 0,28 Вт/м·К, прокладені горизонтально в ґрунті на глибині 1,5-2,5 м. На внутрішню поверхню труб нанесений антимікробний шар з частинками срібла. Герметичність з’єднань забезпечується конструкцією розтрубів і нанесенням на них при монтажі спеціальної пасти. Для того, аби уникнути потрапляння радону (природнього радіоактивного та канцерогенного газу) з ґрунту в житлові приміщення застосовуються спеціальні ущільнення.
Для систем вентиляції котеджів пропонуються труби діаметром 200 мм і довжиною від 1 до 6 м. Забір повітря проводиться через колони висотою 1650 мм з нержавіючої сталі з ламельними панелями. Крім того, в системі передбачене розміщення фільтрів ретельного очищення (F6). Вони перешкоджають потраплянню в приміщення пилку рослин та інших алергенів.
Для великих об’єктів рішення передбачає використання труб діаметром до 1200 мм.
В якості комплектуючих до систем AWADUKT THERMO пропонується широкий асортимент колін, перехідників, відводів, муфт, заглушок, кришок ревізійних колодязів, ущільнень для організації введення в будинок і т. п.
Регулювання мікроклімату й розподіл повітря в будинку здійснює припливно-витяжна установка з роторним рекуператором і автоматикою. За допомогою неї можливо, крім температури, підтримувати необхідну вологість усередині приміщення. У ній також можна встановити додаткові фільтри.
Для роботи вентиляції в міжсезоння, коли підігрівати або охолоджувати повітря немає необхідності, передбачена байпасна заслінка. Вона управляється за допомогою датчика температури зовнішнього повітря.
Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok. Долучайтесь!
Переглянуто: 4 521
Гарна стаття і чудова ідея. А от газ, який може потрапити через грунт до трубопроводу це серйозно і небезпечно. Є над чим задуматися.