Istnieje kilka typów gruntowych wymienników ciepła, które mogą być obecnie używane. Możliwość aranżacji własnymi rękami, dobra wydajność, a także sama prostota konstrukcji sprawiły, że ten rodzaj wentylacji jest bardzo popularny do aranżacji w prywatnym domu.
Opis systemu
Dziś wiadomo na pewno, że we wszystkich krajach WNP temperatura gleby na głębokości około dwóch metrów pozostaje prawie niezmieniona. Przybliżona temperatura gruntu przez cały rok wynosi +10 stopni Celsjusza. Obserwuje się niewielkie zmiany w zależności od regionu, ale zwykle nie przekraczają one dwóch stopni. Instalacja gruntowych wymienników ciepła implikuje wykorzystanie tej darmowej energii. Tak więc w ciepłym sezonie taka wentylacja ochłodzi powietrze w pomieszczeniu, a zimą ogrzeje je. Ponadto dodatkowe ciepło może pomóc w oszczędzaniu temperatury generowanej przez inne elementy grzejne.
Obecnie nieutwardzonaWymiennik ciepła jest najczęściej używany w połączeniu z rekuperatorem. Rekuperator to urządzenie wymiany ciepła, które jest przeznaczone do ogrzewania zimnego powietrza kosztem ciepłego powietrza wywiewanego. Ponadto jego system obejmuje wentylatory, filtry, orurowanie i urządzenie grzewcze.
Korzystanie z systemu
Taki schemat gruntowego wymiennika ciepła pozwala na uzyskanie powietrza z gruntu już nieco podgrzanego, co pozwala zaoszczędzić pewną ilość energii, która byłaby potrzebna do pracy wymiennika ciepła. Obecność takiego systemu ogrzewania powietrza pozwoli również zaoszczędzić energię i projekt wymiennika ciepła. W tym przypadku oznacza to, że wewnątrz rurociągu nie powstanie kondensat, ponieważ temperatura powietrza przechodzącego przez rury będzie przez cały czas w przybliżeniu taka sama. Problem z kondensatem może pojawić się tylko wtedy, gdy wymiennik ciepła jest włączony, ale jednocześnie wpada do niego początkowo mroźne powietrze.
Wpływ klimatu na wentylację
Sprawność gruntowego wymiennika ciepła do wentylacji dość silnie zależy od klimatu obserwowanego w regionie. Jeśli mówimy o klimacie w krajach WNP, to zainstalowanie wymiennika ciepła może pomóc w podgrzaniu lub schłodzeniu powietrza w regionie od 5 do 20 stopni Celsjusza. Wydajność samego systemu będzie bezpośrednio zależeć od tego, jak duża jest różnica temperatur między glebą a powietrzem. Im większa różnica, tym wydajniej działa system. Dzięki temu efektowi gruntowy wymiennik ciepła do wentylacji pomieszczenia jest skutecznyśrodek zaradczy zarówno zimą jak i latem. Podczas upału system może zapewnić obniżenie temperatury od 30 do 20 stopni. W mroźną pogodę temperatura może wzrosnąć od -20 do 0 stopni.
Przy obliczaniu gruntowego wymiennika ciepła do wentylacji należy wziąć pod uwagę fakt, że wiosną i jesienią wpływ takiej wentylacji na temperaturę praktycznie nie występuje. Uzasadnia się to zbyt zbliżonymi wartościami temperatury otoczenia i gruntu, przez co wymiana powietrza ulega znacznemu spowolnieniu. W niektórych przypadkach taki system może nawet działać w trybie ujemnym. Na przykład temperatura w pomieszczeniu wynosi 12 stopni Celsjusza, a obecność wymiennika ciepła obniży ją do 8 stopni. Biorąc pod uwagę ten fakt, należy własnymi rękami wyposażyć gruntowy wymiennik ciepła w taki sposób, aby można go było wyłączyć lub zablokować dla bezpośredniego przepływu powietrza.
Główne typy systemów
Obecnie znane są dwa główne typy takiego systemu - jest to rurowy i bezkanałowy wymiennik ciepła. Przy aranżacji systemu bezkanałowego zostanie zastosowana warstwa podziemna, przez którą będzie przechodzić powietrze. Typ rury lub kanału oznacza obecność rur do montażu gruntowego wymiennika ciepła, przez który będzie przechodzić powietrze. Powinny być również układane pod ziemią.
