Jak zbudować GWC? Porównaj wady i zalety różnych gruntowych wymienników ciepła
Gruntowy wymiennik ciepła to element systemu wentylacji z odzyskiem ciepła. Na pewnej głębokości temperatura jest na stałym poziomie, dzięki czemu przepływające powietrze ogrzewa się i za pośrednictwem rekuperatora oddaje to ciepło do wnętrza domu. Poznaj wady i zalety różnych rodzajów GWC.
Autor: Pązik Rafał
Gruntowy wymiennik ciepła żwirowy
Gruntowe wymienniki ciepła mogą być przeponowe (powietrze przepływa zakopanym pod ziemią przewodem) albo bezprzeponowe (ma ono bezpośredni kontakt z odpowiednio przygotowanymi warstwami gruntu).
GWC przeponowy
Gruntowy wymiennik ciepła przeponowy, najczęściej rurowy, to zakopana 1,2-1,5 m pod powierzchnią gruntu rura o średnicy umożliwiającej swobodny (z prędkością 2 m/s) przepływ wymaganej ilości powietrza. Dla domu jednorodzinnego, do wentylacji którego potrzeba 150- -250 m3/h powietrza, odpowiednia jest taka o średnicy 180-200 mm. Pojedyncza powinna mieć długość 30-50 m. Można też zastosować dwie lub więcej równoległe (w układzie Tichelmanna), odpowiednio krótsze.
GWC bezprzeponowy
To wykop wypełniony oczyszczonym (płukanym, bez piasku) żwirem o granulacji 0-50 mm, o bokach długości 3-4 m i głębokości 80 cm. Do takiego złoża żwirowego doprowadzona jest pionowa rura (czerpnia), taka jak w wymienniku przeponowym. Poziomo ułożona jest rura drenarska, którą powietrze z czerpni jest rozprowadzane na całą szerokość wymiennika.
Po przeciwnej stronie złoża znajduje się druga rura, którą powietrze jest zasysane do instalacji wentylacyjnej wewnątrz budynku. Średnica i materiał rur mogą być takie jak w wymienniku rurowym. Powietrze ogrzewa się lub chłodzi, przepływając przez warstwę żwiru, mając z nim bezpośredni kontakt.
Wymiennik płytowy
To modyfikacja GWC żwirowego – zamiast złoża żwirowego pod powierzchnią gruntu, na podsypce żwirowo-piaskowej grubości 5 cm, układa się specjalne płyty ze szczelinami, wewnątrz których przepływa powietrze. Ma ono bezpośredni kontakt z gruntem. Od góry płyty są przykryte izolacją ze styropianu grubości 12 cm zabezpieczonego folią, a całość jest zasypana gruntem rodzimym.
Wymiennik płytowy zajmuje trzy-czterokorotnie większą powierzchnię niż złoże żwirowe (które wymaga głębszego wykopu). Większa jest powierzchnia kontaktu wymiennika z gruntem rodzimym (kontakt z nim ma niemal całe powietrze przepływające przez wymiennik), a to głównie w nim akumuluje się ciepło.
Wymiennik ciepła z czynnikiem pośredniczącym
W tego typu gruntowym wymienniku ciepła powietrze przepływa przez nagrzewnicę zasilaną cieczą (roztworem glikolu), która odbiera ciepło z gruntu, przepływając rurą zakopaną pod jego powierzchnią. Latem nagrzewnica staje się chłodnicą i – tak jak w instalacjach bez czynnika pośredniczącego – powietrze jest chłodzone.
Za wadę takiego rozwiązania można uznać nieco mniejszą sprawność niż w opisanych wcześniej GWC. Zaletą jest za to brak ryzyka zanieczyszczenia powietrza substancjami mogącymi znaleźć się w przewodzie zakopanym w ziemi lub w złożu żwirowym – nie ma potrzeby jego czyszczenia.
Wady i zalety różnych GWC
Najważniejsze to:
- opór przepływu powietrza przez wymiennik rurowy lub płytowy jest mniejszy niż przez żwirowy, który wymaga zwykle zastosowania dodatkowego wentylatora nawiewnego wspomagającego pracę rekuperatora, przez co zwiększa się pobór energii elektrycznej;
- wymiennik żwirowy umożliwia nawilżanie powietrza przez zraszanie żwiru wodą;
- zwolennicy wymienników żwirowych twierdzą, że powietrze przepływające przez żwir jest oczyszczane z alergenów, bakterii i grzybów, natomiast w rurach może się zbierać brud (należy je regularnie czyścić);
- objętość wykopu potrzebnego do wykonania wymiennika żwirowego jest mniejsza niż w przypadku rurowego czy płytowego, więc do jego ocieplenia (by wykop był płytszy) wystarczy znacznie mniej materiałów niż do ocieplenia złoża żwirowego.
