GWC - Energia z Natury
Maksymalny komfort przy minimalnym zużyciu energii.
GRUNTOWY WYMIENNIK CIEPŁA - GWC
Gruntowy wymiennik ciepła GWC działa na zasadzie wykorzystania efektu naturalnego ciepła gruntu i współpracuje z energooszczędnymi układami wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła. Grunt poniżej strefy przemarzania ma stałą temperaturę oscylującą około +8°C. Gruntowy wymiennik ciepła GWC zakopany na odpowiedniej głębokości pod powierzchnią ziemi wstępnie ogrzewa powietrze czerpane z zewnątrz do budynku, co znacznie obniża koszty eksploatacyjne, oraz zapewnia optymalną pracę rekuperatorów podnosząc ich sprawność temperaturową.
Powietrze zewnętrzne w zimie ma temperaturę dochodzącą do -20°C, a gruntowy wymiennik ciepła ociepla je do około +2°C.
W lecie GWC działa odwrotnie, ochładza i osusza powietrze nawiewane do budynku, przez co może zdecydowanie poprawić mikroklimat wewnątrz pomieszczeń zapewniając uczucie przyjemnego chłodu. Zasysane gorące powietrze o temperaturze +29°C, podlega w gruntowym wymienniku ciepła procesowi naturalnego ochłodzenia do temperatury około +16°C.
Biorąc pod uwagę moment styku przepływającego powietrza z gruntem lub z medium pośrednim wyróżniamy trzy rodzaje GWC:
- GWC przeponowe np. rurowe – przepływające powietrze nie ma bezpośredniego styku z gruntem, jest od niego oddzielone ścianką kanału tzw. przeponą.
- GWC bezprzeponowe np. żwirowe lub płytowe – przepływające powietrze nie jest oddzielone od gruntu żadną barierą.
- GWC z czynnikiem pośredniczącym np. glikolowe – przepływające powietrze pośrednio pozyskuje energię gruntu w wymienniku ciepła ciecz-powietrze. Cieczą jest tu roztwór glikolu który krążąc w układzie pozyskuje energię gruntu przekazując ją w wymienniku powietrzu.
GWC żwirowy – Budowa
- Budynek objęty systemem wentylacji z odzyskiem ciepła.
- System kanałów nawiewających świeże, podgrzane lub ochłodzone powietrze do budynku. Nawiewy realizowane są do pomieszczeń tzw. czystych jak salon, gabinet, sypialnie.
- System kanałów wyciągowych usuwających zużyte powietrze z budynku. Wyciągi zrealizowane są w pomieszczeniach jak łazienki, kuchnia, garderoby, hol.
- Czerpnia świeżego powietrza. Jest ona alternatywną czerpnia dla GWC i działa z nim naprzemiennie dając możliwość odpoczynku i regeneracji dla gruntowego wymiennika.
- Rekuperator – centrala wentylacyjna realizująca wymianę powietrza w domu.
- Zawór powietrzny trójdrożny inaczej przepustnica do wyboru czerpni z której w danym momencie ma być czerpane powietrze z zewnątrz. Wyborem czerpni steruje automatyka rekuperatora poprzez zastosowane czujniki temperatury.
- Kanał doprowadzający powietrze z GWC do rekuperatora. Temperatura powietrza w ty kanale po przejściu przez gruntowy wymiennik wynosić może latem +15°C przy zewnętrznej +30°C i zimą +2°C przy zewnętrznej -20°
- Terenowa czerpnia powietrza do GWC.
- Kanał doprowadzający świeże powietrze z zewnątrz do gruntowego wymiennika ciepła.
- Złoże akumulacyjne odpowiedniej wielkości żwir – otoczaki w wykonanym i przygotowanym wykopie
GWC rurowy - Budowa
- Budynek objęty systemem wentylacji z odzyskiem ciepła.
- System kanałów nawiewających świeże, podgrzane lub ochłodzone powietrze do budynku. Nawiewy realizowane są do pomieszczeń tzw. czystych jak salon, gabinet, sypialnie.
- System kanałów wyciągowych usuwających zużyte powietrze z budynku. Wyciągi zrealizowane są w pomieszczeniach jak łazienki, kuchnia, garderoby, hol.
- Czerpnia świeżego powietrza. Jest ona alternatywną czerpnia dla GWC i działa z nim naprzemiennie dając możliwość odpoczynku i regeneracji dla gruntowego wymiennika.
- Rekuperator – centrala wentylacyjna realizująca wymianę powietrza w domu.
- Zawór powietrzny trójdrożny inaczej przepustnica do wyboru czerpni z której w danym momencie ma być czerpane powietrze z zewnątrz. Wyborem czerpni steruje automatyka rekuperatora poprzez zastosowane czujniki temperatury.
