Грунтовый теплообменник для вентиляции своими руками

Грунтовый теплообменник для вентиляции своими руками

26 окт. 2018, 08:50
20638 просмотров
Лариса Хомайко
Простая и эффективная система грунтового воздушного теплообменника, которую легко сделать самостоятельно

Затраты на подогрев и охлаждение воздуха в приточно-вытяжной вентиляции можно значительно уменьшить, воспользовавшись бесплатной энергией грунта. Какое-то время считалось, что для экономии тепла (и затрат на обогрев свежего воздуха) достаточно рекуператора - теплообменника, в котором поступающий холодный воздух нагревается теплым вытяжным. Но требования к энергосберегающим домам безостановочно растут, и в последнее время домовладельцы все чаще стали делать грунтовые теплообменники, которые подогревают воздух перед его поступлением в систему вентиляции. В этой статье мы расскажем, как сделать грунтовый теплообменник для вентиляции своими руками и об опыте эксплуатации этого устройства.

Содержание:

  • Принцип работы грунтового воздушного теплообменника
  • Основные типы грунтовых воздушных теплообменников
  • Недостатки грунтового теплообменника
  • Насколько эффективен воздушный грунтовый теплообменник

Принцип работы грунтового воздушного теплообменника

Температура грунта на глубине около двух метров всегда одинакова – примерно +10 градусов; и это значение верно для любого региона СНГ (плюс - минус два градуса). Грунтовый теплообменник позволит «забирать» эту энергию и летом охлаждать ей воздух, экономя на кондиционировании, а зимой – подогревать и беречь тепло, вырабатываемое отопительными приборами.

Воздушный теплообменник может подогревать/охлаждать воздух на 5 градусов, а может и на 20 – это зависит от разницы температур грунта и воздуха.   

Чем больше разница температур грунта и воздуха, тем эффективнее работает устройство.

Поэтому круглый год использовать это устройство нельзя. Летом, в самую жару, теплообменник может снизить температуру с +30 до +20 градусов, зимой прогреть от -20 до 0 градусов. Но осенью и весной, когда грунт и воздух примерно одной температуры, устройство скорее вредит, чем помогает: например, в помещении, где было +12, благодаря работе теплообменника станет +8. Поэтому, делая грунтовый теплообменник своими руками, нужно продумать, как отключать его на время межсезонья.

Обычно грунтовый теплообменник используют вместе с рекуператором.

Основные типы грунтовых воздушных теплообменников

Грунтовые теплообменники для вентиляции делятся на три основных группы: гравийные (бесканальные),  трубные (канальные) и безмембранные.
В бесканальных устройствах воздух проходит через подземный слой грунта. В трубных – через подземные трубы. Безмембранные теплообменники – это комбинация трубных и гравийных: в них на ровный слой гравия укладывается ровный слой полимерных плит.

При любой схеме основной канал подводящего типа соединяется с вентиляцией, и предусматривается механизм, позволяющий переключаться с режима использования теплообменника на режим использования прямого притока воздуха с улицы.

В частных домах обычно используют трубные теплообменники – они более эффективны. При этом способе в траншею укладывают трубопровод диаметром 200-2500 мм и длиной 15-50 метров: чем длиннее трубопровод, тем эффективнее будет его работа, но тем выше и аэродинамическое сопротивление. Изгибы и повороты в трубопроводе допускаются, они на эффективность работы не влияют.

Отлично, если участок большой, и есть возможность уложить одну трубу, но допускается и параллельная укладка труб, и веерная.

Обычно для того, чтобы устроить грунтовый теплообменник для вентиляции своими руками, берут полипропиленовые трубы. Трубы с большой поверхностью и меньшей толщиной стенок обладают лучшей теплопроводностью, поэтому выбор часто падает на гофрированный материал. Для стока конденсата, который появится летом, во время охлаждения горячего воздуха, трубы укладывают с уклоном в 2 градуса. Начало трубопровода на участке должно быть установлено выше обычного уровня снега и оснащено воздухозаборником с фильтром.

Рассмотрим такой теплообменник на примере устройства, сделанный пользователем нашего портала с ником Prayfor, который живет в Ровно, в одноэтажном доме площадью 160 квадратных метров. Конечно, это вспомогательная система отопления «для комфорта и экономии», основное отопление дома – электричество и газ.

Грунтовый теплооменник смонтирован из канализационных труб диаметром 160 метров. Общая длина 60 метров, плюс еще 12 метров под домом.

Трубы тепообменника уложены в отдельные траншеи на глубине от 1 до 2 метров, они веером сходятся в одну точку. В этой точке сделан дренаж, а от нее под домом идет одна двенадцатиметровая труба, которая ведет к рекуператору.

Для каждой трубы сделан свой воздухозаборник, они спрятаны в деревянные короба.

Рекуператор висит на стене котельной, а разводка воздуховодов – на неотапливаемом чердаке трубами 160 с переходом в 125 на выходе. Все они утеплены, укрыты слоем минваты (40 см), и накрыты доской толщиной 40 мм.

