Gruntowy wymiennik ciepła — jak działa i czy warto po niego sięgnąć?

W dobie rosnących kosztów ogrzewania coraz więcej osób decyduje się na zastosowanie alternatywnych źródeł grzewczych. Utrzymanie optymalnej temperatury i wilgotności powietrza jest kluczowe dla zmniejszenia ilości grzybów i bakterii, a także smogu, wpadających do wnętrza domu. Zastosowanie gruntowych wymienników ciepła pozwala skutecznie i w pełni ekologicznie wesprzeć działanie istniejącej instalacji wentylacyjnej i rekuperacji.

Tomasz
Tomasz 402 wyświetleń
27 minut czytania

W dobie rosnących kosztów ogrzewania coraz więcej osób decyduje się na zastosowanie alternatywnych źródeł grzewczych. Utrzymanie optymalnej temperatury i wilgotności powietrza jest kluczowe dla zmniejszenia ilości grzybów i bakterii, a także smogu, wpadających do wnętrza domu. Zastosowanie gruntowych wymienników ciepła pozwala skutecznie i w pełni ekologicznie wesprzeć działanie istniejącej instalacji wentylacyjnej i rekuperacji.

Jednak co warto wiedzieć, zanim zdecydujesz się na instalację GWC? Dowiedz się, czym dokładnie jest gruntowy wymiennik ciepła i jak działa. Poznaj dostępne rodzaje gruntowych wymienników ciepła i dobierz ten, który sprawdzi się w Twoim domu.

Gruntowy wymiennik ciepła — jak działa

Co to jest gruntowy wymiennik ciepła?

Gruntowy wymiennik ciepła (GWC), zwany również wymiennikiem gruntowym to urządzenie, którego celem jest zwiększenie efektywności energetycznej istniejącego systemu rekuperacji. Gruntowy wymiennik ciepła pozwala na wstępne ogrzanie lub schłodzenie powietrza, jeszcze zanim to zostanie przeniesione do rekuperatora.

Dla skutecznego działania gruntowe wymienniki ciepła montuje się pod powierzchnią gruntu, co pozwala na ograniczenie ubytków ciepła, szczególnie podczas mroźnych dni, a także zapewnienia chłód podczas letnich upałów. Zastosowanie takiego rozwiązania sprawia, że finalnie obróbka temperaturowa powietrza wentylacyjnego jest znacznie tańsza, a uzyskany efekt bardziej naturalny.

Z uwagi na specyficzny sposób działania gruntowe wymienniki ciepła są często stosowane w przypadku budowy domów jednorodzinnych opartych na technologii energooszczędnej i pasywnej. Zastosowanie GWC nie tylko obniża energochłonność domu, ale dodatkowo wpływa korzystnie na panujący we wnętrzu mikroklimat.

Jak działa gruntowy wymiennik ciepła?

Gruntowy wymiennik ciepła działa w oparciu o energię geotermalną ziemi. To znaczy, że dla zrozumienia zasad jego działania, należy w pierwszej kolejności lepiej zrozumieć właściwości cieplne gruntu.

Grunt w naturalny sposób gromadzi energię termiczną, co sprawia, że jest doskonałym akumulatorem ciepła. Duża pojemność cieplna gruntu sprawia, że pozyskane z promieniowania słonecznego, konwekcji i odpadów ciepło jest znacznie dłużej utrzymywane. Temperatura gruntu, na poziomie ok. 2 metrów jest stała i mieści się w przedziale od 5 do nawet 10 stopni Celsjusza. Co więcej, wraz ze wzrostem głębokości, temperatura gruntu podnosi się, by w okolicach 100 metrów osiągać wartość nawet kilkunastu stopni Celsjusza.

Te specyficzne właściwości zostały wykorzystane nie tylko w gruntowych wymiennikach ciepła, ale również w pompach ciepła, które od lat stosowane są do ogrzewania budynków. Powietrze przechodząc przez gruntowy wymiennik ciepła w naturalny, a przy tym wysoce skuteczny sposób, poddawane jest obróbce temperaturowej.

