GWC, to je zemeljski izmenjevalec toplote
Teoretično lahko prihranki pri segrevanju in hlajenju zraka skozi zemeljski toplotni izmenjevalnik znašajo nekaj sto zlot na leto. Se res splača? Kakšna je cena izmenjevalnika in od česa je odvisna?
Načelo delovanja zemeljskega izmenjevalnika toplote
V zemeljskem izmenjevalniku toplote ( GWC ) se svež zrak predhodno segreje, preden pride do rekuperatorja. Uporablja se prosta, naravna toplota, pridobljena iz tal, ki ima na globini manj kot 1 m pozitivno temperaturo skozi vse leto. Zmrzljiv zrak, ki teče skozi njega, se torej lahko segreje. Če je čas stika zraka s tlemi dovolj dolg, se segreje do temperature, ki je dovolj visoka, da toplotni izmenjevalec ne zmrzne.
Zrak, ki teče skozi GWC, se segreje, ko je zunanja temperatura nižja kot v tleh. Ker pozimi takšne razmere niso redke, so energetske koristi takšne rešitve velike. Ima še eno pomembno prednost - poleti se zrak, ki je v stiku s tlemi, ohladi. Vpihnjen v dom, znižuje temperaturo v njem in očitno izboljša mikroklimo v vročih dneh. Takšno hlajenje ne zahteva dodatnih stroškov.
Zemeljski izmenjevalec toplote je preprost sistem, brez mehanskih in elektronskih komponent - v njem se praktično ne more zlomiti.
Vrste zemeljskih izmenjevalnikov toplote
Zemeljski toplotni izmenjevalniki so razdeljeni na membranske (zrak teče skozi cevi, zakopane pod zemljo, brez neposrednega stika s tlemi) in brez membran (zrak teče neposredno skozi pravilno pripravljene plasti tal).
Membranski izmenjevalec toplote
Membranski izmenjevalec toplote je običajno cev velikega premera, zakopana v tla. Začne se s tako imenovanim dovodom zraka, to je navpičnim odsekom z dotokom, nameščenim najmanj 0, 5 m nad tlemi (da ne bi bil pokrit s snegom), zavarovanim s streho. Dovod zraka je povezan z vodoravnim odsekom (ali natančneje razporejenim z naklonom približno 2%, tako da se v njem ne nabira voda).
Dober učinek ogrevanja zraka pozimi in hlajenja poleti dosežemo tako, da ga postavimo 1, 2-1, 5 m pod talno površino, to je malo pod ledišče tal. Za enodružinsko hišo, kjer je za prezračevanje potrebno 150-250 m 3 / h zraka, je narejena iz cevi s premerom 180-200 mm.
Enojna cev naj bo dolga 30-50 m, lahko postavite dve cevi vzporedno ali celo več (v sistemu Tiechelmann), nato so lahko krajše in njihov premer manjši (izbran je tako, da je hitrost pretoka zraka v ceveh približno 2 m / s).
Za izdelavo izmenjevalnika se pogosto uporabljajo tankostenske PVC kanalizacijske cevi - dovolj odporne proti obremenitvi, tesne in popolnoma odporne proti koroziji. Zagotovo boljše (vendar dražje) so posebne cevi za gradnjo zemeljskih toplotnih izmenjevalcev - polipropilen in polietilen, tog ali fleksibilen, z notranjo antibakterijsko plastjo (s srebrnimi delci).
Diafragma brez izmenjevalnika toplote
Membranski izmenjevalnik je jarek s stranicami dolžine 3-4 m in približno 80 cm globoko, napolnjen z očiščenim (opranim, brez peska) gramozom z velikostjo zrn 20-50 mm. V tako gramozno posteljo, kot je v membranskem izmenjevalniku, se dovaja navpična cev. Nato je vodoravno položena odtočna cev, zrak iz dovodne cevi se porazdeli po celotni širini izmenjevalnika. Na nasprotni strani nahajališča je druga cev, ki jo zrak odsesa v prezračevalni sistem znotraj stavbe. Premer in material cevi je lahko kot v cevnem izmenjevalniku toplote.
