Gruntowy wymiennik ciepła (GWC) z systemem zraszania: Zasada działania i korzyści
- Szczegóły
Świadomość znaczenia, jakie odgrywa skuteczna wentylacja, jest wciąż niska. Nie zdajemy sobie sprawy z tego, jaki wpływ na samopoczucie i stan zdrowia ma jakość powietrza, którym oddychamy. Ponieważ większość czasu spędzamy w domu, zapewnienie właściwej wentylacji staje się bardzo ważne.
Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła
W krajach o podobnych warunkach klimatycznych do naszego - Niemczech, Danii, Szwecji - w domach jednorodzinnych od kilkunastu lat popularny jest system wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła. Taki system wentylacji, w którym świeże powietrze ogrzewane jest ciepłem powietrza usuwanego, stanowi praktyczny sposób zapewnienia skutecznej i stałej wymiany powietrza przy jednoczesnym ograniczeniu strat ciepła.
Zasada działania wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej z odzyskiem ciepła
Zasada działania wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej z odzyskiem ciepła (rekuperacji) jest stosunkowo prosta. Przez rekuperator (wymiennik ciepła) przepływają dwa strumienie powietrza - jeden to ogrzane powietrze usuwane z domu, drugi to strumień wpływający do urządzenia przez otwór, czyli czerpnię w ścianie zewnętrznej lub w dachu. Zanim świeże powietrze dostanie się do domu, nagrzewa się w rekuperatorze ciepłem powietrza usuwanego. Oba strumienie nie mieszają się ze sobą, dlatego do wnętrza domu nie wracają zapachy, kurz i zanieczyszczenia. Podgrzane powietrze tłoczone jest do pomieszczeń czystych, takich jak salon i sypialnie. Zużyte powietrze wyciągane jest przez anemostaty znajdujące się w kuchniach, łazienkach i pomieszczeniach gospodarczych.
Zyski z wentylacji mechanicznej
Główną zaletą wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej jest stałe dostarczanie odpowiedniej ilości świeżego powietrza mieszkańcom. Inne korzyści są równie ważne.
- Poprawa jakości powietrza; dostarczane z zewnątrz świeże powietrze jest filtrowane, dzięki czemu do wnętrza domu nie przedostają się pyły i kurz. Jest zatem mniej sprzątania i problemów z alergenami.
- Wentylacja zapewnia też szybsze usuwanie nadmiaru wilgoci i brzydkich zapachów, szczególnie w łazience, kuchni czy saunie.
- Ponieważ nie ma konieczności otwierania okien i wietrzenia domu, nie ma przeciągów.
- Niższe koszty ogrzewania; oprócz zapewnienia właściwego mikroklimatu wentylacja z odzyskiem ciepła daje możliwość obniżenia rachunków za ogrzewanie domu przez zmniejszenie strat ciepła powodowanych przez sprawnie działającą wentylację grawitacyjną nawet o 60-70%. Polega to na ogrzewaniu chłodnego powietrza czerpanego z zewnątrz ciepłem z powietrza usuwanego z domu.
- Powietrze doprowadzane do domu nie jest więc zbyt wychłodzone, a tym samym potrzeba mniej energii na podtrzymanie optymalnej temperatury.
Gruntowy wymiennik ciepła (GWC)
Gruntowy wymiennik ciepła (GWC) to w istocie budowla ziemna, przez którą transportowane jest powietrze służące do wentylacji budynków. Zimą możliwe staje się więc wstępne ogrzanie powietrza. Natomiast latem znaczne jego ochłodzenie i osuszenie. Dodatkowo, zamiast kłopotliwego umieszczania wymiennika na dużej głębokości można zasymulować jego głębokie posadowienie.
Przeczytaj także: Cronos Blue Water - czy warto?
W wymienniku tym oddziałują na siebie dwa układy rozdzielone między sobą, a także odizolowane od otoczenia. Oddziaływanie tych układów powietrza i gruntu przejawia się więc przez wymianę ciepła. Wymiana cieplna zachodzi więc pomiędzy powietrzem w wymienniku a gruntem. Czyli jest uwarunkowana poprzez tzw. Przepływające przez wymiennik powietrze spowoduje powstanie rozkładu gradientu temperatur wzdłuż drogi przepływu. W efekcie następuje wymiana ciepła.
