Lämpökentät rakennuksen ja maan rajalla. Jäätymisen syvyys. Maan lumipeitteen vaikutus. Maan pystykeräimet Maan eri syvyyksien lämpötilat

Maan maaperän pintakerros on luonnollinen lämmönvaraaja. Pääasiallinen lämpöenergian lähde, joka tulee maan ylempiin kerroksiin, on auringon säteily. Noin 3 metrin syvyydessä tai enemmän (jäätymisrajan alapuolella) maaperän lämpötila ei käytännössä muutu vuoden aikana ja on suunnilleen sama kuin ulkoilman vuotuinen keskilämpötila. 1,5-3,2 metrin syvyydessä talvella lämpötila on +5 - + 7 ° C ja kesällä +10 - + 12 ° C. Tämä lämpö voi estää taloa jäätymästä talvella ja kesällä se voi estää sen ylikuumenemisen yli 18 -20°C:een

Yksinkertaisin tapa käyttää maan lämpöä on käyttää maaperän lämmönvaihdinta (SHE). Maan alle, maan jäätymistason alapuolelle, asetetaan ilmakanavajärjestelmä, joka toimii lämmönvaihtimina maan ja näiden ilmakanavien läpi kulkevan ilman välillä. Talvella putkien sisään tuleva ja läpi kulkeva kylmä ilma lämmitetään ja kesällä jäähdytetään. Ilmakanavien järkevällä sijoittelulla maaperästä voidaan ottaa merkittävä määrä lämpöenergiaa alhaisilla energiakustannuksilla.

Voidaan käyttää putki-putkessa -lämmönvaihdinta. Sisäiset ruostumattomasta teräksestä valmistetut ilmakanavat toimivat tässä rekuperaattoreina.

Jäähdytys kesällä

Lämpimänä vuodenaikana maalämmönvaihdin jäähdyttää tuloilmaa. Ulkoilma tulee ilmanottolaitteen kautta maalämmönvaihtimeen, jossa se jäähtyy maaperällä. Sitten jäähdytetty ilma syötetään ilmakanavien kautta tulo- ja poistoyksikköön, johon asennetaan kesäsisäke lämmönvaihtimen sijaan kesäkaudeksi. Tämän ratkaisun ansiosta huoneiden lämpötila laskee, talon mikroilmasto paranee ja ilmastoinnin sähkökustannukset pienenevät.

Sesongin ulkopuolella työ

Kun ulko- ja sisäilman lämpötilaero on pieni, raitista ilmaa voidaan syöttää talon seinässä maanpäällisissä osissa sijaitsevan tuloritilän kautta. Aikana, jolloin ero on merkittävä, raitisilman syöttö voidaan suorittaa PHE:n kautta, mikä tarjoaa tuloilman lämmityksen/jäähdytyksen.

Säästöä talvella

Kylmänä vuodenaikana ulkoilma tulee PHE:hen ilmanottoaukon kautta, jossa se lämpenee ja sitten tulee tulo- ja poistoyksikköön lämmittääkseen lämmönvaihtimessa. Ilman esilämmitys PHE:ssä vähentää jäätymismahdollisuutta ilmankäsittelykoneen lämmönvaihtimessa, lisää lämmönvaihtimen tehokasta käyttöä ja minimoi lisäilmalämmityksen kustannukset vesi-/sähkölämmittimessä.

Miten lämmitys- ja jäähdytyskulut lasketaan?

Voit etukäteen laskea ilmalämmityksen kustannukset talvella huoneelle, johon ilma pääsee vakiona 300 m3 / tunti. Talvella keskimääräinen vuorokausilämpötila 80 päivän ajan on -5 ° C - se on lämmitettävä + 20 ° C:seen. Tämän ilmamäärän lämmittämiseen tarvitaan 2,55 kW tunnissa (ilman lämmöntalteenottojärjestelmää) . Maalämpöjärjestelmää käytettäessä ulkoilma lämpenee +5:een, jonka jälkeen sisääntuloilman lämmittämiseen mukavalle tasolle kuluu 1,02 kW. Tilanne on vielä parempi, kun käytetään rekuperaatiota - tarvitaan vain 0,714 kW. 80 vuorokauden aikana lämpöenergiaa kuluu 2448 kWh, ja maalämpöjärjestelmät vähentävät kustannuksia 1175 tai 685 kWh.

Sesongin ulkopuolella 180 päivän ajan keskimääräinen vuorokausilämpötila on + 5 ° C - se on lämmitettävä + 20 ° C:een. Suunnitellut kustannukset ovat 3305 kWh, ja maalämpöjärjestelmät vähentävät kustannuksia 1322 tai 1102 kWh.

