- Cevasti izmenjevalnik
- Glikolni izmenjevalec
- Menjalnik gramoza
- Pločasti izmenjevalnik toplote
- Velikost zemeljskega toplotnega izmenjevalnika
Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!
Mlet glikol, gramoz in ploščni izmenjevalnik toplote - princip delovanja. Mehansko prezračevanje poveča porabo energije za ogrevanje prezračevalnega zraka. Zemeljski toplotni izmenjevalec pripomore k njihovemu zmanjševanju in izboljšanju kakovosti delovanja rekuperatorja.
Zemski toplotni izmenjevalnik je vrsta instalacije, ki omogoča predhodno ogrevanje ali hlajenje prezračevalnega zraka pred dovodom v objekt. Izmenjava toplote med zrakom in tlemi lahko poteka neposredno skozi talno plast - pri gramoznih in ploščnih prenosnikih toplote brez membrane - ali preko membrane - pri cevnih in glikolnih prenosnikih toplote.
Cevasti izmenjevalnik
Zgrajena je iz cevi, položenih 1,5-2 m pod zemljo. Na eni strani so zaključene z dovodom zraka, na drugi pa so povezane s prezračevalnim sistemom v hiši.
Dovod mora imeti revizijo in zaščito pred prahom, listjem in mrčesom s fino mrežico. Opremljen je lahko tudi s filtrom, ki čisti vstopni zrak, popularnim karbonskim ali bolj sofisticiranim, narejenim iz naravnih usedlin, ki dodatno ščiti pred smogom.
Cevni izmenjevalnik toplote je najbolje narediti iz togih ali gibkih polietilenskih cevi, odobrenih za uporabo v prezračevalnih sistemih. Ne uporabljajte poceni kanalizacijskih cevi, ker je PVC, iz katerega so narejene, slab prevodnik toplote, zato bi moral biti izmenjevalnik veliko daljši.
Uporabite lahko antibakterijske cevi (narejene iz materiala, ki vsebuje močne srebrove spojine). Preprečevali bodo razmnoževanje bakterij in glivic, predvsem v prehodnih obdobjih, spomladi in jeseni, ko izmenjevalec ni v uporabi.
Optimalna dolžina cevi je med 30 in 60 m in je odvisna od vlažnosti tal. V peščenih in suhih tleh je potreben daljši izmenjevalnik toplote, ker akumulira manj toplotne energije.
V enodružinskih hišah s povpraševanjem po prezračevalnem zraku 150-250 m3/h naj bo premer cevi 180-200 mm, da se zrak črpa skozi njih ima ustrezno hitrost - 1-3 m/s.
V ceveh z manjšim premerom bi lahko bil pretočni upor previsok, v večjih pa bi bila učinkovitost izmenjave toplote pretirano zmanjšana. Vpliv dolžine cevi na pretočni upor je nasproten - daljše imajo večji upor, kratke pa zmanjšajo količino izmenjane toplote.
Cevi so oblikovane v spirale, ravne dele, lomljene dele ali tako imenovan Tichelmanov sistem, to je več kratkih odsekov manjšega premera, ki so razporejeni vzporedno. Izmenjevalec je lahko tudi v obliki enojne cevi z dovolj velikim premerom, ki je speljan okoli temeljev hiše.Cevi so spojene s koleni 33oin 45o Položene morajo biti brez podlage iz peska in gramoza (slabše prevajajo toploto kot domača zemlja) , z naklonom najmanj 2 % proti dovodu zraka, da se zagotovi prost pretok kondenzata v komoro. Po zasutju jarka je treba zemljo zbiti do višine cevi, zgoraj pa pustiti zrahljano, da bolje prepušča vodo, ki je dober prenašalec energije.
Glikolni izmenjevalec
Je različica cevnega izmenjevalnika z glikolom kot posrednikom pri izmenjavi toplote, ki se priporoča na parcelah z visoko stopnjo podtalnice.
Raztopina glikola, ki jo črpa obtočna črpalka, kroži po ceveh, zakopanih v zemljo. Izmenjava toplote med glikolom in prezračevalnim zrakom poteka v izmenjevalniku toplote, ki se nahaja v prezračevalnem kanalu, na vstopu v rekuperator. Zahvaljujoč posebnim lastnostim glikola je učinkovitost takšnega izmenjevalnika višja kot pri izmenjevalcih zrak-zemlja.Rešitev je zelo dobra, vendar razmeroma draga, saj je treba cevi položiti na veliko površino. Odvisno od vlažnosti tal, 100 m2 daje hladilno zmogljivost 1-4 kW.
