Gruntowy wymiennik ciepła GWC

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Gruntowy wymiennik ciepła GWC"

Maria Malinowska
8 lat temu
Przeglądów:

1 Gruntowy wymiennik ciepła GWC Zasada działania polega na wykorzystaniu stałej, wyższej od 0 0 C temperatury gruntu poniżej strefy przemarzania do ogrzania powietrza, które następnie jest dalej użytkowane do wentylacji budynku z zastosowaniem rekuperacji z odzyskiem ciepła. Powietrze wstępnie przygotowane w gruntowym wymienniku ciepła może być wykorzystane zarówno zimą do ogrzewania budynku jak i latem do jego chłodzenia. Poniżej przedstawiono rozkład temperatur w gruncie w ciągu roku 1. Wykres temperatur w gruncie Dzięki podgrzaniu powietrza w gruntowym wymienniku ciepła można zimą uzyskać jego temp. na wejściu do rekuperatora wyższą niż 0 0 C, a latem temp. komfortową dla tego sezonu ok C.

Powietrze wstępnie przygotowane w gruntowym wymienniku ciepła może być wykorzystane zarówno zimą do ogrzewania budynku jak i latem do jego chłodzenia.

2 2. Parametry temperatury na wejściu i wyjściu z GWC zimą. 3. Parametry temperatury na wyjściu i wejściu do GWC latem

Można oczywiście korzystać, z rekuperatora bez wstępnego podgrzania lub chłodzenia jednak wówczas urządzenie musi być wyposażone w grzałkę

Latem natomiast powietrze czerpane będzie miało temp. otoczenia zewnętrznego.

3 Można oczywiście korzystać, z rekuperatora bez wstępnego podgrzania lub chłodzenia jednak wówczas urządzenie musi być wyposażone w grzałkę elektryczną, która podgrzewając wlatujące powietrze do temp. powyżej 0 0 C zapobiegnie zamarzaniu wentylatora. Latem natomiast powietrze czerpane będzie miało temp. otoczenia zewnętrznego. Poniżej schemat rekuperatora z oznaczeniem temperatur bez wstępnego podgrzania. 4.Wlot powietrza do rekuperatora bez wstępnego podgrzania Gruntowe wymienniki ciepła w zależności od sposobu przygotowania powietrza w gruncie można podzielić na: - rurowe

4 5.Schemat rurowego wymiennika ciepła Rura wykonana ze specjalnego, tworzywa ułatwiającego wymianę ciepła z gruntem zagłębiona jest w ziemi na głębokości do 1,5 m w zależności od właściwości gruntu. Powietrze czerpane przez wlot do rury znajdujący się nad ziemią jest przeciągane przez całą długość rury. Ogrzewane lub ochładzane dostaje się do rekuperatora. Układ rozłożenia rur w gruncie zależy od dostępności terenu. Rury mogą być położone: a. Pod budynkiem b. Dookoła budynku poza powierzchnią jego zabudowy c. W linii prostej na terenie działki

Powietrze czerpane przez wlot do rury znajdujący się nad ziemią jest przeciągane przez całą długość rury.

5 a b c Na wydajność wymiennika wpływa w dużej mierze rodzaj materiału, z którego wykonana jest rura. Najlepsze sprawności uzyskuje się przy tworzywie mającym jak największy współczynnik przewodzenia ciepła λ 6.Zależność współczynnika przewodzenia ciepła od rodzaju rury GWC Z wykresu wynika, że zwykła rura PVC stosowana np. do kanalizacji z uwagi na bardzo mały współczynnik przewodzenia ciepła ( słaba wymiana ciepła z gruntem) nie jest polecana do stosowania jako gruntowy wymiennik ciepła. Z uwagi na ogrzewanie się zimnego powietrza w gruntowym wymienniku następuje kondensacja i powstają skropliny. Niezbędne jest, zatem zapewnienie odpływu kondensatu przez odprowadzenie do studni.

Zależność współczynnika przewodzenia ciepła od rodzaju rury GWC Z wykresu wynika, że zwykła rura PVC stosowana np.

6 7. Przekrój przez studzienkę do odprowadzania skroplin - płytowy - Powietrze krąży w zamkniętej płaskiej powierzchni. 8. Schemat płytowego wymiennika ciepła Wymiennik może być posadowiony już na głębokości 0,7 m. Oczywiście zależy to od wysokości wód gruntowych. Jego zaletą jest duża wydajność od 200 m3 do 300 m3 powietrza, bezpośrednie odprowadzanie kondensatu, możliwość pracy ciągłej bez regenerowania podłoża. Temp. gruntu w zależności od intensywności eksploatacji przez GWC po zimie spada. Jednak przez sezon letni się regeneruje. Izolacja styropianem powoduje oddzielenie warstw gruntu od strefy przemarzania. W przypadku umiejscowienia wymiennika pod budynkiem, izolacja ma znaczenie dla ograniczenia strat ciepła z podłogi do gruntu. Grunt nie zostaje wychłodzony bezpośrednio pod budynkiem.

Jego zaletą jest duża wydajność od 200 m3 do 300 m3 powietrza, bezpośrednie odprowadzanie kondensatu, możliwość pracy ciągłej bez regenerowania podłoża. Temp.

