Treść artykułu
- Stabilne źródło energii
- Praktyka międzynarodowa
- Dlaczego naturalny wymiennik ciepła jest dobry
- Prosty i nieskomplikowany system
- Tworzymy wewnętrzny system kanałów wentylacyjnych w domu
- Przykład obliczenia zużycia materiałów na urządzenie kanałów wewnętrznych w domu
- Rurowy wymiennik ciepła
- Tworzymy pole rekuperacji
- Bunkrowy wymiennik ciepła
- Napełniamy zbiornik
- Instalowanie wentylatorów
- Szacowany koszt operacyjny
- Perspektywy
Chłodzenie powietrza latem jest jednym z głównych problemów właścicieli domów. Jak wykorzystać w tym celu energię, która nas otacza i sprawić, by klimatyzacja była praktycznie bezpłatna, dowiesz się z tego artykułu..
Trudno przecenić znaczenie wentylacji. Nie będziemy powtarzać tego, co wielokrotnie opisywaliśmy i skupimy się na naszym własnym zadaniu – schłodzeniu i odświeżeniu powietrza w domu. Tradycyjne systemy wentylacyjne mogą być dość drogie dla urządzenia ze względu na koszt podzespołów i zespołów, a także koszt wykwalifikowanych prac instalacyjnych.
Podczas pracy zużywają znaczną ilość energii elektrycznej, zwłaszcza do chłodzenia masy powietrza, generują dużo ciepła i wytwarzają hałas. System opisany w tym artykule jest łatwy w instalacji, energooszczędny, nie wymaga specjalnych umiejętności i jest intuicyjny. Należy od razu zaznaczyć, że ze względu na swoją prostotę ma ograniczone funkcje, jednak umożliwia modernizację w dowolnym miejscu w dogodnym momencie..
W naszym przypadku termin „rekuperacja” jest synonimem słowa „wymiana ciepła”, dlatego pojęcia „rekuperator” i „wymiennik ciepła” są zamienne. Na poziomie fizycznym proces polega na schłodzeniu / podgrzaniu powietrza, zmianie jego temperatury w wyniku zużycia energii cieplnej, a następnie wymieszaniu. Jak i dlaczego tak się dzieje, rozważymy dalej..
Stabilne źródło energii
W dążeniu do obniżenia temperatury w pomieszczeniu latem warto zadać sobie pytanie: „Gdzie oddać energię ogrzanego powietrza atmosferycznego? Jak to schłodzić? ” Tutaj z pomocą przychodzą nam siły natury. Fakt, że na określonej głębokości temperatura gruntu jest stała, będzie naszym głównym argumentem uzasadniającym efektywność energetyczną systemu..
Gleba może bez końca wymieniać energię – chłodzić i ogrzewać dowolne medium (powietrze, wodę), ale tylko do własnej temperatury na określonej głębokości, która pozostaje stała dzięki względnej stabilności jądra ziemi.
Praktyka międzynarodowa
Oczywiście nie jesteśmy pierwszymi, którzy zdecydowali się wykorzystać nieskończoną i darmową energię Ziemi. W krajach europejskich, które są zwykle nazywane rozwiniętymi (Niemcy, Szwecja, Belgia itp.), Energia ta jest wykorzystywana od początku ubiegłego wieku. Sukcesy osiągnięte w tej dziedzinie są imponujące.
Systemy wymiany ciepła dla wody poniżej poziomu gruntu nazywane są „pompami ciepła”. Te podziemne i podwodne urządzenia ogrzewają i chłodzą cały dom. Dla każdego budynku opracowano standardowe projekty i istnieje możliwość przeniesienia domu z tradycyjnej (gazowej, elektrycznej) klimatyzacji na pompy ciepła. W podobny, ale bardziej prymitywny sposób energia ta jest wykorzystywana w naszym kraju, urządzając podziemne magazyny produktów (piwnice).
Dlaczego naturalny wymiennik ciepła jest dobry
Działanie naszego rekuperatora opiera się na tym samym procesie fizycznym, co w pompach ciepła. Koncentrując się na gospodarce, posługujemy się tą zasadą, podsumowując ją z własnymi potrzebami i lokalnymi realiami.
Zadania, które może rozwiązać zaadaptowany autonomiczny rekuperator:
- Stała naturalna wentylacja przy zamkniętych drzwiach i oknach.
- Szybka wymiana powietrza w pomieszczeniu na świeże powietrze.
- Chłodzenie powietrzem w pomieszczeniach.
