| muratordom.pl » Instalacje » Ogrzewanie domu » Budowa żwirowego wymiennika ciepła: jak pozyskiwać energię do ogrzania powietrza do wentylacyjnego?

Budowa żwirowego wymiennika ciepła: jak pozyskiwać energię do ogrzania powietrza do wentylacyjnego?

Jednym z rodzajów gruntowych wymienników ciepła jest wymiennik żwirowy. Korzysta on z ciepła, które znajduje się na pewnej głębokości gruntu. Ciepło to darmowa energia, która pozwala ogrzać powietrze wentylacyjne, a jednocześnie wspomaga instalację grzewczą domu pomagając w generowaniu oszczędności na ogrzewaniu domu.

W tym wariancie powietrze wprowadzone pod powierzchnię gruntu przez czerpnię trafia do złoża żwirowego, czyli wykopu o wymiarach 3-4 x 3-4 m i głębokości około 80 cm wypełnionego płukanym żwirem o granulacji 20-50 mm. Żwir akumuluje energię, stanowi też filtr oczyszczający powietrze. Zabezpieczenie przed przenikaniem do żwiru zanieczyszczeń z gleby, owadami i gryzoniami stanowi geowłoknina.

Jak działa żwirowy GWC?

Powietrze musi być rozprowadzone na całą szerokość złoża, dlatego do pionowej czerpni jest dołączona pozioma rura rozprowadzająca z otworami na całej długości. Wypływające z niej powietrze jest zasysane do takiej samej poziomej rury zbierającej po przeciwnej stronie złoża, a do niej jest dołączona rura transportująca je do instalacji w budynku. Średnicę rury ustala się tak jak dla wymiennika rurowego. Jej długość nie wpływa na ilość odbieranej energii, więc powinna być jak najmniejsza ze względu na opór przepływu powietrza.

Przeczytaj również: Wszystko na temat rurowego wymiennika ciepła

Złoże żwirowe akumulujące energię należy posadowić powyżej poziomu wód gruntowych, by nie utrudniała ona przepływu powietrza między kamieniami. Jej obecność w złożu jest też przyczyną nieprzyjemnego zapachu stęchlizny. W celu osiągnięcia stabilnej temperatury (stosunkowo wysokiej zimą i niskiej latem) w płytkim wykopie złoże trzeba przykryć warstwą izolacji cieplnej, na przykład ze styropianu grubości co najmniej 12 cm przysypanego warstwą ziemi grubości 80 cm. Wtedy temperatura wewnątrz złoża może być równa tej, jaka jest w gruncie na głębokości około 5 m.

Złoże żwirowe regeneruje się stosunkowo wolno – jego temperatura obniża się na skutek odbierania energii przez przepływające powietrze, a do ponownego jej uzyskania potrzeba więcej czasu niż w przypadku wymiennika rurowego. Dlatego złoże żwirowe nie powinno pracować bez przerwy.

Żwirowy GWC – relaksacja złoża

Wysoką wydajność uzyskuje się, gdy po 12 godzinach pracy następuje trwająca 12 godzin przerwa na regenerację. Dlatego warto podzielić złoże na dwie części działające na zmianę – wtedy powietrze może być ogrzewane energią z gruntu bez przerwy.

Istotną wadą żwirowego GWC jest duży opór przepływu powietrza między kamieniami w złożu. Z reguły do ich pokonania jest potrzebny dodatkowy wentylator, oprócz tego w rekuperatorze. To oznacza pobór dodatkowej energii elektrycznej (moc silnika wentylatora to nawet kilkaset watów) i sprawia, że zysk z zastosowania GWC jest niewielki.

WARTO WIEDZIEĆ

Skąd bierze się energia dla gruntowego wymiennika ciepła?

Powietrzny GWC bywa też nazywany gruntową czerpnią powietrza, bo jest to instalacja umieszczona pod powierzchnia gruntu, służąca do doprowadzenia świeżego powietrza do wentylatora nawiewnego centrali wentylacyjnej. Dzięki GWC zimą powietrze jest wstępnie podgrzewane darmowa energia zakumulowana w gruncie i gdy dociera do rekuperatora, ma dodatnia temperaturę.

Na pewnej głębokości pod powierzchnią ziemi, nazywanej głębokością przemarzania, temperatura jest zawsze wyższa od 0oC. Polska jest podzielona na cztery strefy, w których ta głębokość wynosi od 0,8 m (w I strefie) do 1,4_m (w IV strefie). Miejscowo temperatura gruntu może się nieco różnić od tych wartości, ale na głębokości większej niż 1,5 m jest na pewno dodatnia przez cały rok.

Im głębiej, tym jest stabilniejsza – gruntu nie chłodzi tam powietrze, ale i mniej się on nagrzewa na skutek nasłonecznienia. Energię do gruntu dostarcza niemal wyłącznie słońce, ale trafia ona w głąb dzięki wodzie. Dlatego im grunt jest bardziej wilgotny, tym więcej energii można z niego odbierać, bo jest szybciej uzupełniana.

Żeby powietrze odbierało te energie, wystarczy, by miało kontakt z cieplejszym gruntem. Instalacja GWC służy zatem temu, aby powietrze mogło przepłynąć pod jego powierzchnia poniżej strefy przemarzania.

Gruntowe wymienniki ciepła mogą być przeponowe – powietrze przepływa wtedy rurami zakopanymi w ziemi, a wymiana ciepła odbywa się przez ich ścianki – albo bezprzeponowe – powietrze ma bezpośredni kontakt z gruntem (odpowiednio do tego przygotowanym, aby nie ulegało zanieczyszczeniu).

Przeczytaj dodatkowo:
Efektywność pracy pomp ciepła – jak je porównać?...

Pompy ciepła należą do ekologicznych i ekonomicznych sposobów ogrzewania. Jednak, aby inwestycja w...

Instalacja grzewcza z kolektorami słonecznymi i...

Koszty ogrzewania domu można ograniczyć korzystając z połączenia różnych źródeł energii....

Jak przyłączyć kominek do przewodu kominowego?

Zastanawiasz się jak dobrać odpowiedni komin do kominka? Pamiętaj, że od odpowiedniego wyboru tych...

Jakie powinny być spełnione warunki, żeby...

Pompy ciepła typu solanka-woda, wykorzystujące do ogrzewania domu i wody odnawialną energię z gruntu, to...

Kiedy zainwestować w gruntową, a kiedy w...

Zmniejszenie kosztów ogrzewania w najbliższym sezonie to marzenie każdego. Niektórzy decydują...

Czy w mieszkaniu da się zrobić wentylację...

Systematyczna wymiana powietrza w domu lub mieszkaniu jest niezbędna dla naszego zdrowia i dobrego...

Żaden utwór zamieszczony w serwisie nie może być powielany i rozpowszechniany lub dalej rozpowszechniany w jakikolwiek sposób (w tym także elektroniczny lub mechaniczny) na jakimkolwiek polu eksploatacji w jakiejkolwiek formie, włącznie z umieszczaniem w Internecie - bez pisemnej zgody ZPR Media S.A.. Jakiekolwiek użycie lub wykorzystanie utworów w całości lub w części z naruszeniem prawa tzn. bez zgody ZPR Media S.A. jest zabronione pod groźbą kary i może być ścigane prawnie.