Теплообменник в грунте своими руками Теплообменник в грунте своими руками

Как сделать теплообменник в грунте своими руками

Время чтения ≈ 6 минут

Многие домовладельцы задумываются об уменьшении затрат на подогрев и охлаждение воздуха в своих домах. В последнее время набирает популярность теплообменник в грунте, который можно сделать своими руками, ориентируясь на фотопримеры конструкции. Рассмотрим принцип работы, эффективность и самостоятельное изготовление такого устройства, посредством которого перед поступлением в систему вентиляции будет подогреваться воздух.

Как сделать теплообменник в грунте своими руками

Как работает грунтовый теплообменник

Температурный показатель земли на глубине 2 м всегда находится в пределах около +10 °С. Это значение присуще для любого региона СНГ. Посредством грунтового теплообменника можно отнимать эту энергию и в летний период охлаждать ею воздух, при этом экономя на работе кондиционера, а зимой – подогревая и сберегая тепло, которое выделяется отопительным оборудованием. При помощи воздушного теплообменника воздух можно подогревать и охлаждать на 5 °С или на 20 °С.

Как сделать теплообменник в грунте своими руками

Показатель определяется разницей температуры воздуха и грунта. Это говорит о том, что такую конструкцию использовать в течение всего года не получится. Например, летом посредством теплообменника удастся снизить температуру с +30 °С до +20 °С, а зимой поднять с -20 °С до 0 °С. Однако в весенний и осенний период теплообменник лучше не использовать. Так, если температура в помещении была около +12 °С, то с рассматриваемым устройством она снизится до +8 °С.

Поэтому, принимаясь за сборку теплообменника, нужно предусмотреть возможность его отключения.


Типы грунтовых теплообменников

Теплообменники подземного типа классифицируют на несколько групп:

  • гравийные;
  • трубные;
  • безмембранные.

В первом случае воздушный поток проходит через расположенный под землей слой гравия. Во втором варианте используются трубы. Безмембранный тип – комбинированная конструкция из гравия и труб. При ее изготовлении на слой гравия укладывают полимерные плиты. Независимо от выбранной конструкции основной канал соединяют с вентиляцией дома, в которой предусматривается устройство, позволяющее переключать режимы прямой подачи воздуха и через теплообменник.

Как сделать теплообменник в грунте своими руками

Читайте также: Вентиляция в доме своими руками

Как изготовить грунтовый теплообменник

Из-за конструктивных особенностей каждого теплообменника, нужно разобраться по отдельности, как сделать тот или иной вариант.

Гравийный теплообменник

Чтобы соорудить бесканальную систему теплообмена, необходимо подготовить котлован длиной около 4 м и глубиной до 3 м. Когда углубление будет вырыто, его наполняют слоем гравия. Засыпку отделяют от грунта слоем геоткани. Когда котлован будет полностью обустроен, наружу выводят трубу, чтобы свежему воздуху была возможность поступать через подсыпку. Труба устанавливается таким же образом, как и в трубной конструкции. Еще одна труба прокладывается от подготовленного слоя к системе вентиляции дома.

Как сделать теплообменник в грунте своими руками

Движение воздуха осуществляется по простому принципу, при этом он не только охлаждается, но и фильтруется, проходя сквозь гравийный слой. Плюсом такой конструкции является высокий уровень фильтрации, а недостаток состоит в более низкой эффективности по сравнению с системой из труб. Когда слои гравия будут засыпаны и выровнены, трубы подведены, а верхний слой теплообменника заизолирован, гравийный слой засыпают почвой слоем около 0,8 м.

Поскольку гравий имеет большое сопротивление для прохождения воздушного потока, подобный теплообменник дополнительно приходится оснащать вентилирующим устройством, что потребует лишние расходы.

Теплообменник на основе гравия не способен обеспечить постоянную работу. Поэтому его функционирование следует разделить на два этапа: 12 ч работы и 12 ч восстановление. Под восстановлением понимается отбор слоем гравия тепла из грунта. В этом случае трубный теплообменник более эффективен, поскольку тепло в трубах регенерируется быстрее. Организовывать рассматриваемую конструкцию необходимо там, где нет нагрузок, при которых слой гравия может сдавливаться, например, автомобильное движение. В противном случае производительность системы снизится.

