Главная -> Блоги -> Закопанная в землю труба позволяет экономить на обогреве и охлаждении дома

Закопанная в землю труба позволяет экономить на обогреве и охлаждении дома

Поверхностный слой почвы Земли — это естественный тепловой аккумулятор. Главный источник тепловой энергии, поступающей в верхние слои Земли — солнечная радиация. На глубине около 3 м и более (ниже уровня промерзания) температура почвы в течение года практически не меняется и примерно равна среднегодовой температуре наружного воздуха. На глубине 1,5-3,2 м зимой температура составляет от +5 до + 7 ° С, а летом от +10 до + 12 ° С. Этим теплом можно зимой не допустить замерзания дома, а летом не дать ему перегреться выше 18-20 ° С
почвенный теплообменник: Blog by saharin: Альтернативная энергетика

Читайте также:
Как использовать энергию льда для отопления и охлажднения дома. Концепция SolarEis
10 технологий для экологического строительства
8 советов, как сэкономить на отоплении дома

Самым простым способом использования тепла земли является использование почвенного теплообменника (ПТО). Под землей, ниже уровня промерзания грунта, укладывается система воздуховодов, которые выполняют функцию теплообменника между землей и воздухом, который проходит по этих воздуховодах. Зимой входящий холодный воздух, который поступает в и проходит по трубам — нагревается, а летом — охлаждается. При рациональном размещении воздуховодов можно отбирать из почвы значительное количество тепловой энергии с небольшими затратами электроэнергии.

Можно использовать теплообменник «труба в трубе». Внутренние воздуховоды из нержавеющей стали выступают здесь в роли рекуператоров.

Охлаждение в летний период


тепловой насос летом: Blog by saharin: Альтернативная энергетикаВ теплое время года грунтовый теплообменник обеспечивает охлаждение приточного воздуха. Наружный воздух поступает через воздухозаборное устройство в грунтовый теплообменник, где охлаждается за счет грунта. Затем охлажденный воздух подается воздуховодами в приточно-вытяжную установку, в которой на летний период вместо рекуператора установлена ​​летняя вставка. Благодаря такому решению, происходит снижение температуры в помещениях, улучшается микроклимат в доме, снижаются затраты электроэнергии на кондиционирование.

Работа в межсезонье


тепловой насос: Blog by saharin: Альтернативная энергетикаКогда разница между температурой наружного и внутреннего воздуха небольшая, подачу свежего воздуха можно осуществлять через приточную решетку, размещенную на стене дома в надземной части. В тот период, когда разница существенная, подачу свежего воздуха можно осуществлять через ПТО, обеспечивая подогрев / охлаждение приточного воздуха.

Экономия в зимний период


тепловой насос: Альтернативная энергетикаВ холодное время года наружный воздух поступает через воздухозаборное устройство в ПТО, где прогревается и затем поступает в приточно-вытяжную установку для нагрева в рекуператоре. Предварительный нагрев воздуха в ПТО снижает вероятность обледенения рекуператора приточно-вытяжной установки, увеличивая эффективное время использования рекуперации и минимизирует затраты на дополнительный нагрев воздуха в водяном / электрическом нагревателе.

Как рассчитываются затраты на подогрев и охлаждение воздуха

геотермальное отопление: Blog by saharin: Альтернативная энергетика
Можно предварительно подсчитать затраты на нагрев воздуха в зимний период для помещения, куда поступает воздух при нормативе 300 м3 / час. В зимний период среднесуточная температура в течение 80 дней составляет -5 ° С — ее нужно подогреть до + 20 ° С. Для нагрева такого количества воздуха нужно затрачивать 2,55 кВт в час (при отсутствии системы утилизации тепла). При использовании геотермальной системы происходит подогрев наружного воздуха до +5 и тогда на догрев входящего воздуха к комфортному уходит 1,02 кВт. Еще лучше ситуация при использовании рекуперации — надо затрачивать только 0,714 кВт. За период 80 дней будет потрачено соответственно 2448 кВт * ч тепловой энергии, а геотермальные системы снизят затраты на 1175 или 685 кВт * ч.

