Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!
Mletý glykol, štěrk a deskový výměník tepla - princip činnosti. Mechanické větrání zvyšuje potřebu energie na ohřev větracího vzduchu. Zemní výměník je pomáhá snižovat a zlepšovat kvalitu provozu rekuperátoru.
Zemní výměník tepla je typ instalace, která umožňuje předhřátí nebo chlazení větracího vzduchu před jeho zavedením do budovy. Výměna tepla mezi vzduchem a zemí může probíhat přímo přes zemní vrstvu - ve štěrkových a deskových výměnících tepla bez membrány - nebo přes membránu - v trubkových a glykolových výměnících tepla.
Trubkový výměník
Je postaven z trubek uložených 1,5-2 m pod zemí. Na jedné straně jsou zakončeny přívodem vzduchu, na druhé jsou napojeny na ventilační systém v domě.
Sání by mělo mít revizi a ochranu proti prachu, listí a hmyzu s jemnou síťovinou. Může být také vybaven filtrem, který čistí nasávaný vzduch, oblíbeným uhlíkovým nebo sofistikovanějším, vyrobeným z přírodních usazenin, který navíc chrání před smogem.
Trubkový výměník tepla je nejlépe vyroben z pevných nebo pružných polyetylenových trubek schválených pro použití ve ventilačních systémech. Neměly by se používat levné kanalizační trubky, protože PVC, ze kterého jsou vyrobeny, je špatný vodič tepla, takže výměník by musel být mnohem delší.
Můžete použít antibakteriální trubky (vyrobené z materiálu obsahujícího silné sloučeniny stříbra). Zabrání množení bakterií a plísní zejména v přechodných obdobích, na jaře a na podzim, kdy není výměník využíván.
Optimální délka potrubí je mezi 30 a 60 m a závisí na vlhkosti půdy. V písčité a suché půdě je potřeba delší výměník tepla, protože akumuluje méně tepelné energie.
V rodinných domech s potřebou větracího vzduchu 150-250 m3/h by měl být průměr potrubí 180-200 mm, aby vzduch čerpaný přes ně má odpovídající rychlost - 1-3 m/s.
U potrubí s menším průměrem by mohl být odpor proudění příliš vysoký, u větších by se nadměrně snížila účinnost výměny tepla. Vliv délky trubek na průtokový odpor je opačný - delší kladou větší odpor, krátké naopak snižují množství vyměněného tepla.
Trubky jsou tvarovány do spirál, přímých úseků, lomených úseků nebo tzv. Tichelmanův systém, tedy několik krátkých úseků menšího průměru uspořádaných paralelně. Výměník může být i ve formě jednoduché trubky s dostatečně velkým průměrem vedenou kolem základů domu.Trubky jsou spojeny koleny 33oa 45o Měly by být položeny bez pískové a štěrkové podestýlky (vedou teplo hůře než původní půda) , se sklonem minimálně 2 % směrem k nasávání vzduchu, aby bylo zajištěno volné proudění kondenzátu do komory. Po zasypání rýhy je třeba zeminu zhutnit do úrovně trubek a nahoře ponechat kyprou, aby lépe prostupovala vodu, která je dobrým nositelem energie.
Glykolový výměník
Jedná se o variantu trubkového výměníku s glykolem jako prostředníkem při výměně tepla, doporučenou na pozemcích s vysokou hladinou podzemní vody.
Roztok glykolu čerpaný oběhovým čerpadlem cirkuluje v potrubích uložených v zemi. Výměna tepla mezi glykolem a větracím vzduchem probíhá v tepelném výměníku umístěném ve vzduchotechnickém potrubí, na vstupu do rekuperátoru. Díky speciálním vlastnostem glykolu je účinnost takového výměníku vyšší než u výměníků vzduch-zem.Řešení je to velmi dobré, ale poměrně drahé, protože potrubí se musí rozkládat na velkou plochu. V závislosti na vlhkosti země poskytuje 100 m2 chladicí výkon 1-4 kW.
Trubky tvarované do smyček se pokládají minimálně 1,5 m pod povrchem terénu, pod zámrznou zónou, minimálně 1,5 m od základů a instalací na pozemku. Pokud je to možné, smyčky by měly být v kontaktu s podzemní vodou, protože tehdy je systém nejúčinnější.
