Biblioteka

Gruntowy wymiennik ciepła

Dodano: poniedziałek, 24 maja 2010 10:04

Najprostszym rodzajem klimatyzacji jest zastosowanie gruntowych wymienników ciepła. Są to urządzenia, które umożliwiają wykorzystanie latem chłodu zakumulowanego w gruncie, zimą zaś - nagromadzonego w tym samym gruncie ciepła.

Gruntowne wymienniki ciepła dają możliwość uzyskania komfortu cieplnego zarówno w trakcie mrozów jak i upałów, przy minimalnych nakładach finansowych.

Gruntowy wymiennik ciepła

Jeśli zanim świeże powietrze wpłynie do wnętrza domu, przepłynie przez gruntowy wymiennik ciepła GWC, można w systemie wentylacji wykorzystać naturalne ciepło lub chłód, które są zakumulowane w gruncie: na pewnej głębokości jego temperatura jest prawie stała i nie zależy od temperatury powietrza. Z takiego wymiennika można korzystać cały rok - zimą podgrzewa on powietrze zewnętrzne, a latem je ochładza.

Efektywność wymiany ciepła zależy od powierzchni wymiennika, głębokości, na jakiej jest wykonany i intensywności przepływu powietrza. Wymiennik gruntowy nie jest gotowym urządzeniem. Buduje się go jako system rur lub złoże żwirowe. Powietrze pobierane jest przez ustawioną w ogrodzie czerpnię. Pozyskany z gruntu chłód może całkowicie zaspokoić potrzeby domu jednorodzinnego w okresie upałów. Warunkiem właściwej pracy wymiennika jest odpowiednia jego wielkość. Nie może być on zbyt mały, gdyż grunt przestanie wtedy oddawać ciepło (lub odbierać je w okresach, kiedy ma służyć do chłodzenia). A im dłuższe będą takie okresy, tym mniej zaoszczędzimy energii zimą i będziemy mieć cieplej w domu latem.

Gruntowy wymiennik ciepła pracuje tylko wtedy, gdy jest gorąco lub bardzo zimno. W okresach przejściowych należy go wyłączać i pobierać powietrze zewnętrzne z czerpni umieszczonej na ścianie budynku.

W czasie ochładzania powietrza podczas upalnej pogody jest ono też osuszane (wskutek znacznego obniżenia temperatury powietrza w wymienniku następuje wykraplanie pary wodnej zawartej w powietrzu). Opisywany system - w przeciwieństwie do klimatyzatorów - dostarcza też do domu świeże powietrze, czyli działa jak wentylacja.

Działanie gruntowego wymiennika ciepła podczas upalnej pogody jest następujące. Powietrze przepływa przez grunt o temperaturze około 8-12°C na głębokości 1,5-2 m i po przejściu odpowiednio długiej drogi w ziemi wpływa do domu ochłodzone i jest rozprowadzane kanałami wentylacyjnymi do pomieszczeń. Koszty eksploatacyjne takiej instalacji są niskie - należy jedynie wymusić przepływ powietrza przez ziemię, na co zużywany jest prąd i wymieniać filtry powietrza. Przepływ powietrza przez grunt rozwiązuje się na różne sposoby, a najczęściej:

  • przez ułożone w gruncie złoże żwirowe (wymiennik bezprzeponowy)
  • przez rury zakopane w ziemi w wymienniku przeponowym.

Jakość powietrza uzyskanego z gruntowego wymiennika ciepła

Oczywiście powietrze, które wypływa z wymiennika, musi być oczyszczone na filtrach z ewentualnych zanieczyszczeń. Także powietrze wpływające do wymiennika powinno być wolne od zawieszonych w nim cząsteczek kurzu i pyłków, dlatego w czerpni powietrza także montuje się filtr, który je zatrzymuje. Po przepłynięciu przez wymiennik powietrze wypływa z niego już ochłodzone i jest kierowane do zamontowanej w domu centrali wentylacyjnej. Stąd płynie kanałami do pomieszczeń.

W centrali wentylacyjnej znajdują się dwa wentylatory: pierwszy zasysa powietrze z czerpni i po ochłodzeniu rozprowadza je po domu, drugi, wyciągowy, usuwa z pomieszczeń zanieczyszczone powietrze.

W centrali zamontowany jest zazwyczaj filtr powietrza. Jaki - zależy od tego, jak bardzo oczyszczone powietrze chcemy mieć w domu. Zazwyczaj stosowany jest zwykły filtr włókninowy. Skuteczność takiego systemu zależy od tego, jak dużo powietrza przepływa przez wymiennik gruntowy w ciągu godziny: im więcej, tym bardziej można obniżyć temperaturę w pomieszczeniach; projektanta systemu warto zapytać o odpowiednie obliczenia. Pamiętajmy także, że dzięki osuszaniu powietrza napływającego do pomieszczeń będziemy odczuwali wyższy komfort cieplny niż w powietrzu o tej samej temperaturze, ale większej wilgotności.

opr.: Joanna Dąbrowska
zdjęcia: rekuperatory.pl