В межсезонье в течение 180 дней среднесуточная температура составляет + 5 ° С — ее нужно подогреть до + 20 ° С. Плановые расходы составляют 3305 кВт * ч, а геотермальные системы снизят затраты на 1322 или 1102 кВт * ч.

В летний период в течение 60 дней среднесуточная температура около + 20 ° С, но в течение 8 часов она находится в пределах + 26 ° С. Затраты для охлаждения составят 206 кВт * ч, а геотермальная система снизит затраты на 137 кВт * ч.

На протяжении года работу такой геотермальной системы оценивают с помощью коэффициента — SPF (фактор сезонной мощности), который определяется как отношение количества полученной тепловой энергии к количеству потребленной электрической с учетом сезонных изменений температуры воздуха/грунта.

Для получения от грунта 2634 кВт·ч тепловой мощности в год вентиляционной установкой тратится 635 кВт·ч электроэнергии.
SPF = 2634/635 = 4,14.
По материалам: EcoTown
  • +4

  • 2
  • 51054

16 комментариев

Grom_001
Да только вот меня сомнение берет большое. В скором времени рядом с трубой промерзнет и все, печка закончилась. И вместо тепла домой будет холод подсасывать. Блин люди копают десятки скважин на сотни метров. И еще для того чтобы с температуры воды в 10 градусов снять пару градусов и нагреть воду в теплообменике хотя бы до 60 градусов ставят тепловые насосы, минимальная стоимость которых начинается с 60000 рублей.
VladimirBagnyuk
По поводу сравнительно низкой эффективности того что на фото (толстые пластиковые трубы в земле) согласен, а вот по поводу теловых насосов — видимо, не до конца понимаете их принцип действия. Там в скважинах не воду греют, а кипящий при низкой температуре хладоген, тогда при его конденсации (в компрессоре) выделяется тепло (как на задней стенке бытового холодильника), вот этим теплом уже и греют воду в системе примерно до 50 градусов. Кстати, у тепловых насосов в скважинах тоже обледенение бывает и печка тогда тоже заканчивается :) Причем это представляет собой реально большую проблему — растопить мерзлоту на сотню метров под землей крайне тяжело технически, а само оттаивает очень медленно — у земли высокая теплоемкость, но сравнительно низкая теплопроводность.
haiku
смысл в том, что воздух поступающий в зимой, надо догревать примерно на 10 градусов
летом кондиционер не нужен
совмещать более 2х источников альтернативного тепла — весьма не выгодно
горячая — тепловые гелиоколлекторы
отопление — камин на биотопливе, с водяным тепло аккумулятором, ГВС когда пасмурно
будут деньги ТН (самоделка)
кондиционирование (воздухоподготовка) грунтовый воздушный коллектор

и идут разные Миллеры, Газпромы, Путлеры… на*уй
VladimirBagnyuk
Кстати говоря, эта конструкция еще и опасна для здоровья — сначала там будет конденсат, потом плесень, а потом это все лучше законсервировать и похоронить, ибо лечиться нынче дорого…
haiku
да канечно Рехава типа дураки и не знали про конденсат и плесень
и давно выработали ряд элементарных требований к такой вентиляции
— максимально гладкая труба без стыков/с минимальными стыками
— уклон трубы 2см на 1м.п.
— люки ревизии, дренажного колодца (промывка раз в квартал, раз в пол года)
— трубу в начале та же Рехау делала из полипропилена с небольшими добавками нелетучих солей серебра и меди (антисептик)
но уже отказалась от их использования, при соблюдении УПОМЯНУТЫХ требований
ВОЗДУХ СООТВЕТСТВУЕТ, ИХ САНИТАРНЫМ НОРМАМ

Для подавляющего большинства патогенной плесени, постоянный воздушный проток — не комфортная среда
Конденсат в трубе, не всегда — грибки любят постоянную влажность
Полипропилен — осеньна-ма нивкуснай и биостойкий
Ecohazard
… т.е. мы сначала создаём проблему (бактерии и влажность) а потом героически её решаем (уклон, спец.трубы, люки ревизии, посеребрение и т.д.)?

