Das Abkühlen der Luft im Sommer ist eines der Hauptanliegen des Hausbesitzers. In diesem Artikel erfahren Sie, wie Sie die Energie, die uns umgibt, für diesen Zweck nutzen und die Klimaanlage praktisch kostenlos machen können..
Die Bedeutung der Belüftung kann kaum überschätzt werden. Wir werden das, was oft beschrieben wurde, nicht wiederholen und uns auf unsere eigene Aufgabe konzentrieren – die Luft im Haus zu kühlen und zu erfrischen. Herkömmliche Lüftungssysteme können aufgrund der Kosten für Komponenten und Baugruppen sowie der Kosten für qualifizierte Installationsarbeiten für das Gerät recht teuer sein.
Während des Betriebs verbrauchen sie viel Strom, insbesondere zur Kühlung der Luftmasse, erzeugen viel Wärme und erzeugen Geräusche. Das in diesem Artikel beschriebene System ist einfach zu installieren, energieeffizient, erfordert keine besonderen Kenntnisse und ist intuitiv. Es sollte sofort angemerkt werden, dass es aufgrund seiner Einfachheit begrenzte Funktionen hat, jedoch eine Modernisierung an jedem Standort zu jedem geeigneten Zeitpunkt vorsieht..
In unserem Fall ist der Begriff „Rekuperation“ ein Synonym für das Wort „Wärmeaustausch“, daher sind die Begriffe „Rekuperator“ und „Wärmetauscher“ austauschbar. Auf physikalischer Ebene besteht der Prozess darin, Luft zu kühlen / erwärmen, ihre Temperatur aufgrund des Verbrauchs von Wärmeenergie zu ändern und dann zu mischen. Wie und warum dies geschieht, werden wir weiter prüfen..
Stabile Energiequelle
Um das Ziel zu erreichen, die Temperatur im Raum im Sommer zu senken, ist es vernünftig, die Frage zu stellen: „Wo soll die Energie der erwärmten atmosphärischen Luft abgegeben werden? Wie kann man es abkühlen? “ Hier helfen uns die Naturgewalten. Die Tatsache, dass in einer bestimmten Tiefe die Bodentemperatur konstant ist, wird unser Hauptargument sein, um die Energieeffizienz des Systems zu rechtfertigen..
Der Boden ist in der Lage, endlos Energie auszutauschen – um jedes Medium (Luft, Wasser) zu kühlen und zu erwärmen, jedoch nur auf seine eigene Temperatur in einer bestimmten Tiefe, die aufgrund der relativen Stabilität des Erdkerns konstant bleibt.
Internationale Praxis
Natürlich sind wir weit von den ersten entfernt, die beschlossen haben, die unendliche und freie Energie der Erde zu nutzen. In europäischen Ländern, die üblicherweise als entwickelt bezeichnet werden (Deutschland, Schweden, Belgien usw.), wird diese Energie seit Beginn des letzten Jahrhunderts verwendet. Die Erfolge auf diesem Gebiet sind beeindruckend.
Wärmeübertragungssysteme für Wasser unter der Erde werden als „Wärmepumpen“ bezeichnet. Diese Untergrund- und Unterwassergeräte heizen und kühlen das gesamte Haus. Für jedes Gebäude wurden Standardprojekte entwickelt, und es ist möglich, ein Haus von einer herkömmlichen (Gas-, Elektro-) Klimaanlage auf Wärmepumpen zu übertragen. In ähnlicher, aber primitiverer Weise wird diese Energie in unserem Land genutzt, um unterirdische Produkte (Keller) zu lagern..
Warum ein natürlicher Wärmetauscher gut ist
Der Betrieb unseres Rekuperators basiert auf dem gleichen physikalischen Prozess wie bei Wärmepumpen. Wir konzentrieren uns auf die Wirtschaft und wenden dieses Prinzip an, um es auf unsere eigenen Bedürfnisse und lokalen Realitäten abzustimmen.