Kesäkaudella 60 päivää vuorokauden keskilämpötila on noin +20°C, mutta 8 tunnin aikana +26°C. Jäähdytyskustannukset ovat 206 kWh ja maalämpö vähentää kustannuksia 137 kWh.

Koko vuoden tällaisen geotermisen järjestelmän toimintaa arvioidaan käyttämällä kerrointa - SPF (seasonal power factor), joka määritellään vastaanotetun lämmön määrän suhteeksi kulutetun sähkön määrään, ottaen huomioon vuodenaikojen vaihtelut ilmassa. / maan lämpötila.

Ilmanvaihtokone kuluttaa 635 kWh sähköä saadakseen maasta lämpötehoa 2634 kWh vuodessa. SPF = 2634/635 = 4,14.
Materiaalien mukaan.

Esipuheen sijaan.
Älykkäät ja hyväntahtoiset ihmiset huomauttivat minulle, ettei tätä tapausta tulisi arvioida vain ei-stationaarisessa ympäristössä maan valtavan lämpöinertian vuoksi ja ottaa huomioon vuotuinen lämpötilan muutosjärjestelmä. Valmis esimerkki on ratkaistu stationääriselle lämpökentälle, joten sillä on ilmeisen virheellisiä tuloksia, joten sitä tulisi pitää vain eräänlaisena idealisoituna mallina, jossa on valtava määrä yksinkertaistuksia, jotka osoittavat lämpötilan jakautumisen stationaaritilassa. Joten kuten sanotaan, kaikki sattumat ovat puhdasta sattumaa...

***************************************************

Kuten tavallista, en anna paljon yksityiskohtia materiaalien hyväksytyistä lämmönjohtavuudesta ja paksuudesta, rajoitan kuvaamaan vain muutaman, oletamme, että muut elementit ovat mahdollisimman lähellä todellisia rakenteita - termofysikaaliset ominaisuudet on määritetty oikein ja materiaalien paksuudet riittävät todellisiin rakennuskäytäntöihin. Artikkelin tarkoituksena on saada kehyskäsitys lämpötilan jakautumisesta Rakennus-maan rajalla erilaisissa olosuhteissa.

Vähän siitä mitä pitää sanoa. Tämän esimerkin lasketut kaaviot sisältävät 3 lämpötilarajaa, joista 1. on lämmitetyn rakennuksen tilojen sisäilma +20 o C, 2. ulkoilma -10 o C (-28 o C) ja 3. maaperän lämpötila tietyllä syvyydellä, jossa se vaihtelee tietyn vakioarvon ympärillä. Tässä esimerkissä tämän syvyyden arvo on 8 m ja lämpötila +10 ° C. Täällä joku voi kiistellä kanssani kolmannen rajan hyväksytyistä parametreista, mutta kiista tarkoista arvoista on ei ole tämän artikkelin tehtävä, samoin kuin saadut tulokset eivät vaadi erityistä tarkkuutta ja mahdollisuutta sitoa tiettyyn suunnittelutapaukseen. Toistan, että tehtävänä on saada peruskäsitys lämpötilan jakautumisesta ja tarkistaa joitain vakiintuneita ideoita tästä aiheesta.

Nyt suoraan asiaan. Testattavat opinnäytetyöt siis.
1. Lämmitetyn rakennuksen alla olevan maan lämpötila on positiivinen.
2. Maaperän jäätymissyvyys (tämä on enemmän kysymys kuin väite). Otetaanko maan lumipeite huomioon raportoitaessa jäätymistietoja geologisissa raporteissa, koska pääsääntöisesti talon ympäristö puhdistetaan lumesta, polut, jalkakäytävät, sokeat alueet, pysäköinti jne.?

Maaperän jäätyminen on ajassa tapahtuva prosessi, joten laskennassa otamme ulkolämpötilan, joka on yhtä suuri kuin kylmimmän kuukauden keskilämpötila -10 o C. Otamme maaperän pienennetyllä lambda \u003d 1 koko syvyydeltä.

Kuva 1. Laskentakaavio.

Kuva 2. Lämpötilan eristys. Kaavio ilman lumipeitettä.

Yleensä maan lämpötila rakennuksen alla on positiivinen. Maksimit ovat lähempänä rakennuksen keskustaa, minimit ulkoseiniä. Nollalämpötilojen isoline vaakasuunnassa koskee vain lämmitetyn huoneen projektiota vaakatasossa.
Maaperän jäätyminen kaukana rakennuksesta (eli negatiivisten lämpötilojen saavuttaminen) tapahtuu ~2,4 metrin syvyydessä, mikä on enemmän kuin normaalisti valitun alueen (1,4-1,6 m) normiarvo.

