Pământul straturilor de suprafață ale Pământului este un acumulator termic natural. Principala sursă de energie termică care intră în straturile superioare ale Pământului este radiația solară. Straturile de suprafață ale solului sunt, de asemenea, afectate de variațiile sezoniere ale temperaturilor aerului înconjurător. Aceste componente, precum și proprietățile solului însuși, afectează temperatura solului. La o adâncime de aproximativ 3 m sau mai mult (nivelul sub punctul de îngheț) temperatura solului pe tot parcursul anului, practic, constantă și aproximativ egală cu temperatura exterioară medie. Temperatura solului la adâncimea de 1,5-3,2 m în timpul iernii este de la + 5 la + 7 ° C, iar vara de la +10 la +12 ° C. Datele privind regimurile de temperatură ale solurilor din diferite regiuni pot fi găsite în literatura de specialitate. Experimentele au arătat că, în timpul iernii, schimbătorul de căldură de la sol poate încălzi aerul de alimentare care intră în cameră cu mai mult de 0 ° C, iar vara, se răcește până la + 18-20 ° C.
Schimbătorul de căldură de la sol poate fi utilizat pentru răcirea aerului în timpul verii și încălzirea în timpul iernii. Este posibilă extragerea și utilizarea eficientă a energiei geotermale a pământului cu ajutorul sistemelor Geo Vents și Geo Vents Duo.
Cea mai simplă metodă de a utiliza căldura pământului este schimbătorul de căldură de la sol (TRP) al geo-venturilor
Sub sol, sub punctul de îngheț al solului, este pus sistemul de conducte de aer, care servește ca schimbător de căldură între sol și aer care trece prin aceste canale. pentru că temperatura solului la o adâncime de 1,5-3,2 m în timpul iernii este de la +5 la +7 ° C, iar vara de la +10 la +12 ° C, aerul care trece prin conducta este încălzit în timpul iernii sau răcit în timpul verii timp de sol prin peretele conductei.
Cu o plasare rațională a conductelor de aer, este posibil să se ia o cantitate semnificativă de energie termică de la sol la un cost relativ scăzut al energiei electrice.
Un sistem mai perfect este schimbătorul de căldură de la sol al sistemului Geo Vents Duo
Sistemul este un schimbător de căldură cu țevi. Aerul evacuat se îndepărtează din încăpere prin conducta interioară și aerul de alimentare din stradă prin conducta exterioară. Conductele de aer din înfășurarea spiralată din oțel inoxidabil au o conductivitate termică ridicată și permit prima etapă de recuperare cu randament ridicat.
În acest caz, aerul furnizat camerei este încălzit / răcit (dacă este necesar) de energia geotermală a solului și schimbul de căldură cu aerul evacuat prin peretele tubului interior. O astfel de construcție a TRP face posibilă scurtarea lungimii conductelor de aer amplasate în sol, pentru a îmbunătăți caracteristicile termice ale TRP.
Diametrul și lungimea conductei sunt determinate în funcție de debitul de aer și nivelul costurilor de capital și de exploatare.
Costurile de exploatare ale acestor sisteme sunt egale cu costurile de funcționare a ventilatoarelor de alimentare și evacuare și cu costurile de înlocuire periodică a filtrelor.
Ventilația geotermală este cea mai bună soluție pentru obținerea energiei libere
Utilizarea sistemelor TRP "Geo Vents" sau "Geo Vents Duo" permite:
Confort în timpul verii
În sezonul cald, schimbătorul de căldură de la sol asigură răcirea aerului de alimentare. Aerul extern intră prin admisia de aer în schimbătorul de căldură de la sol, unde este răcit de sol. Apoi, aerul răcit este alimentat prin conductele de aer către unitatea de tratare a aerului VUT, în care este instalată o inserție de vară în locul unui recuperator pentru perioada de vară. Datorită acestei decizii, temperatura din incintă este redusă, microclimatul din casă se îmbunătățește, iar costurile de energie pentru aer condiționat sunt reduse.
Lucrați în afara sezonului
În afara sezonului, când diferența dintre temperatura aerului exterior și aerului interior este scăzută, aerul proaspăt poate fi alimentat printr-un grătar de alimentare situat pe peretele casei, în partea superioară a acestuia. În perioada în care diferența este semnificativă, aerul proaspăt poate fi alimentat prin TRP, asigurând încălzirea / răcirea aerului de alimentare.
Salvarea în timpul iernii
În sezonul rece, aerul exterior intră prin admisia aerului în TRP, unde se încălzește și apoi intră în unitatea de tratare a aerului VUT pentru încălzire suplimentară în recuperator. Preîncălzirea aerului reduce probabilitatea unei Recuperatorul TRP a unității de tratare a aerului dejivrare, creșterea timpului de utilizare eficientă a recuperării și minimizează costurile de încălzire suplimentară a aerului într-o apă / încălzitor electric.