Aufgaben, die ein angepasster autonomer Rekuperator lösen kann:
- Ständige natürliche Belüftung mit geschlossenen Türen und Fenstern.
- Schneller Austausch der Innenluft durch Frischluft.
- Raumluftkühlung.
- Luftgemisch für nachfolgende Maßnahmen vorbereiten.
Leistungen:
- Absolute Umweltfreundlichkeit. Während der Installation und des Betriebs des Basissystems werden keine giftigen Materialien verwendet und es treten keine thermischen Emissionen in die Atmosphäre auf.
- Sicherheit. Der Rekuperator verwendet keine Elektromotoren (mehr als 100 W), chemische Mittel, Hochspannung.
- Einfachheit und niedrige Kosten. Für die Zwangsbelüftung werden nur 100-W-Lüfter mit geringer Leistung verwendet. Die Belüftung erfolgt auf natürliche Weise.
- Während des Betriebs wird kein Sauerstoff verbrannt.
- Niedriger Geräuschpegel.
Nachteile:
- Das Basissystem sieht keine Filtration, Feuchtigkeitskontrolle, Erwärmung oder sonstige Verarbeitung des Luftgemisches vor (ermöglicht jedoch die spätere Installation der entsprechenden Ausrüstung)..
Einfaches und unkompliziertes System
Ein autonomer Wärmetauscher für ein Landhaus ist ein teilweise unterirdisch verlegtes Lüftungskanalsystem, das im Zu- und Abluftkreislauf enthalten ist. Um einen solchen „Conditioner“ zu erzeugen, ist es nicht notwendig, die Feinheiten physikalischer Phänomene zu verstehen. Sie müssen nur wissen, dass es funktioniert. Sie können dies überprüfen, indem Sie in der Hitze in einen Keller, Brunnen oder eine U-Bahn gehen.
Das Funktionsprinzip lautet wie folgt:
- Atmosphärische Luft strömt mit einer konstanten Temperatur (normalerweise von +4 bis +10 ° C) durch im Boden verlegte Rohre..
- Im unterirdischen Teil absorbiert der kühle Boden die Wärmeenergie der erwärmten Luft.
- Gekühlte Luft wird durch Lüftungskanäle zu den Räumlichkeiten des Hauses geleitet.
- Gleichzeitig entfernt der Abluftventilator das gesättigte und erwärmte Luftgemisch („alte Luft“) aus dem Raum.
Nach dem Konstruktionsprinzip werden solche Systeme in zwei Haupttypen unterteilt: Rohr und Bunker.
Rohr – besteht ausschließlich aus Rohren. Das Design kann je nach Standortbedingungen variiert werden. Geeignet für den Wiederaufbau eines Hauses ohne geräumigen Keller, aber es werden viele Erdarbeiten erforderlich sein.
Bunker oder Stein – der Wärmetauscher ist ein mit großen Steinen gefüllter Bunker. Nimmt weniger Platz ein als Rohr (Sie können es im Keller des Hauses anordnen). Benötigt einen Keller oder einen unterirdischen Raum. Die beste Option für Neubauten.
Wir schaffen ein internes System von Lüftungskanälen zu Hause
In beiden Fällen sind die Lüftungskanäle im Haus ungefähr gleich. Beginnen wir mit ihnen.
Das primitive Versorgungs- und Ablüftungssystem wird durch externe und interne Lüftungskanäle dargestellt, die in einem Netzwerk verbunden sind. Luftauslässe befinden sich in den oberen diagonal gegenüberliegenden Ecken der Räume. In einem – dem Zufluss, in dem anderen – dem Auspuff. In einem einstöckigen Gebäude können sich die Hauptkanäle auf dem Dachboden befinden. In einem zweistöckigen Gebäude verlaufen die Zuluft- und Abluftkanäle des ersten Stockwerks in Kanälen, die in die Innenausstattung passen, und im zweiten Stock – durch den Dachboden. Die Lage der Hauptluftkanäle sollte für jedes Haus individuell unter Berücksichtigung der Anordnung (Lage der Wände und Trennwände) festgelegt werden..
