Кіріспе

Жер асты жылу алмастырғышы циклы, ол жер астындағы жер құбырларына жылуды ұстап алады немесе шашырата алады Жер астымен біріктірілген жылу алмастырғышы - жер астындағы жылу алмастырғышы, ол жер астынан жылуды ұстап алады және / немесе жерге жылуды шашырата алады. Олар жер астындағы тұрақты температураны тұрғын үй, ауыл шаруашылығы немесе өнеркәсіптік мақсаттарда ауаны немесе басқа сұйықтықтарды жылыту немесе салқындату үшін пайдаланады. Егер жылуды қалпына келтіру желдеткіші арқылы ғимарат ауасы үрленсе, олар жер түтіктері (немесе Канада ұңғымасы, Провансальдық ұңғыма, Күн түтінқұлағы, сондай-ақ жерді салқындату түтіктері, жерді жылыту түтіктері, жер ауасын жылумен алмастырушылар (EAHE немесе EAHX), ауа-топырақ жылумен алмастырушы, жер арналары, жер арналары, жер ауа туннельдері, жер түтігі жылумен алмастырушы, гипокаусттар, жер асты жылумен алмастырушылар, жылу лабиринттері, жер асты ауа құбырлары және басқалары) деп аталады. Жер түтіктері әдетте кәдімгі орталық жылу немесе ауа баптау жүйелеріне тиімді және экономикалық балама немесе толықтыру болып табылады, өйткені компрессорлар, химиялық заттар немесе от жағу құралдары жоқ және ауаны жылжыту үшін тек үрлеушілер қажет. Олар ғимараттың желдеткіш ауасын ішінара немесе толық суыту және/немесе қыздыру үшін қолданылады. Оларды пайдалану ғимараттарға Пассивті үй стандарттарына немесе LEED сертификатына сәйкес келуіне көмектеседі. Жер ауасының жылу алмастырғыштары соңғы бірнеше ондаған жылдар бойы Америка Құрама Штаттарында ауыл шаруашылығы нысандарында (жануарлар үйлері) және бау-бақша нысандарында (жасыл үйлер) қолданылып келеді және мыңдаған жылдар бойы ыстық құрғақ жерлерде күн шырақтарымен бірге қолданылған, мүмкін Парсы империясынан басталған. Бұл жүйелерді Үндістанда, сондай-ақ Австрия, Дания және Германияның суық климаттық аймақтарында үйдің желдету жүйелері үшін ауаны алдын ала қыздыру үшін енгізу 1990 жылдардың ортасынан бастап өте кең тараған, ал Солтүстік Америкада баяу қабылдануда. Жермен қосарланған жылу алмастырғыштар суды немесе мұздатуға қарсы затты жылу беру сұйықтығы ретінде, көбінесе геотермалық жылу сорғысымен бірге пайдалана алады. Мысалы, төменгі тесіктегі жылу алмастырғыштар. Осы мақаланың қалған бөлігі негізінен жер-ауа жылу алмастырғыштары немесе жер түтіктері туралы.

Пассивті конструкциялар

Жермен қосарланған жылу алмасу - бұл дәстүрлі әдіс. Ол жел, жаңбыр және жүзу қабілетімен басқарылатын конвекция (күндізгі жылумен жылыту және буландыру, сәулелендіру немесе өткізгішпен салқындатудың іріктеп жасалған аймақтарынан) салдарынан болатын қысым айырмашылығын пайдалана отырып, айналымды басқарады.

Ортақ жер массивтері

Ортақ жер асты массиві бірнеше үйде пайдалануға арналған жер асты жылу алмастырғыштарын қамтиды. Олар жеке жермен қосарланған жылу алмастырғыштар өмір сүруге жарамсыз жерде, мысалы, сыртқы кеңістігі аз үйлердегі үйлерде төмен көміртегімен жылытуды қамтамасыз ете алады. Олар сондай-ақ, ыстық үйлерді көміртегіден тазарту үшін, дәстүрлі жылумен қамтамасыз етудің экономикалық тұрғыдан тиімді емес болатын тығыз орналасқан қалалардан алыс үйлер топтарына мүмкіндіктер береді.

