GWC, tj. Zemní tepelný výměník
Teoreticky mohou úspory plynoucí z ohřevu a chlazení vzduchu prostřednictvím zemního tepelného výměníku činit několik set zlotých ročně. Opravdu to stojí za to? Jaká je cena výměníku a na čem závisí?
Princip činnosti zemního tepelného výměníku
V zemním tepelném výměníku ( GWC ) je čerstvý vzduch předehřát před tím, než dosáhne rekuperátoru. Používá se volné přírodní teplo získané ze země, které má v hloubce menší než 1 m po celý rok pozitivní teplotu. Mrazivý vzduch, který jím protéká, se proto může zahřát. Pokud je doba kontaktu vzduchu se zemí dostatečně dlouhá, ohřeje se na teplotu dostatečně vysokou, aby tepelný výměník nezmrzl.
Vzduch protékající GWC se zahřívá, když je venkovní teplota nižší než v zemi. Protože tato situace není v zimě neobvyklá, energetické výhody takového řešení jsou značné. To má další důležitou výhodu - v létě vzduch přicházející do styku s půdou ochlazuje. Odfouknutý do domu snižuje teplotu v něm a v horkých dnech zřetelně zlepšuje mikroklima. Takové chlazení nevyžaduje žádné další náklady.
Zemní tepelný výměník je jednoduchý systém bez mechanických a elektronických součástí - prakticky se do něj nedá vloupat.
Druhy zemních výměníků tepla
Zemní tepelné výměníky se dělí na membránu (vzduch proudí potrubím uloženým v podzemí, který nemá přímý kontakt se zemí) a bez membrány (vzduch proudí přímo přes řádně připravené vrstvy půdy).
Membránový tepelný výměník
Membránový tepelný výměník je obvykle trubka s velkým průměrem uložená v zemi. Začíná takzvaným přívodem vzduchu, tj. Svislým řezem se vstupem umístěným alespoň 0, 5 m nad zemí (tak, aby nebyl pokryt sněhem), zajištěným střechou. Přívod vzduchu je spojen s vodorovnou částí (nebo přesněji uspořádanou se sklonem asi 2%, takže se v ní nehromadí voda).
Dobrého účinku ohřevu vzduchu v zimě a chlazení v létě je dosaženo umístěním 1, 2 - 1, 5 m pod povrchem země, tj. Mírně pod mrazivou zónu půdy. U rodinného domu, kde větrání vyžaduje 150-250 m 3 / h vzduchu, je vyrobeno z potrubí o průměru 180-200 mm.
Jedna trubka by měla být 30-50 m dlouhá, můžete také uspořádat dvě potrubí paralelně nebo dokonce více (v systému Tiechelmann), pak mohou být kratší a jejich průměr menší (je vybrán tak, aby rychlost proudění vzduchu v trubkách byla asi 2 m / s).
Pro konstrukci výměníku se často používají tenkostěnné kanalizační trubky z PVC - dostatečně odolné vůči zatížení, těsné a zcela odolné vůči korozi. Určitě lepší (ale dražší) jsou speciální trubky pro stavbu zemních výměníků tepla - polypropylen a polyethylen, tuhé nebo ohebné, s vnitřní antibakteriální vrstvou (se stříbrnými částicemi).
Tepelný výměník bez membrány
Membránový výměník je příkop se stranami 3-4 metry dlouhý a asi 80 cm hluboký vyplněný vyčištěným (promytým, bez písku) štěrkem o velikosti zrn 20-50 mm. Do takového štěrkového lože, jako například do membránového výměníku, se přivádí svislá trubka. Dále je vodorovně uložená drenážní trubka, vzduch ze sání, distribuován po celé šířce výměníku. Na protilehlé straně úložiště je druhá trubka, která je nasávána do ventilačního systému uvnitř budovy. Průměr a materiál trubek může být jako v trubkovém tepelném výměníku.
Vzduch se zahřívá nebo chlazuje a protéká vrstvou štěrku. Má s ním přímý kontakt. Aby teplota postele byla vždy pozitivní, měla by být shora pokryta silnou vrstvou půdy. V praxi je štěrk obvykle uložen mělký a pokrytý vrstvou tepelné izolace, což má podobný účinek jako velká dutina tepelného výměníku. Díky tomu se lze vyhnout problémům s prováděním a problémem s podzemní vodou (spodní část postele by měla být nad její úrovní). Pokud je to potřeba, může být tepelný výměník proveden nad terénem a izolace způsobí, že teplota uvnitř ložiska bude odpovídat teplotě půdy v hloubce až 5 m.
Deskový výměník tepla
Deskový výměník tepla je úpravou štěrkového GWC. Na první pohled to vypadá podobně, ale místo štěrkového lože pod zemí se na 5 cm štěrkové a pískové lože, uvnitř kterého proudí vzduch, položí speciální desky s mezerami.
Konstrukce desek znamená, že má přímý kontakt se zemí. Z horní části desky je 12 cm silná pěnová izolace pokrytá fólií. Celek je pokryt nativní půdou. Pro výrobu výměníku je potřeba příkop se třikrát až čtyřikrát větší plochou než pro štěrkové lože.
Výhodou takového řešení je především větší tepelná setrvačnost, která se promítá do teploty vzduchu po proudění výměníkem. Vyplývá z mnohem větší kontaktní plochy než štěrkového lože tepelného výměníku s původní půdou, ve které se hromadí teplo. Ve skutečnosti je celý proud vzduchu protékající výměníkem v kontaktu s ním, zatímco ve štěrkovém loži značná část vzduchu proudí uvnitř lože pryč od země. Z tohoto důvodu je množství převedené energie rozhodně menší, pokud není zajištěno tzv. Regenerace depozitu.
Cena a ziskovost tepelných výměníků
Není nadšenců nadzemních výměníků tepla a jejich současní uživatelé jsou s nimi obecně velmi spokojeni. Kromě pohodlí má použití GWC především ekonomické výhody.
Náklady na výstavbu GWC pro rodinný dům jsou 2–12 tisíc. PLN v závislosti na použitých materiálech (antibakteriální trubky jsou nejdražší), vstupech jejich vlastní práce a stupni složitosti. Takže ne pár vůbec.
Účinnost, jako v případě jakéhokoli zařízení využívajícího energii získanou z přírody, závisí na povětrnostních podmínkách, tj. Je do značné míry náhodná a je obtížné ji předem stanovit.
Nezapomeňte, že kromě snižování nákladů na topení získáváme v létě také zlepšení mikroklimatu foukáním studeného vzduchu do interiéru. Účinnost chlazení GWC lze porovnat s efektem jednoduchého přenosného klimatizačního zařízení, které stojí téměř 1 000 PLN a navíc spotřebovává několikrát více elektřiny než ventilátory rekuperátoru. To také hovoří ve prospěch pozemního tepelného výměníku, a to musí být zohledněno při výpočtu ziskovosti.
Teoretické úvahy ukazují, že celková úspora vyplývající z ohřevu a chlazení vzduchu zemním tepelným výměníkem může být až několik set zlotých ročně. Čím dražší je palivo, které vytápíme dům, tím větší bude zisk.