Rat. Räumlichkeiten, in denen Versorgung und Absaugung empfohlen werden: Wohnzimmer, Schlafzimmer, Kinderzimmer, Küche, Esszimmer, Büros, Abstellraum, Aufenthaltsräume, Fitnessraum. In Badezimmern und Toiletten – nur ein Auspuff. In Korridoren, Vorräumen, Hallen und Loggien überhaupt nicht erforderlich.
Regeln zur Berechnung des Systems der internen Lüftungskanäle:
- Abwasserrohr mit einem Durchmesser von 250 mm zur Verteilung der Zufuhr- und kombinierten Auslasskanäle. Geschätzter Verbrauch – zwei Längen des Hauses + Höhe im Obergeschoss + 20%.
- Abwasserrohr (grau) mit einem Durchmesser von 150 mm. Geschätzter Verbrauch – dreimal so lang wie das Haus + 20%. Für ein zweistöckiges Haus mit gleicher Grundfläche + 50%.
- Rohrbefestigungen (basierend auf dem Wandmaterial) mit einer Rate von 1 Stck. 70 cm.
- Isolierung (gerollte Mineralwolle) – 1 Rolle.
- Schaum, Dichtmittel, dekorative Gitter.
- Knie, Revisionen, Kupplungen (1 Stück pro 70 cm).
Beachtung! Verwenden Sie keine 90 ° -Bögen, da dies den Luftdurchgang behindert und Geräusche erzeugt. Kombinieren Sie 45 ° -Bögen (ähnlich wie bei Abwasserkanälen)..
Wenn geplant ist, einen Rohrrekuperator in einem einstöckigen Gebäude einzurichten, wird der Versorgungskanal vom Boden in eine wärmeisolierte Box außerhalb des Gebäudes geführt und betritt den Dachboden. In einem zweistöckigen Gebäude ist es besser, es in das Gebäude unten im ersten Stock zu bringen und einen internen vertikalen (Verteilungs-) Kanal zu installieren, der dann in den Dachraum geführt wird.
Bei der Installation einer Bunkeroption im Keller eines Gebäudes verlässt der vertikale Verteilungskanal den Bunker direkt in den Raum. Es ist möglich, es draußen zu montieren.
Ein Beispiel für die Berechnung des Materialverbrauchs für das Gerät der internen Kanäle zu Hause
Nehmen wir als Beispiel ein einstöckiges Haus mit einer geschätzten Lüftungsfläche von 60 m22, das wird ungefähr 100 m haben2 Gesamtfläche und ungefähre Abmessungen 8×12 m:
- Rohr 250 mm: 2 x 12 + 3 + 20% = 32 m.
- Rohr 150 mm: 3 x 12 + 20% = 43 m.
- Verbindungselemente: 32 + 43 / 0,7 = 107 Stk.
- Ellbogen, Revisionen, Kupplungen – 1 Stück pro 3 m nehmen: 32 + 43/3 = 55/3 = 20 Stk.
- Gitter: 8 Stk. (2 für jedes Zimmer).
- Schalter: 4 Stk.
- Schaum, Dichtmittel.
Name Einheit rev. Menge Preis Insgesamt reiben. Rohr 250 mm Lauf. m 32 200 6400 Rohr 150 mm Lauf. m 43 150 6450 Ellbogen, Revisionen, Kupplungen Stck. 20 40 800 Verbindungselemente Stck. einhundert dreißig 3000 Gitterdekor Stck. 4 einhundert 400 Schalter 2-cl. Stck. 4 120 500 Isolierung Pack. 1 1000 1000 Schaum, Dichtmittel, andere 1000 Gesamtmaterial 19550 Job 5000 Gesamtmaterial und Arbeit 24550 Rohrwärmetauscher
Um die Berechnungen nicht mit mathematischen Berechnungen zu komplizieren, werden wir die Daten bereits durchgeführter Tests in gemittelter Form bzw. deren Ergebnisse bereitstellen.