И вообще, зачем такие сложности, если жидкостный геоконтур проще и дешевле при той же надёжности?
haiku
специально для вас — бактерии есть везде, в желудках их миллиарды
влажность 100% там не всегда — грибки, в частности патогенные предпочитают постоянство
в трубе постоянный сквозняк хоть и небольшой 0.2м/с
гладкая труба с минимальными стыками

от ионов серебра Рехава уже отказалась
наверняка на основании практических наблюдений

сложности? я раз в квартал могу самостоятельно Ёршиком с протяжкой провести регламент
вот сменить циркуляционник, это целая метода и… если сам, что не так
снятие с гарантии ТН
Ecohazard
Идея грунтового теплообменника (геоконтура) сама по себе прекрасна. Только вот гонять по нему воздух — крайне не рациональное занятие:
1) конденсат в трубах, который нужно удалять
2) бактерии, прекрасно развивающиеся во влажной среде (нужны УФ-лампы)
3) нужна очень мощная вент.установка для прокачки сотен метров труб.

Здесь в статье приводится 
коэффициент SPF = 4,14 — так вот это просто нереально плохой показатель! Т.е. на каждый выкачанный кВт тепла для подогрева вентиляции приходится тратить 200 Вт электроэнергии.
Для сравнения — при использовании жидкостного геоконтура (так же проложенные трубы, только с незамерзающей жидкостью) средние затраты электроэнергии составляют 30-50 Вт (насос). К тому же, жидкостный геоконтур можно использовать для сброса излишков тепла с солнечного коллектора (летом ) и подключить к нему тепловой насос (постепенно наращивая систему).

Для тех, кто боится заморозить землю — просто нужно правильно рассчитать длину геоконтура и не выкачивать из него больше расчётного.
Кстати, сам геоконтур — не такое уж и дорогое удовольствие. Если самому делать (до начала строительства), то можно уложиться в 1000$ (день работы экскаватора + ПНД-шланги + гликоль). Ещё во столько же обойдётся теплообменник для вентиляции (ищите «канальный охладитель»). В масштабах дома — мелочи, окупается за пять лет.
haiku
повторяться не буду (мой предыдущий пост, чуть выше)
«SPF = 4,14 — так вот это просто нереально плохой показатель!»
Да что вы говорите, разные шведские гранды теплонасосостроения НИБЭ и другие
С вами КАТЕГОРИЧЕСКИ не согласятся
и признают 4 — хорошим коэффициентом трансформации
Если учитывать затраты на обустройство и эксплуатацию, регламент подобной системы кондиционирования /ну хорошо — воздухоподготовки
Очень хорошим коэффициентом

SPF выше 4 получают в системах с прямым теплообменом
вы ценник на них знаете?

замена нагнетающих/вытяжных вентиляторов
не сравнимо проще, замены циркуляционных насосов!
циркуляционники, с сухим ротором нифига не энергосберегающие и имеют значительно меньший КПД

Для самой суровой Германии(где-то в Альпах точно не припоминаю) калькулятор Рехавы насчитал 44м.п.
для нашей Южной Руси(и истинной Руси) будет не многим больше

Траншею под водоотвод(дренаж пятна застройки) все одно копать
Будет на 1,5м глубже
Ecohazard
«Да что вы говорите, разные шведские гранды теплонасосостроения НИБЭ и другие С вами КАТЕГОРИЧЕСКИ не согласятся»
Вы правильно говорите — если речь идёт о тепловых насосах, то SPF = 4,14 — это отличный показатель. Только вот статья не о тепловых насосах, а о геоконтурах для вентиляции. И затрачивать в них пятую часть энергии (в расчёте от полученной) крайне не экономично. Для примера, жидкостный геоконтур с одним циркуляционным насосом потребляет 50 Вт электроэнергии, а нагревает воздух на 2.5 кВт (~300м3/ч). SPF посчитать сможете? ;)
haiku
в очень хорошо утепленных домах, наибольшие потери вентиляция
контур утепления в них ВСЕГДА — герметичен
т.е. контролируемый приток/отток

вы берете простите, с потолка 50Вт — мощности циркуляционника
какая петля, ее сопротивление
для некоторых петель в сотню метров 50Вт не пройдет, то в каком гелиоколлекторе или отоплении, причем поменять его вдруг
ну вот не повезло… и чЁ

ВУТ200/300
потребляет 2х58Вт 116Вт
вентилятор сменить 6 шурупчиков открутить, закрутить
Ecohazard
Даже очень мощный циркуляционник не будет потреблять более 100Вт. Даже в этом случае, SPF будет аж 25 единиц (при 2.5 кВт, полученных от земли).
ВУТ200/300 (ВЕНТС ВУТ 200/300, как я понял) — это рекуператор и данное эл-ва относится только к нему. А вот чтобы прокачать сотню метров воздуховодов, понадобится, как минимум, ещё один мощный вент.

