هناك عدة أنواع من المبادلات الحرارية الأرضية التي يمكن استخدامها اليوم. إن إمكانية الترتيب بأيديكم ، والكفاءة الجيدة ، فضلاً عن بساطة التصميم نفسه ، جعلت هذا النوع من التهوية شائعًا جدًا للترتيب في منزل خاص.
وصف النظام
اليوم ، من المعروف على وجه اليقين أنه في جميع بلدان رابطة الدول المستقلة ، تظل درجة حرارة التربة على عمق مترين تقريبًا دون تغيير. درجة حرارة الأرض التقريبية +10 درجات مئوية على مدار السنة. لوحظت تغييرات صغيرة حسب المنطقة ، لكنها عادة لا تتجاوز درجتين. يعني تركيب المبادلات الحرارية الأرضية استخدام هذه الطاقة المجانية. وبالتالي ، في الموسم الدافئ ، تعمل هذه التهوية على تبريد الهواء داخل الغرفة ، وفي الشتاء ، على العكس من ذلك ، يتم تسخينها. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تساعد الحرارة الزائدة في الحفاظ على درجة الحرارة الناتجة عن عناصر التسخين الأخرى.
غير ممهدة حالياغالبًا ما يتم استخدام المبادل الحراري مع جهاز التعافي. جهاز التعافي عبارة عن جهاز للتبادل الحراري مصمم لتسخين الهواء البارد على حساب الهواء الدافئ العادم. بالإضافة إلى ذلك ، يشتمل نظامها على مراوح وفلاتر وأنابيب وجهاز تسخين.
باستخدام النظام
يسمح لك مخطط المبادل الحراري الأرضي هذا بالحصول على هواء من الأرض مُسخن إلى حد ما بالفعل ، مما يساعد على توفير قدر من الطاقة التي كانت ستستخدم في تشغيل المبادل الحراري. سيوفر وجود نظام تسخين الهواء هذا أيضًا الطاقة وتصميم المبادل الحراري. في هذه الحالة ، هذا يعني أن المكثفات لن تتشكل داخل خط الأنابيب ، لأن درجة حرارة الهواء الذي يمر عبر الأنابيب ستكون متماثلة تقريبًا طوال الوقت. يمكن أن تنشأ مشكلة مع المكثفات فقط عند تشغيل المبادل الحراري ، ولكن في نفس الوقت ، سوف يدخله الهواء البارد في البداية.
تأثير المناخ على التهوية
تعتمد كفاءة المبادل الحراري الأرضي للتهوية بشدة على المناخ الملاحظ في المنطقة. إذا تحدثنا عن المناخ في بلدان رابطة الدول المستقلة ، فإن تركيب مبادل حراري يمكن أن يساعد في تسخين أو تبريد الهواء في المنطقة من 5 إلى 20 درجة مئوية. ستعتمد كفاءة النظام نفسه بشكل مباشر على مدى فرق درجة الحرارة بين التربة والهواء. كلما زاد الاختلاف ، زاد كفاءة عمل النظام. نتيجة لهذا التأثير ، يكون المبادل الحراري الأرضي لتهوية الغرفة فعالاًعلاج في الشتاء والصيف. أثناء الحرارة ، يمكن للنظام توفير انخفاض في درجة الحرارة من 30 إلى 20 درجة. في الطقس البارد ، يمكن أن ترتفع درجة الحرارة من -20 إلى 0 درجة.
عند حساب المبادل الحراري الأرضي للتهوية ، من الضروري مراعاة حقيقة أنه في الربيع والخريف يكون تأثير هذه التهوية على درجة الحرارة غائبًا عمليًا. يبرر ذلك حقيقة أن الهواء المحيط ودرجات حرارة الأرض قريبة جدًا من حيث القيمة ، مما يؤدي إلى تباطؤ تبادل الهواء بشكل كبير. في بعض الحالات ، يمكن أن يعمل مثل هذا النظام في الوضع السلبي. على سبيل المثال ، تبلغ درجة حرارة الغرفة 12 درجة مئوية ، ويؤدي وجود مبادل حراري إلى تقليلها إلى 8 درجات. مع الأخذ في الاعتبار هذه الحقيقة ، من الضروري تجهيز المبادل الحراري للتربة بيديك بحيث يمكن إيقاف تشغيله أو حظره من أجل المرور الجوي المباشر.
أنواع الأنظمة الرئيسية
حاليًا ، هناك نوعان رئيسيان من مثل هذا النظام معروفان - هذا أنبوب ومبادل حراري عديم الشكل. عند ترتيب نظام من النوع الخالي من القنوات ، سيتم استخدام طبقة تحت الأرض يمر من خلالها الهواء. يشير نوع الأنبوب أو القناة إلى وجود أنابيب لتركيب مبادل حراري أرضي يمر عبره الهواء. يجب أيضًا وضعها تحت الأرض.