Lisätään nyt 400mm keskitiheää lunta, jonka lambda on 0,3.

Kuva 3. Lämpötilan eristys. Kaaviossa lumipeite 400mm.

Positiivisten lämpötilojen isolinjat syrjäyttävät negatiiviset lämpötilat ulos, vain positiiviset lämpötilat rakennuksen alle.
Jäätä lumipeitteen alla ~1,2 metriä (-0,4 m lunta = 0,8 m maan jäätä). Lumipeite vähentää merkittävästi jäätymissyvyyttä (melkein 3 kertaa).
Ilmeisesti lumipeite, sen korkeus ja tiivistymisaste eivät ole vakioarvo, joten keskimääräinen jäätymissyvyys on kahden kaavion tulosten alueella (2,4 + 0,8) * 0,5 = 1,6 metriä, mikä vastaa vakioarvoon.

Katsotaan nyt, mitä tapahtuu, jos kovat pakkaset iskevät (-28 o C) ja pysyvät riittävän pitkään lämpökentän vakiintumiseen, kun rakennuksen ympärillä ei ole lumipeitettä.

Kuva 4. Kaava -28 noin Ilman lumipeitettä.

Negatiiviset lämpötilat ryömivät rakennuksen alle, plussat painavat lämmitetyn huoneen lattiaa. Perustusten alueella maaperä jäätyy läpi. Etäisyydellä rakennuksesta maaperä jäätyy ~4,7 metriä.

Katso aiemmat blogimerkinnät.

Lämpötilakenttien mallintamista ja muita laskelmia varten on tarpeen tietää maaperän lämpötila tietyllä syvyydellä.

Maaperän lämpötila syvyydessä mitataan pakokaasulämpömittarilla. Nämä ovat suunniteltuja tutkimuksia, joita sääasemat tekevät säännöllisesti. Tutkimusaineisto toimii ilmastokartastojen ja viranomaisdokumentaation perustana.

Maaperän lämpötilan saamiseksi tietyllä syvyydellä voit kokeilla esimerkiksi kahta yksinkertaista menetelmää. Molemmat menetelmät perustuvat viitekirjallisuuden käyttöön:

1. Lämpötilan likimääräiseen määritykseen voit käyttää asiakirjaa TsPI-22. "Rautatien ylitykset putkistojen kautta". Tässä putkilinjojen lämpöteknisen laskennan metodologian puitteissa on annettu taulukko 1, jossa tietyille ilmastoalueille on annettu maaperän lämpötilat mittaussyvyydestä riippuen. Esitän tämän taulukon alla.

pöytä 1

1. Taulukko maaperän lämpötiloista eri syvyyksissä lähteestä "kaasuteollisuuden työntekijän avuksi" Neuvostoliiton ajoilta

Normaalit jäätymissyvyydet joissain kaupungeissa:

Maaperän jäätymissyvyys riippuu maaperän tyypistä:

Mielestäni helpoin vaihtoehto on käyttää yllä olevia viitetietoja ja sitten interpoloida.

Luotettavin vaihtoehto maanlämpötilojen tarkkoihin laskelmiin on käyttää sääpalveluiden tietoja. Ilmatieteen palvelujen perusteella jotkut verkkohakemistot toimivat. Esimerkiksi http://www.atlas-yakutia.ru/.

Täällä riittää valitsemaan asutus, maaperän tyyppi ja saat maaperän lämpötilakartan tai sen tiedot taulukkomuodossa. Periaatteessa se on kätevää, mutta näyttää siltä, ​​​​että tämä resurssi on maksettu.

Jos tiedät lisää tapoja määrittää maaperän lämpötila tietyllä syvyydellä, kirjoita kommentteja.

Saatat olla kiinnostunut seuraavasta materiaalista:

Yksi parhaista, rationaalisista menetelmistä pääomakasvihuoneiden rakentamisessa on maanalainen termoskasvihuone.
Tämän maan lämpötilan pysyvyyden tosiasian käyttö syvyydessä kasvihuoneen rakentamisessa säästää valtavia säästöjä lämmityskustannuksissa kylmänä vuodenaikana, helpottaa hoitoa, tekee mikroilmastosta vakaamman.
Tällainen kasvihuone toimii vakavimmissa pakkasissa, voit tuottaa vihanneksia, kasvattaa kukkia ympäri vuoden.
Oikein varusteltu haudattu kasvihuone mahdollistaa muun muassa lämpöä rakastavien eteläisten viljelykasvien kasvattamisen. Ei käytännössä ole rajoituksia. Sitrushedelmät ja jopa ananas voivat tuntua hyvältä kasvihuoneessa.
Mutta jotta kaikki toimisi kunnolla käytännössä, on välttämätöntä noudattaa aika-testattuja tekniikoita, joilla maanalaiset kasvihuoneet rakennettiin. Loppujen lopuksi tämä idea ei ole uusi, jopa Venäjän tsaarin aikana haudatut kasvihuoneet tuottivat ananassatoja, joita yritteliäät kauppiaat veivät Eurooppaan myyntiin.
Jostain syystä tällaisten kasvihuoneiden rakentaminen ei ole löytänyt laajaa leviämistä maassamme, yleensä se yksinkertaisesti unohdetaan, vaikka suunnittelu on ihanteellinen juuri meidän ilmastollemme.
Luultavasti tarve kaivaa syvä kuoppa ja kaataa perustus oli tässä roolissa. Haudatun kasvihuoneen rakentaminen on melko kallista, se on kaukana polyeteenillä päällystetystä kasvihuoneesta, mutta kasvihuoneen tuotto on paljon suurempi.
Maahan syventymisestä sisäinen kokonaisvalaistus ei häviä, tämä voi tuntua oudolta, mutta joissain tapauksissa valokylläisyys on jopa korkeampi kuin klassisissa kasvihuoneissa.
On mahdotonta puhua rakenteen lujuudesta ja luotettavuudesta, se on verrattoman vahvempi kuin tavallisesti, se on helpompi sietää hurrikaanisia tuulenpuuskia, se kestää hyvin rakeita, eikä lumitukoksia tule esteeksi.

1. Kuoppa

Kasvihuoneen luominen alkaa perustuskuopan kaivamisesta. Jotta maan lämpöä voidaan käyttää sisäisen tilavuuden lämmittämiseen, kasvihuonetta on syvennettävä riittävästi. Mitä syvemmälle maapallo lämpenee.
Lämpötila ei läheskään muutu vuoden aikana 2-2,5 metrin etäisyydellä pinnasta. 1 metrin syvyydessä maaperän lämpötila vaihtelee enemmän, mutta talvella sen arvo pysyy positiivisena, yleensä keskivyöhykkeellä lämpötila on vuodenajasta riippuen 4-10 C.
Haudattu kasvihuone rakennetaan yhden kauden aikana. Eli talvella se pystyy jo toimimaan ja tuottamaan tuloja. Rakentaminen ei ole halpaa, mutta käyttämällä kekseliäisyyttä, kompromissimateriaaleja voidaan säästää kirjaimellisesti koko suuruusluokka tekemällä kasvihuoneeseen eräänlainen säästövaihtoehto perustuskuopasta alkaen.
Älä esimerkiksi käytä rakennuslaitteita. Vaikka työssä eniten aikaa vievä osa - kuopan kaivaminen - on tietysti parempi antaa kaivinkoneelle. Tällaisen maa-alueen manuaalinen poistaminen on vaikeaa ja aikaa vievää.
Kaivon syvyyden tulee olla vähintään kaksi metriä. Tällaisella syvyydellä maa alkaa jakaa lämpöään ja toimia kuin eräänlainen termospullo. Jos syvyys on pienempi, niin periaatteessa idea toimii, mutta huomattavasti vähemmän tehokkaasti. Siksi on suositeltavaa, että säästät vaivaa ja rahaa tulevan kasvihuoneen syventämiseen.
Maanalaiset kasvihuoneet voivat olla minkä pituisia tahansa, mutta on parempi pitää leveys 5 metrin sisällä, jos leveys on suurempi, lämmityksen ja valon heijastuksen laatuominaisuudet heikkenevät.
Horisontin sivuilla maanalaiset kasvihuoneet on suunnattava, kuten tavalliset kasvihuoneet ja kasvihuoneet, idästä länteen, toisin sanoen niin, että yksi sivuista on etelään. Tässä asennossa kasvit saavat suurimman määrän aurinkoenergiaa.

2. Seinät ja katto

Kaivon kehää pitkin kaadetaan perustus tai asetetaan lohkot. Perustus toimii perustana rakenteen seinille ja rungolle. Seinät tehdään parhaiten materiaaleista, joilla on hyvät lämmöneristysominaisuudet, lämpölohkot ovat erinomainen vaihtoehto.

Katon runko on usein valmistettu puusta, antiseptisillä aineilla kyllästetyistä tankoista. Kattorakenne on yleensä suora harjakko. Rakenteen keskelle on kiinnitetty harjapalkki, jota varten lattialle asennetaan keskituet koko kasvihuoneen pituudelle.