- Kanał GWC. Najczęściej rura PVC o średnicy 200mm zakopana pod ziemią w formie prostego odcinka o odpowiedniej długości lub opaski np. wokół domu albo drabinki dla zwiększenia pola powierzchni. Temperatura powietrza w ty kanale po przejściu wynosić może latem +19°C przy zewnętrznej +30°C i zimą -4°C przy zewnętrznej -20°C. Jest to zależne od długości rury zakopanej pod ziemią jej średnicy lub układu.
- Terenowa czerpnia powietrza do GWC.
- Grunt rodzimy.
- System odprowadzenia wody która może wykroplić się w kanale.
GWC glikolowy - Budowa
- Budynek objęty systemem wentylacji z odzyskiem ciepła.
- System kanałów wyciągowych usuwających zużyte powietrze z budynku. Wyciągi zrealizowane są w pomieszczeniach jak łazienki, kuchnia, garderoby, hol.
- System kanałów nawiewających świeże, podgrzane lub ochłodzone powietrze do budynku. Nawiewy realizowane są do pomieszczeń tzw. czystych jak salon, gabinet, sypialnie.
- Wymiennik ciepła ciecz – powietrze. Zamknięty w układzie roztwór glikolu wykorzystuje naturalne właściwości gruntu, transportując ciepło z jego wnętrza do wymiennika ciepła ciecz – powietrze /CP/ i ogrzewając lub schładzając w ten sposób powietrze czerpane z zewnątrz do systemu wentylacji domu. Wymiennik glikolowy /GGWC/ w okresie zimowym doskonale sprawdza się w roli nagrzewnicy wstępnej w systemie wentylacji mechanicznej domu. Układ glikolowy czerpie ciepło gruntu, którego temperatura na dużej głębokości wynosi ok. 10°C. Za pomocą pompy obiegowej czynnik w układzie / 30% roztwór glikolu/ transportowany jest do wymiennika ciepła /CP/ gdzie powoduje on ogrzanie powietrza czerpanego z zewnątrz z temperatury -20°C do temperatury nawet dodatniej ok. +2°C. Dzięki temu wysoka temperatura powietrza czerpanego podnosi sprawność temperaturową rekuperatora i zabezpiecza go przed ewentualnym szronieniem i zamarzaniem. Schładzanie powietrza w okresie letnim. Podczas letnich upałów osiągających temperaturę +30°C i stałej temperaturze gruntu ok. +10°C, GGWC schładza na wymienniku ciepła CP powietrze czerpane do temperatury ok. +16-18°C. Takie rozwiązanie zapewnia dopływ powietrza schłodzonego i o obniżonej wilgotności /wykraplanie wilgoci na wymienniku CP/ do pomieszczeń i poprawę komfortu.
- Czerpnia świeżego powietrza.
- Filtr siatkowy
- Zawór
- Pompa cyrkulacyjna
- Naczynie przeponowe
- Grunt rodzimy
- Kolektor poziomy/pionowy. Część podziemna, którą stanowi rura PEHD o długości np. 200-300m wypełniona roztworem glikolu zapewnia bardzo efektywny odzysk ciepła z gruntu.
- Rekuperator – centrala wentylacyjna realizująca w sposób mechaniczny wymianę powietrza bez strat ciepła w domu.
WAŻNE INFORMACJE
- zapewnia obniżenie temperatury powietrza nawiewanego do budynku latem, a podwyższenie zimą,
- znacznie zmniejsza ilość dodatkowej energii potrzebnej do ogrzewania i chłodzenia budynku, zwłaszcza w stosunku do zastosowanych urządzeń klimatyzacyjnych,
- może to eliminować potrzebę montażu centralnej lub strefowej klimatyzacji w domu,
- zapewnia kontrolowany przepływ świeżego powietrza, które jest filtrowane z kurzu i alergenów,
- utrzymuje „klimat” wewnątrz domu na stałym poziomie,
- obniża wilgotność powietrza nawiewanego latem, a podwyższa zimą zapewniając w ten sposób większy komfort,
- wymaga jedynie niewielkiej ilości energii elektrycznej do działania wentylator powietrza dolotowego,
- może wyeliminować potrzebę włączania systemów odszraniania w rekuperatorze.
Wyjaśnić pojęcie Gruntowy Wymiennik Ciepła jest proste. Jednak aby określić jaki będzie optymalny GWC dla domu jest to bardziej złożony proces. Prowadzi to często do wielu pytań jakie właściciele domów zadają rozważając posiadanie GWC.
- Jaki jest najlepszy Gruntowy Wymiennik Ciepła dla mojego domu?
- Jaki rodzaj Wymiennika Gruntowego wybrać?
- Co poleca instalator do mojego projektu domu?
Prosta odpowiedź jest taka, że możemy zaprojektować i zainstalować najlepszy Gruntowy Wymiennik Ciepła dla danego projektu domu. Jednak zależy to od bardzo wielu czynników. W większości przypadków, „najlepszy” oznacza to jaki możliwy jest do wykonania. Wpływ na wybór ma rodzaj gruntu w którym ma być wykonany, poziom wód gruntowych. Znaczenie ma również to jakie oczekiwania ma sam inwestor i jakie parametry go interesują i co najważniejsze z jakimi kosztami się liczy.