هذان النوعان متحدان من حقيقة أن القناة الرئيسية لنوع المدخل يجب أن تكون متصلة بالتهوية. الشرط الرئيسي لشيء واحد يجب تذكره هو أن النظام يجب أن يكون لديه آلية للتبديل بين الوضعين. الوضع الأول سيستخدم إمداد الهواء المباشر من الشارع ، أما الوضع الثاني فسيستخدم المبادل الحراري.
مبادل حراري للقناة
عند الاختيار بين المبادلات الحرارية الأرضية لمنزل خاص ، من الأفضل اختيار هذا الخيار. بالطبع ، يتطلب الأمر مزيدًا من الوقت والمال ، ولكنه أيضًا أكثر فاعلية. من أجل القيام بهذا النوع من التهوية ، من الضروري وضع نظام الأنابيب في خندق مُجهز في الأرض. في المتوسط ، يتراوح طول خط الأنابيب من 15 إلى 50 مترًا. الاختيار يعتمد فقط على الاحتمالات والمنطقة.
هنا من المهم أن نتذكر أنه يمكن تدوير أنابيب المبادل الحراري الأرضي ، لأن هذا له تأثير ضئيل على حركة الهواء. بالإضافة إلى ذلك ، كلما زاد طول النظام ، زادت كفاءة عمله ، وهو أمر مهم جدًا أيضًا. ترتيب مبادل قصير لا معنى له.
اختيار الأنابيب للوضع
كما ذكرنا سابقًا ، من أجل الاستخدام الفعال للنظام ، يجب أن يكون بطول كبير. إذا سمحت المنطقة المحيطة بالمنزل ، فيمكنك وضع أنبوب واحد فقط حول المنزل. إذا كانت المساحة محدودة ، يمكنك استخدام التكديس المتوازي. يجب أن يكون قطر الأنابيب للتشغيل العادي للنظام من 200 إلى 250 ملم.
خيار رائعهي أنابيب البولي بروبلين. عند حساب المبادل الحراري للتربة ، تحتاج أيضًا إلى معرفة أنه يمكنك تحسين عملية التبادل الحراري إذا قمت بتقليل سمك الجدار وزيادة مساحتها. بناءً على ذلك ، يمكن استخدام المواد المموجة. في هذه الحالة ، لن تبقى الحرارة في نظام التربة على الإطلاق. من المهم أيضًا تجهيز النظام بمنحدر يبلغ حوالي 2٪ في أي اتجاه. من الضروري وجود ميل طفيف في هذه الحالة حتى يتم تصريف المكثفات التي ستتشكل في الطقس الحار جدًا دون مشاكل.
المخزون وعناصر النظام الأخرى
من أجل إزالة المكثفات من النظام بشكل فعال ، من الضروري تجهيز خط الأنابيب ليس فقط بمنحدر ، ولكن أيضًا إنشاء ثقب صغير في أسفل الأنبوب. لتصريف السائل ، من الضروري تجهيز بئر تصريف أو استخلاص نتيجة مباشرة في الأرض. إذا كان الموقع يحتوي على مستوى منخفض من المياه الجوفية ، فمن الضروري عمل وسادة رملية للنظام. يجب أن تكون نهاية الأنبوب الموجود في الموقع مزودة بفلتر. بالإضافة إلى أنه يجب تثبيته فوق مستوى الثلج الذي يتساقط في الشتاء.
عند ترتيب مبادل حراري للتربة بيديك ، عليك أن تعرف أنه إذا كان الثلج نادر الحدوث في المنطقة ، فيجب أن يكون ارتفاع الأنبوب الذي يبرز فوق سطح الأرض 1.5 متر على الأقل. يجب أن يتم ذلك كحماية من غاز الرادون المشع في التربة.
يجب تركيب مدخل هواء في نهاية الأنبوب. يجب أن يكون هذا العنصر مزودًا أيضًا بفلتر وشبكة معدنية قوية. نهاية الأنبوبيجب تركيبه وحمايته بطريقة تسمح لهطول الأمطار وأوراق الشجر وأيضًا عدم دخول الحيوانات والطيور وما إلى ذلك. إذا أمكن ، يتم تثبيت هذا العنصر قدر الإمكان من أي مصادر قد تؤثر على جودة الهواء. الحد الأدنى للمسافة المطلوبة هو 10 أمتار
نوع Channelless
لتجهيز هذا النوع من المبادلات الحرارية بيديك ، من الضروري حفر استراحة ، يجب أن يكون طولها 3-4 أمتار والعمق - 80 سم. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تكون هذه الحفرة يملأ بالحصى ويغطى بالخرسانة الرغوية في الأعلى. هذا التصميم ضروري حتى لا تختلف درجة الحرارة داخل الحفرة عن درجة حرارة التربة في منخفض يصل إلى 5 أمتار. بعد اكتمال هذه المرحلة ، من الضروري تجهيز مخرج الأنبوب الذي سيمر الهواء من خلاله.