Te dwa typy łączy fakt, że główny kanał typu wlotowego musi być podłączony do wentylacji. Główny wymóg dlaNależy pamiętać, że system musi mieć mechanizm przełączania między tymi dwoma trybami. Pierwszy tryb będzie wykorzystywał bezpośrednie doprowadzenie powietrza z ulicy, drugi tryb będzie wykorzystywał wymiennik ciepła.
Kanałowy wymiennik ciepła
Wybierając między powietrznymi gruntowymi wymiennikami ciepła do prywatnego domu, lepiej wybrać tę opcję. Oczywiście wymaga to więcej czasu i pieniędzy, ale jest też bardziej efektywne. W celu wykonania tego typu wentylacji konieczne jest ułożenie systemu rur w przygotowanym wykopie w gruncie. Średnio długość rurociągu wynosi od 15 do 50 metrów. Wybór zależy tylko od możliwości i obszaru.
W tym miejscu należy pamiętać, że rury gruntowego wymiennika ciepła można obracać, ponieważ ma to niewielki wpływ na ruch powietrza. Ponadto im dłuższy system, tym wydajniej będzie działał, co również jest bardzo ważne do rozważenia. Układanie krótkiego wymiennika nie ma większego sensu.
Wybór rur do układania
Jak już wspomniano, aby efektywnie korzystać z systemu, musi on mieć dużą długość. Jeśli pozwala na to obszar wokół domu, wokół domu można położyć tylko jedną rurę. Jeśli przestrzeń jest ograniczona, możesz użyć stosu równoległego. Średnica rur do normalnego funkcjonowania systemu powinna wynosić od 200 do 250 milimetrów.
Świetny wybórto rury polipropylenowe. Przy obliczaniu gruntowego wymiennika ciepła trzeba też wiedzieć, że można usprawnić proces wymiany ciepła, zmniejszając grubość ścianek i zwiększając ich powierzchnię. Na tej podstawie można zastosować materiał falisty. W takim przypadku ciepło w ogóle nie pozostanie w systemie glebowym. Bardzo ważne jest również wyposażenie systemu w spadek około 2% w dowolnym kierunku. Niewielkie nachylenie w tym przypadku jest konieczne, aby kondensat, który utworzy się podczas bardzo upałów, mógł bez problemu odpłynąć.
Zapasy i inne elementy systemu
W celu skutecznego odprowadzenia kondensatu z instalacji konieczne jest wyposażenie rurociągu nie tylko w spad, ale również wykonanie niewielkiego otworu w dnie rury. Aby spuścić płyn, konieczne jest wyposażenie studni drenażowej lub wyciągnięcie wniosku bezpośrednio do ziemi. Jeśli strona ma niski poziom wód gruntowych, konieczne jest wykonanie poduszki z piasku dla systemu. Koniec rury, który znajduje się na miejscu, musi być wyposażony w filtr. Ponadto musi być zainstalowany powyżej poziomu śniegu, który pada zimą.
Układając gruntowy wymiennik ciepła własnymi rękami, musisz wiedzieć, że jeśli śnieg jest rzadkością w regionie, wysokość rury wystającej nad ziemię musi wynosić co najmniej 1,5 metra. Należy to zrobić jako ochronę przed radonem, radioaktywnym gazem glebowym.
Na końcu rury należy zainstalować wlot powietrza. Element ten musi być również wyposażony w filtr i mocną metalową siatkę. Koniec rurymusi być zainstalowany i zabezpieczony w taki sposób, aby nie mogły dostać się do niego opady, liście, a także zwierzęta, ptaki itp. W miarę możliwości element ten montowany jest jak najdalej od wszelkich źródeł, które mogą mieć wpływ na jakość powietrza. Minimalna wymagana odległość to 10 metrów.
Typ bezkanałowy
Aby własnoręcznie wyposażyć tego typu wymiennik ciepła, konieczne jest wykopanie wnęki, której długość powinna wynosić 3-4 metry, a głębokość - 80 cm. być wypełnione żwirem i pokryte pianobetonem na górze. Taka konstrukcja jest konieczna, aby temperatura wewnątrz wykopu nie różniła się od temperatury gleby w zagłębieniu do 5 metrów. Po zakończeniu tego etapu konieczne jest wyposażenie wylotu rury, przez którą będzie przechodzić powietrze.
