Gruntowy wymiennik ciepła

Gruntowy wymiennik ciepła

Wykorzystywanie gruntowych wymienników ciepła posiada cechy pozyskiwania energii odnawialnej. W związku z powyższym na ich budowę można uzyskać dotację państwa lub ubiegać się o preferencyjny kredyt z Banku Ochrony Środowiska.

dom pasywnyGruntowy wymiennik ciepła, to
w najprostszej interpretacji pewna przestrzeń, w której panuje stała temperatura od 4 do 8 stopni Celsjusza. Taka temperatura panuje na głębokości ok. 1,5 – 1,8 m pod powierzchnią ziemi. Powietrze wprowadzone do tej przestrzeni schładza się w ciągu lata i ogrzewa wstępnie podczas zimy. Z praktycznego punktu widzenie gruntowy wymiennik ciepła nie jest w stanie ogrzać budynku, ale jest
w stanie spowodować wymierne oszczędności energetyczne. Ponadto, stanowi on dodatkowe zabezpieczenie dla systemu wentylacyjnego domu. Powietrze, którego potrzebujemy do wentylacji pomieszczeń jest pobierane przez czerpnię gruntową wyposażoną w filtr i transportowane do wymiennika przez rury systemowe. Następnie, po podgrzaniu lub schłodzeniu – powietrze to trafia do pomieszczeń domu.

Rodzaje gruntowych wymienników ciepła:

  • Wymienniki płytowe,
  • Wymienniki rurowe,
  • Wymienniki żwirowe,
  • Wymienniki glikolowe,
  • Wymienniki płytowe.

Usadawia się je powyżej najwyższego poziomu wód gruntowych w wykopie o minimalnej głębokości 0,7 m. w przypadku wysokiego poziomu wód gruntowych możliwe jest wyniesienie wymienników ponad rzędną terenu, np. na nasyp, taras. Dzięki dużej powierzchni wymiany powietrza z gruntem ten rodzaj wymienników osiąga wydajność 95%. Może on bowiem pracować w sposób ciągły. Poprzez bezpośredni kontakt całej ilości powietrza z gruntem nie powstają zagrzybienia, ani pleśnie, a kondensat odprowadza się bezpośrednio do gruntu.

gruntowy wymiennik ciepła

Wymienniki rurowe

Wymienniki te składają się z:

  • czerpni powietrza wyposażonej w filtr,
  • systemu kolektorów wymiennika,
  • szczelnego przejścia do budynku,
  • odpływu na kondensat.

Do budowy wymienników rurowych stosuje się rury z polipropylenu, ulepszonego pod względem przewodnictwa cieplnego. Pozwala to uzyskać duży stopień sprawności omawianych wymienników, jak i doskonałą wymianę ciepła pomiędzy gruntem, a powietrzem zasysanym. Nie poleca się stosowania zwykłych rur z PCV, ponieważ są one zbyt elastyczne i nie posiadają dostatecznej sztywności wzdłużnej. Może to prowadzić do powstawania tzw. syfonów zastoiskowych. Na skutek nierównomiernego osiadania gruntu mogą tworzyć się zagłębienia, które staną się doskonałym miejscem dla rozwoju bakterii
i drobnoustrojów. W efekcie końcowym – możemy poczuć wydobywający się zapach zgnilizny.
Zakłada się, że dla domu jednorodzinnego o powierzchni 150 – 200m² potrzeba rur układanych blokowo lub pierścieniowo, posiadających łączną długość około 50m. Odstęp od budynku i pomiędzy poszczególnymi rurami powinien wynosić minimum 1m. Rury układa się na głębokości 1,5 – 2 m, w miarę możliwości w gruncie rodzimym. W celu odprowadzenia kondensatu – konieczne jest zaplanowanie studni z pompą lub odpływu wyposażonego w syfon.

