[ Zamknij ]

Nowe zasady dotyczące cookies
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów na stronie Polityka Prywatności.


rejestracja

Gruntowe powietrzne wymienniki ciepła – ciekawe rozwiązanie czy kosztowny gadżet?

Opublikowano: 13.12.2012
image

W tej części artykułu przedstawiono podstawowe rodzaje gruntowych powietrznych wymienników ciepła (GPWC) , współpracujących z układami wentylacji mechanicznej w budynkach.


Dla każdego z wymienników omówiono zasady jego funkcjonowania oraz problemy wykonawczo-eksploatacyjne. W 2. części opracowania zostanie przedstawiona analiza ekonomiczna opłacalności stosowania wymienników.


Ciągła eksploatacja istniejących, nieodnawialnych źródeł energii oraz postępujące zmiany klimatyczne stają się problemem o zasięgu międzynarodowym. Stopniowe wyczerpywanie się zasobów energii przy równoczesnym wzroście jej zużycia sprawiają, że ceny nośników energii (gazu, prądu, ciepła) wciąż rosną. W skrajnym przypadku mogą one w przyszłości osiągnąć poziom dobra luksusowego, dostępnego jedynie dla najbogatszych mieszkańców Ziemi. Dlatego też, niezwykle istotnie są działania wspierające rozwój istniejących i powstawanie nowych technologii umożliwiających wykorzystanie odnawialnych źródeł energii oraz redukcję jej zużycia. Do źródeł odnawialnych zalicza się energię słoneczną, wiatrową, geotermalną oraz wodną. Jednym z rozwiązań zyskujących popularność w ostatnich latach, pozwalających wykorzystać energię geotermalną jest gruntowy powietrzny wymiennik ciepła (GPWC) współpracujący z instalacją wentylacji mechanicznej w budynku.


Zastosowanie i zasada działania

Gruntowe powietrzne wymienniki ciepła, niezależnie od ich rodzaju wykorzystują ciepło/chłód zmagazynowane w gruncie pod powierzchnią ziemi – jest to tzw. energia geotermalna płytka. Wymienniki te wykorzystują właściwości akumulacyjne gruntu i utrzymywanie się na pewnej głębokości pod powierzchnią ziemi względnie stałej temperatury w okresie całego roku. Na rys. 1 przedstawiono przebieg zmienności temperatury powietrza zewnętrznego oraz temperatury gruntu na głębokości 1,9 m [1].



Przebieg zmienności temperatury powietrza

Naniesione na wykresie krzywe przebiegu temperatury określono na podstawie:

  • dla powietrza zewnętrznego – danych meteorologicznych dla Poznania, prezentowanych na stronie internetowej Ministerstwa Środowiska (są to średnie wartości temperatury powietrza zewnętrznego odnotowane podczas wieloletnich (30 lat) obserwacji);
  • dla gruntu na wybranej głębokości – wartości wyznaczonych z zależności matematycznej, opisującej zmienność temperatury gruntu w funkcji dnia roku oraz zagłębienia. Przebieg krzywych pozwala zauważyć wykorzystywane przez GPWC właściwości cieplne gruntu – spłaszczenie przebiegu i ograniczenie skrajnych wartości temperatury. Warstwa gruntu (lub izolacji stosowanej w niektórych typach gruntowych wymienników) ogranicza wpływ warunków atmosferycznych na temperaturę gruntu pod powierzchnią ziemi, zapewniając niewielkie jej wahania w okresie całego roku. Przyjmuje się, że temperatura gruntu na głębokości ok. 1,5 m mieści się w przedziale 4-8°C. Zasadę działania gruntowego wymiennika ciepła opisano na przykładzie rurowego wymiennika ciepła, przy czym przedstawione na rysunkach 2 i 3 wartości temperatury mają charakter orientacyjny.

Zima
W okresie zimowym (rys. 2) powietrze zasysane przez czerpnię powietrza ma temperaturę -15°C. Przepływając przez rurę wymiennika umieszczoną w gruncie o temperaturze 8°C stopniowo ogrzewa się, pozwalając uzyskać dodatnią temperaturę powietrza (2°C) „na wejściu” do budynku.



Powietrze zasysane przez czerpnię- Zima

Lato
W okresie letnim (rys. 3) powietrze zasysane przez terenową czerpnię powietrza ma temperaturę 30°C. Przepływając przez rurę wymiennika, umieszczoną w gruncie o temperaturze 8°C, stopniowo ochładza się i o temperaturze 16°C jest nawiewane do budynku.



Powietrze zasysane przez czerpnię- Lato

Zastosowanie GPWC może zapewnić szereg korzyści:

  • dodatkową filtrację (oczyszczanie) powietrza dostarczanego do budynku (w zależności od zastosowanego rodzaju wymiennika);
  • wstępny podgrzew powietrza w okresie zimowym, co pozwala na: ograniczenie kosztów ogrzewania, zwiększenie sprawności rekuperatora w centrali wentylacyjnej oraz zapobiega oszronieniu powierzchni wymiennika ciepła w centrali (dotyczy wymienników krzyżowych);
  • regulację wilgotności powietrza (w okresie letnim i/lub zimowym w zależności od zastosowanego rodzaju wymiennika);
  • nawiew chłodnego powietrza w okresie letnim, co może stanowić alternatywę dla niezależnego układu klimatyzacji w budynku.

Wpływ na osiągane efekty energetyczne ma:

  • powierzchnia wymiany ciepła pomiędzy gruntem a przepływającym powietrzem;
  • chwilowa różnica temperatury pomiędzy gruntem a przepływającym powietrzem;
  • strumień objętości powietrza przetłaczanego przez wymiennik.

 

Autor: Arleta Bogusławska

Więcej informacji w artykule na stronach 31–35 Polskiego Instalatora 12/2012.



 

 





Katalog Firm

  • Nibe-Biawar Sp.z o.o.

         NIBE-BIAWAR to największy w Polsce producent zaawanso…
    Nibe-Biawar Sp.z o.o.
  • Stiebel Eltron

      19 listopada 1991 roku zarejestrowano spółkę STIEBEL ELTRON Po…
    Stiebel Eltron
  • Viessmann

    Przedsiębiorstwo rodzinne Viessmann już od trzech pokoleń czuje się zobowiąza…
    Viessmann

Forum