Gruntowy wymiennik ciepła (GWC) jest dodatkowym wyposażeniem systemu rekuperacji, dzięki któremu pozyskuje się energię z gruntu. Wymiennik stanowi również wsparcie dla rekuperatora podczas bardzo niskich temperatur zewnętrznych pełniąc rolę dodatkowej ochrony antyzamrożeniowej.
Ogromne znaczenie przy podejmowaniu decyzji o montażu GWC powinien mieć rodzaj gruntu. Jeśli grunt jest suchy i piaszczysty: zyski z nie są warte zachodu. Jednak gliniaste, wilgotne podłoże będą idealne, by do rekuperatora trafiło powietrze już wstępnie opracowane temperaturowo: latem chłodniejsze, zimą cieplejsze.
Warto jest też rozważyć wielkość terenu, gdzie położona będzie instalacja zewnętrzna gwc. Istnieje kilka sposobów kładzenia instalacji i przed podjęciem decyzji warto skonsultować temat z inżynierem.
GWC glikolowy w systemie rekuperacji składa się z dwóch części:
Dzięki energii zgromadzonej na głębokości 1,5 – 2 m w gruncie, odzyskiwana jest energia, która służy do wstępnego opracowania strumienia powietrza nawiewanego, zanim jeszcze trafi ono do rekuperatora. Takie opracowane przez tę instalację powietrze latem jest chłodniejsze, zimą zaś cieplejsze.
W praktyce oznacza to, że gruntowy wymiennik ciepła glikolowy zapewnia większe oszczędności i jeszcze większy komfort w wentylowanych pomieszczeniach.
GWC rurowy składa się z dwóch części: zewnętrznej instalacji z glikolem umieszczonej w gruncie na głębokości 1,5 – 2 m oraz z jednostki zewnętrznej: urządzenia zamontowanego przy rekuperatorze.
Podstawową funkcją gruntowego wymiennika ciepła jest obróbka temperaturowa powietrza: zimą jest ono podgrzewane, latem schładzane. Dzięki temu do wymiennika rekuperatora dostaje się świeże powietrze z zewnątrz, ale opracowane: zimą podgrzane, a latem ochłodzone. W wyniku tej obróbki zimą cały system rekuperacji jest w stanie osiągnąć dużo wyższe sprawności odzysku ciepła. Nawiewane do pomieszczeń powietrze jest także cieplejsze, a wymiennik dodatkowo chroniony przed przemarzaniem.
Latem nawiewane do pomieszczeń powietrze jest chłodniejsze, co zwiększa komfort przebywania w wentylowanych pomieszczeniach.
Gruntowy wymiennik ciepła korzysta z energii zgromadzonej w ziemi, gdzie na głębokości około 2 m panuje stała temperatura zarówno w lecie, jak i w zimie. Krążące w przewodach medium (powietrze lub glikol) transportuje energię do rekuperatora, gdzie oddaje ją do powietrza nawiewanego do budynku. W zależności od pory roku i ustawień rekuperatora zaciągane powietrze ogrzewa się lub ochładza poprawiając parametry pracy całego systemu wentylacyjnego. W dobrze zaizolowanym domu energooszczędnym z pewnością da się odczuć efekt pracy z tego systemu, bo w budynkach takich ilość energii, która potrzebna jest do ogrzania, jest niewielka. Także ze względu również na doskonałą izolację dużo łatwiejsze będzie schłodzenie go i utrzymanie komfortowej temperatury.
Zwiększysz korzyści, jeżeli dom będzie posiadał:
Wymiennik glikolowy dostarcza do rekuperatora powietrze po wstępnej obróbce: zimą cieplejsze, latem chłodniejsze od powietrza zewnętrznego. Zwiększa to efektywność systemu rekuperacji oraz jeszcze bardziej podnosi komfort w rekuperowanych pomieszczeniach.
Gruntowy wymiennik ciepła rekuperacja: Zamontowany gruntowy wymiennik ciepła (z prawej) z rekuperatorem AERISnext 600 (z lewej).
Gwc przynosi określone korzyści nie tylko latem. Fenomenalnie działa także zimą, wstępnie ogrzewając czerpane z zewnątrz zimne powietrze. Rekuperator z gruntowym wymiennikiem ciepła jest jak związek idealny: zgodny i czerpiący od siebie nawzajem maksimum korzyści. Jak działa rekuperacja. Przeczytaj, jak działa rekuperacja.
