Prírodný rekuperátor alebo klimatizácia zadarmo pre vidiecky dom

Obsah článku

• Stabilný zdroj energie
• Medzinárodná prax
• Prečo je prírodný výmenník tepla dobrý
• Jednoduchý a priamy systém
• Doma vytvárame interný systém vetracích potrubí
• Príklad výpočtu spotreby materiálov pre zariadenie vnútorných kanálov doma
• Trubkový výmenník tepla
• Vytvárame pole rekuperácie
• Výmenník tepla Bunker
• Naplňujeme nádrž
• Inštalácia ventilátorov
• Odhadované prevádzkové náklady
• Perspectives

Chladenie vzduchu v lete je jedným z hlavných problémov majiteľa domu. Ako na tento účel využiť energiu, ktorá nás obklopuje, a zabezpečiť, aby klimatizácia bola prakticky bezplatná, sa dozviete v tomto článku..

Dôležitosť vetrania sa dá len ťažko preceňovať. Nebudeme opakovať to, čo bolo mnohokrát opísané, a zameriame sa na našu vlastnú úlohu – na ochladenie a osvieženie vzduchu v dome. Tradičné vetracie systémy môžu byť pre zariadenie dosť drahé z dôvodu nákladov na komponenty a zostavy, ako aj nákladov na kvalifikovanú inštaláciu..

Počas prevádzky spotrebúvajú značné množstvo elektriny, najmä na chladenie vzduchovej hmoty, generujú veľké množstvo tepla a vytvárajú hluk. Systém opísaný v tomto článku sa ľahko inštaluje, je energeticky efektívny, nevyžaduje žiadne špeciálne zručnosti a je intuitívny. Okamžite treba poznamenať, že vzhľadom na svoju jednoduchosť má obmedzené funkcie, v každom vhodnom okamihu však umožňuje modernizáciu na ktoromkoľvek mieste..

V našom prípade je výraz „rekuperácia“ synonymom slova „tepelná výmena“, preto pojmy „rekuperátor“ a „výmenník tepla“ sú vzájomne zameniteľné. Na fyzikálnej úrovni spočíva proces v chladení / ohrievaní vzduchu, v zmene jeho teploty v dôsledku spotreby tepelnej energie a následnom zmiešaní. Ako a prečo sa tak stane, sa budeme ďalej zaoberať..

Stabilný zdroj energie

V snahe znížiť v lete teplotu v miestnosti je opodstatnené položiť otázku: „Kam dať energiu zohriateho atmosférického vzduchu? Ako to ochladiť? “ Tu nám pomáhajú prírodné sily. Skutočnosť, že teplota zeme je v určitej hĺbke konštantná, bude naším hlavným argumentom pri zdôvodňovaní energetickej účinnosti systému..

Pôda je schopná nekonečne vymieňať energiu – chladiť a ohrievať akékoľvek médium (vzduch, voda), ale iba na svoju vlastnú teplotu v danej hĺbke, ktorá zostáva konštantná vďaka relatívnej stabilite zemského jadra.

Medzinárodná prax

Samozrejme, že sme ďaleko od tých, ktorí sa rozhodli využiť nekonečnú a voľnú energiu Zeme. V európskych krajinách, ktoré sa zvyčajne nazývajú rozvinuté (Nemecko, Švédsko, Belgicko atď.), Sa táto energia používa od začiatku minulého storočia. Úspechy dosiahnuté v tejto oblasti sú pôsobivé.

Systémy na prenos tepla pre vodu pod úrovňou zeme sa nazývajú „tepelné čerpadlá“. Tieto podzemné a podvodné zariadenia vyhrievajú a ochladzujú celý dom. Pre každú budovu boli vyvinuté štandardné projekty a je možné preniesť dom z tradičného (plynového, elektrického) klimatizačného systému na tepelné čerpadlá. Podobným, ale primitívnejším spôsobom sa táto energia využíva v našej krajine a zabezpečuje podzemné skladovanie výrobkov (pivnice)..

Prečo je prírodný výmenník tepla dobrý

Prevádzka nášho rekuperátora je založená na rovnakom fyzikálnom procese ako v tepelných čerpadlách. Pri zameraní na ekonomiku používame tento princíp a sumarizujeme ho podľa vlastných potrieb a miestnej reality.