- Przygotowanie mieszanki powietrza do kolejnych czynności.
Korzyści:
- Absolutna przyjazność dla środowiska. Podczas montażu i eksploatacji systemu podstawowego nie są używane materiały toksyczne i nie występują emisje ciepła do atmosfery.
- Bezpieczeństwo. W rekuperatorze nie są stosowane silniki elektryczne (powyżej 100 W), środki chemiczne, wysokie napięcie.
- Prostota i niski koszt. W przypadku wentylacji wymuszonej stosowane są tylko wentylatory o małej mocy 100 W. Wentylacja przebiega naturalnie.
- Tlen nie jest spalany podczas pracy.
- Niski poziom hałasu.
Niedogodności:
- system podstawowy nie zapewnia filtracji, regulacji wilgotności, ogrzewania ani innego przetwarzania mieszanki powietrza (ale dopuszcza możliwość późniejszego zainstalowania odpowiedniego sprzętu).
Prosty i nieskomplikowany system
Autonomicznym wymiennikiem ciepła dla wiejskiego domu jest system kanałów wentylacyjnych, częściowo ułożony pod ziemią, włączony do obwodu wentylacji nawiewno-wywiewnej. Aby stworzyć taki „kondycjoner”, nie trzeba rozumieć zawiłości zjawisk fizycznych. Musisz tylko wiedzieć, że to działa. Możesz to sprawdzić, schodząc w upale do dowolnej piwnicy, studni lub metra.
Zasada działania jest następująca:
- Powietrze atmosferyczne przepływa przez rury ułożone w ziemi o stałej temperaturze (zwykle od +4 do +10 ° С).
- W części podziemnej chłodna gleba pochłania energię cieplną ogrzanego powietrza.
- Schłodzone powietrze dostarczane jest kanałami wentylacyjnymi do pomieszczeń domu.
- Jednocześnie wentylator wyciągowy usuwa z pomieszczenia nasyconą i ogrzaną mieszankę powietrza („stare powietrze”).
Zgodnie z zasadą konstrukcji takie systemy dzielą się na dwa główne typy: rurę i bunkier.
Rura – składa się w całości z rur. Projekt może się różnić w zależności od warunków na miejscu. Nadaje się w przypadku przebudowy domu bez obszernej piwnicy, ale wymaga wielu prac ziemnych.
Bunkier lub kamień – wymiennik ciepła to bunkier wypełniony dużymi kamieniami. Zajmuje mniej miejsca niż rura (można ją ułożyć w piwnicy domu). Wymaga piwnicy lub pomieszczenia podziemnego. Najlepsza opcja dla nowej konstrukcji.
Tworzymy wewnętrzny system kanałów wentylacyjnych w domu
W obu przypadkach kanały wentylacyjne w domu będą w przybliżeniu takie same. Zacznijmy od nich.
Prymitywny system wentylacji nawiewno-wywiewnej to zewnętrzne i wewnętrzne kanały wentylacyjne połączone w jedną sieć. Wyloty powietrza znajdują się w górnych, po przekątnej, rogach pomieszczeń. W jednym – napływie, w drugim – wydechu. W parterowym budynku główne kanały mogą znajdować się na poddaszu. W budynku dwukondygnacyjnym kanały powietrza nawiewanego i wywiewanego pierwszego piętra poprowadzone będą kanałami pasującymi do wystroju wnętrza, a piętra II – przez poddasze. Lokalizację głównych kanałów wentylacyjnych należy ustalić indywidualnie dla każdego domu z uwzględnieniem układu (rozmieszczenie ścian i przegród).
Rada. Pomieszczenia, w których zalecana jest wentylacja nawiewno-wywiewna: salon, sypialnia, pokój dziecinny, kuchnia, jadalnia, biura, magazyn, pomieszczenia rekreacyjne, siłownia. W łazienkach i toaletach – tylko wyciąg. W ogóle niepotrzebne w korytarzach, wiatrołapach, korytarzach i loggiach.
Zasady obliczania układu kanałów wentylacji wewnętrznej:
- Rura kanalizacyjna o średnicy 250 mm do rozprowadzenia kanałów zasilających i połączonych kanałów wylotowych. Szacunkowe zużycie – dwie długości domu + wysokość wzdłuż piętra + 20%.
- Rura kanalizacyjna (szara) o średnicy 150 mm. Szacowane zużycie – trzykrotność długości domu + 20%. Za dwupiętrowy dom o równej powierzchni + 50%.
- Łączniki do rur (w zależności od materiału ściany) w ilości 1 szt. 70 cm.
