Геотермальные теплообменники: структура, функции и особенности
Воздушно-геотермальный теплообменник (короткий: LEWT или EWT) представляет собой длинную трубу, которая проходит через землю на глубине от 1,5 до 2,0 метров. Снаружи он подключен к так называемой воздухозаборной башне и обычно ведет к центральному устройству для контролируемой вентиляции в доме. Когда он начинает работать, он использует вентилятор для подачи свежего наружного воздуха через впускную колонну. Воздух проходит через геотермальный теплообменник и только затем поступает в вентиляционную установку.
Более высокие температуры зимой, более низкие температуры летом
Когда наружный воздух проходит через геотермальный теплообменник, он поглощает энергию окружающей земли. Даже в очень холодные дни свежий воздух можно предварительно нагреть до нуля градусов Цельсия. В этом случае рекуперация тепла использует энергию использованного отработанного воздуха для предварительного нагрева свежего приточного воздуха до 17-18 градусов без дополнительных затрат энергии. Летом все иначе: здесь земля поглощает тепловую энергию от теплого наружного воздуха. В очень жаркие дни воздух охлаждается примерно до 20 градусов по Цельсию и не приносит дополнительного тепла в дом. Это обеспечивает высокий уровень комфорта и снижение затрат на охлаждение.
Геотермальные теплообменники для систем вентиляции и тепловых насосов
В основном геотермальные теплообменники подходят не только для систем вентиляции. Они также снабжают воздушные тепловые насосы более теплым воздухом. Это уменьшает разницу между требуемой температурой нагреваемой воды и обеспечивает более высокий годовой коэффициент полезного действия. В результате тепловой насос потребляет меньше электроэнергии и работает более экономно. Кроме того, от дорогостоящего размораживания обычно можно отказаться. Это необходимо в обычных системах, поскольку конденсат может замерзнуть на испарителе.
Подходящие материалы для труб и важные инструкции по установке
Чтобы воздух мог поглощать много тепла от земли, стенки геотермального теплообменника должны иметь низкое тепловое сопротивление. Например, подходят тонкостенные пластиковые трубы из полиэтилена (PE) или полипропилена (PP). Поверхности и точки соединения должны быть особенно гладкими. Это единственный способ снизить потери давления воздуха, проходящего через него, до минимума. Поскольку при поступлении теплого теплого летнего воздуха происходит конденсация, геотермальные теплообменники должны устанавливаться с уклоном вниз. Вода для оттаивания может поступать из воздухозаборной башни к входу в дом, где она выходит из трубы через трубу и сифон.
Обход для переключения на наружный воздух в переходный период
Весной и осенью системы вентиляции также работают с наружным воздухом, который не поступает в дом через геотермальный теплообменник. Это экономит электроэнергию для вентилятора и снижает затраты на электроэнергию. Переключение с геотермального теплообменника на соединение с наружным воздухом в фасаде может быть достигнуто с помощью перепускной заслонки. Это работает автоматически и реагирует, например, на температуру наружного воздуха.
Геотермальный теплообменник: затраты должны быть определены индивидуально
Сколько может стоить геотермальный теплообменник, зависит от местных условий. Такие факторы, как длина пластиковых труб, глубина укладки и характер пола, играют важную роль. Владельцы дома могут ожидать от 1500 до 2500 евро за технологию. Есть также расходы на земляные работы, которые обычно могут быть сделаны самостоятельно.
Сравнение преимуществ и недостатков геотермальных теплообменников
Геотермальные теплообменники для систем вентиляции и тепловых насосов зимой бесплатно нагревают холодный наружный воздух. Они обеспечивают более высокую эффективность последующих устройств и, таким образом, снижают затраты энергии. Летом системы охлаждают горячий наружный воздух примерно до 20 градусов. Это уменьшает подвод тепла в здание и обеспечивает больший комфорт. Стоимость охлаждения также уменьшается, если используется система кондиционирования воздуха. Дополнительные затраты на технологию невыгодны. На участке должно быть достаточно места, а воздуховоды должны быть правильно проложены в земле. В противном случае образующийся конденсат в вентиляционных системах может привести к гигиеническим проблемам. В следующей таблице приведены преимущества и недостатки воздушно-геотермального теплообменника по сравнению.
| преимущества | недостаток |
|---|---|
| Подогрев холодного зимнего воздуха без дополнительных затрат на отопление | дополнительные расходы на приобретение (экономия должна быть рассчитана индивидуально) |
| более высокая эффективность систем вентиляции и тепловых насосов | Там должно быть место на имущество |
| Охлаждение горячего наружного воздуха летом | Гигиенические проблемы с неправильно проложенными заземляющими трубами для системы вентиляции |
| снижение расходов на отопление и охлаждение |
Альтернативы: воздушные колодцы и солнечные коллекторы
В дополнение к воздушно-геотермальному теплообменнику существуют также другие варианты предварительного нагрева наружного воздуха без дополнительных затрат на отопление. Например, домовладельцы могут построить воздушный колодец или установить солнечные коллекторы на дом. В следующей таблице показано, как работают системы.
| система | описание |
|---|---|
| Воздушный фонтан | Воздушный колодец - это глубокий желоб, заполненный гравием. В этом есть шахта, через которую вентиляционные системы могут всасывать наружный воздух. Прежде чем он попадет в дом, он должен проникнуть в гравийный слой. Это приводит к предварительному нагреву и предварительной очистке наружного воздуха зимой. Летом воздух отдает тепло земле, как в геотермальном теплообменнике. Он остывает и переносит меньше тепла в дом. |
| Солнечный коллектор (также коллектор горячего воздуха) | Солнечный коллектор воздуха похож на принцип обычных солнечных коллекторов. Он состоит из изолированной коробки, покрытой защитной пластиной. Внутри темный поглотитель, температура которого повышается, когда светит солнце. Проходящий мимо воздух поглощает тепло и затем попадает в дом предварительно нагретым. В отличие от воздушных скважин или воздушно-геотермальных теплообменников, коллекторы теплого воздуха работают только при ярком солнце. Кроме того, они не могут охлаждать воздух летом. |
Кстати, рассольные геотермальные теплообменники работают по схожему принципу. Однако они состоят из более тонких трубок, которые заполнены смесью воды и антифриза (рассола). Рассол циркулирует по подземным трубам и поглощает тепловую энергию. Затем он передается в систему отопления через испаритель рассольного теплового насоса. Летом система также может быть использована для закалки жилых комнат.