Sposób działania gruntowego wymiennika ciepła uzależniony jest od temperatury powietrza i służy jako swego rodzaju bufor ciepła i chłodu. Wraz z nadejściem pierwszych przymrozków, gdy temperatura spada poniżej 0 stopni Celsjusza, zimne powietrze jeszcze przed “wejściem” do rekuperatora przepływa przez gruntowy wymiennik ciepła, w którym jest wstępnie podgrzewane i nawilżane. To sprawia, że powietrze trafiające do domu może mieć temperaturę zbliżoną do tej, panującej wewnątrz, zapewniając optymalny komfort cieplny i pożądaną wilgotność powietrza.

W okresie letnim GWC pełni odwrotną funkcję, pozwalając na skuteczne ochłodzenie pomieszczenia, nawet o kilkanaście stopni. Powietrze po uprzedniej “obróbce” w GWC przekazywane jest do centrali wentylacyjnej, skąd następnie trafia do poszczególnych pomieszczeń.

Zewnętrzny wentylator od GWC

Zewnętrzny wentylator od GWC

Budowa i zasady działania GWC

Sama budowa gruntowych wymienników ciepła nie należy do szczególnie skomplikowanych, dzięki czemu łączy w sobie prostotę i efektywność. Główny element budulcowy GWC zlokalizowany jest w gruncie, co sprawia, że pozostaje niewidoczny podczas późniejszego użytkowania domu.

Wśród głównych elementów budulcowych gruntowych wymienników ciepła wymienić można:

  • czerpnia gruntowa, czyli element niezbędny do pobierania powietrza z zewnątrz,
  • konstrukcja gruntowego wymiennika ciepła wbudowana w gruncie — w zależności od zastosowanego rodzaju może to być wymiennik żwirowy, rurowy, płytowy lub grzebieniowy,
  • przepustnica automatyczna lub ręczna, która zlokalizowana jest wewnątrz budynku,
  • centrala wentylacyjna, zarówno ta w budynku, jak i w rekuperatorze,
  • czerpnia ścienna w budynku.

Dla zapewnienia sprawnego działania gruntowego wymiennika ciepła konieczne jest wykonanie odpowiednio głębokiego wykopu. Następnie specjalistyczna firma łączy gruntowy wymiennik ciepła z zastosowaną w domu wentylacją mechaniczną lub grawitacyjną. Alternatywnie GWC może być podłączony do centrali wentylacyjnej pompy ciepła. Wówczas należy jednak pamiętać, że konieczne może się okazać zastosowanie dodatkowego wentylatora nawiewnego, który pozwoli pokonać opór pojawiający się podczas przepływu powietrza.

Rodzaje gruntowych wymienników ciepła

Dostępne na rynku powietrzne gruntowe wymienniki ciepła różnią się budową oraz sposobem wymiany ciepła. Standardowo, dostępne na rynku gruntowe wymienniki ciepła podzielić można na dwie kategorie:

  • Przeponowe — w których istnieje dodatkowa warstwa oddzielająca media, tzw. przepona, między którymi dochodzi do wymiany ciepła. W tej kategorii znajduje się wymiennik rurowy.
  • Bezprzeponowe — w których powietrze ma bezpośredni kontakt z gruntem, który wcześniej został odpowiednio przygotowany. W tej kategorii znajdują się wymiennik żwirowy i płytowy.

Choć skuteczność działania nie jest zależna od typu gruntowego wymiennika ciepła, to każdy z nich wyróżnia się określonymi cechami, które warto wziąć pod uwagę podczas wyboru tego najlepszego rozwiązania.

Rurowy wymiennik ciepła

Wymienniki przeponowe rurowe to jedne z najprostszych w montażu GWC. Do ich budowy wykorzystywane są rury, zwykle wykonane z tworzywa sztucznego. Dla uzyskania najlepszych rezultatów, w postaci efektywnej wymiany cieplnej, zwykle wymiennik rurowy wykonuje się z kilku rurociągów, które następnie ponownie łączą się na końcu systemu.