Úlohy, ktoré môže adaptovaný autonómny rekuperátor vyriešiť:

1. Nepretržité prirodzené vetranie so zatvorenými dverami a oknami.
2. Rýchla výmena vzduchu v miestnosti čerstvým vzduchom.
3. Chladenie vnútorného vzduchu.
4. Príprava zmesi vzduchu na ďalšie činnosti.

výhody:

1. Absolútna šetrnosť k životnému prostrediu. Počas inštalácie a prevádzky základného systému sa nepoužívajú toxické materiály a nedochádza k tepelným emisiám do atmosféry.
2. Safety. Rekuperátor nepoužíva elektrické motory (nad 100 W), chemické látky, vysoké napätie.
3. Jednoduchosť a nízke náklady. Pre nútenú ventiláciu sa používajú iba nízkoenergetické 100 W ventilátory. Vetranie prebieha prirodzene.
4. Kyslík sa počas prevádzky nespáli.
5. Nízka hladina hluku.

nevýhody:

• základný systém nezabezpečuje filtráciu, reguláciu vlhkosti, zahrievanie alebo iné spracovanie zmesi vzduchu (ale umožňuje možnosť inštalácie zodpovedajúceho zariadenia neskôr).

Jednoduchý a priamy systém

Autonómny výmenník tepla pre vidiecky dom je systém vetracích potrubí, čiastočne položený pod zemou, súčasťou prívodného a výfukového vetracieho okruhu. Na vytvorenie takéhoto „klimatizačného zariadenia“ nie je potrebné porozumieť zložitosti fyzikálnych javov. Musíte len vedieť, že to funguje. Môžete si to overiť tým, že pôjdete dolu do akéhokoľvek suterénu, studne alebo metra.

Princíp činnosti je nasledujúci:

1. Atmosférický vzduch prechádza potrubiami položenými do zeme s konštantnou teplotou (obvykle od +4 do +10 ° С).
2. V podzemnej časti chladná zemina absorbuje tepelnú energiu zohriateho vzduchu.
3. Chladený vzduch sa privádza cez vetracie kanály do priestorov domu.
4. Odsávací ventilátor súčasne odstraňuje z miestnosti nasýtenú a zahrievanú zmes vzduchu („starý vzduch“).

Podľa konštrukčného princípu sa tieto systémy delia na dva hlavné typy: potrubie a bunkr.

Potrubie – pozostáva výlučne z potrubí. Dizajn sa môže líšiť v závislosti od podmienok na stavenisku. Vhodné v prípade rekonštrukcie domu bez priestranného suterénu, ale bude vyžadovať veľa zemných prác.

Bunker alebo kameň – výmenníkom tepla je bunkr naplnený veľkými kameňmi. Zaberá menej miesta ako potrubie (môžete ho zariadiť v suteréne domu). Vyžaduje suterén alebo podzemnú miestnosť. Najlepšia voľba pre novú výstavbu.

Doma vytvárame interný systém vetracích potrubí

V oboch prípadoch budú vetracie kanály vo vnútri domu približne rovnaké. Začnime s nimi.

Primitívny systém prívodu a odsávania vzduchu predstavujú vonkajšie a vnútorné vetracie kanály, ktoré sú spojené do jednej siete. Vzduchové otvory sú umiestnené v horných diagonálne protiľahlých rohoch miestností. V jednom – prítok, v druhom – výfuk. V prízemnej budove môžu byť hlavné vzduchovody umiestnené v podkroví. V dvojpodlažnej budove budú prívodné a odpadové vzduchové kanály prvého poschodia viesť potrubiami, ktoré zapadajú do výzdoby interiéru, a na druhom poschodí – podkrovím. Umiestnenie hlavných vzduchovodov by sa malo určiť pre každý dom osobitne s ohľadom na usporiadanie (umiestnenie stien a priečok)..

Rada. Priestory, v ktorých sa odporúča prívod a odvod vetrania: obývacia izba, spálňa, škôlka, kuchyňa, jedáleň, kancelárie, komora, odpočívárne, telocvičňa. V kúpeľniach a toaletách – iba výfuk. V chodbách, predsieňach, halách a lodžiách to vôbec nie je potrebné.

Pravidlá výpočtu systému vnútorných vetracích potrubí:

1. Kanalizačná rúra s priemerom 250 mm na distribúciu prívodných a kombinovaných výstupných kanálov. Odhadovaná spotreba – dve dĺžky domu + výška pozdĺž najvyššieho poschodia + 20%.
2. Kanalizačná rúra (sivá) s priemerom 150 mm. Odhadovaná spotreba – trojnásobná dĺžka domu + 20%. Pre dvojpodlažný dom s rovnakou podlahovou plochou + 50%.
3. Spojovací materiál na rúry (na základe materiálu steny) v množstve 1 ks. 70 cm.
4. Izolácia (valcovaná minerálna vlna) – 1 kotúč.
5. Pena, tmel, ozdobné mriežky.
6. Kolená, revízie, spriahadlá (1 kus na 70 cm).

