Gruntowy powietrzny wymiennik ciepła – co i jak?

Gruntowy powietrzny wymiennik ciepła (w skrócie GPWC) jest instalacją wspierającą i dopełniającą instalację wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła.

Rys. 1 Układ wentylacji mechanicznej z GPWC

Aby w ogóle zacząć rozważania na temat tego, co i jak z GPWC, trzeba najpierw zdecydować się na instalację wentylacji mechanicznej, najlepiej z odzyskiem ciepła (czyli rekuperacją). To właśnie serce układu wentylacji mechanicznej – centrala wentylacyjna lub rekuperator, a konkretnie wentylator tam zamontowany jest motorem napędowym dla całej instalacji, również dla GPWC. 

Jak działa gruntowy powietrzny wymiennik ciepła?

Gruntowy powietrzny wymiennik ciepła (GPWC) jest instalacją zapewniającą stały dopływ świeżego, higienicznego i przefiltrowanego powietrza do centrali wentylacyjnej, która wstępnie podgrzewa lub schładza powietrze wentylacyjne. Wśród dostępnych na rynku rozwiązań wymienić można wymienniki powietrzne: rurowe, płytowe oraz żwirowe, gdzie bezpośrednio powietrze pełni rolę medium, lub wymienniki glikolowe (takie same jak stosuje się do pomp ciepła), gdzie ciepło z gruntu przekazywane najpierw do zamkniętego układu glikolowego, a potem do powietrza. Ze względu na wyższą skuteczność działania skupimy się wyłącznie na wymiennikach powietrznych, a konkretnie na typie rurowym. Zasada działania gruntowego powietrznego wymiennika ciepła polega na wykorzystaniu temperatury gruntu oscylującej na poziomie ok. 8°C (na głębokości ok. 1,5 m poniżej rzędnej terenu) do ocieplenia lub schłodzenia powietrza płynącego systemem rur w gruncie. Powietrze to jest następnie przekazywane do centrali wentylacyjnej (najczęściej rekuperatora) i rozprowadzane w budynku systemem rur wentylacyjnych. Doświadczenia pokazują, że dzięki zastosowaniu GPWC można podnieść temperaturę doprowadzanego powietrza o 22°C w zimie i obniżyć o 20°C w lecie. Dzięki takiemu zabiegowi powietrze zasysane zimą do centrali wentylacyjno-rekuperacyjnej zostaje wstępnie ogrzane, co przekłada się na mniejsze zużycie energii elektrycznej potrzebnej do podgrzania powietrza do wymaganej temperatury w danym obiekcie. Analogicznie w lecie w przypadku wystąpienia upałów z temperaturami do 33°C powietrza po przejściu przez wymiennik ciepła ochłodzi się do temperatury 16°C. Nie ma wówczas konieczności montowania instalacji klimatyzacyjnej, która zapewnia jedynie chłodne powietrze lokalnie, blisko klimatyzatora. Często narzekamy również przy klimatyzatorach na łatwość przeziębienia oraz bóle głowy. Efekt klimatyzacyjny uzyskany dzięki gruntowemu wymiennikowi powietrza tworzy zdecydowanie wyższy komfort mieszkania oraz stabilny i równomierny rozkład temperaturowy w pomieszczeniach. Ponadto proces schładzania powietrza latem w GPWC prowadzi do powstania wody kondensacyjnej, czyli wykroplenia wilgoci zawartej w powietrzu. Obniżenie wilgotności powietrza latem wpływa zdecydowanie na poprawę jakości powietrza i obniża odczucie ciężkiego oraz parnego powietrza.