Na zdjęciu z prawej strony za GWC widoczny manometr.
Dzieje się tak dzięki wykorzystaniu energii zgromadzonej w ziemi, gdzie panuje stała temperatura na głębokości 1,5 – 2 m. Dzięki wykorzystaniu energii gruntu, powietrze, które wchodzi do rekuperatora, ma wyższą lub niższą temperaturę niż temperatura zewnętrza: latem jest ona niższa, zimą wyższa. Pozwala to wymiennikowi ciepła rekuperatora na uzyskanie jeszcze większych parametrów odzysku ciepła. Można więc powiedzieć, że związek rekuperatora z gwc jest wyjątkowo udany.
Nie należy jednak zapominać, że nawet rekuperator z gruntowym wymiennikiem ciepła nie zastąpi w naszym klimacie systemu grzewczego zimą. Latem nie zastąpi też klimatyzacji na górnych kondygnacjach, gdzie potrafi być bez klimatyzacji naprawdę gorąco.
Jednak już przy domu parterowym można się pokusić o stwierdzenie, że duet rekuperatora z gruntowym wymiennikiem ciepła na tyle ochładza nawiewane powietrze, że jest w stanie utrzymać na długo komfortową temperaturę latem.
Oczywiście pod warunkiem, że podczas najbardziej gorących letnich dni odetnie się też bezpośredni dopływ promieni słonecznych do pomieszczeń używając do tego np. rolet zewnętrznych.
Na zdjęciu wyjście instalacji z budynku. Zobacz więcej zdjęć z montażu instalacji zewnętrznej GWC
Uwaga! Przejście rurki z glikolem od jednostki wewnętrznej do instalacji wewnętrznej trzeba przewidzieć na wczesnym etapie budowy domu. Jeśli inwestor poważnie rozważa montaż GWC, należy zrobić to nie później niż na etapie fundamentów!
W Polsce przez około 8 miesięcy w roku trzeba dogrzewać dom, by uzyskać w nim komfortową temperaturę i uzupełnić straty ciepła (wynikające z otwierania drzwi wejściowych, przenikalności ścian, okien, etc.).
System rekuperacji odzyskuje znaczną część energii już w samym wymienniku, jednak gruntowy wymiennik z rekuperatorem robi coś więcej: ogrzewa powietrze zanim trafi ono do rekuperatora. Dzięki temu nawiewane powietrze jest jeszcze cieplejsze, a korzyści z wentylacji mechanicznej większe.
Latem zazwyczaj poza klimatyzacją nie istnieje wiele możliwości ochłodzenia budynku, szczególnie jego górnej kondygnacji. Wraz z upływem ciepłych dni wnętrze domu staje się powoli coraz cieplejsze w wyniku kumulowania się energii słonecznej wpadającej przez okna, wynikającej z użytkowania kuchni, łazienek czy po prostu energii pochodzącej od ludzi.
Proces ten przebiega wolniej w domach o dużej kubaturze i wykonanych z materiałów kumulujących ciepło. Budynek duży, wykonany z kamienia będzie miał dużo większą bezwładność termiczną niż niewielki domek wykonany z typowo izolujących materiałów budowlanych.
Dużym mankamentem budynków o wysokiej bezwładności termicznej są stosunkowo duże koszty ogrzewania: aby dom był ciepły, należy wprowadzić duże ilości energii w ściany budynku. Odwrotnie latem – taki dom teoretycznie dłużej zachowa przyjemny chłód, nawet przy stosunkowo częstym tradycyjnym wietrzeniu. Coś za coś.
Budynek dobrze zaizolowany zachowuje się inaczej: ściany nie kumulują dużych ilości ciepła, za to jego bezwładność termiczna zapewniana jest przez maksymalną szczelność. Jeśli dom z niewielką bezwładnością przewietrzymy zimą poprzez otwarcie okien – nastąpi jego szybkie wychłodzenie. Podobnie latem – otwarcie okien i wietrzenie gorącym, letnim powietrzem spowoduje szybkie ogrzanie się wnętrza budynku.
