Budujemy Dom
Instalacje / Wentylacja i klimatyzacja / Artykuły

Architekt radzi: gruntowy wymiennik ciepła (GWC)

Gruntowy wymiennik ciepła (GWC) to bardzo proste urządzenie (o ile urządzeniem można nazwać odpowiednio przygotowaną dziurę w ziemi, wypełnioną żwirem), które w znakomity sposób poprawia komfort pracy systemu wentylacji mechanicznej, zwiększa jej efektywność i zmniejsza koszty.

Przy okazji doskonale podnosi jakość nawiewanego powietrza. Jego sposób działania polega na wykorzystaniu ogromnej pojemności cieplnej gruntu oraz faktu, że temperatura ziemi stabilizuje się wraz z głębokością, niezależnie od warunków panujących na powierzchni.

Z punktu widzenia konstrukcji, można je podzielić na przeponowe i bezprzeponowe. Różnica polega na tym, że w pierwszym typie nie ma bezpośredniego kontaktu między czynnikami, w których następuje wymiana ciepła – wymienniki rurowe, w drugim natomiast zasysane powietrze ma bezpośredni kontakt z gruntem, przez który przepływa – wymienniki żwirowe i płytowe. Warto zapoznać się z zasadami działania oraz budową poszczególnych typów przed podjęciem decyzji o instalacji GWC – każdy z nich ma inny zestaw wad i zalet (zarówno przy montażu, jak i w użytkowaniu), które wpłyną później na komfort mieszkańców domu (a także na stan ich portfeli).

Rurowy wymiennik ciepła Płytowy wymiennik ciepła
Rurowy wymiennik ciepła
(fot. www.rekuperatory.pl)
Płytowy wymiennik ciepła (fot. Pro-Vent)

W każdym wypadku idea działania jest taka sama i polega na wykorzystaniu faktu, że wraz ze wzrostem głębokości, spada zakres wahań temperatury gruntu. Na głębokości około 15 m stabilizuje się ona na poziomie 8°C, aby później od głębokości 50 m rosnąć o około 3°C co każde 100 m – ale to głębokości, które już nas zupełnie nie interesują.

Gruntowy wymiennik ciepła musi być usytuowany poniżej poziomu przemarzania gruntu (w zależności od regionu Polski, wartość ta waha się od nieco poniżej do nieco powyżej metra). Optymalną, ze względu na wydajność energetyczną, głębokością posadowienia jest około 4–5 m, można jednak sytuować go w znacznie płytszych wykopach, symulując głębokość przez umieszczenie nad wymiennikiem warstwy , co dodatkowo izoluje wymiennik od wpływów zewnętrznych.

Efektem jest zdecydowane spłaszczenie amplitudy temperatury i obniżenie ciepłoty powietrza nawiewanego latem oraz podwyższenie jej zimą. Przykładowo, jeśli amplituda temperatury powietrza w lipcu będzie się mieścić w zakresie 20–35°C ze średnią około 28°C – za GWC otrzymamy powietrze o średniej temperaturze około 18°C i amplitudzie 16–24°C. Z kolei w zimie przyjmując okres, w którym temperatura na zewnątrz oscyluje w granicach +1 do -24°C i średniej około -10°C, powietrze za GWC będzie miało średnią temperaturę około +2°C i zakres wahań +1 do +3°C.

Oczywiście w warunkach mniej ekstremalnych zyski energetyczne będą stosownie mniejsze. Jednocześnie zimą GWC podnosi temperaturę powietrza zewnętrznego przed rekuperatorem eliminując bardzo niekorzystny efekt zamarzania wymiennika.

Gruntowy wymiennik ciepła w warunkach letnich Gruntowy wymiennik ciepła w warunkach zimowych
Gruntowy wymiennik ciepła w warunkach letnich Gruntowy wymiennik ciepła w warunkach zimowych


Wymiennik stanowi więc nie tylko doskonałe uzupełnienie systemu grzewczego zimą, ale również fantastyczną (i niemal darmową pod względem kosztów użytkowania) formę naturalnej klimatyzacji latem. "Niemal" – gdyż wymiennik stanowi kolejny element zwiększający opór i utrudniający przepływ powietrza – wymusza więc dalsze zwiększenie mocy wentylatorów nawiewnych, a zatem i zwiększenie poboru energii elektrycznej.

Nie oznacza to oczywiście również, że GWC może zastąpić klimatyzację.
Nie jest on w żadnym razie w stanie skompensować zysków energetycznych budynku, powstałych chociażby przez bezpośrednie operowanie słońca przez okna. Zdecydowanie jednak poprawi temperaturę (a możliwe, że i wilgotność, ale o tym za chwilę) powietrza w budynku. Ma również kilka innych zalet. Dotyczą one jednak głównie wymienników bezprzeponowych (żwirowych i płytowych), czyli takich, w których powietrze bezpośrednio styka się z gruntem. Pierwszą z nich jest wspomniana już regulacja wilgotności.

Odpowiednio przygotowany grunt znakomicie odprowadza skropliny, powstające na skutek ochłodzenia powietrza, jak również oddaje parę wodną, jeśli powietrze jest zbyt suche. Oznacza to, że problem z przesuszonym powietrzem zimą i zbyt wilgotnym (powodującym uczucie duszności) latem – przestaje istnieć, a przynajmniej sytuacja ulega znaczącej poprawie. Kolejnym atutem (dotyczącym również wyłącznie wymienników bezprzeponowych) jest dość znaczna redukcja ilości bakterii i grzybów w nawiewanym powietrzu.

