Luft-jord varmeveksler

En luft-jord varmeveksler (også kendt under navnene provencalske brønde , underjordisk varme , solskorsten eller, for nylig, klimabrønde ) er en veksler Geotermisk meget lav energi, der bruges til at afkøle eller varme den luft, der blæses ind i en bygning. Denne type veksler anvendes især i passivt hus .

Princip

Luftjordveksleren bruges til at forsyne en bygning med luft ved først at cirkulere den i en nedgravet kanal, der afhængigt af klimatiske forhold afkøler eller forvarmes ved hjælp af jordens termiske inerti. Luften fungerer som en varmeoverføringsvæske, mens røret fungerer som en varmeveksler, mens det kanaliserer luften til bygningen.

Den provencalske brønd, selvom den hovedsagelig bruges som et naturligt kølesystem, kan også bruges om vinteren til at forvarme den indkommende luft eller til at holde et hjem frostfrit. Det samme gælder for den canadiske brønd.

Dette system er baseret på den enkle observation, at temperaturen under jorden:

Disse fund skal sammenlignes med følgende data:

I praksis vil røret blive begravet mindst 1,5 meter dybt og som sådan:

Da processen er passiv og baseret på jordens termiske kapacitet , kan en luft / jordbytter være kontraproduktiv til forvarmning / afkøling på bestemte dele af dagen og / eller året sammenlignet med udeluften. For at undgå dette anbefales et direkte luftindtag og en ventil (manuel eller elektrisk) til at omgå brønden.

Ved hjælp af princippet om termisk inerti er systemet desto mere effektivt, når de daglige eksterne termiske amplituder er stærke, eller når det står over for ekstreme klimatiske hændelser af kort varighed, såsom en snestorm , forudsat at luftindgangen er beskyttet mod sne.

Nå elementer

Varmeveksler: røret

Røret udgør en varmeveksler mellem en luftstrøm og jorden (eller ethvert andet materiale med en høj specifik varmekapacitet ).

Røret skal opfylde forskellige begrænsninger afhængigt af dets miljø:

Hvis røret ikke er i et stykke, skal samlingerne mellem de forskellige sektioner også opfylde disse egenskaber.

Den termiske ledningsevne af materialet konfektionering røret påvirker den termiske virkningsgrad af systemet i en ubetydelig måde (en gevinst på kun 8% mellem PE-HD og støbejern, for eksempel).

Duktilt jern eller polyethylen med høj densitet netværk opfylder disse kriterier meget godt til denne applikation. Deres genanvendelighed, mekaniske modstandsdygtighed (modstand mod rødder, langvarig ligehed, modstandsdygtighed mod ovalisering osv.) Og termisk inerti er meget interessante egenskaber. Det er muligt at installere disse netværk under kørebanen og endda under bygningen for at optimere pladsen.

Nf PVC- rør har et ekstruderet lag indeni, som reducerer varmeveksling. PVC anbefales ikke til denne type applikationer, fordi det indeholder klor.

Luftcirkulation

Betjeningen af ​​luft / gulvveksleren er baseret på luftcirkulationen i røret, som kan finde sted:

Luftstrømmen er beregnet til at cirkulere i bygningen:

Da den indkommende friskluftstrøm fungerer som en varmeoverføringsfluid, skal kanalerne, der fordeler luften i lokalerne, isoleres, så varmen / køligheden ikke går tabt på loftet eller i kælderen, fx under dens fremskridt.

En dobbeltstrøms CMV har en anden fordel end at være udvidelsen af ​​en luft / jordbytter med hensyn til termiske gevinster. Det gør det muligt at installere en luft / luftveksler, der bruger varmen / køligheden i den udgående luft til at varme / køle den indkommende luft. Med hensyn til brønden er udvekslingen ikke altid nyttig, og et rør såvel som en bypassventil (hvilket gør det muligt at omgå denne veksler) er mere end anbefalet.