7 Montaż płytowego wymiennika ciepła 10. Płytowy wymiennik pod zabudową hali Poniżej przedstawiono wyniki pomiarów temperatur wstępnie przygotowanego powietrza latem i zimą w zależności od temperatur zewnętrznych. Praca wymiennika w zimie 10. Wykres temperatur zewnętrznej i za wymiennikiem zimą Na wykresie widać że mimo mocno wykraczającej temp. poniżej 0 0 C, temp. powietrza po przejściu przez GWC zawsze ma wartość powyżej 0 0 C.

powietrza latem i zimą w zależności od temperatur zewnętrznych. Praca wymiennika w zimie 10.

8 Praca wymiennika latem 11. Wykres temperatur zewnętrznej i za wymiennikiem latem Na wykresie widać, że pomimo wysokich temp. przekraczających znacznie temp C, powietrze ochłodzone w GWC ma temp. poniżej 20 0 C. - złożowy np. żwirowy Powietrze czerpane z zewnątrz przechodzi przez warstwę żwiru

że pomimo wysokich temp. przekraczających znacznie temp.

9 12. Schemat wymiennika żwirowego 13. Wymiennik żwirowy W przypadku tego rodzaju wymiennika należy również zadbać o odprowadzenie kondensatu stosując studzienkę

10 14. Schemat działania pompy do odprowadzania kondensatu W powyższych rodzajach GWC powietrze bezpośrednio jest czerpane i przekazywane do budynku. Istnieje możliwość ogrzania powietrza przez wymianę ciepła z gruntem za pomocą rur z glikolem. Mamy wówczas do czynienia z glikolowym GWC Podłączenie glikolowego wymiennika ciepła 16. Schemat wymiennika glikolowego

Istnieje możliwość ogrzania powietrza przez wymianę ciepła z gruntem za pomocą rur z

11 Podłączenie glikolowego wymiennika ciepła do rekuperatora 17. Glikolowy wymiennik ciepła z rekuperatorem Sprawność wymiennika ciepła zależy w głównej mierze od jego długości, czyli od wielkości powierzchni wymiany Parametr lato temp. zewn. śr. temp. śr. za wymiennikiem Jednostka Długość wymiennika [m] C 2,4 0 C 4,8 5,6 6,3 6,8 7,2 7,5 7,8 8 8,2 Ilość ciepła potrzebna do przygotowania powietrza wentylacyjnego % Min. temp. za wymiennikiem gruntowym 0 C -5,5-3,1-1,2 0,4 1,6 2,5 3,1 3,6 4 zima temp. zewn. śr. temp. śr. Za wymiennikiem temp.max.za wymiennikiem gruntowym 0 C 0 C 17,6 0 C 17,4 17, ,3 17,3 17,3 17,3 17,3 17,2 0 C 27,5 25, ,7 21, , ,8 Z tabeli wynika, że w zależności od długości wymiennika ( rura 160 mm) można ograniczyć zapotrzebowanie na przygotowanie powietrza wentylacyjnego o %. W okresie zimowym dla długości wymiennika ponad 25 m temp. opuszczająca wymiennik nie spada poniżej 0 0 C. W okresie letnim widać, że wraz ze wzrostem długości wymiennika, maksymalna temp. powietrza za wymiennikiem spada. Pozwala to uzyskać temp. dającą komfort cieplny bez użycia klimatyzacji.

12 Poniżej przedstawiono koszty orientacyjne budowy rurowego wymiennika ciepła. Składnik instalacji Ceny Jednostka Ilość Koszt Min Max Min. Max. rura mb czerpnia szt filtry szt kolana szt studzienka kondensatu szt właz studzienki szt roboty ziemne mb suma Podsumowując zasadność zastosowania gruntowego wymiennika ciepła należy wskazać jego niepodważalne zalety: - zyski energii do podgrzania powietrza zimą i chłodzenia powietrza latem - ograniczenie mocy urządzeń chłodniczych i grzewczych: latem zastępuje klimatyzację, zimą eliminuje stosowanie grzałki elektrycznej. - poprawa komfortu cieplnego - łatwa i prosta konstrukcja i montaż urządzenia Mimo, że koszty inwestycyjne nie zwracają się szybko, zastosowanie GWC w dłuższej perspektywie jest zasadne. Należy przestrzegać staranności w doborze odpowiedniego materiału, głębokość dostosować do rodzaju gruntu, zaprojektować taką długość wymiennika aby jego sprawność była największa.

rura 50 100 mb 30 1500 3000 czerpnia 200 2100 szt 1 200 2100 filtry 80 160 szt 1 80 160 kolana 50 100 szt 2 100 200 studzienka kondensatu 500 1100 szt 1 0 1100 właz studzienki 300 600 szt 1 0 600

Podobne dokumenty

GWC - KOMFORT MIESZKANIA, ZDROWY KLIMAT, OSZCZĘDNOŚCI

RUROWY GRUNTOWY WYMIENNIK CIEPŁA GWC - KOMFORT MIESZKANIA, ZDROWY KLIMAT, OSZCZĘDNOŚCI W dobie wysokich cen energii, poszerzająca się rzesza inwestorów stara się sięgać do jej odnawialnych źródeł. Wielu