Ułożone na odpowiedniej podsypce płyty, a także rury wymiennika gruntowego zabezpiecza się folią. Dodatkowo przysypuje się je warstwą ziemi. Kolejno układa się warstwę styropianu o grubości min. 12 cm i dodatkowo zabezpiecza folią i geowłókniną.
GWC PRO-VENT GEO
Bezprzeponowy Płytowy Gruntowy Wymiennik Ciepła GWC PRO-VENT GEO to unikatowe, oryginalne rozwiązanie. W efekcie wentylacja z GWC latem umożliwia pozyskanie zawartego gruncie chłodu w maksymalnie wydajnym stopniu. Modułowy sposób budowy, a także konstrukcja wymiennika została zastrzeżona w Urzędzie Patentowym RP. Do wymiennika dobiera się odpowiednią izolację termiczną, dzięki czemu może on być posadowiony płytko. A konkretnie jest to 0,7m poniżej gruntu, maksymalna głębokość to 2m. Umożliwia to stosowanie wymiennika gdy wody gruntowe występują dosyć wysoko.
Należy pamiętać, że przepływ powietrza w wymienniku następuje w sposób bezprzeponowy. Chodzi o to, że powietrze przepływa w bezpośrednim kontakcie z odpowiednio przygotowaną warstwą gruntu. Umożliwia to odprowadzenie bezpośrednio do gruntu kondensatu powstającego w procesie schładzania powietrza. ciepła o unikatowej skuteczności.
Zastosowanie GWC w modernizowanych domach
W modernizowanych domach - zwłaszcza starszych bliźniakach i „kostkach” - GWC potrafi zagrać zupełnie inną rolę niż w nowym budownictwie. Co ważne, GWC da się sensownie dołożyć do istniejącej rekuperacji. Nie jest to rozwiązanie zarezerwowane tylko dla inwestorów, którzy planują wszystko od zera.
Przeczytaj także: Poradnik: Wybór nawilżacza
Dla inwestorów kluczowa okazała się jakość powietrza. Dom stoi na osiedlu, gdzie w sezonie grzewczym dym z kominów potrafi wchodzić w okna i kratki wentylacyjne. W GWC powietrze przechodzi jednak przez złoże filtrujące - w tym przypadku przez tonę zeolitu rozsypaną w cienkiej warstwie pod wymiennikiem. Zeolit działa jak naturalny filtr mineralny, a jego ogromną zaletą jest bezobsługowość.
Drugą korzyścią jest stabilizacja temperatury nawiewu w mrozy. Zimą grunt pod domem ma temperaturę wyraźnie wyższą niż powietrze na zewnątrz. Dzięki temu GWC wstępnie podgrzewa powietrze zanim trafi ono do rekuperatora. Efekt jest prosty: zamiast powietrza o temperaturze -10 czy -15°C, centrala dostaje nawiew bliski zeru albo nawet dodatni.
Najbardziej „zaskakującą” funkcją okazało się chłodzenie. Inwestorzy podkreślają, że GWC ma im zastąpić klasyczną klimatyzację. I rzeczywiście - przy upałach rzędu 30-35°C, powietrze przejściowe przez gruntowy wymiennik może mieć 16-18°C na nawiewie. Tu jednak pojawia się kluczowy szczegół: żeby GWC chłodził skutecznie, musi być przewymiarowany.
System zraszania złoża
Ciekawym dodatkiem w tym projekcie jest system zraszania złoża. Pod wymiennikiem ułożono linię nawilżającą, która pozwala w razie potrzeby nawilżyć zeolit i otoczenie. A skoro GWC i tak „pracuje” na wilgotnym złożu, można to wykorzystać do delikatnego podbicia wilgotności nawiewu.
W takiej konfiguracji systemu, wentylacja mechaniczna pełni właściwie potrójną funkcję.