Jeśli chodzi o produkcję tej rury, proces ten nie różni się od jej wytwarzania w poprzedniej wersji. Oczywiście kolejna rura musi łączyć specjalną warstwę wymiany ciepła wykopu i wentylację prywatnego domu. Następnie rozpocznie się cyrkulacja powietrza zgodnie z najprostszym schematem. Dodatkowo powietrze zostanie nie tylko nawilżone, ale również oczyszczone. Na tej podstawie można argumentować, że typ bezkanałowy jest lepszy pod względem filtracji powietrza, a typ rurowy lub kanałowy jest bardziej wydajny pod względem ogrzewania lub chłodzenia.
Funkcje systemu
Wymiennik bezkanałowy, czyli żwirowy charakteryzuje się tym, żemusi przywrócić swoje funkcje. Ponadto zabrania się montowania jej w miejscach, w których występuje wpływ obciążeń zewnętrznych, np. w miejscu przejazdu transportu samochodowego. Inną cechą jest to, że jeśli żwir przeznaczony do układania nie zostanie umyty, to po ułożeniu systemu i rozpoczęciu cyrkulacji powietrza w pomieszczeniu może pojawić się nieprzyjemny zapach „piwnicy”. Ten sam problem może wystąpić, jeśli warstwa żwiru zamoczy się na przykład w wyniku opadów atmosferycznych lub podniesienia się wód gruntowych.
Wady
Uszkodzenie warstwy wierzchniej takiego wymiennika spowoduje spadek jego wydajności, a także ewentualne nasycenie wilgocią. Wszystko to będzie wymagało remontu. Urządzając tego typu wymiennik do samodzielnego montażu, trzeba też wiedzieć, że warstwa żwiru jest zarówno punktem wymiany ciepła, jak i przeszkodą w przepływie powietrza. Z tego powodu system będzie musiał zainstalować dodatkowe źródło wtrysku powietrza - wentylator o wystarczającej mocy (kilkaset watów). Oczywiście są to dodatkowe koszty zarówno instalacji i zakupu, jak i późniejszej opłaty za energię elektryczną. Z tego powodu konieczne jest staranne wykonanie obliczeń systemu. Można tu dodać, że obliczenia wymiennika ciepła z gruntu ciekłego są nieco prostsze niż dla wymiennika żwirowego, choć jego rozmieszczenie i konstrukcja są bardziej złożone.
Typ bezmembranowy
Dzisiaj pojawiły się takie typy gruntowych wymienników ciepła (GTO), jak bezprzeponowe. Oni sąsą kombinacją dwóch poprzednich typów systemów. Główną istotą instalacji takiego urządzenia jest to, że konieczne jest zamontowanie równej warstwy płyt polimerowych na równej warstwie żwiru.
Instalacja systemu
Płyty muszą być zamontowane na „nogach”, które będą spoczywać na warstwie żwiru. Okazuje się więc, że powietrze nie będzie przechodzić przez warstwę żwiru, jak w przypadku typu bezkanałowego, ale pomiędzy warstwą płyty a warstwą żwiru. Główną zaletą jest to, że taki wymiennik ciepła może być używany przez dość długi czas bez regeneracji warstwy żwiru.
Zwykłe podłoże żwirowe może pracować tylko przez 12 godzin, po czym potrzeba 12 godzin „odpoczynku”. Podczas takiego odpoczynku warstwa żwiru będzie odbierać ciepło z gleby, by następnie przekazać je do wentylacji. W przypadku stosowania płyt ramy te są znacznie uproszczone. Kolejną różnicą między TRP bez membran jest to, że nie będzie żadnych silnych przeszkód w cyrkulacji powietrza. Przy wymienniku typu bezkanałowego żwir będzie naturalną przeszkodą w przepływie powietrza, dlatego konieczne jest najczęściej wyposażenie systemu w dodatkowe wentylatory.
Główny problem z użyciem takiego gruntowego wymiennika ciepła do samodzielnej wentylacji polega na tym, że system nie jest ciągły i dlatego całkowicie zabrania się jego stosowania w regionach, w których występuje podwyższony poziom wód gruntowych czy jest szansa, że system zostanie zalany atmosferycznymopady.