Povrch nad glykolovým výměníkem by neměl být osázen hustou nebo hluboce zakořeněnou vegetací.
Výměnník štěrku
Jedná se o typ bezmembránového výměníku. Jedná se o štěrkové lože o zrnitosti 20-50 mm, vyplňující výkop o objemu několika metrů krychlových.
Vzduch proudící lůžkem je očištěn od alergenů, bakterií a plísní a zahříván. Má přímý kontakt se zemí, takže účinnost výměny tepla je vyšší než u trubkového výměníku.Instalace vyžaduje přídavný ventilátor. Na zálohu o ploše 150 m2 však stačí jedna o výkonu cca 150 W.
Štěrkové lože je samočistící. V deštivých dnech vlhkost ze vzduchu vstupujícího do GHE kondenzuje. Voda stéká po štěrku, smývá nečistoty a ty se vsakují do nativní půdy pod výměníkem, takže se štěrk vyčistí.
Štěrk GHE by měl být vybudován nad hladinou podzemní vody. Pokud je voda mělká (do 1 m pod povrchem), může se nacházet i nad zemí – v mohyle. Poté musí být pokryta vrstvou tepelné izolace. Dno výkopu by mělo být vyloženo geotextilií, aby se zabránilo vnikání hlodavců a hmyzu do postele. Štěrk se musí vyčistit (opláchnout).
Ze zemního sání do výměníku je vzduch přiváděn vertikálním potrubím. Dále je v lůžku rozvádí vodorovná drenážní trubka a druhá, umístěná na opačné straně lůžka, je shromažďuje a směřuje do budovy. K dopravě vzduchu je potřeba výkonný a tedy energeticky náročný ventilátor.
Vzhledem k tomu, že lůžko nemůže pracovat déle než 12 hodin (musí se během druhé části dne regenerovat), vyplatí se postavit dva paralelní výměníky, které budou fungovat střídavě.
Variantou štěrkového GHE je hřebenový výměník, tedy štěrkové lože s perforovanými polypropylenovými kanálky pro proudění vzduchu. Díky nim může být výměník plochý a účinný a odpor tlaku vzduchu je zanedbatelný. Nad lůžkem je instalována kropicí instalace, která zajistí rychlejší regeneraci lůžka v létě.
Postel je zateplena polystyrenem. Nad výměníkem může být pouze tráva, pokud není instalována výztužná bariéra.
Deskový výměník tepla
Deskový výměník je vylepšený model štěrkového výměníku, ve kterém se vzduch nejen ohřívá nebo ochlazuje, ale mění i vlhkost. V zimě se zvlhčuje, v létě z něj následkem ochlazení přirozeně kondenzuje vlhkost, jejíž přebytek je odváděn přímo do země.Parametry výměníku mohou být ještě lepší při použití dolomitového lože.
Deskový výměník je umístěn v mělkém výkopu s velkou plochou (3-4x větší než plocha štěrkového výměníku).
Výkop je vyplněn štěrkovým a pískovým ložem o tloušťce asi 5 cm. Na něj se položí speciální plastové desky a polystyrenová izolace s 12 cm silnou fólií a celý se zasype nativní zeminou. Desky mají na spodní straně drážky. Teplosměnná plocha je velká (mnohem větší než u potrubí), takže výměník tepla má vysokou účinnost. Zároveň má ale velkou setrvačnost, ale díky ní je možné půdu automaticky regenerovat, takže výměník může pracovat bez přerušení na regeneraci.
Velikost zemního výměníku
Délka potrubí trubkového a glykolového výměníku je určena na základě tepelných výpočtů zpracovaných pro zimní podmínky, tj. výpočtové teploty příslušné klimatické zóny.Předpokládané efekty chlazení jsou vyhodnoceny na základě statistik letních teplot.
Mechanické větrání - výhody a náklady na realizaci
Parametry štěrkového výměníku jsou vybírány intuicí, proto se vyplatí jeho stavbu zadat profesionálům se zkušenostmi s realizací takových řešení. Zvláště důležité je co nejpřesněji určit odpor zemního výměníku a ventilačního systému. Totéž platí pro deskový výměník tepla, ale distributoři mají tabulky a schémata výběru zařízení.