Co ciekawe, gruntowy wymiennik ciepła rurowy jest szczególnie promowany wśród zagranicznych koncernów, jednak w rzeczywistości rozwiązanie to nie jest wolne od wad. Po pierwsze wymiana ciepła z gruntu jest istotnie ograniczona z uwagi na brak bezpośredniego kontaktu gruntu z przepływającym powietrzem. Ściany rur, nawet te z tworzywa sztucznego stanowią swego rodzaju izolację, przez co wymiana ciepła jest zakłócona.

Fakt oddzielenia powietrza od gruntu ścianką rury sprawia, że dla uzyskania podobnej skuteczności, konieczne jest ułożenie długiego rurociągu, w którym strumień powietrza zwykle rozdzielany jest na kilka rurociągów, co na ograniczonej przestrzeni może się okazać niemożliwe.

Dodatkowo rurowy wymiennik ciepła wymaga zastosowania odpowiednich spadków rur, dzięki którym w ich wnętrzu nie będzie zalegał skroplony kondensat. Problem z zaleganiem skroplonego kondensatu jest o tyle znaczący, ponieważ może prowadzić do znacznego pogorszenia jakości powietrza nawiewanego do wnętrza budynku.

Montaż wymienników rurowych zalecany jest w szczególności w przypadku niewielkich instalacji wentylacyjnych. Ułożone pod ziemią specjalne systemy rur polipropylenowych wychodzą na zewnątrz, kończąc się czerpnią powietrza. Dla osiągnięcia wysokiej skuteczności działania rury należy układać z co najmniej 1% spadkiem, pozwalającym na swobodne odprowadzaniem kondensatu w okresie wyższych temperatur. W rozwiązaniu tym należy zadbać o skuteczne uszczelnienie wszystkich elementów łączonych i rozgałęzień. W zależności od możliwości technicznych rury mogą przybrać postać prostego, łamanego odcinka lub opierać się na układzie meandrowym “Tichelmanna”, w którym występują liczne rozgałęzienia. Dla zwiększenia skuteczności działania należy stosować kolana 33 lub 45 stopni, w których opory powietrza są znacznie mniejsze, w porównaniu do kolan 90 stopni.

Sam system powinien być umieszczony ok. 2 metrów pod powierzchnią ziemi, a poziom wód gruntowych nie ma w tym przypadku większego znaczenia dla skuteczności GWC.

Gruntowy wymiennik ciepła w piwnicy

Gruntowy wymiennik ciepła w piwnicy

Płytowy gruntowy wymiennik ciepła

Wymiennik płytowy został opracowany przez firmę PRO-VENT. To wymiennik gruntowy bezprzeponowy, w którym wykorzystywane są odpowiednio dobrane płyty z tworzywa sztucznego. Dla osiągnięcia najlepszych rezultatów płyty układa się w rzędach, na klockach dystansowych. Takie rozwiązanie pozwala na wytworzenie przestrzeni do bezpośredniej, maksymalnie skutecznej wymiany ciepła pomiędzy odpowiednio przygotowanym podłożem a przepływającym powietrzem.

Jako że GWC płytowy nie zawiera dodatkowej przepony, w systemie nie występuje problem z zaleganiem skroplonego kondensatu. Nadmiar wody na bieżąco odprowadzany jest bezpośrednio do gruntu, co pozwala na utrzymanie wysokiej jakości powietrza wentylacyjnego.

Co więcej, wymienniki gruntowe płytowe mają nawet 3 razy niższe opory powietrza w porównaniu do bezprzeponowych wymienników żwirowych. To sprawia, że GWC rurowy nie wymaga zastosowania dodatkowego wentylatora wspomagającego, a jego praca przebiega w sposób nieprzerwany i płynny.

Gruntowy wymiennik ciepła GWC płytowy może być montowany na głębokości od 0,7 m, czyli powyżej najwyższego poziomu wód gruntowych. Na rodzimym podłożu należy ułożyć podsypkę żwiropodobną, na której następnie układa się płyty. W następnym kroku płyty należy wyizolować przy wykorzystaniu zabezpieczonego folią styropianu o grubości 12 cm. Tak przygotowany wymiennik ciepła przysypuje się rodzimym gruntem, pamiętając o odprowadzeniu rewizji.

