Jak zrobić gruntowy wymiennik ciepła?

Print image
Copy link image
time image Artykuł na: 6-9 minut
Jak zrobić gruntowy wymiennik ciepła?

Gruntowy wymiennik ciepła (GWC) to bardzo proste urządzenie (o ile urządzeniem można nazwać odpowiednio przygotowaną dziurę w ziemi, wypełnioną żwirem), które w znakomity sposób poprawia komfort pracy systemu wentylacji mechanicznej, zwiększa jej efektywność i zmniejsza koszty.

Przy okazji doskonale podnosi jakość nawiewanego powietrza. Jego sposób działania polega na wykorzystaniu ogromnej pojemności cieplnej gruntu oraz faktu, że temperatura ziemi stabilizuje się wraz z głębokością, niezależnie od warunków panujących na powierzchni.

Z punktu widzenia konstrukcji, można je podzielić na przeponowe i bezprzeponowe. Różnica polega na tym, że w pierwszym typie nie ma bezpośredniego kontaktu między czynnikami, w których następuje wymiana ciepła - wymienniki rurowe, w drugim natomiast zasysane powietrze ma bezpośredni kontakt z gruntem, przez który przepływa - wymienniki żwirowe i płytowe. Warto zapoznać się z zasadami działania oraz budową poszczególnych typów przed podjęciem decyzji o instalacji GWC - każdy z nich ma inny zestaw wad i zalet (zarówno przy montażu, jak i w użytkowaniu), które wpłyną później na komfort mieszkańców domu (a także na stan ich portfeli).

Rurowy wymiennik ciepła
Rurowy wymiennik ciepła (fot. www.rekuperatory.pl)
Płytowy wymiennik ciepła
Płytowy wymiennik ciepła (fot. Pro-Vent)

W każdym wypadku idea działania jest taka sama i polega na wykorzystaniu faktu, że wraz ze wzrostem głębokości, spada zakres wahań temperatury gruntu. Na głębokości około 15 m stabilizuje się ona na poziomie 8°C, aby później od głębokości 50 m rosnąć o około 3°C co każde 100 m - ale to głębokości, które już nas zupełnie nie interesują.

Gruntowy wymiennik ciepła musi być usytuowany poniżej poziomu przemarzania gruntu (w zależności od regionu Polski, wartość ta waha się od nieco poniżej do nieco powyżej metra). Optymalną, ze względu na wydajność energetyczną, głębokością posadowienia jest około 4-5 m, można jednak sytuować go w znacznie płytszych wykopach, symulując głębokość przez umieszczenie nad wymiennikiem warstwy, co dodatkowo izoluje wymiennik od wpływów zewnętrznych.

Efektem jest zdecydowane spłaszczenie amplitudy temperatury i obniżenie ciepłoty powietrza nawiewanego latem oraz podwyższenie jej zimą. Przykładowo, jeśli amplituda temperatury powietrza w lipcu będzie się mieścić w zakresie 20-35°C ze średnią około 28°C - za GWC otrzymamy powietrze o średniej temperaturze około 18°C i amplitudzie 16-24°C. Z kolei w zimie przyjmując okres, w którym temperatura na zewnątrz oscyluje w granicach +1 do -24°C i średniej około -10°C, powietrze za GWC będzie miało średnią temperaturę około +2°C i zakres wahań +1 do +3°C.

Oczywiście w warunkach mniej ekstremalnych zyski energetyczne będą stosownie mniejsze. Jednocześnie zimą GWC podnosi temperaturę powietrza zewnętrznego przed rekuperatorem eliminując bardzo niekorzystny efekt zamarzania wymiennika.

Gruntowy wymiennik ciepła w warunkach letnich - schemat działania
Gruntowy wymiennik ciepła w warunkach letnich
Gruntowy wymiennik ciepła w warunkach zimowych - schemat działania
Gruntowy wymiennik ciepła w warunkach zimowych

Wymiennik stanowi więc nie tylko doskonałe uzupełnienie systemu grzewczego zimą, ale również fantastyczną (i niemal darmową pod względem kosztów użytkowania) formę naturalnej klimatyzacji latem. "Niemal" - gdyż wymiennik stanowi kolejny element zwiększający opór i utrudniający przepływ powietrza - wymusza więc dalsze zwiększenie mocy wentylatorów nawiewnych, a zatem i zwiększenie poboru energii elektrycznej.

Nie oznacza to oczywiście również, że GWC może zastąpić klimatyzację. Nie jest on w żadnym razie w stanie skompensować zysków energetycznych budynku, powstałych chociażby przez bezpośrednie operowanie słońca przez okna. Zdecydowanie jednak poprawi temperaturę (a możliwe, że i wilgotność, ale o tym za chwilę) powietrza w budynku. Ma również kilka innych zalet. Dotyczą one jednak głównie wymienników bezprzeponowych (żwirowych i płytowych), czyli takich, w których powietrze bezpośrednio styka się z gruntem. Pierwszą z nich jest wspomniana już regulacja wilgotności.

Odpowiednio przygotowany grunt znakomicie odprowadza skropliny, powstające na skutek ochłodzenia powietrza, jak również oddaje parę wodną, jeśli powietrze jest zbyt suche. Oznacza to, że problem z przesuszonym powietrzem zimą i zbyt wilgotnym (powodującym uczucie duszności) latem - przestaje istnieć, a przynajmniej sytuacja ulega znaczącej poprawie. Kolejnym atutem (dotyczącym również wyłącznie wymienników bezprzeponowych) jest dość znaczna redukcja ilości bakterii i grzybów w nawiewanym powietrzu.