Hvis de gældende love generelt pålægge en minimal luft fornyelse sats i hjem, på den anden side er det ikke forbudt at øge frekvensen, især om sommeren. Den valgte mekaniske ventilation skal ideelt set være justerbar og tilstrækkelig dimensioneret, så dets elektriske forbrug ikke stiger uforholdsmæssigt.

I tilfælde af et RT2012-hus har erfaringerne vist, at en strømningshastighed på tre volumener i timen er nødvendig for at være i stand til at afkøle bygningen. En dobbelt-flow CMV koblet til den canadiske brønd gør det ikke muligt at opnå dette resultat. En ventilator, der kan trække mellem 600 og 900 m 3 / h fra den canadiske brønd , skal tilføjes parallelt  . I dette tilfælde skal den canadiske brønd bestå af to eller tre kanaler (DN200) over en længde på 35  m for at opretholde en maksimal strømningshastighed på 3,5  m / s og lave tryktab.

Beskyttelse mod forurening

Den fornyelse af luften inde i et hus eller en stue gør det muligt at bekæmpe intern forurening og luft / jord veksler, ved at begrænse varmetabet, bidrager til dette. De forurenende stoffer, der evakueres ved fornyelsen, har forskellige former, især gasformer. De kan være af menneskelig oprindelse og relaterede til åndedræt som kuldioxid eller af naturlig oprindelse som radon . Sidstnævnte er ikke den eneste gas, der kommer ud fra jorden, men den udgør en sundhedsfare ved at være tungere end luft og frem for alt en radioaktiv forurening . Naturligt til stede på alle kontinenter og i alle regioner, er det mere i granit- , vulkanske eller uranbærende områder, og de nationale sundhedsmyndigheder udarbejder regelmæssigt kortene. På grund af dets egenskaber har den en tendens til at akkumulere sig i fordybninger (kældre eller dårligt ventilerede steder): risikoen stiger med koncentrationen i den indåndede luft, den er især kræftfremkaldende der for lungerne . Særlig opmærksomhed i udformningen af ​​luft- / jordbytteren skal tages til niveauet for uigennemtrængelighed for denne gas af røret og dens mulige samlinger, så de ikke bliver en diffusor i bygningen. En brønd i drift fortynder imidlertid disse mulige gasformige infiltrationer med frisk luft, hvilket bringer radonkoncentrationerne til en acceptabel tærskel (med en radioaktivitet under 150 Bq / m³). Problemet opstår under en langvarig nedlukning eller intermitterende brug af brønden, denne gas tættere end luft kan have infiltreret langsomt og akkumuleret i røret: i dette tilfælde er det bedre at rense det takket være en dedikeret ventil (kaldet by-pass , det vil sige "bypass"), der direkte udleder luften udefra uden at passere gennem bygningen, inden den genstartes. En anden løsning, der består i at vende luftstrømmen, fører til, at forsyningsrørene forurenes med luftens emissioner fra huset. Det skal bemærkes, at dette kan forekomme naturligt, hvis ventilationen af ​​brønden simpelthen stoppes, uden at sidstnævnte blokeres.

Den mulige nærhed af et klassificeret industriområde giver normalt for en katastrofe forebyggelse plan herunder indeslutning foranstaltninger , herunder standsning af ventilationen. I dette tilfælde skal det være naturligt eller mekanisk, at ventilationen hurtigt kan standses. I det første tilfælde skal brønden og muligvis dens bypass let kunne blokeres. I det andet tilfælde skal en let tilgængelig kontakt , en sikring eller en dedikeret differensafbryder på det elektriske panel tillade hurtig nedlukning af systemet. Efter en industriel katastrofe, især en kemisk katastrofe, skal der udvises særlig forsigtighed inden genstart af brønden, hvis rør kan have akkumuleret tunge giftige gasser ( f.eks. Klor ).