Zdecydowaną zaletą tego rozwiązania jest możliwość zastosowania gruntowego wymiennika ciepła również na obszarach o wysokim poziomie wód gruntowych.

Wymiennik żwirowy

Gruntowy wymiennik ciepła żwirowy to kolejny system bezprzeponowy. Jego głównym założeniem jest przepuszczanie powietrza przez wykop ze żwirem lub dowolnym innym kruszywem o dużej granulacji. W tego typu wariancie powietrze ma bezpośredni kontakt z materiałem, w którym dochodzi do wymiany ciepła. Podobnie jak w przypadku wymienników płytowych, również w tych żwirowych nie dochodzi do gromadzenia się skroplonego kondensatu, ponieważ ten na bieżąco wchłaniany jest w złoże.

Jednak mimo niewątpliwych zalet, wymienniki żwirowe również nie są wolne od wad. Zastosowanie kruszywa sprawia, że w wyniku zderzenia powietrza powstają opory, które zaburzają sprawne funkcjonowanie GWC. To sprawia, że dla uzyskania optymalnych warunków, konieczne jest zastosowanie dodatkowych wentylatorów wspomagających, których ciągła praca będzie generowała dodatkowy wydatek energii elektrycznej. Dodatkowo, zastosowanie tego wariantu wymagać będzie cyklicznej wymiany złoża, co sprawia, że rozwiązanie to nie jest uznawane za optymalne z punktu widzenia eksploatacji.

A jak zbudowane są gruntowe wymienniki żwirowe? Na głębokości od 1 do 3 metrów (w zależności od poziomu wody gruntowej) wykopuje się dół, który następnie wypełnia się czystym, płukanym materiałem skalnym, o granulacji 40-80 mm. To właśnie w tym miejscu dochodzić będzie do akumulacji energii i filtracji powietrza. Aby zwiększyć powierzchnię wymiany ciepła objętość wykopu wypełnionego żwirem, powinna wynosić do kilku metrów sześciennych, a przed centralą wentylacyjną powinien być zamontowany silnik wspomagający. który zapewni sprawne działanie systemu.

Wymiennik grzebieniowy

Gruntowy grzebieniowy wymiennik ciepła to stosunkowo nowe rozwiązanie, które z uwagi na połączenie zalet wymienników żwirowych i płytowych, znalazło swoich zwolenników. Cechą charakterystyczną tego rozwiązania jest zastosowanie układu kanałów, które swoją budową przypominają grzebień.

W wymiennikach grzebieniowych stosowane jest płaskie złoże żwirowe, którego grubość powinna wynosić około 20 cm. Następnie po obu stronach umieszcza się kolektory, które odpowiadają za odprowadzanie i doprowadzanie powietrza do wnętrza budynku.

Główną zaletą tego typu rozwiązania jest stosunkowo niski poziom oporów powietrza, co sprawia, że nie ma konieczności stosowania dodatkowego wentylatora.

Zalety i wady gruntowych wymienników ciepła

Znając już podstawowe zasady działania gruntowych wymienników ciepła, czy warto zdecydować się na ich montaż? W odpowiedzi na to pytanie pomocne będzie zbiorcze podsumowanie zalet i wad tego rozwiązania. Warto pamiętać, że jak każda technologia, również gruntowy wymiennik ciepła nie jest wolny od wad, choć należy przy tym podkreślić, że te są raczej nieznaczne.