Das Grundprinzip, das bei der Erstellung eines Rohrsystems beachtet werden muss, ist, dass mindestens ein Rohr eines unterirdischen Kanals auf einen Raum fallen muss. Dies erleichtert den Betrieb der Lüfter aufgrund des atmosphärischen Drucks. Jetzt muss die erforderliche Anzahl von Rohren im unterirdischen Teil des Geländes platziert werden. Sie können separat verlegt oder zu einem gemeinsamen Kanal (250 mm) kombiniert werden..
In dieser Beschreibung schlagen wir vor, nicht die maximale Belastung zu berücksichtigen, wenn alle Räume gleichzeitig gewaltsam belüftet werden, sondern die durchschnittliche Belastung, die mit regelmäßiger periodischer Belüftung verschiedener Räume geliefert wird (wie dies im wirklichen Leben der Fall ist). Dies bedeutet, dass nicht für jeden Raum ein separater Kanal ausgegeben werden muss. Es reicht aus, 150-mm-Luftkanäle aus jedem Raum in einen gemeinsamen 250-mm-Kanal zu bringen. Die Anzahl der gemeinsamen Kanäle ergibt sich aus der Berechnung eines Kanals pro 60 m2.
Wir schaffen ein Erholungsfeld
Empfohlene Anordnung des unterirdischen Teils des Rohrwärmetauschers:
Diagramm der Rohrrekuperatorvorrichtung: 1 – Lüfter; 2 – Kanal in einem Graben 250 mm; 3 – Rohrreihen 250 mm; 4 – Erholungsfeld.
Zunächst müssen Sie die Position der Rohre auswählen (Rekuperationsfeld). Je länger die verlegten Rohre sind, desto effizienter ist die Luftkühlung. Es ist zu beachten, dass dieser Bereich nach der Arbeit zum Pflanzen von Pflanzen, zur Landschaftsgestaltung oder für einen Spielplatz genutzt werden kann. Pflanzen Sie unter keinen Umständen Bäume im Erholungsgebiet:
- Wir graben den Boden bis zur Gefriertiefe plus 0,4 m aus.
- Wir verlegen Rohre 250 mm mit einer Stufe von mindestens 700 mm entlang der Achse.
- Wir bringen die Lufteinlässe auf eine Höhe von 1 m. Es ist wünschenswert, dass sie sich an einem schattigen, aber gut belüfteten Ort befinden.
- Mit Hilfe von Ellbogen und Adaptern kombinieren wir sie zu einem gemeinsamen Kanal von 250 mm, der an das Lüftungssystem des Hauses angeschlossen ist (siehe oben)..
Beachtung! Verwenden Sie im unterirdischen Teil spezielle dickwandige irdene Abwasserrohre. Sie müssen nicht wärmeisoliert sein, sondern müssen einfach mit Erde bedeckt sein und Wasser verschütten. Bei Bedarf darf nur betoniert werden.
Berechnung des Arbeitsaufwands und des Materialverbrauchs:
- Für das Bergungsfeld nehmen wir eine Fläche von 15 x 6 m mit einer Fläche von 90 m2.
- Das Volumen der Fundamentgrube mit einer Gefriertiefe von 0,8 m beträgt: V.Der Kater = (0,8 + 0,4) x 60 = 72 m3.
- Grabenvolumen 40 cm breit (10 m vom Haus entfernt): V.tr = 1,2 x 0,4 x 10 = 4,8 m3.
- Gesamtvolumen der Erdarbeiten: V.gesamt = V.Der Kater + V.tr = 72 + 4,8 = 77 m3.
- Abschnitte von 15 m: N.neg = a / 0,7 = 6 / 0,7 = 9 Stk., Dabei ist a die Feldbreite.
- Gesamtrohrlänge: L = N.neg x 15 + 10 = 9 x 15 + 10 = 145 Laufmeter. m.
- Der Verbrauch von Ellbogen, Kupplungen, Adaptern wird akzeptiert 2 Stk. x 15 m = 30 Stk.