Jeśli zdecydujemy się na instalację gruntowego wymiennika ciepła, warto pamiętać, że zgodnie z polskim prawem budowlanym, prowadząca do niego czerpnia powietrza powinna znajdować się minimum 2 m powyżej poziomu terenu.

Wyrzutni powietrza nie należy umieszczać w miejscu, z którego często wiejący wiatr wciskałby wywiewane powietrze z powrotem do instalacji.

Czerpnia powietrza służy do pobierania powietrza z zewnątrz, umieszcza się ją w ścianie domu, podbitce dachowej lub w ogrodzie (zazwyczaj łączy się ją wtedy z wymiennikiem gruntowym). Jeśli czerpnia ma być zamontowana na ścianie, nie może się znaleźć od strony ruchliwej ulicy, co powodowałoby napływanie do domu spalin i pyłu Wyrzutnia usuwa zużyte powietrze na zewnątrz, najczęściej lokuje się ją na dachu w formie gotowego komina lub w ścianie szczytowej budynku
Czerpnia powietrza służy do pobierania powietrza z zewnątrz, umieszcza się ją w ścianie domu, podbitce dachowej lub w ogrodzie (zazwyczaj łączy się ją wtedy z wymiennikiem gruntowym). Jeśli czerpnia ma być zamontowana na ścianie, nie może się znaleźć od strony ruchliwej ulicy, co powodowałoby napływanie do domu spalin i pyłu (fot. Archiwum BD) Wyrzutnia usuwa zużyte powietrze na zewnątrz, najczęściej lokuje się ją na dachu w formie gotowego komina lub w ścianie szczytowej budynku (fot. Archiwum BD)

 

dr inż. architekt Piotr Kmiecik dr inż. architekt Piotr Kmiecik: ukończył studia na Wydziale Architektury Politechniki Wrocławskiej w 2002 roku. Obronił doktorat z zakresu historii architektury i konserwacji zabytków. Projektuje domy jednorodzinne oraz duże centra handlowe i zespoły biurowe na terenie Polski i Federacji Rosyjskiej. Autor i współautor dwóch książek. Obecnie prowadzi własną  pracownię projektową.
aktualizacja: 2015-11-30

Dodaj komentarz

Zdaniem naszych Czytelników

GWC można jeszcze realizować z przesuniętą osłoną bilansową oraz wykorzystywać do osuszania budynku szczególnie dachu. Rozwiązanie wg Patentu Nr 218007 oraz Zgłoszenia Patentowego Nr P408928. Zapraszam do współpracy.

Gość Gość Krzysztof

24 Mar 2017, 07:51

Krótkie uzupełnienie do artykułu. Jest jeszcze jeden typ GWC: Grzebieniowy GWC (www.grzebieniowyGWC.pl) łączy zalety żwirowych i płytowych wymienników. Moim nieskromnym zdaniem (jestem autorem rozwiązania :-)) najlepsza konstrukcja na rynku.

Gość Piotr

23 Mar 2017, 18:51

Chcesz wiedzieć więcej - zajrzyj na Forum.BudujemyDom.pl

Zobacz też:

Zadaj pytanie naszemu ekspertowi
 
Produkty i firmy
System wentylacji i filtracji Schüco VentoLife
System wentylacji i filtracji Schüco VentoLife Marka Schüco proponuje nowatorski system wentylacji i filtracji w jednym Schüco VentoLife, który jest integrowany z oknem lub fasadą aluminiową.
Sharp KC D50EUW - dom i biuro bez smogu
Sharp KC D50EUW - dom i biuro bez smogu Z myślą o tych, którzy obawiają się smogu w domu i w biurze, powstały oczyszczacze powietrza nowej generacji Sharp KC-D.
Profesonalny oczyszczacz Fellowes AeraMax™ Pro AM II
Profesonalny oczyszczacz Fellowes AeraMax™ Pro AM II Oczyszczacz Fellowes AeraMax™ PRO II wyróżniają niewielkie wymiary i bardzo wysoka skuteczność oczyszczania połączona z nowoczesnym ...
Najbardziej znane marki
Rekuperatory - ranking rozpoznawalności firm i produktów
Klub Budujących Dom


Wypełniaj ankiety i zbieraj punkty
na bezpłatną prenumeratę
i inne nagrody

  • Polecamy również
    Czas na Wnętrze Vademecum Domu Energooszczędnego ABC Budowania Dom Polski Wnętrza Twój Dom Twój Styl
Wydanie tabletowe
Budujemy Dom
Mamy dla Ciebie prezent!
Zapisz się do bezpłatnego newslettera BudujemyDom.pl i pobierz GRATIS elektroniczne wydanie miesięcznika "Budujemy Dom".
W każdy czwartek otrzymasz darmowy
poradnik budowlany, a w nim:
  • aktualności z rynku budownictwa jednorodzinnego,
  • porady budowlane,
  • najciekawsze tematy z forum.budujemydom.pl,
  • zapowiedź raportu miesiąca dostępnego w serwisie
    w pełnej wersji.

Czas na wnętrze