Қауіпсіздік

Егер ылғалдылық пен оған байланысты көбелектің пайда болуы жүйелерді жобалауда ескерілмесе, онда жолаушылар денсаулығына қауіп төнуі мүмкін. Кейбір жерлерде жер құбырларының ылғалдылығын тек қана пассивті дренаж арқылы бақылауға болады, егер су деңгейі жеткілікті терең болса және топырақтың салыстырмалы түрде жоғары өткізгіштігі болса. Пассивті дренажды жүзеге асыру мүмкін болмаған немесе ылғалдылықты одан әрі азайту үшін оны ұлғайту қажет болған жағдайларда, белсенді (құрғатқыш) немесе пассивті (құрғатқыш) жүйелер ауа ағынын тазартуы мүмкін. Ресми зерттеулер жер асты ауасының жылу алмастырғыштары ғимараттың желдеткіш ауасының ластануын азайтатынын көрсетеді. Рабиндра (2004) былай дейді: "Туннель [жердегі ауаның жылу алмастырғышы] бактериялар мен саңырауқұлақтардың өсуін қолдамайды; керісінше, ол бактериялар мен саңырауқұлақтардың санын азайтады, осылайша адамдар үшін ауа қауіпсіз болады. Сондықтан EAT [жердегі ауа туннелін] пайдалану энергияны үнемдеуге ғана емес, бактериялар мен саңырауқұлақтарды азайту арқылы ауаның ластануын азайтуға көмектеседі. Сол сияқты, Flueckiger (1999) конструкциясы, құбыр материалы, өлшемі мен жасы әртүрлі он екі жердегі ауаның жылу алмастырғыштарын зерттеуде: "Бұл зерттеу жермен байланысқан ауа жүйелерінің көмілген құбырларында микробтық өсімнің ықтимал болуы туралы алаңдаушылықтар салдарынан жүргізілді. Алайда, нәтижелер зиянды өсімнің пайда болмайтынын және ауадағы тіршілікке қабілетті споралар мен бактериялардың концентрациясы, аздаған ерекшеліктермен, құбыр жүйесі арқылы өткеннен кейін төмендейді. Антимикробтық материалмен немесе онсыз жер түтіктерін қолдану үшін жер асты суыту түтіктерінің жақсы конденсация ағындылығына ие болуы және конденсацияланған суды түтіктерден үнемі алып тастау үшін 2-3 градус деңгейінде орнатылуы өте маңызды. Төменгі қабатты жертөлесіз үйде, жалпақ жерде, сыртқы конденсация мұнарасын құбырдың үйге кіретін жерінен төмен және қабырғаға жақын жерде орнатуға болады. Конденсация мұнарасын орнату үшін мұнарадан суды алып тастайтын конденсат сорғысын қосымша пайдалану қажет. Үңгірлері бар үйлерде құбырлар үй ішінде орналасқан конденсация ағындысы ең төменгі нүктеде болуы үшін сыныпталады. Екі қондырғыда да құбыр үнемі конденсация мұнарасына немесе конденсация ағындысына қарай еңіспен жүруі тиіс. Құбырдың ішкі беті, оның ішінде барлық буындар конденсаттың ағып кетуіне және шығарылуына көмектесу үшін тегіс болуы тиіс. Болаттан жасалған немесе қабыршақты құбырлар мен ішкі ілмектерді қолдануға болмайды. Құбырларды біріктіретін буындар судың немесе газдың енуіне жол бермеу үшін жеткілікті тығыз болуы тиіс. Кейбір географиялық аймақтарда түйісулер радон газын инфильтрациялаудан қорғайды. Қапталданбаған бетон құбырлар сияқты саңылаулы материалдарды қолдануға болмайды. Құрылғыларда микробқа қарсы ішкі қабаттары бар топырақ құбырларын құбырлардағы көбеюі мүмкін саңылаулар мен бактериялардың өсуін тежеу үшін пайдалану керек.