Rat. Je tiefer der Wärmetauscher verlegt ist, desto effizienter ist sein Betrieb. Es ist mehr als eine Stufe zulässig.
Name Einheit rev. Menge Preis Insgesamt reiben. Abwasserrohr 250 mm Boden Lauf. m 150 250 37500 Ellbogen, Kupplungen, Adapter Stck. dreißig 50 15000 Ausgrabung: Ausgrabung Jungtier. m 77 300 23000 Verfüllung Jungtier. m 70 150 10500 Rohrinstallationsarbeiten 3000 Gesamtmaterial 52500 Gesamtarbeit 36500 Gesamtarbeit und Material 89000 Die Kosten von 1 sq. m 89000/60 1500 Bunkerwärmetauscher
Wenn das Haus nicht besetzte Keller hat, können sie auch zum Bau eines Bunkers (Luft- oder Wärmetauscherspeicher) für einen Steinwärmetauscher verwendet werden. Seine Wirkung basiert auf dem Energiegehalt des Steins – er nimmt allmählich die Umgebungstemperatur auf und gleicht den Luftstrom aus. Wenn im Keller kein Platz frei ist, kann der Bunker an einer Stelle außerhalb des Hauses angeordnet werden.
Diagramm der Bunkerwärmetauschervorrichtung: 1 – Lüfter; 2 – Rohr O250 mm; 3 – Schutz; 4 – Stein O200-450 mm; 5 – Backsteinmauern; 6 – Abdeckung
An einer bestimmten Stelle gräbt eine Grube etwa 2x3x3 m groß. Vom Ausgang des gemeinsamen Kanals des Lüftungssystems des Hauses bis zur Grube des zukünftigen Reservoirs wird ein Graben angelegt, in den ein 250-mm-Rohr bis zu einer Tiefe von 140 cm eingelegt wird, durch das gekühlte Luft aus dem Bunker abgelassen wird. Entlang der Wand, zu der der Graben kam, wird eine vertikale Nut für ein Rohr mit einem Durchmesser von 250 mm auf den Boden gelegt. Dann wird der Boden mit Ziegeln ausgelegt oder betoniert. Der Boden des Lufttanks sollte mindestens 1 Meter tiefer sein als der Bodengefrierpunkt.
Beachtung! Nach dem Einbau des Trichterbodens sollte ein Abzweigrohr von 250 mm verlegt werden.
Der Anfang des Abzweigrohrs ragt 1/3 des Abstands zur gegenüberliegenden Wand aus der Wand heraus und ist mit einem Ziegelschutz ausgekleidet. Am Einlass ist ein Schutzgitter installiert.
Wir füllen den Tank
Es ist besser, die Wände aus Ziegeln zu verlegen oder aus Beton zu gießen (keine Schlacke!), Da diese Materialien die Temperatur besser leiten als andere. Der Schlackenblock funktioniert aufgrund seiner Wärmedämmeigenschaften nicht. Die Wände und der Boden müssen von außen gründlich wasserdicht (Dachmaterial) und von innen verputzt sein, um das Eindringen von organischer Substanz oder Feuchtigkeit zu verhindern. Die Höhe der Wände beträgt bis zum Boden minus 20 cm. Ein Einlass ist oben an jeder Wand angeordnet und Luftansaugrohre sind installiert. Um die Bedienung der Lüfter zu erleichtern, empfehlen wir die Installation von 3 Stk..
Nach dem Aushärten des Mörtels muss der Trichter mit großen Kieselsteinen gefüllt werden. Größen von 200 bis 450 mm Durchmesser. Der Stein muss frei von organischen Stoffen sein und gewaschen werden.
Das Reservoir ist mit einem „Deckel“ aus massivem Dielenboden auf Holzbalken bedeckt, der mit wasserdichten Materialien bedeckt ist. Sod wird darauf gelegt. Anschließend wird das Abzweigrohr an das Lüftungssystem des Hauses (an den gemeinsamen Lüftungskanal) angeschlossen und eine Verfüllung durchgeführt.