Hvis det ikke er beskyttet af en sil og filtre , bliver brønden porten til skadedyr for mennesker ( gnavere , krybdyr , insekter , leddyr , pollen osv.), Som for nogle er vektorer af sygdomme ellers problemer. Beskyttelserne installeres udefra og indefra med stadig finere mesh . De fineste filtre mod pollen, for eksempel hvis du vil beskytte dig mod det, kræver mere vedligeholdelse og skal udskiftes oftere under straf for at være tilstoppet og blokere luftindtaget. Ved at lukke adgangen til disse dyr begrænses akkumuleringen af ​​organisk og plantemateriale ved at forhindre udskillelse , opbevaring af mad , ophobning af jord eller plantemateriale til konstruktion af reder . Filtrene forhindrer også røret i at "suge op" blade og støv, der flyver gennem luften. Uden dette kan akkumuleringen over tid af alle disse grundstoffer blandet med kondensvand danne et substrat for svampe , skimmelsvampe og / eller bakterier . Dårlig lugt efter genstart af en luft / jordveksler efter langvarig nedlukning indikerer tilstedeværelsen af nedbrydende eller gærende materialer .

Evakuering af kondensatet fra brønden, hvis det sker i et spildevandsnetværk , kræver installation af en sifon . Ellers vil sugningen, der er skabt af et VMC , ikke skelne mellem luften fra brønden og den usunde fra kloakkerne, der bringer en sundhedsrisiko og dårlig lugt gennem den ventilerede bygning. For at være effektiv og ikke i sig selv være en kilde til forurening, skal sifonen forblive fyldt, og vandet skal ikke stagnere, hvilket er vanskeligt at opnå i praksis og kræver konstant overvågning af installationerne.

Vedligeholdelse og forebyggelse er dog fortsat den bedste måde at undgå enhver forurening gennem hele installationens levetid. Rutinemæssig vedligeholdelse består i udskiftning og / eller rengøring af filtrene, ellers øges trykfaldene samtidig med anlæggets strømforbrug til mekaniserede installationer. Forebyggelse indebærer at undersøge røret regelmæssigt, for eksempel hvert tredje år, for at inspicere dets renhed og integritet, især i områder med trykfald, såsom i albuerne.

Implementering og teknik

Varmevekslerens effektivitet

Effektiviteten af ​​varmevekslingen mellem luftstrømmen og jorden afhænger af:

Bibliografi

Noter og referencer

Bemærkninger

  1. Dette er den latente kondensvarme, se artiklen Enthalpy of state change
  2. En sol / provencalsk skorsten er lavet af sten, der rager ud fra den brede sydfacade. Som et resultat, selv om sommeren uden ild, har pejsen et naturligt træk, der øges med sollys. Jo varmere indeluften sammenlignes med udeluften, jo mere stiger den ved konvektion . Et træk (depression) oprettes ved bunden af ​​skorstenen, så frisk / lunken luft kan trækkes ind fra brønden. Huset skal derefter lukkes hermetisk.

Referencer

  1. Se fransk, belgisk lovgivning mv
  2. I Frankrig IRSN er ansvarlig for at udføre undersøgelser og forskning på de risici, der er forbundet med radioaktivitet og som sådan udfører radon målekampagner (se Radon: National radon måling kampagne, www.irsn .fr,22. juni 2005[ læs online ] ).
  3. Margot Timarche, Dominique Laurier, Hélène Baysson, Olivier Catelinois, Cancer risikovurdering af inhalering af radon , www.irsn.fr, 2007/06/16 [ læse online ]
  4. I Frankrig, for eksempel klassificeringen i Seveso II- zonen (se Seveso-direktivet ), herunder bl.a. europæisk direktiv 96/82 / EF [ læs online ] .
  5. "  CANADIAN WELL: Build and Do It Yourself  " , på bien-canadien.autoconstruction.info (Adgang til 9. april 2019 )
  6. "  Guide Raisonné de la construction économique - Bâtir Sain  " , på batirsain.org (adgang til 9. april 2019 )
  7. "  Brug af luft- / gulvvekslere til opvarmning og køling af bygninger  " , på www.unige.ch (adgang til 9. april 2019 )
  8. "  CETIAT - Dokumentation - Publikationer  " , på www.cetiat.fr (adgang til 29. april 2020 )
  9. [ læs online ]

Se også

Relaterede artikler

eksterne links