Zasada działania GPWC latem

Rys. 2 Zasada działania GPWC latem

 Zasada działania GPWC zimą

Rys. 3 Zasada działania GPWC zimą

 

Gruntowy powietrzny wymiennik ciepła jako element projektu budynku

Skoro już podjęliśmy decyzję, że montujemy w naszym domu wentylację mechaniczną z odzyskiem ciepła, to równie słuszną decyzją będzie zainwestowanie w gruntowy powietrzny wymiennik ciepła. Pamiętajmy o tym, że decyzję o montażu wentylacji mechanicznej należy podjąć już na etapie projektowania budynku. Decydując się na takie rozwiązanie, musimy uwzględnić w projekcie umiejscowienie rekuperatora (najlepiej w pomieszczeniu gospodarczym, w piwnicy lub w garażu) oraz rozprowadzenie kanałów wentylacyjnych (jak na rys. 1). Na polskim rynku dostępnych jest bardzo wiele różnych rozwiązań kanałów wentylacyjnych: podtynkowych, natynkowych, o przekroju kołowym lub prostokątnym, sztywnych oraz elastycznych. Wybór zarówno rekuperatora, jak i kanałów jest tematem samym w sobie i wymagającym osobnego potraktowania. Wróćmy do GPWC, który również najlepiej przewidzieć w momencie sporządzania projektu budynku. Wynika to przede wszystkim z konieczności określenia przestrzeni wymaganej do ułożenia GPWC w gruncie, wskazania miejsca wejścia wymiennika ciepła do budynku oraz usytuowania czerpni powietrza. Dlatego warto spotkać się z autoryzowaną firmą wykonawczą już w trakcie tworzenia projektu budynku. Profesjonalna firma będzie w stanie zwymiarować i zaprojektować GPWC dla konkretnych warunków klimatycznych i geologicznych w miejscu naszej inwestycji. Wykonawca sporządzi nam projekt GPWC oraz określi jego moc grzewczą i chłodniczą. Parametry te pozwolą nam np. ograniczyć przewidywaną moc grzewczą zaprojektowanej instalacji grzewczej, tak żeby jej nie przewymiarować i niepotrzebnie przeinwestować. Średnio dla domu jednorodzinnego o powierzchni użytkowej ok. 150 m2 moc grzewcza samego GPWC oscyluje wokół 2-3 kW, dlatego o dokładnie tyle możemy zmniejszyć projektowaną moc kotłowni. Pozwoli nam to zbilansować te oszczędności w kosztach inwestycyjnych systemu wentylacji mechanicznej z GPWC oraz odpowiednio obniży nam koszty eksploatacyjne mniejszej kotłowni.

Gruntowy wymiennik ciepła a wody gruntowe

W tym miejscu chcielibyśmy obalić mit, że nie gruntowy powietrzny wymiennik ciepła nie sprawdzi się w przypadku wysokiego poziomu wód gruntowych. Problem ten dotyczy na pewno wymienników powietrznych typu płytowy lub żwirowy, gdzie powierzchnie wymiany ciepła mają bezpośredni kontakt z gruntem. W tych przypadkach wody gruntowe najzwyczajniej zaleją wymiennik ciepła i uniemożliwią przepływ powietrza. Natomiast w momencie stosowania rurowego wymiennika powietrznego takiego zagrożenia nie ma. Bliskość wód gruntowych wpływa korzystnie na działanie tych wymienników ciepła, ponieważ gwarantuje stałą i wyższą temperaturę gruntu, co przekłada się na wyższą efektywność i wydajność takich instalacji. Dodatkowo zapewniona jest lepsza i szybsza regeneracja cieplna gruntu.

System rurowego GPWC gwarantuje szczelność na przenikanie wód gruntowych nawet pod ciśnieniem do 2,5 bar, co zostało potwierdzone badaniem szczelności Instytutu Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników zgodnie z normą PN-EN 1277:2005. Układanie wymiennika w wodzie gruntowej jest związane z koniecznością tymczasowego osuszenia gruntu, starannego zagęszczenia gruntu wokół rur wymiennika i czasami wymiany tego gruntu. Przysparza to oczywiście dodatkowych problemów firmie wykonawczej, która często z tego względu odradza montowanie GPWC. Nie dajmy się zwieść takim poglądom.

ViCare
Kreator doboru produktu
Mapa salonów firmowych
Ankieta

Czym ogrzewasz dom?

Loading ... Loading ...