Тиімділігі

Жер ауасының жылу алмастырғыштарын іске асыру, ғимараттың желдету ауасын ішінара немесе толық суыту және/немесе қыздыруда әртүрлі нәтижелерге қол жеткізді. Өкінішке орай, әдебиетте осы жүйелердің қолданылуы туралы жалпылаулар көп. Жер-ауа жылу алмастырғыштарының негізгі аспектісі - бұл жұмыстың пассивті сипаты және табиғи жүйелердегі жағдайлардың кең өзгермелілігін ескере отырып. Жер-ауа жылу алмастырғыштары бастапқы/капиталдық шығындар мен ұзақ мерзімді пайдалану және техникалық қызмет көрсету шығындары бойынша өте тиімді болуы мүмкін. Алайда, бұл кеңістіктің ендігіне, биіктігіне, қоршаған ортаның температурасына, климаттық температура мен салыстырмалы ылғалдылыққа, күн сәулесіне, су деңгейіне, топырақтың түріне (жылу өткізгіштігіне), топырақтың ылғалдылығына және ғимараттың сыртқы қоршау дизайны / оқшаулау тиімділігіне байланысты әртүрлі болады. Жалпы, шөлді және тығыздығы төмен топыраққа аз немесе мүлдем көлеңкесіз жер ең аз пайда әкеледі, ал тығыз ылғалды топыраққа едәуір көлеңке жақсы әсер етеді. Ақырын тамшылатып суару жүйесі жылулық өнімділікті жақсарта алады. Салқындату түтігімен байланыстағы ылғалды топырақ құрғақ топыраққа қарағанда жылуды тиімді өткізеді. Жерді салқындату құбырлары ыстық ылғалды климаттарда (Флорида сияқты) жердің қоршаған орта температурасы адам ыңғайына жақын болатын жерде әлдеқайда аз тиімді. Жердің қоршаған орта температурасы жоғары болған сайын, оны салқындату және ылғалсыздандыру тиімділігі төмендейді. Алайда, жерді жарым-жартылай салқындату және ылғалсыздандыру үшін күннің жылу буферлік аймағы аймақтарында, мыс бөлмесі немесе күн сәулесінің жылыжай / жылыжай, әсіресе ыстық ваннасы, жүзу спасы немесе жабық жүзу бассейні бар жерлерде, жазғы жылы ылғалды ауа түсіп, салқын құрғақ алмастыру ауасының жеткізілімі қажет. Жер-ауа жылу алмастырғыштарына барлық аймақтар мен орындар қолайлы емес. Қалыпты іске асыруды кедергі келтіретін немесе оған жол бермейтін жағдайлар арасында, басқалары сияқты, жағалаудың тереңдігі аз, су деңгейінің жоғары болуы және орынның жеткіліксіздігі бар. Кейбір жерлерде тек ауа-термоалматтауыштармен ғана салқындату немесе жылыту қамтамасыз етілуі мүмкін. Бұл аймақтарда жердің жылулық зарядын қамтамасыз етуді ерекше қарастыру керек. Екі функциялы жүйелерде (жылу және салқындату) жылы маусым салқын маусымға арналған жердің жылулық зарядын қамтамасыз етеді, ал салқын маусым жылы маусымға арналған жердің жылулық зарядын қамтамасыз етеді, бірақ жылу резервуарларын шамадан тыс жүктеуді екі функциялы жүйелерде де қарастыру керек.

Қоршаған ортаға әсері

Қазіргі кездегі кәдімгі жанар-жағармай қорларының азаюы, электр энергиясының артуы, ауаның ластануы және жердің жылынуы жағдайында дұрыс жасалған топырақты салқындату құбырлары тропиктік емес климаттарда кәдімгі компрессорлық кондиционерлік жүйелердің қажеттілігін азайту немесе жою үшін тұрақты балама ұсынады. Олар электр желісін теңгеруге көмектеседі, басқа жаңартылатын энергия көздерінен ауытқуы мүмкін энергияны жеткізуге көмектеседі. Олар сонымен қатар бақыланатын, сүзгіленген, қалыпты таза ауаның кірісін қамтамасыз етеді, бұл әсіресе тығыз, жақсы ауаға төзімді, тиімді ғимараттардағы қабықта өте құнды.

Судан жерге

Жер-әуе жылу алмастырғышының баламасы - "су" жер-су жылу алмастырғышы. Бұл әдетте топыраққа көлденең орналастырылған геотермальдық жылу сорғысының құбырларына ұқсас (немесе тік зонд болуы мүмкін) жер ауасының жылу алмастырғышының ұқсас тереңдігіне. Ол 35 мм диаметрлі құбырдың шамамен екі есе ұзындығын пайдаланады, мысалы, 40 м EAHX-ке қарағанда шамамен 80 м. Жылу айырғыштың катушкасы жылуды қалпына келтіру желдеткішінің ауа кіреберісіне дейін орналастырылады. Әдетте тұздалған сұйықтық (көп тұздалған су) жылу алмастырғыш сұйықтық ретінде қолданылады. Көптеген еуропалық қондырғылар қазір осы орнатуды қолданады, өйткені орнату оңай. Құлап кету немесе сумен тазарту қажет емес және көму қаупі азаюына байланысты қауіпсіз.