Pozor! Nepoužívajte kolená 90 °, pretože by to mohlo brániť priechodu vzduchu a vytvárať hluk. Kombinujte lakte 45 ° (podľa príkladu stokovej siete).

Ak sa plánuje usporiadať rekuperátor potrubia v jednoposchodovej budove, prívodné potrubie pôjde von zo zeme do tepelne izolovaného boxu mimo budovy a vstúpi do podkrovia. V dvojposchodovej budove je lepšie priviesť ju do budovy v spodnej časti prvého poschodia a nainštalovať vnútorný vertikálny (distribučný) kanál, ktorý sa potom zavedie do podkrovného priestoru..

Pri inštalácii bunkra v suteréne budovy bude vertikálny distribučný kanál opustiť bunkrom priamo do miestnosti. Je možné ho namontovať von.

Príklad výpočtu spotreby materiálov pre zariadenie vnútorných kanálov doma

Zoberme si ako príklad jednoposchodový dom s odhadovanou vetranou plochou 60 m2.², ktorý bude mať približne 100 m² celková plocha a približné rozmery 8×12 m:

1. Potrubie 250 mm: 2 x 12 + 3 + 20% = 32 m.
2. Potrubie 150 mm: 3 x 12 + 20% = 43 m.
3. Spojovací materiál: 32 + 43 / 0,7 = 107 ks.
4. Lakte, opravy, spojky – vezmite 1 kus na 3 m: 32 + 43/3 = 55/3 = 20 ks.
5. Mreže: 8 ks. (2 za každú izbu).
6. Prepínače: 4 ks.
7. Pena, tmel.

názov	jednotka otáčka.	množstvo	cena	Celkom rub.
Potrubie 250 mm	spustiť. m	32	200	6400
Potrubie 150 mm	spustiť. m	43	150	6450
Lakte, revízie, spojky	PCS.	20	40	800
spojovací materiál	PCS.	sto	tridsať	3000
Mrežová výzdoba	PCS.	4	sto	400
Prepínače 2-cl.	PCS.	4	120	500
Izolácia	balenie.	1	1000	1000
Pena, tmel, iné	1000
Celkový materiál	19550
zamestnania	5000
Celkový materiál a práca	24550

Trubkový výmenník tepla

Aby sme nekomplikovali výpočty s matematickými výpočtami, poskytneme údaje o už vykonaných testoch spriemerovanou formou, alebo skôr ich výsledky..

Základným princípom, ktorý je potrebné dodržiavať pri vytváraní systému potrubí, je to, že aspoň jedna rúra podzemného kanála musí spadnúť do jednej miestnosti. To uľahčí činnosť ventilátorov vplyvom atmosférického tlaku. Teraz je potrebné umiestniť požadovaný počet potrubí do podzemnej časti areálu. Môžu sa ukladať samostatne alebo kombinovať do spoločného kanála (250 mm)..

V tomto popise navrhujeme nezohľadňovať maximálne zaťaženie, keď sú všetky miestnosti násilne vetrané súčasne, ale priemerné zaťaženie, ktoré bude zásobované pravidelnou pravidelnou ventiláciou rôznych miestností (ako je tomu v reálnom živote). To znamená, že pre každú miestnosť nie je potrebné vydávať samostatný kanál. Stačí priviesť 150 mm vzduchové kanály z každej miestnosti do jedného spoločného 250 mm kanála. Počet spoločných kanálov sa počíta z výpočtu jedného kanála na 60 m².

Vytvárame pole rekuperácie

Odporúčané usporiadanie podzemnej časti rúrkového výmenníka tepla:

Schéma zariadenia na regeneráciu tuby: 1 – ventilátor; 2 – kanál v priekope> 250 mm; 3 – rady potrubí – 250 mm; 4 – pole rekuperácie.