Calculul eficienței ventilației utilizând TRP și recuperarea căldurii
Pentru a obține aer curat confortabil, trebuie să fie încălzit în timpul iernii și în afara sezonului, iar vara să se răcească. Mai jos este un exemplu de calculare a costului energiei termice pentru încălzirea aerului proaspăt fără utilizarea sistemelor de recuperare a căldurii, precum și aplicarea sistemelor geotermice pentru climatul european temperat. Se presupune că debitul de aer este de 300 m 3 / h.
Total pentru întregul an pentru încălzirea sau răcirea aerului proaspăt va trebui să fie cheltuit:
În timpul iernii, temperatura zilnică medie pe parcursul a 80 de zile este de -5 ° C. Pentru ao aduce într-o cameră confortabilă, este necesar să se încălzească până la + 20 ° С.
În absența unui sistem de recuperare a căldurii pentru încălzirea a 300 m³ / h la Δt = 25 ° C, este necesar să se cheltuiască:
P (Wt) = L (m³ / h) x 0,34 x Δt (ºС) = 300 m³ / h x 0,34 x 25/1000 = 2,550 kW.
Atunci când se utilizează un sistem geotermal, aerul exterior este încălzit la + 5 ° C, aerul fiind transferat la:
P (Wt) = L (m³ / h) x 0,34 x Δt (ºС) = 300 m³ / h x 0,34 x 10/1000 = 1,02 kW.
Cu utilizarea ulterioară a unui sistem de alimentare și de evacuare cu recuperare de căldură, aerul este încălzit la + 12 ° C:
P (Wt) = L (m3 / h) x 0,34 x Δt (ºС) = 300 m³ / h x 0,34 x 7/1000 = 0,714 kW.
Dacă luăm 50% din timpul de lucru al sistemului de ventilație cu capacitate maximă, luând în considerare faptul că unitatea de alimentare și evacuare funcționează la diferite capacități în diferite perioade de timp, atunci pentru o perioadă de 80 de zile:
În absența unui sistem de recuperare a căldurii se vor cheltui următoarele:
80 zile x 24 ore x 0,5 x 2,55 kW = 2 448 kWh.
Atunci când se utilizează un sistem geotermal (eficiența sistemului crește odată cu scăderea fluxului de aer), puterea de căldură necesară va scădea prin:
80 zile x 24 ore x 0,6 x 1,02 kW = 1175 kWh.
Cu utilizarea ulterioară a unui sistem de alimentare și evacuare cu recuperare de căldură VUT, puterea de căldură necesară va scădea prin:
80 zile x 24 ore x 0,5 x 0,714 kW = 685 kWh.
În afara sezonului timp de 180 zile, temperatura zilnică medie este + 5 ° C. Pentru ao aduce într-o cameră confortabilă, este necesar să se încălzească până la + 20 ° С. În acest fel:
În absența unui sistem de recuperare a căldurii pentru încălzirea a 300 m 3 / h la Δt = 15 ° C, este necesar să se cheltuiască:
P (Wt) = L (m³ / h) x 0,34 x Δt (ºС) = 300 m³ / h x 0,34 x 15/1000 = 1,53 kW.
Atunci când se utilizează un sistem geotermal, aerul exterior este încălzit la + 10 ° C, aerul fiind transferat la:
P (Wt) = L (m³ / h) x 0,34 x Δt (ºС) = 300 m³ / h x 0,34 x 5/1000 = 0,51 kW.
Cu utilizarea ulterioară a unei unități de tratare a aerului cu recuperare de căldură VUT, aerul este încălzit la + 15 ° C:
P (Wt) = L (m³ / h) x 0,34 x Δt (ºС) = 300 m³ / h x 0,34 x 5/1000 = 0,51 kW.
Dacă luăm 50% din timpul de lucru al sistemului de ventilație cu capacitate maximă, luând în considerare faptul că unitatea de alimentare și evacuare funcționează la diferite capacități în diferite perioade de timp, pe o perioadă de 180 de zile:
În absența unui sistem de recuperare a căldurii se vor cheltui următoarele:
180 zile x 24 ore x 0,5 x 1,53 kW = 3305 kWh.
Atunci când se utilizează un sistem geotermal (eficiența sistemului crește odată cu scăderea fluxului de aer), puterea de căldură necesară va scădea prin:
180 zile x 24 ore x 0,6 x 0,51 kW = 1322 kWh.
Cu utilizarea ulterioară a unui sistem de alimentare și evacuare cu recuperare de căldură VUT, puterea de căldură necesară va scădea prin:
180 zile x 24 ore x 0,5 x 0,51 kW = 1102 kWh.