Wymienniki żwirowe

Są one zbudowane z :

  • czerpni powietrza zewnętrznego,
  • kanału rozprowadzającego powietrze w poziomie,
  • złoża rozprowadzającego powietrze do dna wymiennika,
  • żwirowego złoża akumulacyjnego,
  • złoża zbierającego powietrze,
  • poziomego kanału zbierającego powietrze,
  • instalacji zraszającej.

płukany żwir

Żwirowe wymienniki ciepła są projektowane, jako naturalne złoża czystego, płukanego żwiru lub kamieni umieszczanych w gruncie. Granulacja żwiru wynosi 30 - 50 mm, kamienia zaś – 60 – 90 mm. Powietrze przepływające przez granulat jest
w lecie schładzane i osuszane, a w zimie ogrzewane i nawilżane. Przez cały czas odbywa się filtracja z pyłków roślinnych
i bakterii.

Wymienniki glikolowe

Urządzenia te są optymalnym uzupełnieniem systemu wentylacji mechanicznej. Pozwalają one na wykorzystanie energii cieplnej, pochodzącej z gruntu na wstępne ogrzanie powietrza w zimie i schłodzenie go w lecie. Wymienniki te przynoszą zatem oszczędności finansowe i umożliwiają komfortowe korzystanie z domu o każdej porze roku. Przeprowadzone badania dowiodły, że wymienniki glikolowe są w stanie podgrzać zasysane powietrze do temperatury dodatniej nawet w czasie silnych mrozów. Natomiast w trakcie trwania upałów – ochłodzić je nawet o 10 stopni Celsjusza. Urządzenia te są bardzo wydajne energetycznie, ponieważ potrafią pozyskać prawie pięć razy więcej energii, aniżeli potrzebują jej do swojego działania. Ponadto, są systemami bardzo higienicznymi, co czyni je używanymi do uzupełnienia instalacji szpitalnych lub laboratoryjnych. Powietrze dostarczane do pomieszczeń przechodzi w ich przypadku jedynie przez metalowy wymiennik cieczowo – powietrzny, a nie przez rury usytuowane w gruncie, albo przez żwir.
Wykopy, które są niezbędnymi do instalacji wymienników glikolowych są mniejszych rozmiarów, niż ma to miejsce w przypadku innych typów wymienników. Najlepiej jest montować urządzenia na etapie prowadzenia prac przygotowawczych na prowadzenie typowych dla domu instalacji, tj. wodnej, kanalizacyjnej, itp. Urządzenia po zamontowaniu nie wymagają praktycznie żadnych czynności serwisowych, są trwałe i odporne mechanicznie.

Zalety posiadania gruntowego wymiennika ciepła:

  • Poprawa jakości powietrza w budynku.
  • Zmniejszenie rachunków za ogrzewanie domu.
  • Oszczędności poniesione z racji darmowej klimatyzacji pomieszczeń.
  • Redukcja poziomu alergenów unoszących się powietrzu.
  • Możliwość odzyskania ciepła.

Gdzie stosować i ile to kosztuje?

Gruntowe wymienniki ciepła nie są inwestycją bardzo kosztowną, a z całą pewnością opłacalną. Koszt wykonania instalacji to najczęściej kilka tysięcy złotych. Urządzenia te są również stosunkowo tanie w późniejszej eksploatacji. Stosuje się je do zasilania całych budynków w klimatyzowane powietrze. Wymienniki sprawdzają się doskonale nawet w niewielkich domach jednorodzinnych, jak i we wszelkiego rodzaju biurowcach, halach produkcyjnych, szkołach, szpitalach, centrach handlowych lub gastronomii. Po przeprowadzonych badaniach wiadomo z całą pewnością, iż powietrze po przejściu przez wymiennik ciepła jest przefiltrowane, co oznacza, że zawiera ono zdecydowanie mniej komórek drobnoustrojów i alergenów. Różnicę tą deklarują także użytkownicy posiadający zainstalowane gruntowe wymienniki ciepła.

Oceń artykuł
5,00 / 5 głosów
Co sądzisz na ten temat
Zaloguj się i skomentuj pierwszy

Autor: Grzegorz Karolak

Zdjęcia: Wikipedia

Polecamy Ci również

Zobacz także