Najprv musíte zvoliť umiestnenie potrubí (pole rekuperácie). Čím väčšia je dĺžka uložených potrubí, tým účinnejšie bude chladenie vzduchom. Je potrebné poznamenať, že po dokončení prác možno túto oblasť využiť na výsadbu rastlín, sadovú úpravu alebo detské ihrisko. Rastlinné stromy za žiadnych okolností nezískavajú:

1. Vykopávame pôdu do hĺbky mrazu plus 0,4 m.
2. Rúry 250 mm sa ukladajú s osou minimálne 700 mm.
3. Prívod vzduchu privádzame do výšky 1 m. Je žiaduce, aby boli na tienenom, ale dobre vetranom mieste..
4. Pomocou lakťov a adaptérov sa spojíme do spoločného kanála 250 mm, ktorý je spojený s vetracím systémom domu (pozri vyššie).

Pozor! V podzemnej časti používajte špeciálne hrubé zemné kanalizačné rúry. Nemusia byť tepelne izolované, ale jednoducho pokryté zeminou a vytekajúcou vodou. Ak je to potrebné, povoľuje sa iba betónovanie.

Výpočet množstva práce a spotreby materiálu:

1. Pre pole obnovy využívame plochu 15 x 6 m s plochou 90 m².
2. Objem základovej jamy v mraziacej hĺbke 0,8 m bude: V_mačka = (0,8 + 0,4) x 60 = 72 m³.
3. Objem zákopu 40 cm široký (10 m od domu): V_tr = 1,2 x 0,4 x 10 = 4,8 m³.
4. Celkový objem zemných prác: V_Celkom = V_mačka + V_tr = 72 + 4,8 = 77 m³.
5. Úseky 15 m: N_neg = a / 0,7 = 6 / 0,7 = 9 ks., kde a je šírka poľa.
6. Celková dĺžka potrubia: L = N_neg x 15 + 10 = 9 x 15 + 10 = 145 lineárnych metrov. m.
7. Spotreba lakťov, spojok, adaptérov je akceptovaná 2 ks. x 15 m = 30 ks.

Rada. Čím hlbší je výmenník tepla, tým je jeho prevádzka účinnejšia. Je povolená viac ako jedna úroveň.

názov	jednotka otáčka.	množstvo	cena	Celkom rub.
Kanalizačná rúra 250 mm	spustiť. m	150	250	37500
Kolená, spojky, adaptéry	PCS.	tridsať	50	15000
razba:
vyhĺbenie	mláďa. m	77	300	23000
stierka	mláďa. m	70	150	10500
Inštalácia potrubia		3000
Celkový materiál		52500
Celková práca		36500
Celková práca a materiál		89000
Náklady na 1 sq. m	89000/60	1500

Výmenník tepla Bunker

Ak má dom neobsadené pivnice, môžu sa tiež použiť na vybudovanie bunkra (vzduch alebo výmenník tepla) pre kamenný výmenník tepla. Jeho pôsobenie je založené na energetickom obsahu kameňa – postupne zvyšuje teplotu okolia a vyrovnáva tok prúdiaceho vzduchu. Ak v suteréne nie je voľný priestor, bunkr môže byť usporiadaný na mieste mimo domu.

Schéma výmenníka tepla bunkra: 1 – ventilátor; 2 – rúrka O250 mm; 3 – ochrana; 4 – kameň O200-450 mm; 5 – tehlové steny; 6 – kryt

Na určitom mieste sa vykopáva jama s rozmermi asi 2 x 3 x 3 m. Z výstupu spoločného kanála vetracieho systému domu do jamy budúceho rezervoáru sa urobí priekopa, do nej sa položí rúrka 250 mm do hĺbky 140 cm, cez ktorú bude z bunkra vypustený chladený vzduch. Pozdĺž steny, ku ktorej sa priblížil priekopa, sa pod rúru s priemerom 250 mm položí na dno zvislá drážka. Potom sa spodok položí tehál alebo sa zabetónuje. Dno vzduchovej nádrže by malo byť najmenej o 1 meter hlbšie ako úroveň zamrznutia pôdy.

Pozor! Po inštalácii spodnej časti zásobníka by sa mala položiť odbočka 250 mm.

Začiatok odbočky vyčnieva zo steny 1/3 vzdialenosti k protiľahlej stene a je obložený ochranou tehly. Na vstupe je nainštalovaná ochranná mriežka.

