З допомогою тепла землі можна економити на обігріві будинку взимку і його охолодженні влітку. Для цього знадобиться ґрунтовий теплообмінник.
Поверхневий шар грунту Землі — це природний тепловий акумулятор. Головне джерело теплової енергії, яка надходить у верхні шари Землі — сонячна радіація. На глибині близько 3 м і більше (нижче рівня промерзання) температура ґрунту протягом року практично не змінюється і приблизно дорівнює середньорічній температурі зовнішнього повітря. На глибині 1,5-3,2 м взимку температура складає від +5 до + 7 ° С, а влітку від +10 до + 12 ° С. Цим теплом взимку можна не допустити замерзання будинку, а влітку не дати йому перегрітися вище 18-20 ° С, повідомляє econet.
Найпростішим способом використання тепла землі є використання ґрунтового теплообмінника (ПТО). Під землею, нижче рівня промерзання грунту, укладається система повітроводів, які виконують функцію теплообмінника між землею і повітрям, що проходить по цих повітроводах. Взимку входить холодне повітря, яке надходить у будинок і проходить по трубах — нагрівається, а влітку — охолоджується. При раціональному розміщенні повітроводів можна відбирати з грунту значну кількість теплової енергії з невеликими витратами електроенергії.
Можна використовувати теплообмінник «труба в трубі». Внутрішні димарі з нержавіючої сталі виступають тут у ролі рекуператорів.
Охолодження в літній період
У теплу пору року грунтовий теплообмінник забезпечує охолодження припливного повітря. Зовнішнє повітря надходить через вхідний пристрій у грунтовий теплообмінник, де охолоджується за рахунок грунту. Потім охолоджене повітря подається повітроводами в припливно-витяжну установку, в якій на літній період замість рекуператора встановлена річна вставка. Завдяки такому рішенню, відбувається зниження температури в приміщеннях, поліпшується мікроклімат в будинку, знижуються витрати електроенергії на кондиціонування.
Робота в міжсезоння
Коли різниця між температурою зовнішнього і внутрішнього повітря невелика, подачу свіжого повітря можна здійснювати через припливну решітку, розміщену на стіні будинку у надземній частині. У той період, коли різниця суттєва, подачу свіжого повітря можна здійснювати через ПТО, забезпечуючи підігрів / охолодження припливного повітря.
Економія в зимовий період
У холодну пору року зовнішнє повітря надходить через вхідний пристрій у ПМО, де прогрівається і потім надходить в припливно-витяжну установку для нагрівання в рекуператорі. Попередній нагрів повітря в ПМО знижує ймовірність обмерзання рекуператора припливно-витяжної установки, збільшуючи ефективне використання рекуперації і мінімізує витрати на додатковий нагрів повітря у водяному / електричному нагрівачі.
Як розраховуються витрати на підігрів та охолодження повітря
Можна заздалегідь підрахувати витрати на нагрів повітря в зимовий період для приміщення, куди надходить повітря при нормативі 300 м3 / год. У зимовий період середньодобова температура протягом 80 днів становить -5 ° С — її треба підігріти до + 20 ° С. Для нагріву такої кількості повітря потрібно витрачати 2,55 кВт в годину (при відсутності системи утилізації тепла). При використанні геотермальної системи відбувається підігрів зовнішнього повітря до +5 і тоді на догрів вхідного повітря до комфортного йде 1,02 кВт. Ще краще ситуація при використанні рекуперації — треба витрачати тільки 0,714 кВт. За період 80 днів буде витрачено відповідно 2448 кВт * год теплової енергії, а геотермальні системи знизять витрати на 1175 або 685 кВт * год.
У міжсезоння протягом 180 днів середньодобова температура становить + 5 ° С — її треба підігріти до + 20 ° С. Планові витрати становлять 3305 кВт * год, а геотермальні системи знизять витрати на 1322 або 1102 кВт * год.
У літній період протягом 60 днів середньодобова температура близько + 20 ° С, але протягом 8 годин вона знаходиться в межах + 26 ° С. Витрати для охолодження складуть 206 кВт * год, а геотермальна система знизить витрати на 137 кВт * год.
Протягом року роботу такої геотермальної системи оцінюють за допомогою коефіцієнта — SPF (фактор сезонної потужності), який визначається як відношення кількості одержаної теплової енергії до кількості спожитої електричної з урахуванням сезонних змін температури повітря/грунту.
Для отримання від грунту 2634 кВт•год теплової потужності в рік витрачається вентиляційною установкою 635 кВт•год електроенергії. SPF = 2634/635 = 4,14.