- Izolacja (walcowana wełna mineralna) – 1 rolka.
- Pianka, uszczelniacz, ozdobne maskownice.
- Kolana, rewizje, sprzężenia (1 sztuka na 70 cm).
Uwaga! Nie używaj kolanek 90 °, ponieważ utrudniają one przepływ powietrza i powodują hałas. Połącz kolana 45 ° (podobnie jak w kanalizacji).
Jeżeli planowane jest ustawienie rekuperatora rurowego w budynku parterowym, kanał zasilający wyprowadzi się z gruntu do puszki ocieplonej na zewnątrz budynku i wejdzie na strych. W dwupiętrowym lepiej wprowadzić go do budynku na dole pierwszego piętra i zainstalować wewnętrzny kanał pionowy (dystrybucyjny), który następnie zostanie wyprowadzony na poddasze.
Podczas instalowania opcji bunkra w piwnicy budynku pionowy kanał dystrybucyjny będzie wychodził z bunkra bezpośrednio do pomieszczenia. Istnieje możliwość montażu na zewnątrz.
Przykład obliczenia zużycia materiałów na urządzenie kanałów wewnętrznych w domu
Jako przykład weźmy parterowy dom o szacunkowej wentylowanej powierzchni 60 m22, który będzie miał około 100 m2 powierzchnia całkowita i przybliżone wymiary 8×12 m:
- Rura 250 mm: 2 x 12 + 3 + 20% = 32 m.
- Rura 150 mm: 3 x 12 + 20% = 43 m.
- Zapięcia: 32 + 43 / 0,7 = 107 szt.
- Kolana, rewizje, złączki – za 1 sztukę na 3 m: 32 + 43/3 = 55/3 = 20 szt.
- Kraty: 8 szt. (2 na każdy pokój).
- Przełączniki: 4 szt.
- Pianka, uszczelniacz.
Imię Jednostka obrót silnika. Ilość Cena £ Razem, pocieraj. Rura 250 mm biegać. m 32 200 6400 Rura 150 mm biegać. m 43 150 6450 Kolana, rewizje, złączki SZT. 20 40 800 Elementy złączne SZT. sto trzydzieści 3000 Wystrój kraty SZT. 4 sto 400 Przełączniki 2-kl. SZT. 4 120 500 Izolacja Pakiet. 1 1000 1000 Piana, uszczelniacz, inne 1000 Całkowity materiał 19550 Praca 5000 Cały materiał i praca 24550 Rurowy wymiennik ciepła
Aby nie komplikować obliczeń obliczeniami matematycznymi, podamy dane z już przeprowadzonych testów w postaci uśrednionej, a raczej ich wyników.
Podstawową zasadą, której należy przestrzegać podczas tworzenia systemu rur, jest to, że co najmniej jedna rura kanału podziemnego musi leżeć na jednym pomieszczeniu. Ułatwi to działanie wentylatorów pod wpływem ciśnienia atmosferycznego. Teraz pozostaje umieszczenie wymaganej liczby rur w podziemnej części terenu. Mogą być instalowane pojedynczo lub łączone we wspólnym kanale (250 mm).
W tym opisie proponujemy uwzględniać nie maksymalne obciążenie, gdy wszystkie pomieszczenia są wentylowane wymuszoną w tym samym czasie, ale średnie obciążenie, które będzie zasilane regularną okresową wentylacją różnych pomieszczeń (tak jak ma to miejsce w rzeczywistości). Oznacza to, że nie ma potrzeby wyprowadzania oddzielnego kanału dla każdego pomieszczenia. Wystarczy doprowadzić kanały powietrzne o średnicy 150 mm z każdego pomieszczenia do jednego wspólnego kanału 250 mm. Liczba wspólnych kanałów jest brana z obliczenia jednego kanału na 60 m2.
Tworzymy pole rekuperacji
Zalecane rozmieszczenie części podziemnej rurowego wymiennika ciepła:
Schemat rekuperatora rurowego: 1 – wentylator; 2 – kanał w wykopie 250 mm; 3 – rzędy rur? 250 mm; 4 – pole rekuperacji.
Najpierw musisz wybrać lokalizację rur (pole rekuperacji). Im większa długość ułożonych rur, tym wydajniejsze będzie chłodzenie powietrzem. Należy zaznaczyć, że po zakończeniu prac teren ten można wykorzystać pod nasadzenia roślin, zagospodarowanie terenu czy plac zabaw. W żadnym wypadku nie sadzić drzew na polu regeneracji:
- Wykopujemy ziemię do głębokości zamarzania plus 0,4 m.
