Gruntowy wymiennik ciepła (GWC) - zasada działania

Gruntowy wymiennik ciepła - zasada działania

Gruntowy wymiennik ciepła działa na zasadzie wymiany ciepła między stabilnym termicznie gruntem a przepływającym przez niego powietrzem. Na głębokości około 2 metrów temperatura gruntu pozostaje względnie stała przez cały rok. Zimą, gdy temperatura powietrza zewnętrznego jest niska, powietrze przepływające przez podziemne kanały wymiennika ogrzewa się od kontaktu z ciepłym gruntem. Latem natomiast powietrze ochładza się, odbierając nadmiar ciepła z wnętrza budynku. Następnie, podgrzane lub schłodzone powietrze trafia do systemu wentylacji, np. rekuperatora, skąd jest rozprowadzane po pomieszczeniach.

Rodzaje wymienników GWC

Istnieją dwa podstawowe typy gruntowych wymienników ciepła:

• Wymienniki rurowe (przeponowe): W tym przypadku powietrze przepływa przez rury zakopane w ziemi. Efektywność wymiany ciepła zależy od materiału rury (najczęściej stosowany jest polietylen o wysokiej gęstości) oraz jej grubości. Dodatkowo, na efektywność wpływa wilgotność gruntu, głębokość ułożenia rur oraz ich rozmieszczenie.
• Wymienniki modułowe (bezprzeponowe): W tych wymiennikach powietrze przepływa przez specjalne kanały, które są bezpośrednio w kontakcie z gruntem. Dzięki temu powierzchnia wymiany ciepła jest znacznie większa niż w przypadku wymienników rurowych, co przekłada się na wyższą efektywność.

Czynniki wpływające na efektywność GWC

Na efektywność działania gruntowego wymiennika ciepła wpływa kilka czynników. Po pierwsze, materiał rury ma kluczowe znaczenie - polietylen o wysokiej gęstości (PEHD) charakteryzuje się wysoką odpornością chemiczną i dobrą przewodnością cieplną, co przekłada się na wysoką efektywność wymiany ciepła. Po drugie, wilgotność gruntu odgrywa istotną rolę, ponieważ wyższa wilgotność sprzyja lepszej wymianie ciepła. Głębokość ułożenia rur lub kanałów również wpływa na efektywność - im głębiej są one umieszczone, tym bardziej stabilna jest temperatura gruntu i tym większa jest wydajność wymiennika. Ostatnim, niemniej ważnym czynnikiem jest optymalne rozmieszczenie elementów wymiennika w gruncie, które ma bezpośredni wpływ na jego wydajność.

Zalety stosowania GWC

Stosowanie gruntowych wymienników ciepła niesie ze sobą wiele korzyści. Przede wszystkim, dzięki wykorzystaniu darmowej energii geotermalnej, można znacznie obniżyć koszty ogrzewania i chłodzenia budynku. Po drugie, GWC zapewniają stałą temperaturę powietrza w pomieszczeniach przez cały rok, co przekłada się na wysoki komfort użytkowania. Ponadto, zastosowanie odnawialnego źródła energii, jakim jest energia geotermalna, przyczynia się do ochrony środowiska.

Kiedy wybrać system GWC?

Gruntowe wymienniki ciepła są idealnym rozwiązaniem dla osób, które chcą zmniejszyć koszty eksploatacji budynku i jednocześnie dbać o środowisko. Szczególnie polecane są dla domów pasywnych i budynków z rekuperacją.

Wyzwania:

• Wysoki poziom wód gruntowych może utrudnić montaż niektórych typów wymienników.
• Wymagają starannego projektu i wykonania.

Gruntowe wymienniki ciepła to innowacyjne rozwiązanie, które pozwala na efektywne wykorzystanie naturalnych zasobów energetycznych. Dzięki swojej prostocie i efektywności, GWC zyskują coraz większą popularność wśród inwestorów poszukujących ekologicznych i ekonomicznych rozwiązań dla swoich budynków.

źródło i zdjęcie: Global Tech