Przeczytaj także: Ultradźwiękowy nawilżacz powietrza
Koszty inwestycyjne
Wbrew pozorom wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła nie jest systemem dużo droższym od wentylacji grawitacyjnej. Jeśli na montaż tego rodzaju wentylacji decydujemy się na etapie projektowania domu, eliminujemy koszt wykonania kominów wentylacyjnych (potrzebnych, gdy w domu będzie wentylacja naturalna). Pokrywa to ok. 2/3 kosztów instalacji wentylacji mechanicznej.
Rodzaje rekuperatorów:
- Krzyżowy - ma prostą konstrukcję, a powietrze usuwane nie miesza się z napływającym, dzięki czemu przenoszenie wilgoci, zanieczyszczeń, bakterii i zapachów przez wymiennik staje się wykluczone. Rekuperator nie jest odporny na ujemne temperatury (przy -5°C może następować jego szronienie), trzeba więc stosować nagrzewnice na wlocie świeżego powietrza. Stopień odzysku ciepła: ok. 60%;
- Obrotowy - ma postać bębna wykonanego z ażurowej masy akumulującej ciepło. Wymiennik podzielony jest na połowy. Przez jedną przepływa ciepłe powietrze usuwane z pomieszczeń, a przez drugą napływa świeże z zewnątrz. Wirnik w wymienniku obraca się, co pozwala na ogrzanie każdego kanalika najpierw powietrzem usuwanym, a następnie powietrzem odbieranym. Konstrukcja wymiennika pozwala nie tylko na odzyskanie ciepła, ale też wilgoci. Stopień odzysku ciepła: 60-75%;
- Przeciwprądowy - strumienie napływającego i usuwanego powietrza przepływają względem siebie równolegle. Wadą jest zamarzanie wymiennika, przez co spada jego sprawność - dlatego konieczne staje się stosowanie systemów antyzamrożeniowych. Stopień odzysku ciepła: 80%;
- Entalpiczny - najnowocześniejszy typ rekuperatora przeciwprądowego. Pozwala nie tylko odzyskać ciepło z pomieszczenia, ale kontrolować jego wilgotność bez stosowania dodatkowych osuszaczy czy nawilżaczy. Konstrukcja ta umożliwia przekazywanie cząstek pary wodnej pomiędzy przepływającymi strumieniami powietrza.
Koszty eksploatacyjne
Nie jest prawdą, że korzystanie z wentylacji grawitacyjnej opłaca się bardziej od mechanicznej z rekuperacją zużywającej energię elektryczną, ponieważ jakoby nic nie kosztuje. To błędne rozumowanie, niebiorące pod uwagę tego, że napływające zimne powietrze, niezbędne dla prawidłowego przewietrzania domu, wymaga wstępnego podgrzania, a więc podnosi koszty ogrzewania. Systemy rekuperacyjne odzyskują ciepło tracone przy wentylacji naturalnej. Gdy odpowiednio dobierze się rekuperator i wykona instalację, oszczędności z tego tytułu znacznie przewyższają koszty zużytej energii.
Prawdą jest natomiast to, że wentylacja mechaniczna powinna pracować bez przerwy, wymaga więc stałego dostarczania do niej energii elektrycznej. Nie są to jednak duże ilości. Centrale o wydajności 300 m3/h zużywają w ciągu godziny około 200 W energii.
Tabela: Porównanie rodzajów rekuperatorów
| Rodzaj rekuperatora | Stopień odzysku ciepła | Dodatkowe cechy |
|---|---|---|
| Krzyżowy | Około 60% | Prosta konstrukcja, brak mieszania się strumieni powietrza |
| Obrotowy | 60-75% | Odzyskiwanie ciepła i wilgoci |
| Przeciwprądowy | 80% | Wysoka sprawność, konieczność stosowania systemów antyzamrożeniowych |
| Entalpiczny | - | Odzyskiwanie ciepła i kontrola wilgotności |
tags: #nawilżacz #GWC #zraszanie #zasada #działania