- Rury 250 mm układamy ze skokiem co najmniej 700 mm wzdłuż osi.
- Wloty powietrza doprowadzamy na wysokość 1 m, pożądane jest, aby były w zacienionym, ale dobrze wentylowanym miejscu.
- Za pomocą kolanek i adapterów łączymy je we wspólny kanał 250 mm, który jest podłączony do systemu wentylacji domu (patrz wyżej).
Uwaga! W części podziemnej zastosuj specjalne grubościenne gliniane rury kanalizacyjne. Nie trzeba ich izolować termicznie, wystarczy je po prostu przykryć ziemią, rozlewając wodę. W razie potrzeby dozwolone jest tylko betonowanie.
Obliczanie ilości pracy i zużycia materiałów:
- Dla pola wydobycia bierzemy obszar 15×6 m o powierzchni 90 m2.
- Objętość wykopu fundamentowego o głębokości zamarzania 0,8 m będzie wynosić: Vkot = (0,8 + 0,4) x 60 = 72 m3.
- Objętość wykopu o szerokości 40 cm (10 m od domu): Vtr = 1,2 x 0,4 x 10 = 4,8 m3.
- Całkowita objętość robót ziemnych: Vcałkowity = Vkot + Vtr = 72 + 4,8 = 77 m3.
- Odcinki 15 m: Nneg = a / 0,7 = 6 / 0,7 = 9 szt., gdzie a jest szerokością pola.
- Całkowita długość rur: L = Nneg x 15 + 10 = 9 x 15 + 10 = 145 mb. m.
- Dopuszczalne jest zużycie kolanek, złączek, adapterów 2 szt. x 15 m = 30 szt.
Rada. Im głębiej położony jest wymiennik ciepła, tym wydajniejsza będzie jego praca. Dozwolony jest więcej niż jeden poziom.
Imię Jednostka obrót silnika. Ilość Cena £ Razem, pocieraj. Rura kanalizacyjna 250 mm grunt biegać. m 150 250 37500 Kolana, złączki, adaptery SZT. trzydzieści 50 15000 Wykop: wykop młode. m 77 300 23000 zasypywanie młode. m 70 150 10500 Prace związane z instalacją rur 3000 Całkowity materiał 52500 Totalna praca 36500 Razem praca i materiał 89000 Koszt 1 mkw. m 89000/60 1500 Bunkrowy wymiennik ciepła
Jeśli w domu są niezamieszkane piwnice, można z nich również zbudować bunkier (zbiornik powietrza lub wymiennika ciepła) na kamienny wymiennik ciepła. Jego działanie opiera się na zawartości energii kamienia – stopniowo podnosi temperaturę otoczenia i równoważy przepływ przepływającego powietrza. Jeśli w piwnicy nie ma wolnej przestrzeni, bunkier można ustawić w miejscu poza domem.
Schemat urządzenia wymiennika ciepła bunkra: 1 – wentylator; 2 – rura O250 mm; 3 – ochrona; 4 – kamień O200-450 mm; 5 – ceglane ściany; 6 – okładka
W pewnym miejscu wykopuje dół o wymiarach około 2x3x3 m.Wykonuje się rów od wyjścia wspólnego kanału systemu wentylacyjnego domu do dołu przyszłego zbiornika, na głębokość 140 cm układa się w nim rurę 250 mm, przez którą schłodzone powietrze będzie odprowadzane z bunkra. Wzdłuż ściany, do której doszedł wykop, na dnie kładzie się pionowy rowek na rurę o średnicy 250 mm. Następnie dno układa się cegłami lub betonuje. Dno zbiornika powietrza powinno być co najmniej 1 metr głębiej niż poziom zamarzania gleby.
Uwaga! Po zamontowaniu dna leja należy ułożyć odgałęzienie o średnicy 250 mm.
Początek odgałęzienia wystaje ze ściany na 1/3 odległości do przeciwległej ściany i jest wyłożony ceglaną ochroną. Na wlocie zainstalowana jest kratka ochronna.
Napełniamy zbiornik
Lepiej jest układać ściany z cegieł lub odlewać z betonu (bez żużla!), Ponieważ te materiały lepiej przewodzą temperaturę niż inne. Blok żużlowy nie będzie działał ze względu na swoje właściwości termoizolacyjne. Ściany i dno muszą być dokładnie uszczelnione (pokrycia dachowe) od zewnątrz i otynkowane od wewnątrz, aby zapobiec wnikaniu materii organicznej lub wilgoci. Wysokość ścian do poziomu gruntu minus 20 cm, w górnej części każdej ściany umieszczony jest wlot oraz przewody doprowadzające powietrze. Aby ułatwić pracę wentylatorów, zalecamy montaż 3 szt..