اما بالنسبة لتصنيع هذا الانبوب فهذه العملية لا تختلف عن صنعه في الاصدار السابق. بطبيعة الحال ، يجب أن يربط أنبوب آخر طبقة التبادل الحراري الخاصة بالحفرة وتهوية منزل خاص. بعد ذلك ، سيبدأ دوران الهواء وفقًا لأبسط مخطط. بالإضافة إلى ذلك ، لن يتم ترطيب الهواء فحسب ، بل سيتم تنظيفه أيضًا. بناءً على ذلك ، يمكن القول أن النوع الخالي من القنوات أفضل من حيث ترشيح الهواء ، وأن الأنبوب أو نوع القناة أكثر كفاءة للتدفئة أو التبريد.
ميزات النظام
نوع Channelless ، أو مبادل حراري من الحصى يتميز بحقيقة ذلكيحتاج إلى استعادة وظائفه. بالإضافة إلى ذلك ، يُحظر تركيبه في الأماكن التي يوجد فيها تأثير للأحمال الخارجية ، على سبيل المثال ، في المكان الذي يمر فيه النقل بالسيارات. ميزة أخرى هي أنه إذا لم يتم غسل الحصى المخصص للوضع ، فبعد ترتيب النظام وبدء دوران الهواء في الغرفة ، قد تظهر رائحة "القبو" غير السارة. يمكن أن تحدث نفس المشكلة إذا تبللت طبقة الحصى بسبب هطول الأمطار أو ارتفاع المياه الجوفية ، على سبيل المثال.
عيوب
في حالة تلف الطبقة السطحية لمثل هذا المبادل ، سيؤدي ذلك إلى انخفاض في كفاءتها ، فضلاً عن احتمال تشبعها بالرطوبة. كل هذا سوف يتطلب التجديد. عند ترتيب مبادل من هذا النوع يعمل بنفسك ، تحتاج أيضًا إلى معرفة أن طبقة الحصى هي نقطة تبادل حراري وعائق أمام مرور الهواء. لهذا السبب ، سيحتاج النظام إلى تثبيت مصدر إضافي لحقن الهواء - مروحة ذات طاقة كافية (عدة مئات من واط). بطبيعة الحال ، هذه تكاليف إضافية لكل من التركيب والشراء والدفع اللاحق للكهرباء. لهذا السبب ، من الضروري إجراء حسابات النظام بعناية. يمكن أن نضيف هنا أن حسابات المبادل الحراري للتربة السائلة أبسط إلى حد ما من تلك الخاصة بالحصى ، على الرغم من أن ترتيبها وتصميمها أكثر تعقيدًا.
نوع الغشاء
اليوم ، ظهرت مثل هذه الأنواع من المبادلات الحرارية الأرضية (GTO) مثل المبادلات عديمة الأغشية. هم انهمهي مزيج من نوعين سابقين من الأنظمة. الجوهر الرئيسي لتركيب مثل هذا الجهاز هو أنه من الضروري تركيب طبقة متساوية من ألواح البوليمر فوق طبقة متساوية من الحصى.
تركيب النظام
يجب تثبيت الألواح على "أرجل" تستقر على طبقة الحصى. وهكذا يتبين أن الهواء لن يتحرك خلال طبقة الحصى ، كما هو الحال مع النوع الخالي من القنوات ، ولكن بين طبقة البلاطة وطبقة الحصى. الميزة الرئيسية هي أنه يمكن استخدام مثل هذا المبادل الحراري لفترة طويلة دون تجديد طبقة الحصى.
سرير الحصى العادي يمكن أن يعمل لمدة 12 ساعة فقط ، وبعدها يحتاج الأمر إلى 12 ساعة من "الراحة". خلال فترة الراحة هذه ، ستأخذ طبقة من الحصى الحرارة من التربة لنقلها بعد ذلك إلى التهوية. عند استخدام اللوحات ، يتم تبسيط هذه الإطارات إلى حد كبير. هناك اختلاف آخر بين TRP عديم الغشاء وهو أنه لن يكون هناك عائق قوي أمام دوران الهواء. مع نوع من المبادلات بدون مجاري ، سيكون الحصى عقبة طبيعية أمام تدفق الهواء ، وهذا هو السبب في أنه من الضروري تجهيز النظام بمراوح إضافية في أغلب الأحيان.
المشكلة الرئيسية في استخدام مثل هذا المبادل الحراري الأرضي للتهوية الذاتية هي أن النظام ليس مستمرًا ، وبالتالي يُحظر تمامًا استخدامه في المناطق التي يوجد بها مستوى متزايد من المياه الجوفية أو هناك احتمال أن يغمر النظام الغلاف الجويهطول الأمطار.
