Zemný výmenník tepla (GWC) je zariadenie používané pri mechanickom vetraní s rekuperáciou tepla. Ide o pomerne jednoduchú inštaláciu, vďaka ktorej sa získava teplo naakumulované v zemi. Vďaka GHE môže byť vzduch v lete chladený a v zime ohrievaný. Vysvetľujeme, prečo sa oplatí inštalovať zemný výmenník tepla, ako to urobiť správne a koľko nás to bude stáť.

Pozemný výmenník tepla GWC je typ inštalácie, ktorý umožňuje predhrievanie alebo ochladzovanie vetracieho vzduchu pred jeho vstupom do budovy. Vyskytuje sa v dôsledku výmeny tepla medzi vzduchom a zemou, čo je médium s vysokou tepelnou kapacitou, a teda - stabilnou teplotou.

Ako funguje zemný výmenník tepla

V hĺbke 1,5 m pod zemou sa teplota počas roka pohybuje len medzi 4-7°C. Medzitým je rozdiel medzi teplotou zeme a teplotou vzduchu v okolí domu značný. Ak je vzduch pretlačený zemou, ktorá je v zime oveľa teplejšia ako vzduch a v lete oveľa chladnejšia, môže sa jeho teplota zmeniť takmer o 20 °C. Čo je dôležité – bez ďalšieho výdaja energie. Na pohon ventilátora, ktorý uvádza vzduch do pohybu, je potrebný iba jeden a v mechanickom systéme prívodu a odvodu vzduchu ventilátor (ventilátory) pracuje stále.

Výmena tepla medzi vzduchom a zemou môže prebiehať priamo cez špeciálne pripravenú vrstvu pôdy - v štrkových a doskových výmenníkoch tepla - alebo cez membránu - v rúrkových a glykolových výmenníkoch tepla.

Uzemňovacia trubica a glykolový membránový výmenník tepla

  • výmenník rúr

Sú to len rúry uložené v zemi, 1,5-2 m pod povrchom zeme. Na jednej strane sú ukončené prívodom vzduchu, na druhej sú napojené na ventilačný systém v dome. Prívod vzduchu by mal mať revíziu a jemnú sieťovú ochranu proti prachu, lístiu a hmyzu. Môže byť vybavený aj filtrom prečisťujúcim nasávaný vzduch, obľúbeným uhlíkovým alebo sofistikovanejším, vyrobeným z prírodných usadenín, ktoré navyše chránia pred smogom

  • glykolový výmenník

Je to variant membránového výmenníka s rúrkovou štruktúrou, s glykolom ako medzičlánkom pri výmene tepla. Riešenie je známe z vykurovacích systémov s tepelným čerpadlom zem a odporúča sa na pozemky s vysokou hladinou spodnej vody, kde je náročná inštalácia vzduchového výmenníka.

Glykolový roztok čerpaný obehovým čerpadlom s vhodným riadiacim systémom cirkuluje v dlhých potrubiach uložených v zemi. Výmena tepla medzi ním a vetracím vzduchom prebieha vo výmenníku tepla umiestnenom vo vzduchotechnickom potrubí, na vstupe do rekuperátora. Vzduch tak nemusí prúdiť potrubím pod zemou a netreba sa báť, že bude kontaminovaný čímkoľvek, čo v ňom môže byť.

Vďaka špeciálnym vlastnostiam glykolu je účinnosť takéhoto výmenníka vyššia ako u výmenníkov vzduch-zem. Riešenie je to veľmi dobré, ale aj pomerne drahé, pretože potrubia musia byť rozmiestnené na veľkej ploche. V závislosti od vlhkosti zeme sa zo 100 m2 získa chladiaci výkon 1-4 kW.

Realizácia bezmembránového štrkového výmenníka

Vyrobiť bezmembránový výmenník je o niečo náročnejšie. Je vyrobený z očisteného (praného, bez piesku) štrku so zrnitosťou 20-50 mm, vypĺňajúci výkop so stranami dlhými 3-4 m a hlbokými cca 80 cm.