Harjanteen palkki ja seinät on yhdistetty kattopalkkien rivillä. Runko voidaan valmistaa ilman korkeita tukia. Ne korvataan pienillä, jotka sijoitetaan kasvihuoneen vastakkaisia ​​puolia yhdistäviin poikittaisiin palkkeihin - tämä muotoilu tekee sisätilasta vapaamman.

Katon päällysteenä on parempi ottaa solupolykarbonaatti - suosittu moderni materiaali. Koskien välinen etäisyys rakentamisen aikana säädetään polykarbonaattilevyjen leveyden mukaan. Materiaalin kanssa on kätevä työskennellä. Pinnoite saadaan pienellä määrällä liitoksia, koska levyjä valmistetaan 12 m:n pituisina.

Ne on kiinnitetty runkoon itsekierteittävillä ruuveilla, on parempi valita ne aluslevyn muodossa olevalla korkilla. Levyn halkeilun välttämiseksi jokaisen itsekierteittävän ruuvin alle on porattava sopivan halkaisijan omaava reikä poralla. Ruuvitaltalla tai perinteisellä Phillips-kärjellä varustetulla poralla lasitustyö etenee erittäin nopeasti. Aukkojen välttämiseksi on hyvä laittaa kattotuolit yläreunaan pehmeästä kumista tai muusta sopivasta materiaalista valmistetulla tiivisteaineella etukäteen ja vasta sitten ruuvata levyt. Katon huippu harjaa pitkin on asetettava pehmeällä eristeellä ja puristettava jollain kulmalla: muovilla, peltillä tai muulla sopivalla materiaalilla.

Hyvän lämmöneristyksen vuoksi katto on joskus valmistettu kaksinkertaisella polykarbonaattikerroksella. Vaikka läpinäkyvyys vähenee noin 10%, mutta tämä katetaan erinomaisella lämmöneristyskyvyllä. On huomattava, että lumi tällaisella katolla ei sula. Siksi kaltevuuden tulee olla riittävässä kulmassa, vähintään 30 astetta, jotta lunta ei kerry katolle. Lisäksi täristystä varten on asennettu sähköinen vibraattori, joka säästää katon, jos lunta vielä kertyy.

Kaksoislasit tehdään kahdella tavalla:

Kahden levyn väliin asetetaan erityinen profiili, levyt kiinnitetään runkoon ylhäältä;

Ensin alempi lasituskerros kiinnitetään runkoon sisäpuolelta, kattopalkkien alapuolelle. Katto peitetään toisella kerroksella, kuten tavallista, ylhäältä.

Työn päätyttyä on toivottavaa liimata kaikki liitokset teipillä. Valmis katto näyttää erittäin vaikuttavalta: ilman tarpeettomia liitoksia, sileä, ilman näkyviä osia.

3. Lämmitys ja lämmitys

Seinien eristys suoritetaan seuraavasti. Ensin sinun on päällystettävä huolellisesti kaikki seinän liitokset ja saumat liuoksella, tässä voit käyttää myös asennusvaahtoa. Seinien sisäpuoli on peitetty lämmöneristyskalvolla.

Maan kylmissä osissa on hyvä käyttää foliopaksua kalvoa, joka peittää seinän kaksinkertaisella kerroksella.

Lämpötila syvällä kasvihuoneessa on nollan yläpuolella, mutta kylmempää kuin kasvien kasvun edellyttämä ilman lämpötila. Pintakerrosta lämmittää auringonsäteet ja kasvihuoneen ilma, mutta silti maaperä ottaa lämpöä pois, joten usein maanalaisissa kasvihuoneissa käytetään "lämpimien lattioiden" tekniikkaa: lämmityselementti - sähkökaapeli - on suojattu metallinen grilli tai kaadettu betonilla.

Toisessa tapauksessa sänkyjen maaperä kaadetaan betonin päälle tai viherkasveja kasvatetaan ruukuissa ja kukkaruukuissa.

Lattialämmityksen käyttö voi riittää lämmittämään koko kasvihuone, jos tehoa riittää. Mutta kasveille on tehokkaampaa ja mukavampaa käyttää yhdistettyä lämmitystä: lattialämmitys + ilmalämmitys. Hyvän kasvun saavuttamiseksi ne tarvitsevat 25-35 asteen ilman lämpötilan maan lämpötilassa noin 25 C.

PÄÄTELMÄ

Tietenkin haudatun kasvihuoneen rakentaminen maksaa enemmän ja vaatii enemmän vaivaa kuin samanlaisen tavanomaisen kasvihuoneen rakentaminen. Mutta kasvihuonetermokseen sijoitetut varat ovat ajan mittaan perusteltuja.

