Инженер РУДН предложил «зеленую» сплит-систему в домах с помощью земли

Жилой сектор потребляет треть производимой энергии и выбрасывает почти треть всего угарного газа в атмосферу. Поэтому важно оптимизировать процессы энергопотребления в домах, в частности, системы охлаждения воздуха. Один из возможных подходов — использовать вместо кондиционеров системы рекуперации земля-воздух или грунтовые коллекторы. Это система «дыхания» дома, при котором воздух с улицы попадает в трубы, закопанные в земле. За счёт разницы температур воздух под землей охлаждается в жаркое время и нагревается в холодное, а затем поступает в помещение. Инженер РУДН с коллегами из Ирана разработал новую модель грунтового коллектора, который позволяет максимизировать энергетическую выгоду.

«Низкоуглеродные и возобновляемые источники энергии могут снизить загрязнение воздуха. Одна из эффективных стратегий в этом направлении — геотермальная энергия. Она доступна, не загрязняет окружающую среду и может играть важную роль, например, в отоплении или охлаждении помещений. Рекуперация земля-воздух считается пассивным отоплением. В этой системе трубы закопаны под землю на глубину 2–3 м. Трубы поглощают тепло из почвы и передают его наружному воздуху путем естественной конвекции для обеспечения потребностей зданий. Кроме того, этот метод помогает уменьшить шумовое загрязнение», — Эсмаил Лакзиан, кандидат наук, научный сотрудник института экологии РУДН.

Инженеры предложили модель с новой геометрией расположения труб. Стальные трубы диаметром в 15 см расположены «змейкой» на расстоянии 50 см друг от друга. Исследователи РУДН провели компьютерные расчеты и запустили модель в тестовом режиме, чтобы проверить энергетические показатели. Работу модели проверили на примере Машхада, второго по численности города Ирана.

В зависимости от теплопроводности грунта температура на выходе снижается на 6–21%. Причем система хорошо показала себя в долгосрочном режиме работы. Температура выходящего воздуха в круглосуточном режиме работы снижается по сравнению с одночасовым режимом.

«Предложенная змеевидная геометрия рекуперации земля-воздух дает хорошую производительность системы. Она показала применимость к степному климату Машхада и подойдет и другим аналогичным климатическим условиям по всему миру», — Эсмаил Лакзиан.

Результаты опубликованы в журнале Sustainable Energy Technologies and Assessments.