Как я понял, главный Ваш аргумент против жидкостных геоконтуров — «сложность» замены насоса. Ну, вопрос спорный.

Давайте сравним воздушный и жидкостный геоконтуры по сумме показателей: цена, сложность монтажа и обслуживания, совместимость с другим оборудованием, ремонтопригодность и т.д.
haiku
там не будет сотен метров, повторюсь, для самой суровой Германии
чуть более 40м, для Украины допустим 80м (хотя у Вентса буду уточнять)
Сложность замены вентилятора и циркуляционника с мокрым ротором, не соизмеримы (оконечный потребитель циркуляционника зависим от сервиса)
как и цена вентилятора и циркуляционника
Для создания протока воздуха по трубе, со скоростью не более 0.2м/с (требование санитарных норм)сверхмощности вентиляторов не нужны

жидкостный геоконтур будет дороже, там порядка 120м 25Вт/м.п.
жидкостный геозонд, испытываемый после укладки давлением 4-5бар, не настолько тривиален, как безнапорная труба
укладываемая в 6 параллельных траншей, в пятне застройки
между свай ТИСЭ (жидкостые зонды так низя)
уложенное в землю не содержит того, что сломается.
на уплотнители пойдет силикон с антисептической обработкой ионами серебра
стенки трубы тоже модифицирую, познаний в безопасной химии хватает, уклон труб 2-3см на м.п. и отвод периодически возможного конденсата обеспечу
ИТОГО: контура жидкостный/воздушный, будут различаться по стоимости обустройства в разы, если не на порядок
эксплуатация — аналогично
Ecohazard
Зачем же брать Германию, как пример. Давайте что-нибудь посерьёзнее — Сибирь или хотя бы средняя полоса России. Я сам с Казахстана, но у нас зимой холодная 5-дневка -40С, глубина промерзания ~2 м.
Кстати, какова теплоотдача с погонного метра воздушного геоконтура?

Жидкостные геоконтуры укладываются в обычные траншеи (нижу глубины промерзания), давление в 4-5 атмосфер для ПНД-труб является рабочим и никаких проблем не представляет. Трубы и под пятном застройки можно укладывать, всё аналогично воздушным геоконтурам. Уклон не важен, смотровые колодцы не нужны, трубы под землёй идут без стыков (используются бухты по 100 м).

Теперь давайте по ценам. Для жидкостного контура:
— 300 м ПНД-трубы (диаметром 32 или 40) — ~200$
— работа экскаватора (1-2 суток) + пара человек для укладки — 500-700$ (здесь может быть разбег цен, всё зависит от региона)
— канальный охладитель (теплообменник жидкость-воздух) — 300-400$
— циркуляционный насос — 200-300$
— фитинги, краны — ~500-700$

Итого, в 2500$ можно уложиться даже с запасом. Это готовая система, подключённая к вентиляции дома. В дальнейшем, к ней можно легко подключить тепловой насос и/или солнечный коллектор (они хорошо дополняют друг друга).
AndreyRuban
Вы никому НЕ доказали что бактерий там не будет. Аргументация основана на словах. РЕХАУ — скорее отказалась от серебряных труб по иным мотивам в том числе и по цене и потому что это НЕ решило проблему. Грибок есть и будет.

Забавно наблюдать Ваши аргументы основанные на Ваших знаниях и предыдущих аргументах. Знаете что такое конденсат? Это когда пары воды осаждаются в виде капель на более холодной поверхности. Так вот — в трубах — он будет всегда. А значит и плесень и грибки.
EduardSamoylenko
есть вопрос но хотелось по телефону-если можно?