Latem temperatura powietrza dostarczanego przez czerpnię do rekuperatora jest dokładnie taka, jak na zewnątrz: wysoka. Przy zastosowaniu gwc, temperatura powietrza dostarczonego do rekuperatora zostaje obniżona właśnie dzięki energii uzyskanej z jego pracy.
Gwc nie jest urządzeniem klimatyzacyjnym i nie posiada możliwości utrzymywania ustalonej temperatury. Nawiewane chłodniejsze powietrze będzie mocno odczuwalne w pobliżu anemostatu, dalej szybko miesza się ono z powietrzem wewnątrz pomieszczenia, więc z anemostatu nigdy nie popłynie silny strumień chłodu, jak ma to miejsce w przypadku klimatyzatora, który niejednokrotnie nawiewa silny strumień powietrza o temperaturze zaledwie kilkunastu stopni. Aby uzyskać skuteczniejsze chłodzenie, należy nieco zwiększyć ilość powietrza nawiewanego do budynku w okresie upałów. Nie może być jednak ona maksymalna, gdyż praca w takim trybie spowoduje szybsze ogrzewanie rury wymiennika.
Etap zero wykonania instalacji zewnętrznej GWC: wykopy – przygotowanie pod montaż rurek z glikolem.
Rozłożona zewnętrzna instalacja gruntowego wymiennika ciepła.
Wilgotny grunt to grunt doskonały dla GWC.
Podłączenie GWC do rekuperatora
GWC nie jest urządzeniem klimatyzacyjnym i nie posiada jego mocy. Przy rekuperacji klimatyzacja powinna zostać zamontowana dodatkowo. Glikolowy wymiennik ciepła pozyskuje chłód w naturalny sposób, z gruntu. O ile dla jednych może to być zdecydowany minus (dla tych polecamy montaż klimatyzacji, szczególnie na górnej kondygnacji budynku), dla innych będzie nie lada gratką. Możliwość korzystania z darmowej energii zgromadzonej w ziemi jest rozwiązaniem nie tylko zdrowszym, ale i proekologicznym wykorzystującym naturalne zdolności gruntu do magazynowania energii.
W dobrze wykonanym domu energooszczędnym o rozsądnej ilości przeszkleń i dobrze wykonanej izolacji, właściwie zaprojektowany i zainstalowany system wentylacyjny wyposażony w gruntowy wymiennik ciepła zapewni nawiew świeżego powietrza o temperaturze o kilka stopni niższej niż gdyby pochodziła ona z samego rekuperatora. By zapewnić sobie jednak możliwość obniżania i precyzyjnej korekty temperatury, należy zamontować klimatyzację.
Tak, choć jest to trudniejsze, niż w przypadku montażu na etapie budowy. Wiąże się z większymi nakładami pracy, np. koniecznością wykonania wykopów często już zaaranżowanej części zielonej przy domu, wykonania przejścia przez fundament, bałaganem budowlanym w miejscu montażu jednostki wewnętrznej przy rekuperatorze: pytanie, czy jest tam jeszcze miejsce na gwc). Jedynym tak naprawdę niezbędnym warunkiem jednak jest posiadanie rekuperatora o określonej mocy (lub jego wymiana dla starszych systemów).
Możliwa jest również taka sytuacja, gdy montaż gwc zostanie zaplanowany na etapie budowy, jednak jego wykonanie inwestor przełoży na później. Wykonane więc zostaną wszelkie konieczne prace ziemne oraz dobrany właściwej mocy rekuperator.
Tak, czy inaczej o tym, czy zamierza się zainstalować GWC, warto zdecydować jak najwcześniej.
Rozsądnie. Oznacza to, że intensywna praca gwc powinna odbywać się raczej w godzinach, gdy skwar na zewnątrz nie osiągnął swych maksymalnych wartości. Logicznym jest, że łatwiej schłodzić powietrze o temperaturze 25 czy 29 stopni niż powietrze 32 czy 35-stopniowe. To samo dotyczy miesięcy zimowych. Dzięki ograniczeniu intensywności przewietrzania w okresie największych szczytowych temperatur, uzyskamy dłuższą żywotność pracy wymiennika i jego skuteczniejszą pracę.