În timpul perioadei de vară, pe o perioadă de 60 de zile, temperatura zilnică medie este de aproximativ +20 ° C, dar în acest moment în timpul zilei această temperatură este de + 26 ° C timp de aproximativ 8 ore. Aparatele de aer condiționat sunt utilizate pentru răcirea aerului la + 20 ° C. Capacitatea lor de refrigerare trebuie să asigure răcirea la Δt = 6 ° С.
În absența unui sistem de recuperare a căldurii pentru răcirea a 300 m³ / h la Δt = 6 ° C, este necesar să se cheltuiască:
P (Wt) = L (m³ / h) x 0,34 x Δt (ºС) = 300 m³ / h x 0,34 x 6/1000 = 0,612 kW;
Atunci când se utilizează un sistem geotermal, aerul este pre-răcit la + 22 ° C, aerul fiind transferat în modul de răcire uscat:
P (Wt) = L (m³ / h) x 0,34 x Δt (ºС) = 300 m³ / h x 0,34 x 4/1000 = 0,408 kW.
Dacă luăm 70% din timpul de funcționare al unității frigorifice la capacitate maximă timp de 8 ore pe zi, obținem:
În absența unui sistem de recuperare a căldurii se vor cheltui următoarele:
60 zile x 8 ore x 0,7 x 0,612 kW = 206 kWh.
Atunci când se utilizează un sistem geotermal (eficiența sistemului crește odată cu scăderea debitului de aer), capacitatea de răcire necesară va scădea cu:
60 zile x 8 ore x 0,7 x 0,408 kW = 137 kWh.
Costuri totale pentru întregul an pentru încălzirea sau răcirea aerului proaspăt:
Utilizarea sistemului schimbător de căldură geotermale poate îmbunătăți eficiența termică a unității de tratare a aerului sistem Geo Vents Duo ℇ = 2,634 / (4421-2634) * 100% = 147%
Sistemul „Geo Vents Duo“ folosește o căldură grad scăzut al pământului, adică, o pompă de căldură și caracteristicile eficienței sistemului este utilizat factor SPF - factor de capacitate sezonieră (EN14511), care este definit ca fiind raportul dintre energia termică primită la cantitatea de temperatură consumată aer electric ajustată sezonier / sol.
Pentru a primi 2634 kWh de căldură de la sol într-un an, instalația de ventilație este cheltuită
635 kW · electricitate. SPF = 2634/635 = 4,14.
Sistemul "Geo Vents" include:
· Un schimbător de căldură la sol pentru preîncălzirea / răcirea aerului exterior;
· Unitatea de alimentare și evacuare VUT cu recuperator, proiectată să transfere căldura din aer, îndepărtată din încăpere în aerul încălzit provenit de la schimbătorul de căldură al solului;
· Canalele de aer utilizate pentru transportul aerului interior;
· Grile și difuzoare pentru distribuirea aerului prin cameră.
Avantajele sistemului "Geo Vents":
· Încălzirea preliminară a aerului exterior în timpul iernii, răcirea și uscarea aerului din exterior în timpul verii, ceea ce reduce costurile de exploatare;
· Sistem de ventilație cu VUT de recuperare a căldurii, transferă căldura din aerul evacuat la sursa, coroborat cu aplicarea în sistemele de ventilație ale motoarelor CE de economisire a energiei de înaltă performanță fabricate de EBM, poate crește în mod semnificativ eficiența energetică a sistemului;
· Inerție ridicată a sistemului. Atunci când temperatura exterioară fluctuează puternic, temperatura la o adâncime mai mare de 1,5 m rămâne constantă, la fel ca și temperatura aerului de alimentare la intrarea în sistemul de schimbare a aerului.
Exemplu de plasare a unui sistem în clădiri cu podeaua subsolului
Cazare sistem de ventilație geotermale într-o clădire cu etaj subsol presupune asamblarea componentelor principale: o colecție de condens și dispozitiv de evacuare, adaptorul supapă de derivație și de tratare a aerului unitate cu recuperare de căldură în subsol.
Sistemul de bază pentru instalarea sistemului "Geo Vents" în clădiri cu podeaua de subsol
Bobina de aer a schimbătorului de căldură de la sol intră în clădire printr-un orificiu din perete sub nivelul solului.
Unitatea de tratare a aerului VUT se află în subsol.
Exemplu de amplasare a sistemului în clădiri fără podeaua subsolului
La amplasarea elementelor sistemului de ventilație geotermale în subsolul clădirii fără a fi necesar să se asigure că inspecția sondei, care găzduiește un dispozitiv special pentru colectarea și evacuarea condensului format în tubul de TRP. Sistemul de alimentare și de evacuare și componentele sistemului sunt amplasate în spațiul alocat pentru aceasta în încăpere.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: