GWC, t.j. pozemný výmenník tepla
Teoreticky môžu úspory vyplývajúce z ohrevu a ochladzovania vzduchu cez pozemný výmenník tepla dosiahnuť niekoľko stoviek zlotých ročne. Skutočne to stojí za to? Aká je cena výmenníka a od čoho závisí?
Princíp činnosti pozemného výmenníka tepla
V tepelnom výmenníku zeme ( GWC ) je čerstvý vzduch predhriaty pred tým, ako dosiahne rekuperátor. Využíva sa bezplatné prírodné teplo pochádzajúce zo zeme, ktoré má v hĺbke menej ako 1 m pozitívnu teplotu po celý rok. Mrazivý vzduch, ktorý ním prúdi, sa preto môže zahriať. Ak je čas kontaktu vzduchu so zemou dostatočne dlhý, zahrieva sa na takú teplotu, že výmenník tepla nezamrzne.
Vzduch prúdiaci cez GWC sa zahrieva, keď je vonkajšia teplota nižšia ako v zemi. Pretože táto situácia nie je v zime neobvyklá, energetické výhody takéhoto riešenia sú značné. To má ďalšiu dôležitú výhodu - v lete sa vzduch v kontakte so zemou ochladzuje. Odfúknutý do domu, znižuje teplotu v ňom a zreteľne zlepšuje mikroklímu v horúcich dňoch. Takéto chladenie nevyžaduje žiadne ďalšie náklady.
Pozemný výmenník tepla je jednoduchý systém bez mechanických a elektronických komponentov - prakticky sa do neho nič nerozbije.
Druhy pozemných výmenníkov tepla
Pozemné tepelné výmenníky sa delia na membránu (vzduch prúdi potrubím zakopaným v podzemí, ktorý nemá priamy kontakt so zemou) a bez bránice (vzduch prúdi priamo cez správne pripravené vrstvy pôdy).
Membránový výmenník tepla
Membránový výmenník tepla je obvykle rúrka s veľkým priemerom, uložená v zemi. Začína sa takzvaným prívodom vzduchu, t.j. zvislým úsekom so vstupom umiestneným najmenej 0, 5 m nad zemou (aby nebol pokrytý snehom), ktorý je zaistený strechou. Prívod vzduchu je spojený s vodorovnou časťou (alebo presnejšie usporiadanou so sklonom asi 2%, takže sa v nej nehromadí voda).
Dobrý účinok ohrievania vzduchu v zime a chladenia v lete sa dosahuje umiestnením 1, 2 - 1, 5 m pod povrchom zeme, t. J. Mierne pod mrazivú zónu zeme. V prípade rodinného domu, kde vetranie vyžaduje 150 - 250 m 3 / h vzduchu, je vyrobený z potrubia s priemerom 180 - 200 mm.
Jedna rúra by mala byť 30-50 m dlhá, môžete tiež usporiadať dve rúry paralelne alebo viac (v systéme Tiechelmann), potom môžu byť kratšie a ich priemer menší (je vybraný tak, aby rýchlosť prúdenia vzduchu v rúrach bola približne 2 m / s).
Na konštrukciu výmenníka sa často používajú tenkostenné PVC kanalizačné rúrky - dostatočne odolné voči zaťaženiu, tesné a úplne odolné voči korózii. Určite lepšie (ale drahšie) sú špeciálne rúrky na budovanie pozemných výmenníkov tepla - polypropylén a polyetylén, pevné alebo ohybné, s vnútornou antibakteriálnou vrstvou (so striebornými časticami).
Výmenník tepla bez membrány
Bez membránový výmenník je priekopa so stranami s dĺžkou 3 - 4 ma dlhými asi 80 cm, vyplnenými očisteným (umytým, bez piesku) štrkom s veľkosťou zŕn 20 - 50 mm. Vertikálna rúrka sa privádza do štrkového lôžka, napríklad do membránového výmenníka. Ďalej je po celej šírke výmenníka distribuovaná vodorovne umiestnená drenážna rúra, vzduch z prívodu. Na opačnej strane ložiska je druhá rúrka, ktorá nasáva vzduch do vetracieho systému vo vnútri budovy. Priemer a materiál rúrok môže byť rovnaký ako v rúrkovom výmenníku tepla.
Vzduch je zahrievaný alebo chladený a preteká vrstvou štrku. Má s ním priamy kontakt. Aby teplota postele bola vždy pozitívna, mala by byť zhora zakrytá silnou vrstvou pôdy. V praxi je štrk obyčajne uložený v plytkej vrstve a pokrytý vrstvou tepelnej izolácie, čo má podobný účinok ako veľká dutina výmenníka tepla. Vďaka tomu je možné vyhnúť sa problémom s vykonávaním a problémami s podzemnou vodou (spodná časť postele by mala byť nad úrovňou). Ak je to potrebné, výmenník tepla môže byť vyrobený nad terénom a izolácia zabezpečí, aby sa teplota vo vnútri ložiska zhodovala s pôdou v hĺbke až 5 m.
Doskový výmenník tepla
Doskový výmenník tepla je modifikáciou štrku GWC. Na prvý pohľad to vyzerá podobne, ale namiesto štrkového lôžka pod zemou sa kladú na 5 cm štrkové a pieskové lôžko, do ktorého prúdi vzduch, špeciálne dosky s medzerami.
Konštrukcia dosiek znamená, že má priamy kontakt so zemou. Z vrchu platne je 12 cm hrubá penová izolácia pokrytá fóliou. Celý je pokrytý pôvodnou pôdou. Na výrobu výmenníka je potrebný priekopa s trikrát až štyrikrát väčšou plochou ako pre štrkové lôžko.
Výhodou tohto riešenia je predovšetkým väčšia tepelná zotrvačnosť, ktorá sa po pretečení výmenníkom premieňa na stabilitu teploty vzduchu. Vyplýva z oveľa väčšej kontaktnej plochy ako štrkové lôžko výmenníka tepla s pôvodnou pôdou, v ktorej sa akumuluje teplo. V skutočnosti je s ním v kontakte celý prúd vzduchu prúdiaci výmenníkom, zatiaľ čo v štrkovom lôžku značná časť vzduchu prúdi vo vnútri lôžka preč od zeme. Z tohto dôvodu je množstvo prevádzanej energie určite menšie, ak sa nezabúda na tzv. Regenerácii ložiska.
Cena a ziskovosť výmenníkov tepla
Neexistuje nedostatok nadšencov pozemných výmenníkov tepla a ich súčasní používatelia sú s nimi vo všeobecnosti veľmi spokojní. Využívanie GWC má okrem pohodlia predovšetkým ekonomický prínos.
Náklady na výstavbu GWC pre rodinný dom sú 2 - 12 tisíc. PLN v závislosti od použitých materiálov (antibakteriálne rúrky sú najdrahšie), vstupu ich vlastnej práce a stupňa zložitosti. Takže nie málo.
Účinnosť, ako v prípade akéhokoľvek zariadenia využívajúceho energiu získanú z prírody, závisí od poveternostných podmienok, t. J. Je do značnej miery náhodná a je ťažké ju vopred určiť.
Pamätajte na to, že okrem znižovania nákladov na vykurovanie získavame v lete aj zlepšenie mikroklímy vyfukovaním studeného vzduchu do interiéru. Účinnosť chladenia GWC sa dá porovnať s účinkom jednoduchého prenosného klimatizačného zariadenia, ktoré stojí takmer 1 000 PLN a navyše spotrebuje niekoľkokrát viac elektrickej energie ako ventilátory rekuperátora. To tiež hovorí v prospech pozemného výmenníka tepla, čo sa musí zohľadniť pri výpočte ziskovosti.
Teoretické úvahy ukazujú, že celkové úspory vyplývajúce z ohrevu a chladenia vzduchu cez pozemný výmenník tepla môžu byť až niekoľko stoviek zlotých ročne. Čím drahšie palivo vykurujeme dom, tým väčší bude zisk.