Jak zbudować wymiennik
 |
| Jak zbudować wymiennik |
Najpopularniejsze są dwie odmiany gruntowych wymienników ciepła: przeponowe, powietrze przepływa tutaj zakopanym pod ziemią przewodem, oraz bezprzeponowe, gdy powietrze płynie przez odpowiednio przygotowane warstwy gruntu, mając z nimi bezpośredni kontakt.
W obu wariantach wymienniki podłączane są do instalacji wentylacyjnej, montując trójnik na przewodzie łączącym rekuperator z czerpnią powietrza usytuowaną zazwyczaj na ścianie domu. Nieuniknione jest zastosowanie przepustnic odcinających przepływ powietrza na odcinkach kanału między czerpnią ścienną a trójnikiem oraz między wymiennikiem gruntowym a trójnikiem. Zależnie od pory roku przepustnicami uruchamia się przepływ powietrza przez GWC lub przez czerpnię ścienną, pomijając GWC. Wymiennik przeponowy (rurowy) wykonywany jest zwykle z cienkościennych rur kanalizacyjnych z PCW. Rury wykonane z tego materiału wytrzymałe na obciążenia, szczelne i całkowicie odporne na korozję. Zmyślą o wymiennikach gruntowych zaczęto produkować specjalne rury polipropylenowe lepiej przewodzące ciepło, pokryte wewnątrz warstwą zapobiegającą rozwojowi drobnoustrojów. Minimalna głębokość, na jakiej układa się rury, to na większości obszaru Polski 1,4-1,5 m, ale w cieplejszych regionach wystarczy 1,2 m - to zależy od głębokości przemarzania gruntu. Konieczne jest zachowanie spadku pozwalającego spływać wodzie pojawiającej się w wymienniku podczas skraplania się pary wodnej z powietrza. Jak długie powinny być rury gruntowego przeponowego wymiennika ciepła? Teoretycznie im dłuższe, tym lepsze, bo wymienia się przez nie więcej ciepła, ale wraz z długością rosną opory przepływu. Optymalna długość wymiennika to 35-50 m. W dłuższych rurach zwiększenie wymiany ciepła jest już niewielkie. Najczęściej stosowana średnica rur wymiennika dla domu jednorodzinnego to 200-250 mm, a prędkość przepływu powietrza około 3 m/s. Przy większej średnicy rur znacznie maleje prędkość przepływu powietrza i jego kontakt z gruntem trwa dłużej. Mozna by myśleć, że dzięki temu wymiana ciepła będzie skuteczniejsza. Jednak w przewodach o dużej średnicy większość cząstek powietrza nie ma bezpośredniego kontaktu z ich ściankami i praktycznie nie wymienia z nimi ciepła. Rura wymiennika powinna w miarę możliwości leżeć w linii prostej. Każdy zakręt to dodatkowe opory przepływu. Należy unikać kolan załamanych pod kątem 90°, stosując łagodniejsze łuki. Jeśli działka jest za mała, aby zmieścił się na niej dostatecznie długi, w miarę prosty odcinek rury, można ułożyć równolegle kilka rur (powstaje wtedy tzw. układ Tichelmanna). Styk powietrza z gruntem trwa wtedy krócej, ale za to powierzchnia wymiany ciepła jest większa. W miarę możliwości rurę układa się nieopodal domu. Temperatura gruntu jest tam trochę wyższa. Odległość rur od domu oraz między sąsiednimi rzędami rur powinna wynosić nie mniej niż 1 m. Czerpnię, czyli wlot powietrza do wymiennika, należy osłonić daszkiem, aby zabezpieczyć wymiennik przed opadami atmosferycznymi. Czerpnią powinna wystawać ponad poziom gruntu na wysokość uniemożliwiającą zasypanie jej śniegiem. Aby zapobiec przedostawaniu się zanieczyszczeń do wymiennika, na wlocie trzeba zamocować filtr powietrza. Wymiennik bezprzeponowy to wykopany dół o głębokości około 80 cm i długości 3-4 m wypełniony żwirem. Utworzone w taki sposób złoże izoluje się z wierzchu kładąc płyty styropianowe. Dzięki temu mimo nie głębokiego posadowienia (warstwa żwiru może się znaleźć nawet powyżej poziomu terenu) temperatura wewnątrz złoża jest taka jak temperatura gruntu na głębokości 5 m. Ze złoża wyprowadza się czerpnię - rurę z odpowiednim zakończeniem, taka sama jak w przypadku wymiennika przeponowego. Po przeciwnej stronie montuje się drugą rurę, którą powietrze jest zasysane do instalacji wentylacyjnej wewnątrz budynku. Wymiennik żwirowy umożliwia proste nawilżanie powietrza. To ważna zaleta, ponieważ w domach z wentylacją mechaniczną nawiewno-wywiewną z odzyskiem ciepła powietrze zimą zazwyczaj jest nadmiernie suche. Zamiast montować specjalne elektryczne nawilżacze powietrza, w wymienniku żwirowym można zainstalować rurki połączone z instalacją wodociągową, które służą do okresowego zraszania złoża. Niektóre rozwiązania bezprzeponowego żwirowego gruntowego wymiennika ciepła są chronione patentem. Aby je zastosować, trzeba kupić licencję, wraz z nią otrzymuje się szczegółowy projekt wymiennika.