Naplňujeme nádrž

Je lepšie položiť steny z tehál alebo odlievané z betónu (bez trosky!), Pretože tieto materiály vedú teplotu lepšie ako iné. Blok škváry nebude fungovať kvôli jeho tepelnoizolačným vlastnostiam. Steny a dno musia byť zvonka dôkladne vodotesné (strešná krytina) a zvnútra omietnuté, aby sa zabránilo prenikaniu organických látok alebo vlhkosti. Výška stien je až do úrovne zeme mínus 20 cm V hornej časti ktorejkoľvek steny je usporiadaný prívod a sú inštalované prívodné vzduchové rúrky. Na uľahčenie prevádzky ventilátorov odporúčame nainštalovať 3 ks..

Po vytvrdnutí malty musí byť násypka naplnená veľkými kamienkovými kameňmi. Veľkosti od 200 do 450 mm v priemere. Kameň musí byť čistý od organických látok, umytý.

Nádrž je pokrytá „vekom“ vyrobeným z masívnych doskových podláh na drevených trámoch, pokrytých hydroizolačnými materiálmi. Sod je položený na vrchu. Potom je odbočka pripojená k vetraciemu systému domu (k spoločnému vetraciemu kanálu) a vykoná sa doplňovanie.

Výpočet množstva práce a spotreby materiálu:

1. Pri veľkosti vzduchovej nádrže 2×3 ma hĺbke 3 m bude objem pôdy (zemné práce a kameň na plnenie): V = 2x3x3 = 18 m³ + V_tr = 22,8 m³.
2. Objem muriva: V_poklad = S_steny + S_dno x 0,125 = ((2×3) x 2 + (3×3) x 2 + 2×3) x 0,065 = 36 x 0,065 = 2,34 m³.
3. Celková dĺžka potrubia (10 m od domu): L = (10 + 3) + 10% = 15 m.
4. Počet kolien – 6 kusov.

názov	jednotka otáčka.	množstvo	cena	Celkom rub.
Masívne červené tehly	mláďa. m	2,3	7000	16000
Rúry 250 mm	spustiť. m	15	250	3750
koleno	PCS.	6	50	300
Kameň	mláďa. m	18	1500	27000
Cement / piesok / poklad. mriežka	–	–	–	2000
viečko	–	–	–	1000
Job:
vyhĺbenie	mláďa. m	22.8	300	7000
murovacie murivo	mláďa. m	2,3	1000	2300
kladenie rúrok	spustiť. m	15	sto	1500
krycie zariadenie	PCS.	1	1000	1000
Celkový materiál		50.000
Celková práca		12000
Celkový materiál a práca		62000
Náklady na 1 sq. m	79550/60	1000

Náklady na kameň na plnenie nádrže sa môžu líšiť v závislosti od oblasti stavby.

Ako je možné vidieť z výpočtov, konečné náklady na klimatizáciu 1 m² sa líši pre obidve možnosti. Hlavným faktorom výberu je úroveň výskytu podzemnej vody. Ak je vysoká, menej ako 3 m, nebude fungovať na vybudovanie výmenníka tepla v bunkroch. Potrubie fit aj s GWL 1,5 metra.

Inštalácia ventilátorov

Tu predstavený systém zaisťuje synchrónnu prevádzku dvoch kanálových ventilátorov – prívodných a výfukových – inštalovaných v každom výstupe vzduchu z miestnosti. Takto je možné rýchlo privádzať chladný čerstvý vzduch do miestnosti a odvádzať ohriaty vzduch. Na účinné vetranie postačuje výkon ventilátora 100 W. Pri výbere ventilátora dávajte pozor na hladinu hluku počas jeho činnosti.

Odhadované prevádzkové náklady

Ak vetráte každú miestnosť trikrát denne po dobu 20 minút, potom dostaneme 1 hodinu prevádzky 8 ventilátorov s výkonom 0,1 kW. To je menej ako 1 kWh za deň. Mesačne – 30 kW. Pri cene 5 rubľov / kW to bude 150 rubľov / mesiac.

Životnosť rekuperátorov a vetracích potrubí v domácnosti je obmedzená životnosťou materiálu. Pre podzemné prvky – od 50 rokov, pre vnútorné – neobmedzené.

Systém nevyžaduje údržbu (s výnimkou ventilátorov – raz za 5 rokov).

Perspectives

Opísaná schéma sa môže stať základom komplexnejšieho klimatizačného systému. Postupne do nej môžu byť zahrnuté ďalšie prvky – filtre, kúrenie a chladenie stany, výkonnejšie ventilátory, automatické riadiace jednotky a ďalšie. Vzduchová zmes pripravená v podzemí má stabilnú teplotu nielen v lete, ale aj v zime, preto sa dá použiť na vykurovanie..