Zalety gruntowych wymienników ciepła

  • możliwość wyraźnej redukcji kosztów związanych z ogrzewaniem powietrza wentylacyjnego, ponieważ system w okresie zimowym naturalnie podnosi temperaturę powietrza,
  • rozwiązanie to pozwala utrzymać komfort cieplny we wnętrzach, zmniejszając tym samym koszty eksploatacyjne,
  • system wspiera pracę klimatyzacji, redukując tym samym koszty jej eksploatacji, ponieważ w naturalny sposób obniża temperaturę powietrza,
  • GWC pozwala sprawnie wyregulować poziom wilgotności powietrza we wnętrzach,
  • zastosowanie dodatkowych filtrów pozwala na zmniejszenie ilości drobnoustrojów w powietrzu (w tym tych chorobotwórczych), a także usuwa szkodliwy smog z powietrza wewnątrz domu,
  • uzyskanie odpowiedniego komfortu cieplnego wewnątrz domu nie wykazuje negatywnego wpływu na środowisko,
  • GWC wspiera system rekuperacji,
  • zamontowany gruntowy wymiennik ciepła wyróżnia się niskimi kosztami eksploatacji,
  • nowoczesne sterowniki pozwalają na niemal bezobsługową pracę gruntowego wymiennika ciepła.

Wady gruntowych wymienników ciepła

  • możliwość uzyskania wysokiej efektywności rozwiązania wyłącznie podczas bardzo wysokich lub bardzo niskich temperaturach powietrza,
  • konieczność cyklicznej wymiany filtrów i wentylatorów wspomagających,
  • konieczność regeneracji złoża, w przypadku zastosowania wymiennika żwirowego,
  • konieczność zastosowania dodatkowego wentylatora wspomagającego wiąże się ze wzrostem kosztów energii elektrycznej,
  • stosunkowo wysoki koszt wykonania i montażu GWC.
GWC to oszczędność na ogrzewaniu domu

GWC to oszczędność na ogrzewaniu domu

Jak dobrać odpowiedni gruntowy wymiennik ciepła?

Choć gruntowy wymiennik ciepła to doskonała propozycja dla wszystkich tych osób, które dążą do maksymalnej redukcji kosztów ogrzewania i chłodzenia domu, to należy pamiętać, że aby uzyskać najlepsze rezultaty, należy zadbać o dobór odpowiedniego rozwiązania. Sprawdź, w jaki sposób dobrać urządzenie, aby możliwe było uzyskanie jak najlepszych rezultatów.

Wprowadzenie systemu GWC uzależnione jest od kilku czynników. W pierwszej kolejności należy zwrócić uwagę na takie parametry, jak:

  • Rodzaj i wielkość budynku — należy ocenić całkowitą objętość budynku, uwzględniając liczbę pomieszczeń i rodzaj użytkowania. Parametry te pozwalają określić wymaganą wydajność urządzenia Q w m3/h.
  • Strefa klimatyczna — nawet Polska podzielona jest na 5 stref klimatycznych, dla których określone są średnie wartości temperatury zewnętrzne. Dobierając odpowiedni gruntowy wymiennik ciepła, warto uwzględnić zakresy temperatur, w tym minimalny zakres zimą i maksymalny latem.
  • Rodzaj gruntu — każdy typ gruntu ma przypisany określony współczynnik przewodności cieplnej. Parametr ten określa czas, w jakim dany typ gruntu będzie w stanie oddać bądź przejąć ciepło z otoczenia. Tym samym to od rodzaju gruntu zależy wielkość wymiennika.
  • Tryb eksploatacji gruntowego wymiennika ciepła — parametr ten dotyczy planowanego sposobu użytkowania wymiennika. Już na etapie planowanego montażu należy zastanowić się, czy urządzenie to będzie eksploatowane przez cały rok, czy tylko latem. Podjęcie decyzji jeszcze przed montażem systemu pozwoli uniknąć ewentualnego przewymiarowania instalacji.
  • Rodzaj materiału, z jakiego zbudowano wymienniki rurowe — aby możliwe było uzyskanie najwyższej wydajności instalacji należy zadbać o wysoki współczynnik przewodowości cieplnej zastosowanych materiałów.

Po uwzględnieniu wszystkich powyższych parametrów można przystąpić do kolejnego etapu, jakim jest dobór odpowiedniego wymiennika ciepła.

Gdzie zamontować GWC?

Choć na stosowanie gruntowych wymienników ciepła zdecydowanie częściej decydują się inwestorzy prywatni, to w rzeczywistości system ten może zaopatrywać również wielorodzinne budynki mieszkalne, a także obiekty przemysłowe, w tym hale oraz budynki użyteczności publicznej.