Tak, choć jest to trudniejsze, niż w przypadku montażu na etapie budowy. Wiąże się z większymi nakładami pracy, np. koniecznością wykonania wykopów często już zaaranżowanej części zielonej przy domu, wykonania przejścia przez fundament, bałaganem budowlanym w miejscu montażu jednostki wewnętrznej przy rekuperatorze: pytanie, czy jest tam jeszcze miejsce na gwc). Jedynym tak naprawdę niezbędnym warunkiem jednak jest posiadanie rekuperatora o określonej mocy (lub jego wymiana dla starszych systemów).
Możliwa jest również taka sytuacja, gdy montaż gwc zostanie zaplanowany na etapie budowy, jednak jego wykonanie inwestor przełoży na później. Wykonane więc zostaną wszelkie konieczne prace ziemne oraz dobrany właściwej mocy rekuperator.
Tak, czy inaczej o tym, czy zamierza się zainstalować GWC, warto zdecydować jak najwcześniej.
Dobrej jakości rekuperator automatycznie reguluje pracą gruntowego wymiennika ciepła: dotyczy to automatycznego załączania oraz by-passu, czyli obejścia wymiennika ciepła w rekuperatorze w celu doprowadzenia w lecie do budynku powietrza maksymalnie schłodzonego.
Rekuperatory przeciwprądowe AERISnext współpracują z gwc w trybie automatycznym – nie jest wymagana żadna ingerencja ze strony użytkownika. Warto jednak podczas pracy gwc (co widoczne jest na sterowniku EASE – zdjęcie poniżej – znaczek EWT), regulować w rozsądny sposób intensywność wentylacji.
I tak: aby uzyskać skuteczniejsze chłodzenie należy zwiększyć ilość powietrza nawiewanego do budynku, czyli ustawić pracę rekuperatora na średni lub maksymalny tryb pracy (najlepiej 3). Jednocześnie jednak należy pamiętać, by – o ile to możliwe – w godzinach największego upału i podczas na przykład nieobecności domowników – zmniejszyć intensywność wentylacji (na bieg 1). Dzięki temu uda się na dłużej zachować energię dolnego źródła.
W domu z rekuperacją i gruntowym wymiennikiem ciepła ogranicz dopływ słońca
Jeśli przez okna wpadać będzie duża ilość energii słonecznej, ogrzewać się nią będą wszelkie przedmioty znajdujące się w pomieszczeniu: meble, dywany, ściany itp. Rozgrzana plama słoneczna na dywanie jest odczuwana przez człowieka porównywalnie z dobrze rozgrzanym grzejnikiem zimą! Najważniejsze to nie dopuścić do przegrzania pomieszczeń. Zadbaj o szczelne zamknięcie rolet zewnętrznych – szczególnie na oknach dachowych, które – ponieważ są usytuowane pod określonym kątem do promieni słonecznych – nagrzewają się najmocniej. W okresie upałów w domu z rekuperacją nie należy otwierać okien ani drzwi balkonowych, co oznaczałoby wprowadzenie do domu powietrza o bardzo wysokiej temperaturze, które później trudno byłoby ochłodzić. Rolety na oknach dachowych powinny być szczelnie zamknięte w godzinach największego nasłonecznienia.
| Prawda | Mit |
|---|---|
|
|
Na skuteczną pracę gwc olbrzymi wpływ mają poza tym: głębokość umieszczenia w gruncie instalacji zewnętrznej, rodzaj gruntu, w jakim umieszczony jest wymiennik oraz ilość dochodzących do gruntu promieni słonecznych, co bezpośrednio związane jest z nasadzeniami roślin.
Jeśli rurki z glikolem umieszczone będą za płytko, czyli powyżej tzw. strefy przemarzania gruntu, na jego pracę wpływ będą miały zimowe mrozy oraz letnie upały: zimą wymiennik będzie przymarzać i tracić sprawność, latem jego skuteczność spadnie ze względu na ogrzewanie się gruntu wokół niego.
Oczywiście przesadzanie z głębokością wkopywania instalacji, poza zwiększeniem kosztów wykonania wykopu, na niewiele się zda – zarówno 2 czy 4 metry pod ziemią panują praktycznie identyczne warunki temperaturowe. Warto w tym temacie zaufać fachowcowi z odpowiednim doświadczeniem.
Rekuperacja z glikolowym wymiennikiem ciepła Więcej informacji o rekuperacji z GWC uzyskasz od naszego Doradcy