Biblioteka

Gruntowy wymiennik ciepła (GWC) - zasada działania

Dodano: piątek, 05 września 2014 09:23

Sposobem na obniżenie kosztów wentylacji mechanicznej, zwiększenie jej efektywności i poprawę jakości nawiewanego powietrza jest gruntowy wymiennik ciepła. Najprościej mówiąc, jest to odpowiednio przygotowany wykop w ziemi wypełniony żwirem albo zakopane rury o dużej średnicy.

Jego sposób działania polega na wykorzystaniu ogromnej pojemności cieplnej gruntu oraz faktu, że temperatura ziemi stabilizuje się wraz z głębokością niezależnie od warunków panujących na powierzchni.

Z punktu widzenia konstrukcji, GWC można podzielić na przeponowe i bezprzeponowe. W tych pierwszych nie ma bezpośredniego kontaktu między czynnikami, w których następuje wymiana ciepła - wymienniki rurowe, w drugim natomiast zasysane powietrze styka się z gruntem, przez który przepływa - wymienniki żwirowe i płytowe.

Gruntowy wymiennik ciepła musi być usytuowany poniżej poziomu przemarzania gruntu (w zależności od regionu, wartość ta waha się w okolicach 1 metra). Optymalną, ze względu na wydajność energetyczną, głębokością posadowienia jest około 4-5 m, można jednak umieszczać go w płytszych wykopach, pod warunkiem ułożenia nad wymiennikiem warstwy izolacji termicznej, która zabezpieczy go przed wpływem czynników zewnętrznych.

Efektem zastosowania GWC jest znaczne obniżenie temperatury powietrza nawiewanego do wnętrza domu latem oraz podwyższenie jej zimą. Przykładowo, jeśli w zimie średnia temperatura na zewnątrz wynosi -10°C, powietrze za GWC będzie miało +2°C. Natomiast jeśli w lipcu temperatura będzie wynosiła +28°C - to za GWC otrzymamy powietrze o 10-15 stopni chłodniejsze, o średniej temperaturze 13-18°C.

Wymiennik ciepła rurowy

Wymiennik ciepła rurowy

Wymiennik ciepła żwirowy

Wymiennik ciepła żwirowy

Jak widać, GWC jest nie tylko uzupełnieniem systemu grzewczego zimą, ale także niemal darmową pod względem kosztów użytkowania formą naturalnej klimatyzacji latem. Niemal - gdyż wymiennik stanowi kolejny element zwiększający opór i utrudniający przepływ powietrza - wymusza zatem dalsze zwiększenie mocy wentylatorów nawiewnych, a więc i zwiększenie poboru energii elektrycznej. Nie oznacza to jednak, że GWC może zastąpić klimatyzację. Zdecydowanie poprawi natomiast temperaturę oraz wilgotność (w przypadku wymienników bezprzeponowych) powietrza w budynku.

W systemach tych powietrze bezpośrednio styka się z gruntem, który odpowiednio przygotowany, bardzo dobrze odprowadza skropliny powstające na skutek ochłodzenia powietrza, jak również oddaje parę wodną, jeśli powietrze jest zbyt suche. Oznacza to, że problem z przesuszonym powietrzem zimą i zbyt wilgotnym (powodującym uczucie duszności) latem - ulega znaczącej poprawie.

Joanna Dąbrowska