Ensinnäkin se säästää energiaa lämmityksessä. Riippumatta siitä, kuinka tavallista maassa sijaitsevaa kasvihuonetta lämmitetään talvella, se on aina kalliimpaa ja vaikeampaa kuin vastaava lämmitysmenetelmä maanalaisessa kasvihuoneessa. Toiseksi, säästää valaistuksessa. Seinien kalvolämpöeristys, joka heijastaa valoa, kaksinkertaistaa valaistuksen. Syväkasvihuoneen mikroilmasto talvella on suotuisampi kasveille, mikä varmasti vaikuttaa satoon. Taimet juurtuvat helposti, herkät kasvit tuntuvat hyvältä. Tällainen kasvihuone takaa vakaan, korkean sadon kaikille kasveille ympäri vuoden.

Tämä saattaa tuntua fantasialta, jos se ei olisi totta. Osoittautuu, että Siperian ankarissa olosuhteissa voit saada lämpöä suoraan maasta. Ensimmäiset maalämpöjärjestelmillä varustetut kohteet ilmestyivät Tomskin alueelle viime vuonna, ja vaikka ne voivat alentaa lämmön hintaa noin neljä kertaa perinteisiin lähteisiin verrattuna, massakiertoa "maan alla" ei edelleenkään ole. Mutta suuntaus on havaittavissa ja mikä tärkeintä, se on saamassa vauhtia. Itse asiassa tämä on edullisin vaihtoehtoinen energialähde Siperiaan, jossa esimerkiksi aurinkopaneelit tai tuuligeneraattorit eivät aina näytä tehokkuuttaan. Geoterminen energia on itse asiassa vain jalkojemme alla.

”Maan jäätymissyvyys on 2–2,5 metriä. Maan lämpötila tämän merkin alapuolella pysyy samana sekä talvella että kesällä ja vaihtelee plus yhdestä plus viiteen celsiusasteeseen. Lämpöpumpun työ on rakennettu tälle kiinteistölle, sanoo Tomskin alueen hallinnon koulutusosaston energiainsinööri Roman Alekseenko. - Liitosputket upotetaan maan ääriviivaan 2,5 metrin syvyyteen, noin puolentoista metrin etäisyydelle toisistaan. Jäähdytysneste - etyleeniglykoli - kiertää putkistossa. Ulkoinen vaakasuuntainen maadoituspiiri on yhteydessä jäähdytysyksikköön, jossa kylmäaine - freoni, kaasu, jolla on alhainen kiehumispiste, kiertää. Plus kolmessa celsiusasteessa tämä kaasu alkaa kiehua, ja kun kompressori puristaa kiehuvaa kaasua jyrkästi, sen lämpötila nousee plus 50 celsiusasteeseen. Kuumennettu kaasu johdetaan lämmönvaihtimeen, jossa kiertää tavallista tislattua vettä. Neste lämpenee ja levittää lämpöä lattialle asetetussa lämmitysjärjestelmässä.

Puhdasta fysiikkaa eikä ihmeitä

Nykyaikaisella tanskalaisella maalämpöjärjestelmällä varustettu päiväkoti avattiin viime kesänä Turuntaevon kylään Tomskin lähellä. Tomskin Ecoclimatin johtajan mukaan George Granin, energiatehokas järjestelmä salli useaan otteeseen alentaa lämmöntoimituksen maksua. Tämä Tomskin yritys on kahdeksan vuoden ajan varustanut jo noin kaksisataa kohdetta Venäjän eri alueilla maalämpöjärjestelmillä ja tekee niin edelleen Tomskin alueella. Joten ei ole epäilystäkään Graninin sanoista. Vuotta ennen Turuntaevon päiväkodin avaamista Ecoclimat varusteli 13 miljoonaa ruplaa maksoineen maalämpöjärjestelmän toiselle päiväkodille, Sunny Bunnylle, Tomskin Green Hillsin mikropiiriin. Itse asiassa se oli ensimmäinen kokemus laatuaan. Ja hän oli varsin onnistunut.

Vuonna 2012 Euro Info Correspondence Centerin (EICC-Tomskin alue) ohjelman puitteissa järjestetyn Tanskan-vierailun aikana yritys onnistui sopia yhteistyöstä tanskalaisen Danfossin kanssa. Ja nykyään tanskalaiset laitteet auttavat poistamaan lämpöä Tomskin suolistosta, ja, kuten asiantuntijat sanovat ilman liiallista vaatimattomuutta, se osoittautuu melko tehokkaaksi. Pääasiallinen tehokkuuden indikaattori on taloudellisuus. "Turuntajevon 250 neliömetrin päiväkotirakennuksen lämmitysjärjestelmä maksoi 1,9 miljoonaa ruplaa", Granin kertoo. "Ja lämmitysmaksu on 20-25 tuhatta ruplaa vuodessa." Tämä summa on vertaansa vailla siihen summaan, jonka päiväkoti maksaisi lämmöstä perinteisillä lähteillä.