Prayfor

Сделано 6 точек подачи (4 в комнатах и 2 в гостиной) и 3 точки забора (2 в санузлах и 1 в простирочной).

Недостатки грунтового воздушного теплообменника

Наш пользователь говорит, что воздух, который попадет в дом из теплообменника, не отличается от воздуха из форточки – он такой же чистый, единственное – в нем нет уличной прохлады. Ни у кого в семье нет ощущения, что в помещение попадает воздух из грунта. Субъективно он пока что видит в этой конструкции одни плюсы.

Но воздушный грунтовый теплообменник – не самая одобряемая конструкция на FORUMHOUSE.

Минусы конструкции:

  1. Она может быть опасна для здоровья.
  2. В трубах образуется конденсат, который необходимо удалять.
  3. Для прокачки воздуха по десяткам метров труб нужна довольно мощная вентиляционная установка.
GaserКонсультант раздела «Вентиляция» FORUMHOUSE

Если дренаж негерметичный, то вы, очевидно, дышите «воздухом из грунта».  У меня это как-то не очень состыкуется со здоровьем. Ладно, если район не радоноопасный, а если да?

Внутри стенок грунтового воздушного контура создана идеальная среда для размножения различных микроорганизмов, многие из которых могут представлять опасность для здоровья людей.
Николай 1Участник FORUMHOUSE

Лично я опасаюсь гонять воздух по длинным магистралям, тем более под землей. Воздух придется обязательно фильтровать от пыли и возможных бактерий.

Настоятельно не рекомендуется делать грунтовые воздушные теплообменники в радонопасных районах.  Радон – это газ, выделяемый из толщи земли.  При высоких концентрациях он с большой вероятностью приводит к  раку легких.  

Радоноопасные районы России:

  • Алтайский край;
  • Кавказские минеральные воды;
  • Карелия;
  • Кольский полуостров;
  • Ленинградская область;
  • Урал.

Дом Prayfor стоит на плите – так геологи называют горизонтальное залегающие в грунте горные породы, поэтому наш пользователь считает, что радона ему бояться нечего. А бактерии он уничтожает, проводя ежегодную дезинфекцию труб специальной воздушной пушкой.

Трубы заполнили паром с дезинфицирующим средством,  закрыли все выходы и оставили так на несколько часов. В доме все точки подачи и забора воздуха закрыли, чтобы воздух пошел через всю систему прямо на улицу. Через несколько часов по системе прогнали чистый воздух, который вытеснил из нее остатки дезинфицирующего пара.

Насколько эффективен воздушный грунтовый теплообменник

И с точки зрения комфортности эксплуатации, и с точки зрения энергоэффективности отзывы на работу системы отопления и вентиляции с грунтовым теплообменником у нашего пользователя самые лучшие.

Рекуператор всю зиму работал каждый день не менее 14 часов, обязательно – ночью, когда было холоднее всего.

Наш пользователь каждое утро измерял температуру:

  • уличного воздуха;
  • воздуха, который поступает из теплообменника;
  • воздуха после рекуператора;
  • вытяжного воздуха.

Все время наблюдений температура воздуха на улице была -18 - -21 градус,  после теплообменника в дом она поступала не ниже +12,8, а к концу февраля стабилизировалась до +14 градусов.

Prayfor даже не ожидал, что все будет работать настолько хорошо.
 

Prayfor

Эффективность системы превзошла все наши ожидания.

Однако эксперты нашего портала рекомендуют делать более безопасный, хотя, возможно, менее эффективный вид грунтовых теплообменников – жидкостный. Прочитайте статью о том,  как сделал жидкостный теплообменник  для своего энергоэффективного дома участник нашего портала.

Грунтовый теплообменник – один из ключевых элементов геотермального теплового насоса, он поставляет в тепловой насос низкопотенциальное тепло.  Почитайте о том, какие виды грунтовых теплообменников геотермальных тепловых насосов  применяют участники FORUMHOUSE. Познакомьтесь с рекомендациями для оптимального устройства геотермального "рассольного" контура для теплового насоса.

Узнайте, как участник нашего портала сделал грунтовый тепловой насос своими руками.

Также на FORUMHOUSE вы сможете прочитать статьи о том, как приблизить дом к стандартам энергопассивного, как сделать рекуператор своими руками при минимальном бюджете. Узнайте, как самому сделать рекуператор с автоматикой, найдите ответы на любые вопросы по рекуперации и вентиляции. Посмотрите видео, которое доказывает экономическую эффективность теплообменников.