Cevi oblikovane v zanke se polagajo najmanj 1,5 m pod površino tal, pod zmrziščem, najmanj 1,5 m od temeljev in inštalacij na parceli. Če je mogoče, naj bodo zanke v stiku s podtalnico, saj je takrat sistem najbolj učinkovit.
Površina nad izmenjevalnikom glikola ne sme biti zasajena z gosto ali globoko zakoreninjeno vegetacijo.
Menjalnik gramoza
To je vrsta izmenjevalnika brez membrane. Gre za plast gramoza z granulacijo 20-50 mm, ki zapolnjuje izkop s prostornino več kubičnih metrov.
Zrak, ki teče skozi posteljo, se očisti alergenov, bakterij in glivic ter segreje. Ima neposreden stik s tlemi, zato je učinkovitost izmenjave toplote večja kot pri cevnem izmenjevalniku.Namestitev zahteva dodaten ventilator. Za polog s površino 150 m2 pa zadostuje en z močjo okoli 150 W.
Grodišče je samočistilno. V deževnih dneh kondenzira vlaga iz zraka, ki vstopa v GHE. Voda teče čez prod, izpira nečistoče, le-te pa se vpijejo v domačo zemljo pod izmenjevalnikom, tako da prod postane čist.
Gramozni GHE je treba zgraditi nad nivojem podtalnice. Če je voda plitva (do 1 m pod gladino), se lahko nahaja tudi nad tlemi – v gomili. Nato ga je treba prekriti s plastjo toplotne izolacije. Dno izkopa je treba obložiti z geotekstilom, ki preprečuje vdor glodalcev in insektov v strugo. Prod mora biti očiščen (spran).
Od talnega dovoda do izmenjevalnika se zrak dovaja po navpični cevi. Nato jih vodoravna drenažna cev razporedi po strugi, druga, ki se nahaja na nasprotni strani struge, pa jih zbira in usmerja v zgradbo. Za pretok zraka je potreben močan in zato energetsko potraten ventilator.
Ker ležišče ne more delovati več kot 12 ur (regenerirati se mora v drugem delu dneva), se splača zgraditi dva vzporedna izmenjevalnika, ki bosta delovala izmenično.
Različica gramoznega GHE je grebenski izmenjevalnik, tj. gramozna postelja s perforiranimi polipropilenskimi kanali za pretok zraka. Zahvaljujoč njim je lahko izmenjevalnik raven in učinkovit, upor zračnega tlaka pa zanemarljiv. Nad gredico je nameščena škropilna instalacija, ki bo poskrbela za hitrejšo regeneracijo struge v poletnem času.
Postelja je izolirana s polistirenom. Nad toplotnim izmenjevalnikom je lahko samo trava, razen če je nameščena ojačitvena pregrada.
Pločasti izmenjevalnik toplote
Ploščni izmenjevalnik je izboljšan model gramoznega izmenjevalnika, pri katerem se zrak ne samo segreva ali ohlaja, temveč tudi spreminja vlažnost. Pozimi se navlaži, poleti zaradi ohlajanja iz njega naravno kondenzira vlaga, katere presežek se odvaja neposredno v tla.Parametri izmenjevalnika so lahko še boljši pri uporabi dolomitne plasti.
Pločasti izmenjevalec se postavi v plitek jarek z veliko površino (3-4 krat večja od površine gramoznega izmenjevalnika).
Rov je napolnjen s približno 5 cm debelim prodom in peskom. Nanj se položijo posebne plastične plošče in polistirenska izolacija z 12 cm debelo folijo ter vse skupaj prekrije z avtohtono zemljo. Plošče imajo na spodnji strani utore. Površina izmenjevalnika toplote je velika (veliko večja kot pri ceveh), zato ima prenosnik toplote visok izkoristek. Hkrati pa ima veliko vztrajnost, vendar je zahvaljujoč njej možna avtomatska regeneracija zemlje, tako da lahko izmenjevalec nemoteno deluje na regeneracijo.
Velikost zemeljskega toplotnega izmenjevalnika
Dolžina cevi cevnega in glikolnega izmenjevalnika je določena na podlagi toplotnih izračunov pripravljenih za zimske razmere, to je računske temperature relevantnega podnebnega pasu.Predvideni učinki hlajenja so ovrednoteni glede na statistiko poletne temperature.
Mehansko prezračevanje - prednosti in stroški izvedbe>
Parametri menjalnika gramoza so izbrani po intuiciji, zato je vredno njegovo izdelavo zaupati strokovnjakom z izkušnjami pri izvajanju tovrstnih rešitev. Posebej pomembno je čim natančnejše določanje upora zemeljskega toplotnega izmenjevalnika in prezračevalnega sistema. Enako velja za ploščni toplotni izmenjevalnik, vendar imajo distributerji tabele in diagrame izbire opreme.