Как сделать теплообменник в грунте своими руками

Если узел вентиляции будет рассчитан неправильно, подача свежего воздуха будет слишком слабой. Поэтому, чтобы избежать установки дополнительного вентилятора, нелишним будет получить консультацию специалистов в этой области. Важно правильно рассчитать сопротивление системы вентиляции и земляного теплообменника.

Трубная конструкция

Для организации грунтового воздушного теплообменника своими руками в частных домах в основном прибегают к трубным системам, поскольку они выделяются своей эффективностью. В этом случае в подготовленный котлован укладывают трубы в сечении 200-250 мм и длиной 15-50 м.

Чем больше длина труб, тем более высокую эффективность будет иметь теплообменник, но при этом также повышается аэродинамическое сопротивление.

Наличие изгибов и поворотов является допустимым, поскольку эффективность системы от этого не снижается. Хорошо, если территория участка имеет большие размеры, что позволяет использовать одну трубу. Однако возможна установка нескольких труб с параллельным либо веерным расположением. Стоит учесть, что трубы большого диаметра, с малой толщиной стенок имеют лучшую теплопроводность.

Поскольку летом из-за охлаждения горячего воздуха появляется конденсат, трубы нужно укладывать под небольшим наклоном в 2°. Дополнительно в нижней части трубы делают отверстие для удаления влаги, которая стекает в дренажную систему либо непосредственно в грунт. Начальную часть конструкции размещают на таком уровне, чтобы он оказался выше уровня снега в вашем регионе. В основном высоты трубы в 1,5-2 м бывает достаточно.

Как сделать теплообменник в грунте своими руками

Рассмотрим наиболее простой вариант изготовления теплообменника с применением труб. Для этого понадобится пластиковая труба длиной порядка 40-60 м, которую прокладывают под землей, а со стороны забора воздуха оснащают защитным элементом в виде сетки и фильтром. Такая конструкция будет предотвращать попадание внутрь трубы насекомых, грызунов, пыли и различного мусора.

Как сделать теплообменник в грунте своими руками

Если дом рассчитан на проживание одной семьи (площадь дома 150 м²), то сечения трубы в 200 мм будет вполне достаточно. Для домов с большей площадью параметры трубы рассчитываются индивидуально, исходя из потребностей в воздушном обмене.

Трубы малого сечения для грунтовых теплообменников не применяются.

При использовании трубы диметром чуть больше, чем диаметр штуцера рекуператора, поток воздуха снизится, но увеличится производительность. В зимнее время воздух будет лучше прогреваться, а в летнее — охлаждаться. Большой диаметр трубы скажется на снижении эффективности системы. Чтобы исключить попадание влаги внутрь конструкции, задействуют материалы, специально рассчитанные для этих целей.

Как сделать теплообменник в грунте своими руками

Читайте также: Вентиляция в бане

Безмембранный теплообменник

При обустройстве такого теплообменника плиты монтируются на своеобразных ножках, опирающихся на гравийную подсыпку. В результате движение воздуха происходит не через гравий, как в предыдущей конструкции, а между плитами и гравием. Особенность теплообменника такого типа заключается в длительном периоде работы без необходимости регенерации, с максимальным использованием грунтового тепла. К тому же безмембранный вариант обладает меньшим сопротивлением воздушному потоку.

При обустройстве такого теплообменника придерживаются следующих рекомендаций:

  • монтаж системы лучше доверить специалистам, у которых в распоряжении есть необходимое оснащение и достаточный опыт. Самостоятельная сборка подобной конструкции может не только снизить производительность, но и повредить систему;
  • такой тип земляного теплообменника не стоит обустраивать в местах, для которых характерно повышение уровня грунтовых вод, либо велика вероятность затопления при обильных осадках;
  • очистка теплообменника такой конструкции производится путем выемки гравия, его промывки и повторной засыпки.

Как сделать теплообменник в грунте своими руками

Соорудить теплообменник в грунте своими руками можно, ориентируясь на фото и видео. Конструкция (в зависимости от размеров) может обойтись относительно недорого, а ее эксплуатация также не потребует существенных материальных затрат. Ознакомившись с конструктивными особенностями систем, можно выбрать наиболее оптимальный для себя вариант и повторить его на своем участке.



Материал подготовлен редакцией сайта mainavi.ru