Järjestelmä toimi ongelmitta Siperian talven olosuhteissa. Lämpölaitteiden vastaavuudesta SanPiN-standardien kanssa tehtiin laskelma, jonka mukaan sen on säilytettävä päiväkodin rakennuksessa vähintään + 19 ° C lämpötila ulkoilman lämpötilassa -40 ° C. Yhteensä noin neljä miljoonaa ruplaa käytettiin rakennuksen kunnostukseen, korjaukseen ja uudelleen varustukseen. Yhdessä lämpöpumpun kanssa summa oli vajaat kuusi miljoonaa. Lämpöpumppujen ansiosta päiväkodin lämmitys on nykyään täysin eristetty ja itsenäinen järjestelmä. Nykyään rakennuksessa ei ole perinteisiä akkuja, ja tila lämmitetään ”lämmin lattia” -järjestelmällä.

Turuntajevskin päiväkoti on eristetty, kuten sanotaan, "alkaen" ja "päähän" - rakennukseen on asennettu lisälämpöeristys: olemassa olevan seinän päälle (kolme tiiliä) asennetaan 10 cm eristyskerros, joka vastaa kahta tai kolmea tiiliä paksu). Eristeen takana on ilmarako, jota seuraa metalliverhous. Katto on eristetty samalla tavalla. Rakentajien päähuomio keskittyi "lämmin lattiaan" - rakennuksen lämmitysjärjestelmään. Selvisi useita kerroksia: betonilattia, 50 mm paksu vaahtomuovikerros, putkijärjestelmä, jossa kuuma vesi kiertää ja linoleumi. Vaikka veden lämpötila lämmönvaihtimessa voi nousta +50°C:een, todellisen lattiapäällysteen maksimilämmitys ei ylitä +30°C. Jokaisen huoneen todellinen lämpötila on säädettävissä manuaalisesti - automaattisten antureiden avulla voit asettaa lattian lämpötilan siten, että päiväkotihuone lämpenee saniteettistandardien edellyttämiin asteisiin.

Turuntajevski-puutarhan pumpun teho on 40 kW tuotettua lämpöenergiaa, jonka tuottamiseen lämpöpumppu tarvitsee 10 kW sähkötehoa. Näin ollen 1 kW:sta käytetystä sähköenergiasta lämpöpumppu tuottaa 4 kW lämpöä. ”Pelkäsimme hieman talvea – emme tienneet, miten lämpöpumput käyttäytyisivät. Mutta jopa kovissa pakkasissa päiväkodissa oli jatkuvasti lämmin - plus 18 - 23 celsiusastetta, sanoo Turuntaevin lukion johtaja. Jevgeni Belonogov. – Tietysti tässä kannattaa huomioida, että itse rakennus oli hyvin eristetty. Laitteet ovat vaatimattomia huollossa, ja huolimatta siitä, että tämä on länsimaista kehitystä, se on osoittautunut ankarissa Siperian olosuhteissamme varsin tehokkaaksi.

Tomskin kauppa- ja teollisuuskamarin EICC-Tomskin alue toteutti kattavan luonnonvarojen suojelun kokemusten vaihtoprojektin. Sen osallistujat olivat pieniä ja keskisuuria yrityksiä, jotka kehittävät ja toteuttavat resursseja säästäviä teknologioita. Viime vuoden toukokuussa tanskalaiset asiantuntijat vierailivat Tomskissa osana venäläis-tanskalaista hanketta, ja tulos oli, kuten sanotaan, ilmeinen.

Innovaatiot tulevat kouluun

Uusi koulu Vershininon kylässä Tomskin alueella, maanviljelijän rakentama Mihail Kolpakov, on kolmas laitos alueella, joka käyttää maan lämpöä lämmönlähteenä lämmitykseen ja kuuman veden toimittamiseen. Koulu on ainutlaatuinen myös siksi, että sillä on korkein energiatehokkuusluokka "A". Lämmitysjärjestelmän on suunnitellut ja lanseerannut sama Ecoclimat-yhtiö.

