Как сделать грунтовый теплообменник

Грунтовой теплообменник (GWC) - это устройство, которое используется в системах механической вентиляции с рекуперацией тепла. Это относительно простая установка, благодаря которой можно получить тепло, накопленное в земле. Благодаря GWC воздух можно охлаждать летом и нагревать зимой. Проверьте, стоит ли устанавливать наземный теплообменник и как это сделать. Какие теплообменники чаще всего сочетаются с механической вентиляцией и рекуператором?

Наземный диафрагменный теплообменник

Наземный диафрагменный теплообменник относительно прост в изготовлении. Он образует длинную (около 40 м) трубу, утопленную в земле на глубине 1,2-1,4 м. Это могут быть тонкостенные сточные воды - ПВХ или, что еще лучше, специальные для строительства грунтовых теплообменников - полипропилен или полиэтилен с внутренним антибактериальным слоем.

Исполнение бездиафрагменного теплообменника

Реализация бездиафрагменного теплообменника немного сложнее. Образует очищенный (промытый, без песка) гравий с грануляцией 20-50 мм, заполняющий раскопки сторонами 3-4 м в длину и глубиной около 80 см.

Гравийный слой снабжен вертикальной трубой - впуском - проходящей в горизонтальную дренажную трубу, которая распределяет воздух по всей ширине теплообменника. На противоположной стороне кровати находится вторая труба, которая всасывается в систему вентиляции внутри здания. Чтобы температура слоя всегда была положительной, ее следует покрыть сверху толстым слоем грунта, но также можно поместить его на теплоизоляцию, получая аналогичный эффект, несмотря на небольшое углубление теплообменника в земле.

При необходимости теплообменник можно сделать над землей - изоляция позволит температуре внутри отложения соответствовать глубине почвы на глубине до 5 м.

Пластинчатый теплообменник

Паяный пластинчатый теплообменник представляет собой модификацию гравия GWC. Он состоит из специальных пластин с зазорами, расположенными на гравийно-песчаных пластах, внутри которых воздух поступает в прямой контакт с грунтом. Пенополистирол толщиной 12 см, утепленный фольгой, укладывают на доски, а весь покрывают нативным грунтом. Раскопки должны иметь площадь поверхности в три-четыре раза больше, чем в случае гравийного месторождения.

Преимущество пластины GWC в том, что температура воздуха выше, чем в гравийной, после прохождения через теплообменник. Это связано с большей площадью контакта теплообменника с естественным грунтом, в котором накапливается тепло.

Тепловые потери

Эффективность рекуператоров теплообменников по данным производителей иногда достигает 95%, но это так называемая температурная эффективность (возникающая из-за разницы температур воздуха, измеренных до и после теплообменника). Это не означает, что рекуператор будет восстанавливать до 95% тепла, хотя бы потому, что оно теряется через корпус и стенки вентиляционных каналов (даже если они теплоизолированы), особенно когда они находятся в неотапливаемом пространстве. Подробнее тут.

Самые большие потери связаны с тем, что зимой из удаленного влажного воздуха водяной пар конденсируется и замерзает на стенках теплообменника. Это приводит к значительному увеличению сопротивления потока, и даже вентилятор может быть поврежден. Поэтому рекуператоры оснащены антиобледенительными системами, а размораживание теплообменника поглощает много энергии.

Популярным способом решения проблемы замерзания рекуператорного теплообменника является использование наземного теплообменника (GWC), в котором свежий воздух предварительно нагревается с помощью накопленного в земле тепла, доступного бесплатно. На глубине ниже зоны замерзания (от 0,8 до 1,4 м в зависимости от региона) почва имеет положительную температуру в течение всего года. Прирост энергии от GWC является значительным - не только потому, что воздух нагревается зимой, но и потому, что он может быть охлажден летом.