Choć decydując się na gruntowy wymiennik ciepła, warto rozpocząć jego montaż jeszcze przed rozpoczęciem prac ogólnobudowlanych, to rozwiązanie to może być z powodzeniem stosowane również w przypadku budynków już istniejących. Chcąc uzyskać możliwie jak najlepsze rezultaty, GWC należy zamontować w miejscu, które pozwoli na osiągnięcie najwyższej wydajności. Gdzie więc należy zamontować gruntowy wymiennik ciepła?

Aby uzyskać możliwie jak najwyższą efektywność energetyczną, gruntowy wymiennik ciepła powinien być zamontowany na odpowiedniej głębokości, tj.:

  • min. 20 cm poniżej głębokości strefy przemarzania gruntu,
  • na głębokości ok. 4-5, pod poziomem gruntu.

Aby uniknąć konieczności wykonania głębokiego wykopu, wiążącego się z kosztownymi i czasochłonnymi pracami, GWC mogą być montowane na mniejszych głębokościach, a przy tym mogą być dodatkowo wspomagane odpowiednią izolacją termiczną. Zwykle wystarczający okazuje się styropian, który pozwala odtworzyć warunki panujące na głębokości 4-5 metrów. Zastosowana izolacja pozwala na oddzielenie gruntu od czynników pogodowych, co sprawia, że system GWC może być zamontowany nawet na głębokości 50 cm.

Warto przy tym pamiętać, że to jak działa gruntowy wymiennik ciepła i gdzie powinien być zamontowany, jest uzależnione również od poziomu wód gruntowych. W przypadku wysokiego poziomu wód gruntowych warto rozważyć montaż wymiennika przeponowego, który dodatkowo został zabezpieczony przed działaniem wilgoci.

Z kolei samo miejsce, w którym powinny się znaleźć wymienniki gruntowe, nie ma większego znaczenia. GWC może być z powodzeniem montowany zarówno przy domu, jak i pod budynkiem.

Z uwagi na znacznie niższe koszty instalacji wymiennik gruntowy zwykle instaluje się obok domu. Takie rozwiązanie jest nie tylko znacznie tańsze, ale dodatkowo zapewnia wygodny dostęp do elementów urządzenia, które w trakcie długotrwałej eksploatacji mogą ulec uszkodzeniu. Decydując się na montaż GWC obok budynku, możesz zastosować dowolny tym wymiennika. Pamiętaj przy tym, że płytowy gruntowy wymiennik ciepła jest najbardziej podatny na nadmierny nacisk, dlatego nie powinien on być instalowany w miejscu, w którym planujesz wykonać podjazd.

W przypadku montażu wymiennika pod płytą fundamentową można zdecydować się na wymiennik gruntowy rurowy, płytowy lub grzebieniowy. Wszystkie z nich wyróżniają się stosunkowo niewielką wysokością. Warto przy tym pamiętać, że decydując się na montaż wymiennika pod budynkiem, należy rozpocząć instalację jeszcze przed rozpoczęciem właściwych robót budowlanych.

Korzyści płynące z montażu gruntowych wymienników ciepła

Wymiennik gruntowy niesie ze sobą szereg korzyści, które w najprostszy sposób można podzielić na trzy kategorie: oszczędności, zdrowia oraz ekologii.

Oszczędność — gruntowe wymienniki ciepła pozwalają w okresie zimowym ogrzać powietrze wentylacyjne w maksymalnie wydajnym stopniu przy niemal całkowitym braku kosztów. Zastosowanie GWC podnosi wydajność systemu wentylacji mechanicznej, sprawiając, że ta pracuje sprawniej i efektywniej. GWC pozwala niemal całkowicie zredukować ucieczkę ciepła z budynku wraz z powietrzem wentylacyjnym. Minimalne ubytki ciepła sprawiają, że w okresie zimowym znacząco zmniejsza się potrzeba grzania, co przekłada się na wyraźnie niższe rachunki.