- Urządzenie GWC wykorzystywane do klimatyzacji pomieszczeń musi spełniać kryteria czystości mikrobiologicznej. W celu określenia ewentualnego zanieczyszczenia powietrza w czasie transportu przez złoże kamienne/żwirowe do pomieszczenia zostały przeprowadzone analizy przez Sanepid, w wyniku których określono stan mikrobiologiczny powietrza oraz samego złoża kamiennego/żwirowego, na którym podczas trwania eksploatacji osadzają się pyły i cząstki organiczne, w tym organizmy żywe. Badania obejmowały analizy powietrza, tj. cząstek zatrzymywanych na filtrach założonych na wlocie i wylocie GWC oraz analizy osadów na samym złożu kamiennym/żwirowym, użytkowanym bez ingerencji obsługujących przez wiele lat.
- Pierwsze badania GWC przeprowadzone przez Sanepid 20 lat temu wykazały, że: „powietrze po przejściu przez gruntowy żwirowy wymiennik ciepła zawiera mniej komórek drobnoustrojów niż przy wlocie”. Analiza wykonana na podstawie norm PKNMiJ, obejmowała ogólną liczbę bakterii, liczbę wybranych grup bakterii, rutynowo charakteryzowanych w badaniu mikrobiologicznym powietrza – promieniowce, pseudomonas fluorescens, gronkowce hemolizujące oraz liczbę grzybów. Wszystkie dane dotyczyły żywych drobnoustrojów i podane zostały w jednostkach „jtk” (jednostkach tworzących kolonię) w m³ powietrza.
- W uzupełnieniu tych badań 10 lat temu wykonano analizę markerów drobnoustrojów w powietrzu opuszczającym gruntowy wymiennik ciepła i wchodzących do pomieszczenia oraz w osadach cząsteczkowych w złożu kamiennym/żwirowym. Istotą tego badania jest oznaczenie całkowitej ilości bakterii i grzybów, tj. zarówno żywych jak i martwych, co jest bardzo istotne, gdyż żywe bakterie i grzyby stanowią zaledwie ok. 10% całkowitej masy drobnoustrojów w powietrzu. Z tego względu precyzja pomiaru mikroorganizmów w pomieszczeniach zamkniętych jest szczególnie istotna i pełniejsza, gdy obejmuje całkowitą biomasę bakterii, grzybów pleśniowych, ich zarodników oraz fragmenty ścian komórkowych, zawierające aktywne biologicznie makrocząsteczki pochodzenia bakteryjnego, w tym endotoksyny bakteryjne.
- Podejściem umożliwiającym spełnienie tych wymagań jest analityczne oznaczenie chemicznych markerów mikroorganizmów – unikatowych substancji niewystępujących nigdzie indziej w przyrodzie. Pozwala to na badanie drobnoustrojów w powietrzu wewnątrz pomieszczeń, z uwzględnieniem komórek żywych, martwych oraz ich szczątków.
- Zawartość markera grzybów i ich zarodników – ergosterolu – w osadzie na złożu kamiennym/żwirowym obniżyła się z początkowej wartości 10,8 pg/mg zarejestrowanej przy wlocie GWC do 0,3 pg/mg przy wylocie do budynku, a więc ponad 30-krotnie. Podobnie zachowały się markery bakterii gram-ujemnych i endotoksyn: z 0,147 nmol/mg przy czerpni jego zawartość w osadzie zmniejszyła się do 0,010 nmol/mg, a więc niemal 15-krotnie, przy wylocie powietrza do budynku.
W badaniu GWC dotyczącym możliwości rozwoju drobnoustrojów w złożu i powietrzu przechodzącym przez GWC stwierdzono nikłe ilości mikroorganizmów w powietrzu wychodzącym z GWC do pomieszczeń. Co więcej, zarówno ilość wychodowanych żywych bakterii i grzybów, jak też chemicznych markerów tych mikroorganizmów wykrytych metodą analityczną były znacznie niższe niż w powietrzu / złożu na wlocie (czerpni) do GWC. Poświadcza to lepszą mikrobiologicznie jakość powietrza po przejściu przez GWC względem powietrza zewnętrznego, a więc filtrujące właściwości urządzenia i zatrzymywanie drobnoustrojów. Nie stwierdzono wzmożonego wzrostu bakterii ani grzybów na powierzchni złoża GWC.
KONSULTACJE
Staramy się zaangażować na wczesnym etapie projektowania domu, tak, że możemy bardziej efektywnie dostosować go do skutecznych rozwiązań budowlanych pomagających w późniejszym etapie wykonać instalację wentylacyjną z rekuperacją. Staramy się określić wyzwania na początku w celu poprowadzenia sprawnego montażu instalacji, którą łatwo da się zintegrować z budynkiem bez zbędnych zabudów i dodatkowych kosztów.