Jeśli zdecydujemy się na instalację gruntowego wymiennika ciepła, warto pamiętać, że zgodnie z polskim prawem budowlanym, prowadząca do niego czerpnia powietrza powinna znajdować się minimum 2 m powyżej poziomu terenu.

Wyrzutni powietrza nie należy umieszczać w miejscu, z którego często wiejący wiatr wciskałby wywiewane powietrze z powrotem do instalacji.

Poradnik
Cenisz nasze porady? Możesz otrzymywać najnowsze w każdy czwartek!
Czerpnia powietrza
Czerpnia powietrza służy do pobierania powietrza z zewnątrz, umieszcza się ją w ścianie domu, podbitce dachowej lub w ogrodzie (zazwyczaj łączy się ją wtedy z wymiennikiem gruntowym). Jeśli czerpnia ma być zamontowana na ścianie, nie może się znaleźć od strony ruchliwej ulicy, co powodowałoby napływanie do domu spalin i pyłu (fot. Archiwum BD)
Wyrzutnia powietrza
Wyrzutnia usuwa zużyte powietrze na zewnątrz, najczęściej lokuje się ją na dachu w formie gotowego komina lub w ścianie szczytowej budynku (fot. Archiwum BD)

dr inż. architekt Piotr Kmiecik
współpraca: mgr inż. Mateusz Łagoda

Zdaniem naszych Czytelników

time image

Gość Gość Krzysztof

24 Mar 2017, 07:51

GWC można jeszcze realizować z przesuniętą osłoną bilansową oraz wykorzystywać do osuszania budynku szczególnie dachu. Rozwiązanie wg Patentu Nr 218007 oraz Zgłoszenia Patentowego Nr P408928. Zapraszam do współpracy.

time image

Gość Piotr

23 Mar 2017, 18:51

Krótkie uzupełnienie do artykułu. Jest jeszcze jeden typ GWC: Grzebieniowy GWC (www.grzebieniowyGWC.pl) łączy zalety żwirowych i płytowych wymienników. Moim nieskromnym zdaniem (jestem autorem rozwiązania :-)) najlepsza konstrukcja na rynku.

Wiecej na Forum BudujemyDom.pl

Dodaj komentarz

time image
time image
Warto wiedzieć dodatkowo:
Zobacz inne artykuły
Wentylacja z rekuperatorem - oszczędność, komfort i zdrowie
Wentylacja z rekuperatorem - oszczędność, komfort i zdrowie
Zadaj pytanie ekspertowi Masz wątpliwości lub dodatkowe pytania? Napisz do nas!
expert image
Akceptowane formaty plików: 'jpg', 'jpeg', 'gif', 'bmp', 'png'. Dodawanie wielu plików - wciśnij CTRL.
Administrator danych osobowych: AVT-Korporacja sp. z o.o. z siedzibą: ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa. Cel przetwarzania danych: udzielenie odpowiedzi na zadane pytanie. Administrator danych osobowych: AVT-Korporacja sp. z o.o. z siedzibą: ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa. Cel przetwarzania danych: udzielenie odpowiedzi na zadane pytanie. Okres przetwarzania danych: Twoje dane przetwarzane będą do czasu istnienia podstawy do ich przetwarzania – czyli w tym konkretnym przypadku, do czasu udzielenia odpowiedzi. Masz prawo do: dostępu do Twoich danych, ich sprostowania, usunięcia, ograniczenia przetwarzania, wniesienia sprzeciwu wobec przetwarzania Twoich danych lub ich przenoszenia. Możesz: odwołać zgodę na przetwarzanie Twoich danych osobowych, zażądać, by Twoje wszystkie dane zostały usunięte. Podstawy prawne: art. 5, 6, 12, 13 Ogólnego rozporządzenia o ochronie danych osobowych (RODO). Czytaj więcej
Dodano plik do wysłania
Poradnik
Cenisz nasze porady? Możesz otrzymywać najnowsze w każdy czwartek!
Budujemy Dom
11,90 zł tylko teraz!
Teraz za darmo!
Od teraz, dla wszystkich! Wystarczy, że się zalogujesz. A otrzymasz dostęp do wszystkich artykułów z papierowego Budujemy Dom! Całkowicie za darmo!
Dom Energooszczędny Vademecum 2020

Dom Energooszczędny Vademecum

ABC Budowania 2020

ABC Budowania

Jak budować bez błędów

Wnętrza 2021

Wnętrza

Nowoczesne, stylowe, piękne wnętrza - zasady, porady, inspiracje

Czas na Wnętrze maj 2021

Czas na Wnętrze

Magazyn wnętrzarski pełen inspiracji

Twój Dom Twój Styl 2019

Twój Dom Twój Styl

Poradnik shoppingowy

Budujemy Dom maj 2021

Budujemy Dom

Czasopismo budowlane dla budujących dom i wykonawców

Dom Polski 2021

Dom Polski

Jak zbudować dom tańszy niż mieszkanie

Nowoczesne Instalacje 2021

Nowoczesne Instalacje