Z kolei w okresie letnim, gdy wysokie temperatury utrudniają codzienne funkcjonowanie, gruntowy wymiennik ciepła pozwala na skuteczne ochładzanie powietrza wentylacyjnego nawet do poziomu 15-16 stopni Celsjusza. Tak wysoka skuteczność sprawia, że możliwe jest pokrycie zapotrzebowania budynku chłód na poziomie 70-90%, działając tym samym niemal całkowicie bezkosztowo.

Zdrowie — badania przeprowadzone na zlecenie PRO-VENT przez Państwowy Zakład Higieny wykazały, że bezpośredni kontakt powietrza z właściwie przygotowanym podłożem pozwala na zredukowanie ilości zarodników bakterii aż o 86%, z kolei zarodników grzybów nawet o 97%. Tak wysokie wyniki sprawiają, że przepływające powietrze jest świeże i czyste.

Ekologia — pogłębiający się kryzys klimatyczny sprawia, że coraz więcej osób poszukuje proekologicznych rozwiązań, które pozwolą na zmniejszenie udziału w zanieczyszczeniu środowiska. Gruntowy wymiennik ciepła dla swojego działania wykorzystuje odzysk ciepła, czyli w pełni naturalną, darmową energię z płytkich warstw gruntu.

Kiedy nie można zamontować GWC?

Choć ogrzewanie powietrza gruntowymi wymiennikami ciepła jest wysoce skuteczne i proekologiczne, to nie w każdej sytuacji rozwiązanie to może być stosowane. Odzysk ciepła z wykorzystaniem GWC nie będzie możliwy w przypadku, gdy działka nie spełnia określonych kryteriów.

Pierwszym z nich jest odpowiednia wielkość. Aby możliwa była instalacja gruntowego wymiennika ciepła, teren musi wynosić co najmniej 10 × 20 metrów.

Kolejnym przypadkiem, wykluczającym stosowanie odzysku ciepła z GWC jest nieodpowiedni rodzaj gleby. Ziemia, w której zachodzi wymiana ciepła, nie może być gliniasta, piaszczysta lub zbyt jałowa. Najlepsze efekty uzyskać można, w przypadku mocno wilgotnej gleby.

Instalacji z gruntowym wymienniku ciepła nie zamontujesz również wtedy, gdy już rozpoczęły się prace fundamentowe. W takiej sytuacji będziesz musiał poczekać do zakończenia prac budowlanych.

Koszt instalacji GWC

Nie da się w pełni jednoznacznie odpowiedzieć na pytanie, ile kosztuje gruntowy wymiennik ciepła. Całkowity koszt montażu instalacji w głównej mierze uzależniony jest od typu, na jaki się zdecydujesz.

Dodatkowo, jeżeli masz minimalne umiejętności, możesz zdecydować się na samodzielny montaż GWC rurowego lub żwirowego. Gruntowy wymiennik ciepła DIY mieści się w przedziale cenowym już od 2 tys. złotych do nawet 12 tys. złotych, przy czym na ostateczny koszt instalacji zdecydowany wpływ będą miały zastosowane materiały, stopień skomplikowania oraz wkład własnej pracy.

Górna granica profesjonalnych systemów GWC może być naprawdę wysoka. Warto przy tym pamiętać, że koszt takiej inwestycji w dłuższej perspektywie na pewno się zwróci, pod postacią wyraźnie niższych rachunków za ogrzewanie i klimatyzację.

Na jakie oszczędności można liczyć po zamontowaniu GWC

Głównym celem stosowania GWC jest tanie ogrzewanie domu oraz zwiększenie skuteczności rekuperacji. Aby ocenić, czy inwestycja się opłaci oraz na jak wysokie oszczędności można liczyć, należy wziąć pod uwagę takie czynniki jak:

  • typ GWC,
  • koszty użytkowania — w tym wszelkiego rodzaju dodatkowe elementy wspomagające pracę GWC oraz części eksploatacyjne, w tym koszt wymiennych filtrów powietrza,
  • temperatury panujące na obszarze montażu GWC.

Szacuje się, że zdecydowanie najwyższe oszczędności można osiągnąć, w przypadku znacznych różnic temperaturowych. Wówczas kalkulatory wydatków na energię pokazują średnioroczną oszczędność na poziomie od 1 do nawet 4 tys. złotych.