Do štrkového lôžka je vyvedené vertikálne potrubie - prívod vzduchu, prechádzajúce do horizontálneho drenážneho potrubia rozvádzajúceho vzduch po celej šírke výmenníka. Na opačnej strane lôžka je druhé potrubie, ktorým je vzduch nasávaný do ventilačného systému vo vnútri budovy. Aby bola teplota lôžka vždy kladná, malo by byť zhora pokryté hrubou vrstvou zeminy, ale môžete naň položiť aj tepelnú izoláciu, čím dosiahnete podobný efekt aj napriek malej hĺbke výmenníka v zemi.

V prípade potreby je možné výmenník vyrobiť nad zemou - izoláciou bude teplota vo vnútri lôžka zodpovedať teplote zeme v hĺbke do 5 m.

V porovnaní s inými typmi výmenníkov tepla je štrk vysoko účinný a relatívne lacný.

Doskový výmenník tepla

Doskový výmenník tepla je modifikáciou štrkového GHE.Pozostáva z 5 cm hrubých špeciálnych dosiek so štrbinami uložených na štrkopieskovom podloží, vo vnútri ktorých prúdi vzduch v priamom kontakte so zemou. Na dosky sa položí izolácia z penového polystyrénu s hrúbkou 12 cm, zabezpečená fóliou a celé sa zasype natívnou zeminou. Výkop by mal byť trikrát až štyrikrát väčší ako štrkové lôžko.

Výhodou dosky GHE je väčšia stabilita teploty vzduchu po prietoku cez výmenník ako v prípade štrku. Je to spôsobené väčšou kontaktnou plochou výmenníka s prirodzenou pôdou, v ktorej sa akumuluje teplo.

Rozmery zemného výmenníka

Dĺžku trubice a glykolového výmenníka je možné určiť pomerne presne. Stanovuje sa na základe tepelnotechnických výpočtov vypracovaných pre zimné podmienky, t.j. návrhovej teploty príslušnej klimatickej zóny. Predpokladané ochladzovacie účinky sa posudzujú na základe štatistík letných teplôt.

Pre štrkový výmenník tepla neexistujú žiadne presné pokyny na inštaláciu a dizajn. Parametre systému sú vybrané intuíciou, preto stojí za to zadať stavbu výmenníka tepla odborníkom so skúsenosťami s realizáciou takýchto riešení. Zvlášť dôležité je čo najpresnejšie určiť odpor zemného výmenníka tepla a vetracieho systému.

Je to rovnaké s doskovým výmenníkom tepla, ale distribútori majú tabuľky a schémy výberu zariadení. Napríklad na základe veľkosti plochy pre doskový výmenník môžete určiť množstvo tepla, ktoré bude schopný poskytnúť, a vybrať ventilačnú jednotku, ktorá zabezpečí správny chod inštalácie. Alebo naopak - k množstvu tepla, ktoré chcete získať, zvoľte počet a povrch dosiek zemného výmenníka tepla a tým určte plochu potrebnú na inštaláciu výmenníka.

Cena zemného výmenníka tepla

Na materiál a montáž zemného výmenníka musíte minúť od 3 do 15 tisíc.zlotý. Rúrkové a doskové výmenníky tepla sú drahšie. Komfort, ktorý poskytujú, sa však zdá byť väčší ako ten, ktorý môžu poskytnúť relatívne drahé klimatizácie so vzduchovými filtrami.

Okrem toho sa oplatí venovať pozornosť aj spotrebe energie, ktorá sa v prípade klimatizácií pohybuje od 2,5 do 15 kW. Kvalitné GHE potrebuje na svoju činnosť len niekoľko desiatok wattov, čo je mnohonásobne menej. V závislosti od typu vykurovacieho systému a paliva používaného na jeho napájanie môžete vďaka GHE ušetriť až niekoľko stoviek zlotých ročne.

Kategórie:

Rekonštrukcia