”Kun päätimme, millaista lämmitystä kouluun asennetaan, meillä oli useita vaihtoehtoja – hiilikattilatalo ja lämpöpumput”, Mikhail Kolpakov kertoo. - Tutkimme Zeleny Gorkin energiatehokkaan päiväkodin kokemuksia ja laskemme, että lämmitys vanhaan tapaan, hiilellä, maksaa meille talven aikana yli 1,2 miljoonaa ruplaa ja tarvitsemme myös kuumaa vettä. Ja lämpöpumpuilla hinta tulee olemaan noin 170 tuhatta koko vuodelle lämpimän veden kanssa.”

Järjestelmä tarvitsee vain sähköä tuottaakseen lämpöä. Koulujen lämpöpumput tuottavat noin 7 kW lämpöenergiaa kuluttamalla 1 kW sähköä. Lisäksi, toisin kuin hiili ja kaasu, maan lämpö on itsestään uusiutuva energianlähde. Nykyaikaisen lämmitysjärjestelmän asentaminen koululle maksoi noin 10 miljoonaa ruplaa. Tätä varten koulun alueelle porattiin 28 kaivoa.

"Aritmetiikka tässä on yksinkertainen. Laskimme, että hiilikattilan ylläpito maksaisi polttajan palkka ja polttoainekustannukset huomioiden yli miljoona ruplaa vuodessa, toteaa opetusosaston päällikkö. Sergei Efimov. - Kun käytät lämpöpumppuja, joudut maksamaan kaikista resursseista noin viisitoista tuhatta ruplaa kuukaudessa. Lämpöpumppujen käytön kiistattomia etuja ovat niiden tehokkuus ja ympäristöystävällisyys. Lämmönjakelujärjestelmän avulla voit säädellä lämmönsyöttöä ulkoilman mukaan, mikä eliminoi huoneen niin sanotun "alikuumenemisen" tai "ylikuumenemisen".

Alustavien laskelmien mukaan kalliit tanskalaiset laitteet maksavat itsensä takaisin neljässä-videssä vuodessa. Ecoclimat LLC:n kanssa työskentelevien Danfoss-lämpöpumppujen käyttöikä on 50 vuotta. Saatuaan tiedon ulkoilman lämpötilasta tietokone määrittää, milloin koulua lämmitetään ja milloin se on mahdollista jättää tekemättä. Siksi kysymys lämmityksen päälle- ja poiskytkentäpäivästä katoaa kokonaan. Säästä riippumatta ilmastointi toimii aina koulun ikkunoiden ulkopuolella lapsille.

"Kun viime vuonna Tanskan kuningaskunnan ylimääräinen ja täysivaltainen suurlähettiläs saapui koko Venäjän kokoukseen ja vieraili päiväkodissamme Zelenye Gorkissa, hän oli iloisesti yllättynyt, että niitä teknologioita, joita Kööpenhaminassakin pidetään innovatiivisina, sovelletaan ja toimii Tomskissa. alueella, sanoo Ecoclimatin kaupallinen johtaja Aleksanteri Granin.

Yleisesti ottaen paikallisten uusiutuvien energialähteiden käyttö talouden eri sektoreilla, tässä tapauksessa sosiaalialalla, johon kuuluvat koulut ja päiväkodit, on yksi pääalueista, joita alueella toteutetaan osana energiansäästöä ja energiatehokkuutta. ohjelmoida. Uusiutuvan energian kehittämistä tukee aktiivisesti alueen kuvernööri Sergei Žvachkin. Ja kolme budjettilaitosta, joissa on maalämpöjärjestelmä, ovat vasta ensimmäisiä askeleita kohti suuren ja lupaavan projektin toteuttamista.

Zelenye Gorkin päiväkoti palkittiin Skolkovossa järjestetyssä kilpailussa Venäjän parhaaksi energiatehokkaaksi laitokseksi. Sitten tuli Vershininskaya-koulu maalämpöllä, joka on myös korkein energiatehokkuusluokka. Seuraava kohde, joka ei ole vähemmän merkittävä Tomskin alueelle, on päiväkoti Turuntaevossa. Tänä vuonna Gazhimstroyinvest- ja Stroygarant-yhtiöt ovat jo aloittaneet päiväkotien rakentamisen 80 ja 60 lapselle Tomskin alueen, Kopylovon ja Kandinkan kyliin. Molemmat uudet tilat lämmitetään maalämpöjärjestelmillä - lämpöpumpuilla. Yhteensä tänä vuonna piirihallinto aikoo käyttää lähes 205 miljoonaa ruplaa uusien päiväkotien rakentamiseen ja olemassa olevien korjaamiseen. Takhtamyshevon kylässä oleva päiväkotirakennus suunnitellaan rekonstruoida ja varustaa uudelleen. Tässä rakennuksessa lämmitys toteutetaan myös lämpöpumppujen avulla, koska järjestelmä on osoittautunut hyvin.