Zemní výměník tepla (GWC) je zařízení používané v mechanickém větrání s rekuperací tepla. Jde o poměrně jednoduchou instalaci, díky které se získává teplo akumulované v zemi. Díky GHE lze vzduch v létě ochlazovat a v zimě ohřívat. Vysvětlíme, proč se vyplatí instalovat zemní výměník, jak to udělat správně a kolik nás to bude stát.

Zemní výměník tepla GWC je typ instalace, který umožňuje předehřátí nebo ochlazení větracího vzduchu před jeho vstupem do budovy. Dochází k němu v důsledku výměny tepla mezi vzduchem a zemí, což je médium s vysokou tepelnou kapacitou, a tedy - stabilní teplotou.

Jak funguje zemní výměník tepla

V hloubce 1,5 m pod zemí se teplota během roku pohybuje mezi pouhými 4-7°C. Mezitím je rozdíl mezi teplotou země a teplotou vzduchu v okolí domu značný. Pokud je vzduch protlačen zemí, která je v zimě mnohem teplejší než vzduch a v létě mnohem chladnější, může se jeho teplota změnit téměř o 20 °C. Co je důležité – bez dalšího výdeje energie. K pohonu ventilátoru, který uvádí vzduch do pohybu, je potřeba pouze ten jeden a při instalaci mechanické přívodní a odsávací ventilace ventilátor (ventilátory) funguje neustále.

Výměna tepla mezi vzduchem a zemí může probíhat přímo přes speciálně připravenou vrstvu zeminy - ve štěrkových a deskových výměnících tepla - nebo přes membránu - v trubkových a glykolových výměnících tepla.

Uzemňovací trubka a výměník tepla s glykolovou membránou

  • trubkový výměník

Jsou to jen trubky uložené v zemi, 1,5-2 m pod povrchem země. Na jedné straně jsou zakončeny přívodem vzduchu, na druhé jsou napojeny na ventilační systém v domě. Sání vzduchu 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, které navíc chrání před smogem

  • glykolový výměník

Jedná se o variantu membránového výměníku s trubkovou konstrukcí, s glykolem jako mezičlánkem při výměně tepla. Řešení je známé z topných systémů s tepelným čerpadlem země-voda a doporučuje se na pozemky s vysokou hladinou spodní vody, kde je obtížné instalovat výměník vzduchu.

Glykolový roztok čerpaný oběhovým čerpadlem s vhodným řídicím systémem cirkuluje v dlouhých trubkách uložených v zemi. Výměna tepla mezi ním a větracím vzduchem probíhá ve výměníku umístěném ve vzduchotechnickém potrubí, na vstupu do rekuperátoru. Vzduch tak nemusí proudit potrubím pod zemí a není třeba se obávat, že bude kontaminován čímkoli, co v něm může být.

Díky speciálním vlastnostem glykolu je účinnost takového výměníku vyšší než u výměníků vzduch-země. Řešení je to velmi dobré, ale také poměrně drahé, protože potrubí se musí rozkládat na velkou plochu. V závislosti na vlhkosti země se ze 100 m2 získá chladicí výkon 1-4 kW.

Provedení bezmembránového štěrkového výměníku

Poněkud obtížnější je vyrobit bezmembránový výměník. Je vyrobena z očištěného (praného, bez písku) štěrku o zrnitosti 20-50 mm, vyplňujícího výkop o stranách 3-4 m dlouhých a cca 80 cm hlubokých.

Do štěrkového lože je vyvedeno vertikální potrubí - sání vzduchu, které prochází do vodorovného drenážního potrubí rozvádějícího vzduch po celé šířce výměníku. Na opačné straně lůžka je druhé potrubí, kterým je vzduch nasáván do ventilačního systému uvnitř budovy. Aby byla teplota záhonu vždy kladná, mělo by být shora zasypáno silnou vrstvou zeminy, ale můžete na něj položit i tepelnou izolaci, čímž dosáhnete podobného efektu i přes malou hloubku výměníku v zemi.

V případě potřeby lze výměník vyrobit nad zemí - izolace zajistí, že teplota uvnitř lože bude odpovídat teplotě země v hloubce až 5 m.

Ve srovnání s jinými typy výměníků tepla je štěrk vysoce účinný a relativně levný.

Deskový výměník tepla

Deskový výměník tepla je modifikací štěrkového GHE.Skládá se z 5 cm silných speciálních desek se štěrbinami umístěnými na štěrkopískovém podloží, uvnitř kterých proudí vzduch v přímém kontaktu se zemí. Na desky se položí izolace z pěnového polystyrenu o tloušťce 12 cm, zajištěná fólií, a celé se zasype nativní zeminou. Výkop by měl být třikrát až čtyřikrát větší než štěrkové lože.

Výhodou desky GHE je větší stabilita teploty vzduchu po průtoku výměníkem než v případě štěrku. Je to dáno větší styčnou plochou výměníku s nativní zeminou, ve které se akumuluje teplo.

Rozměry zemního výměníku

Délku trubice a glykolového výměníku lze určit poměrně přesně. Stanovuje se na základě tepelných výpočtů zpracovaných pro zimní podmínky, tj. návrhové teploty příslušného klimatického pásma. Předpokládané efekty ochlazení se posuzují podle statistik letních teplot.

Pro štěrkový výměník tepla neexistují žádné přesné pokyny pro instalaci a návrh. Parametry systému jsou vybírány intuicí, proto stojí za to zadat stavbu tepelného výměníku specialistům se zkušenostmi s realizací takových řešení. Zvláště důležité je co nejpřesněji určit odpor zemního výměníku a ventilačního systému.

S deskovým výměníkem je to stejné, ale distributoři mají tabulky a schémata výběru zařízení. Například na základě velikosti plochy pro deskový výměník můžete určit množství tepla, které bude schopen poskytnout, a vybrat ventilační jednotku, která zajistí správný chod instalace. Nebo naopak - k množství tepla, které chcete získat, zvolte počet a povrch desek zemního výměníku a tím určete plochu potřebnou pro instalaci výměníku.

Cena zemního výměníku

Za materiál a instalaci zemního výměníku musíte utratit od 3 do dokonce 15 tisíc.zlotý. Trubkové a deskové výměníky jsou dražší. Komfort, který poskytují, se však zdá být větší než ten, který mohou poskytnout relativně drahé klimatizace se vzduchovými filtry.

Kromě toho stojí za pozornost také spotřeba energie, která se u klimatizací pohybuje od 2,5 do 15 kW. Kvalitní GHE potřebuje k práci jen pár desítek wattů, což je mnohonásobně méně. V závislosti na typu topného systému a palivu použitém k jeho napájení můžete díky GHE ušetřit až několik stovek zlotých ročně.

Kategorie:

Rekonstrukce