Berechnung des Arbeitsaufwands und des Materialverbrauchs:
- Bei einer Lufttankgröße von 2×3 m und einer Tiefe von 3 m beträgt das Bodenvolumen (Erdarbeiten und Stein zum Befüllen): V = 2 × 3 × 3 = 18 m3 + V.tr = 22,8 m3.
- Mauerwerksvolumen: V.Schatz = S.Wände + S.Unterseite x 0,125 = ((2 × 3) × 2 + (3 × 3) × 2 + 2 × 3) × 0,065 = 36 × 0,065 = 2,34 m3.
- Gesamtrohrlänge (10 m vom Haus entfernt): L = (10 + 3) + 10% = 15 m.
- Anzahl der Knie – 6 Stück.
Name Einheit rev. Menge Preis Insgesamt reiben. Massiver roter Backstein Jungtier. m 2,3 7000 16000 Rohre 250 mm Lauf. m fünfzehn 250 3750 Knie Stck. 6 50 300 Ein Stein Jungtier. m 18 1500 27000 Zement / Sand / Schatz. Gitter – – – 2000 Deckel – – – 1000 Job: Ausgrabung Jungtier. m 22.8 300 7000 Tankmauerwerk Jungtier. m 2,3 1000 2300 Rohrverlegung Lauf. m fünfzehn einhundert 1500 Abdeckvorrichtung Stck. 1 1000 1000 Gesamtmaterial 50.000 Gesamtarbeit 12000 Gesamtmaterial und Arbeit 62000 Die Kosten von 1 sq. m 79550/60 1000 Die Kosten für den Stein zum Befüllen des Tanks können je nach Baugebiet variieren.
Wie aus den Berechnungen hervorgeht, betragen die Endkosten der Klimaanlage 1 m2 ist für beide Optionen unterschiedlich. Der Hauptfaktor der Wahl ist das Vorkommen des Grundwassers. Wenn es hoch ist, weniger als 3 m, funktioniert es nicht, einen Bunkerwärmetauscher zu bauen. Rohrpassung auch bei einer GWL von 1,5 Metern.
Lüfter installieren
Das hier vorgestellte System ermöglicht den synchronen Betrieb von zwei Kanalventilatoren – Zu- und Abluft -, die in jedem Luftauslass des Raums installiert sind. Dies ermöglicht es, schnell kühle Frischluft in den Raum zu bringen und erwärmte Luft zu entfernen. Für eine effektive Belüftung ist eine Lüfterleistung von jeweils 100 W ausreichend. Achten Sie bei der Auswahl eines Lüfters auf den Geräuschpegel während des Betriebs.
Geschätzte Betriebskosten
Wenn Sie jeden Raum dreimal täglich 20 Minuten lang lüften, erhalten wir 1 Betriebsstunde mit 8 0,1 kW-Lüftern. Dies ist weniger als 1 kWh pro Tag. Pro Monat – 30 kW. Bei einem Preis von 5 Rubel / kW sind dies 150 Rubel / Monat.
Die Lebensdauer von Rekuperatoren und Lüftungskanälen zu Hause ist durch die Lebensdauer des Materials begrenzt. Für unterirdische Elemente – ab 50 Jahren, für interne – unbegrenzt.
Das System muss nicht gewartet werden (außer bei Lüftern – alle 5 Jahre)..
Perspektiven
Das beschriebene Schema kann die Grundlage für eine komplexere Klimaanlage werden. Zusätzliche Elemente können schrittweise hinzugefügt werden – Filter, Heiz- und Kühlzelte, leistungsstärkere Lüfter, automatische Steuergeräte und andere. Das unterirdisch hergestellte Luftgemisch hat nicht nur im Sommer, sondern auch im Winter eine stabile Temperatur und kann daher zum Heizen verwendet werden..
Welche Option wäre kosteneffektiver und umweltfreundlicher: Ein natürlicher Rekuperator oder eine kostenlose Klimaanlage für ein Landhaus?