Комментарии (11)
Очень заманчиво теоретически использовать тепловую стабильность земли. Но с вентиляцией это лучше не связывать. (1) Бактерии размножаются бинарно и численность бактериальной популяции может удваиваться каждые 9,8 минут. Кто помнит притчу про зёрнышко риса на шахматной клетке, тот поймёт, что дезинфекция и обработка горячим паром РАЗ В ГОД - это ни о чём. (2) Радон есть везде, а "радоноопасные районы" - это про товарные количества, радионуклидные месторождения и минводы. "По данным департамента здравоохранения США радон — второй по частоте (после курения) фактор, вызывающий рак лёгких преимущественно бронхогенного (центрального) типа. Рак лёгких, вызванный радоновым облучением, является шестой по частоте причиной смерти от рака. Радон и его дочерние продукты обусловливают более половины всей эффективной дозы облучения, которую в среднем получает организм человека от природных и техногенных радионуклидов окружающей среды... Агентство по охране окружающей среды США рекомендует для уменьшения концентрации радона в первую очередь использовать системы труб дефлектора и вентилятор, высасывающие радон из-под дома наружу". И вот, то, что рекомендуется выгонять из-под дома наружу, чтобы оно не попало в дом, здесь предлагают в дом заводить и дышать этим. Спасибо, нет.
1
Во-первых, откуда там возьмутся колонии бактерий и чем они будут отличаться от тех, что живут в обычной системе вентиляции самого обычного дома или квартиры? Воздухообмен, сели принимать ноому в 3 куба на метр площади составляет 500 кубометров воздуха в час. Не сдует их? )) Да и жить им там проблемно на полипропилене или другом пластике, это же дружественный кирпичный пористый и пыльный канал. Во-вторых, по радону. Никто не мешает для конденсата сделать вертикальный отстойник из той же 160й трубы с заглушкой на конце. Система получится герметичная и не контактирующа я грунтом совсем, а образовующуюся воду можно откаяивать простейшим насосом, чероез подведенную трубку. И опять таки по радону. А когда дом с оюычным подполом или подвалом, воздух из него с площадью песка почти равной площади застройки газ не выделяет? А при устройстве русской печи? Можете мне конечно рассказать сказки от своих советских учителей, что люди жили до 30-40 лет. Но я как историк Вятского края возражу вам на это, опираясь на лично изученные переписи населения 16,17.18,19х веков. Умножайте на 2, 2.5. У меня нет задачи показать, как партия дремучий народ во вшивых интеллегентов превратила. Документальные свидетельства из ГАКО предоставлю по обращению в личку
5
Семен Семёнович, надев очки, смотрит на сосну и видит: на сосне сидит мужик и показывает ему кулак. Семен Семёнович, сняв очки, смотрит на сосну и видит, что на сосне никто не сидит. Семен Семёнович, надев очки, смотрит на сосну и опять видит, что на сосне сидит мужик и показывает ему кулак. Семен Семёнович, сняв очки, опять видит, что на сосне никто не сидит. Семен Семёнович, опять надев очки, смотрит на сосну и опять видит, что на сосне сидит мужик и показывает ему кулак. Семен Семёнович не желает верить в это явление и считает это явление оптическим обманом. (Даниил Хармс "Оптический обман")
-1
Грунтовый теплооменник смонтирован из канализационных труб диаметром 160 метров. Общая длина 60 метров, плюс еще 12 метров под домом. Крутая такая труба то 160 метров в диаметре)))
2
Для дезинфекции существуют разные методы, вплоть до полной заливки системы. Можете делать не раз в год, а хоть каждую неделю, если не лень. На коврах, матрасах и пр. у вас бактерий и всякой мелкой живности гораздо больше чем в грунтовом теплообменнике. Тем не менее вы ими дышите и не впадаете в панику почему то. Про радон вообще бредятина. Система герметична априори. Если не герметична, значит неисправна и ей не пользуются до устранения. Более того она должна быть показа при радоне, т.к. забор воздуха идет примерно в метре от поверхности, на открытом проветриваемом пространстве. А не из подвала как обычно, где радона больше и он прямиком поднимается в дом.
2
Да конечно - раз в неделю куба два дизраствора залил в вентиляцию и спи-отдыхай... :))) И вообще париться не надо - где та вредность, мы её не чувствуем, мы её не чувствуем...
0
Ну если в качестве аргументов брать шутки, преувеличения и неисправности, то да, ничего не почувствуем. Так и будем хихикать и платить. Хотя под ногами есть источник тепла, который люди изучившие вопрос используют. Не только один чудик, как в этой странной статье. На форуме, как всегда "отличившемся" в подготовке статей, есть уже четвертая(!) ветка по системе воздушного грунтового теплообменника. Где все разжевано, с цифрами, с бактериями и реальными пользователями. Люди желающие смягчить быстро приближающиеся европейские тарифы, могу ознакомиться: https://www.forumhouse.ru/threads/342280/ . Остальные могут весело хихикать дальше.
4
радон упоминался в контексте бесканальных (гравийных) теплообменников. они не герметичны по определению.
0
Если вентиляторы ставить на входе в трубах будет повышенное давление и газы из грунта не пройдут.
0
Если боитесь "злых и ужасных бактерий" не пользуйтесь кухней. там их больше всего, грунтовый рекуператор не будет заселен бактериями если там будет сухо, а значит если не будете останавливать поток воздуха через него.
2
Я просто использую гликолевые теплообменники - закопан не воздуховод, а труба ПНД32 с раствором гликоля и доп. теплообменник перед рекуператором.
0
ИНТЕРЕСНЫЕ МАТЕРИАЛЫ