Po stwardnieniu zaprawy lej należy wypełnić dużymi kamieniami. Rozmiary o średnicy od 200 do 450 mm. Kamień musi być oczyszczony z materii organicznej, umyty.
Zbiornik przykryty jest „pokrywą” wykonaną z solidnej kładki na drewnianych belkach, pokrytej materiałami hydroizolacyjnymi. Sod jest układany na wierzchu. Następnie rura odgałęziona jest podłączana do instalacji wentylacyjnej domu (do wspólnego kanału wentylacyjnego) i wykonywane jest zasypywanie.
Obliczanie ilości pracy i zużycia materiałów:
- Przy zbiorniku powietrza o wielkości 2×3 mi głębokości 3 m, objętość gleby (roboty ziemne i kamień do wypełnienia) będzie wynosić: V = 2x3x3 = 18 m3 + Vtr = 22,8 m3.
- Objętość muru: Vskarb = Sściany + SDolny x 0,125 = ((2×3) x 2 + (3×3) x 2 + 2×3) x 0,065 = 36 x 0,065 = 2,34 m3.
- Całkowita długość rur (10 m od domu): L = (10 + 3) + 10% = 15 m.
- Liczba kolan – 6 sztuk.
Imię Jednostka obrót silnika. Ilość Cena £ Razem, pocieraj. Pełna czerwona cegła młode. m 2,3 7000 16000 Rury 250 mm biegać. m 15 250 3750 Kolano SZT. 6 50 300 Skała młode. m 18 1500 27000 Cement / piasek / skarb. krata – – – 2000 Czapka – – – 1000 Praca: wykop młode. m 22.8 300 7000 murowanie zbiorników młode. m 2,3 1000 2300 układanie rur biegać. m 15 sto 1500 przykryć urządzenie SZT. 1 1000 1000 Całkowity materiał 50 000 Totalna praca 12000 Cały materiał i praca 62000 Koszt 1 mkw. m 79550/60 1000 Koszt kamienia do napełnienia zbiornika może się różnić w zależności od regionu budowy.
Jak widać z obliczeń, ostateczny koszt klimatyzacji 1 mb2 jest różna dla obu opcji. Głównym kryterium wyboru jest poziom występowania wód gruntowych. Jeśli jest wysoki, mniejszy niż 3 m, zbudowanie bunkrowego wymiennika ciepła nie będzie działać. Rury pasują nawet przy GWL 1,5 metra.
Instalowanie wentylatorów
Przedstawiony system przewiduje synchroniczną pracę dwóch wentylatorów kanałowych – nawiewnego i wywiewnego – zainstalowanych w każdym wylocie powietrza z pomieszczenia. Dzięki temu możliwe jest szybkie dostarczenie chłodnego świeżego powietrza do pomieszczenia oraz usunięcie ogrzanego powietrza. Do skutecznej wentylacji wystarczy moc wentylatora 100 W każdy. Przy wyborze wentylatora należy zwrócić uwagę na poziom hałasu podczas jego pracy.
Szacowany koszt operacyjny
Jeżeli wietrzymy każde pomieszczenie trzy razy dziennie przez 20 minut to otrzymamy 1 godzinę pracy 8 wentylatorów 0,1 kW. To mniej niż 1 kWh dziennie. Miesięcznie – 30 kW. Przy cenie 5 rubli / kW będzie to 150 rubli / miesiąc.
Żywotność rekuperatorów i kanałów wentylacyjnych w domu jest ograniczona żywotnością materiału. Na elementy podziemne – od 50 lat, na wewnętrzne – bez ograniczeń.
System nie wymaga konserwacji (z wyjątkiem wentylatorów – co 5 lat).
Perspektywy
Opisany schemat może stać się podstawą bardziej złożonego systemu klimatyzacji. Stopniowo można w niego dodawać dodatkowe elementy – filtry, namioty grzewczo-chłodzące, mocniejsze wentylatory, automaty sterujące i inne. Przygotowana pod ziemią mieszanina powietrza ma stabilną temperaturę nie tylko latem, ale także zimą, dzięki czemu może służyć do ogrzewania..
Bądź pierwszy, który skomentuje ten wpis