Należy przy tym pamiętać, że ceny energii i materiałów opałowych stale rosną. To sprawia, że wraz z biegiem lat również oszczędności wynikające ze stosowania GWC również będzie stale wzrastała.

Czy warto zamontować gruntowy wymiennik ciepła?

Mając na uwadze wszystkie powyższe dane, możemy stwierdzić, że warto zamontować GWC. Należy jednak mieć na uwadze fakt, że gruntowym wymiennikiem ciepła nie ogrzejemy domu, a jedynie wesprzemy działanie systemu grzewczego, bazując na zasadzie wymiany ciepła.

Podejmując decyzję o instalacji GWC warto wziąć pod uwagę nie tylko możliwość oszczędności, ale również pozostałe zalety tego rozwiązania, w tym w szczególności:

  • skuteczne wsparcie systemu rekuperacji — GWC zapobiega szronieniu wymiennika do odzysku ciepła w rekuperatorze, tym samym znacząco zwiększając skuteczność jego działania,
  • brak konieczności montowania nagrzewnicy wstępnej w systemie rekuperacji — wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła pozwala wyeliminować dodatkowe urządzenia, zmniejszając tym samym koszty eksploatacji urządzenia w okresie zimowym,
  • brak konieczności dogrzewania powietrza w okresie zimowym,
  • naturalne chłodzenie powietrza wewnątrz wymiennika w okresie letnim,
  • naturalna obróbka antybakteryjna powietrza, poprawiająca jego jakość.

Jak samodzielnie zrobić gruntowy wymiennik ciepła?

Samodzielne przygotowanie wymiennika rurowego lub żwirowego nie powinna przysporzyć większych trudności, dlatego, jeżeli zależy Ci na maksymalnej redukcji kosztów związanych z montażem instalacji, możesz zdecydować się na samodzielne stworzenie. To stosunkowo proste urządzenie, którego działanie opiera się na podstawowych zasadach fizyki.

Aby rozpocząć budowę, należy w pierwszej kolejności wybrać miejsce, które będzie znajdowało się w pobliżu budynku, tak by maksymalnie obniżyć pojawiające się opory powietrza. Przystępując do prac ziemnych, pamiętaj, że dla uzyskania najlepszych efektów działania wymiennika rurowego, instalacja powinna się znaleźć co najmniej 20 cm poniżej głębokości przemarzania gruntu. Następnie w celu podniesienia sprawności energetycznej, warto wyłożyć miejsce instalacji odpowiednią warstwą izolacyjną.

Na obszarach o wysokim poziomie wód gruntowych warto postawić na wymienniki rurowe. W pozostałych przypadkach wystarczający okażę się wymiennik żwirowy. W tym celu wystarczy na wcześniej przygotowane podłoże wysypać żwir o dużej granulacji, a następnie całość zabezpieczyć warstwą izolacyjną z twardego, grubego styropianu. Pozwoli to na skuteczne ustabilizowanie temperatury.

Aby przygotować podłoże pod wymiennik żwirowy, należy położyć na dnie wykopu ubity piasek o grubości 5 cm. Następnie całość należy zabezpieczyć siatką ogrodową o oczkach 15 × 15 cm, a wokół boków rozciągnąć geowłókninę.

Wzdłuż dłuższych boków wykopu należy ułożyć dwie rury, umożliwiające sprawny przepływ powietrza. Dla uzyskania pożądanych efektów rury należy ułożyć równolegle do siebie, zapewniając odległość około 2,5 m. Wybieraj te rury, które zostały dodatkowo zabezpieczone wewnątrz warstwą antybakteryjną.

Na sam koniec, rurę doprowadzającą połącz z czerpnią terenową, z kolei rurę zbierającą bezpośrednio do rekuperatora. Pamiętaj przy tym o odpowiedniej izolacji połączenia, aby nie doprowadzić do przemarzania.

Jeżeli chcesz się zdecydować na wymiennik płytowy, pamiętaj, że montaż systemu powinna przeprowadzić wykwalifikowana firma.

Udostępnij ten artykuł
Zostaw komentarz