Zrak segreva ali hladi, teče skozi plast gramoza. Z njim ima neposreden stik. Da je temperatura postelje vedno pozitivna, jo je treba od zgoraj pokriti z debelo plastjo zemlje. V praksi je gramoz pokopan plitvo in prekrit s plastjo toplotne izolacije, kar ima podoben učinek kot velik votel izmenjevalnika toplote. Zahvaljujoč temu se je mogoče izogniti težavam pri izvedbi in težavam s podtalnico (dno ležišča mora biti nad njeno ravnjo). Če obstaja takšna potreba, je možno narediti toplotni izmenjevalnik nad terenom, izolacija pa bo omogočila, da se temperatura znotraj nahajališča ujema s tlemi na globini do 5 m.
Ploščati izmenjevalec toplote
Ploščni izmenjevalec toplote je modifikacija gramoza GWC. Na prvi pogled je videti podobno, toda namesto gramoznega ležišča pod zemljo so na 5-cm cm gramoza in peščene postelje položene posebne deske z vrzeli, znotraj katerih teče zrak.
Zasnova plošč pomeni, da ima neposreden stik s tlemi. Z vrha plošče je 12 cm debela penasta izolacija, prekrita s folijo. Celotna je prekrita z domačo zemljo. Za izdelavo izmenjevalnika je potreben jarek s tri do štirikrat večjo površino kot za gramoz.
Prednost takšne rešitve je predvsem večja toplotna inercija, ki se pretaka v stabilnost temperature zraka po pretoku skozi izmenjevalnik. Izhaja iz veliko večje stične površine kot gramoz v dnu toplotnega izmenjevalca z domačo zemljo, v kateri se nabira toplota. Pravzaprav je ves zračni tok, ki teče skozi izmenjevalnik, v stiku z njim, medtem ko v gramoznem sloju pomemben del zraka teče znotraj ležišča, stran od tal. Zaradi tega je količina prenesene energije vsekakor manjša, če ne poskrbimo za tako imenovano regeneracijo nahajališča.
Cena in donosnost toplotnih izmenjevalcev
Ljubiteljev zemeljskih toplotnih izmenjevalcev ne primanjkuje in njihovi sedanji uporabniki so na splošno zelo zadovoljni z njimi. Uporaba GWC poleg udobja prinaša predvsem gospodarske koristi.
Stroški gradnje GWC za enodružinsko hišo znašajo 2-12 tisoč. PLN, odvisno od uporabljenih materialov (antibakterijske cevi so najdražje), vložka njihovega lastnega dela in stopnje zapletenosti. Torej sploh ne malo.
Učinkovitost, tako kot v primeru katere koli naprave, ki uporablja energijo, pridobljeno iz narave, je odvisna od vremenskih razmer, to je v veliki meri naključno in je težko določiti vnaprej.
Ne pozabite, da poleg zmanjšanja stroškov ogrevanja, poleti pridobimo tudi izboljšanje mikroklime s pihanjem hladnega zraka v notranjost. Učinkovitost hlajenja GWC lahko primerjamo z učinkom preproste prenosne klimatske naprave, ki stane skoraj 1.000 PLN in poleg tega porabi nekajkrat več električne energije kot ventilatorji rekuperatorja. To govori tudi v prid zemeljskemu izmenjevalniku toplote in to je treba upoštevati pri izračunu donosnosti.
Teoretični premisleki kažejo, da skupni prihranki pri segrevanju in hlajenju zraka s pomočjo zemeljskega toplotnega izmenjevalnika lahko znašajo do nekaj sto zlot letno. Dražje je gorivo, s katerim ogrevamo hišo, večji bo dobiček.