Gruntowe wymienniki ciepła z glikolem stają się coraz popularniejszym rozwiązaniem w budownictwie ekologicznym. Pozwalają one na efektywne ogrzewanie i chłodzenie budynków przy minimalnym wpływie na środowisko. Jak działają te innowacyjne systemy i jakie są ich główne zalety?
Jak działa gruntowy wymiennik ciepła z glikolem?
Glikolowy gruntowy wymiennik ciepła (GWC) wykorzystuje stabilną temperaturę gruntu na głębokości poniżej 2-3 metrów do podgrzewania lub schładzania powietrza wentylacyjnego. Składa się on z ułożonej poniżej strefy przemarzania poziomej pętli rurowej, w której krąży niezamarzający płyn - glikol. W zimie ciepło z gruntu przenoszone jest poprzez ścianki rur i glikol do powietrza wentylacyjnego, podgrzewając je. Latem natomiast chłodne powietrze oddaje ciepło do gruntu za pośrednictwem glikolu, który krąży w układzie zamkniętym.
Dzięki zastosowaniu glikolowego GWC można obniżyć temperaturę powietrza nawiewanego do budynku nawet o 10°C. Pozwala to znacząco ograniczyć koszty klimatyzacji. Z kolei zimą glikolowy wymiennik podnosi temperaturę powietrza nawet o kilka stopni, zmniejszając zapotrzebowanie na energię grzewczą.
Jakie są zalety glikolowego GWC?
Glikolowe gruntowe wymienniki ciepła mają szereg zalet w porównaniu do tradycyjnych systemów:
- Wysoka efektywność - pozwalają osiągnąć duże oszczędności energii na ogrzewanie i chłodzenie
- Prosta i szybka instalacja - nie wymagają kopania głębokich wykopów
- Niewielkie gabaryty - możliwość montażu nawet na niewielkich działkach
- Brak hałasu i przepływu powietrza wewnątrz budynku
- Możliwość regulacji parametrów pracy
- Wysoka niezawodność i długa żywotność
Dzięki temu glikolowe GWC sprawdzają się zarówno w nowych, jak i modernizowanych budynkach. Ich zastosowanie pozwala spełnić rygorystyczne normy budownictwa energooszczędnego i pasywnego.
Jaka jest budowa glikolowego GWC?
Podstawowymi elementami glikolowego wymiennika gruntowego są:
- Rurociąg z tworzywa sztucznego (najczęściej PEHD), w którym krąży glikol
- Rozdzielacze zasilający i powrotny
- Pompa obiegowa glikolu
- Naczynie wzbiorcze
- Automatyka sterująca
Rury układane są poziomo, najczęściej na głębokości 1,2-1,5 m. Rozstaw rur wynosi ok. 0,5-0,7 m. Czynnikiem pośredniczącym jest niebieski glikol propylenowy, który charakteryzuje się niską lepkością, niską toksycznością i wysoką odpornością na zamarzanie.
Powietrze zewnętrzne doprowadzane jest do GWC poprzez kanały wentylacyjne. Przepływa ono przez wymiennik, gdzie oddaje lub pobiera ciepło, a następnie trafia do budynku. Układ działa w sposób całkowicie pasywny, bez potrzeby dodatkowego zasilania energetycznego.
Jaki glikol wybrać do gruntowego wymiennika ciepła?
Najlepszym rozwiązaniem jest zastosowanie niebieskiego glikolu propylenowego. Cechuje się on:
- Niską lepkością - ułatwia przepływ w rurach
- Wysoką temperaturą zamarzania (-12°C)
- Brakiem toksyczności - może być stosowany w układach zamkniętych
- Odpornością na rozkład i grzyby
- Brakiem wpływu na środowisko naturalne
Dla uzyskania optymalnych parametrów pracy zaleca się stężenie glikolu na poziomie 25-30%. Roztwór taki zapewnia wystarczającą ochronę przed zamarzaniem i nie pogarsza zbytnio właściwości cieplnych glikolu.
Jaka powinna być głębokość ułożenia rur glikolowego GWC?
Zalecana głębokość posadowienia kolektorów gruntowego wymiennika glikolowego wynosi od 1 do 1,5 m. Na tej głębokości panują optymalne warunki:
- Temperatura gruntu jest stabilna przez cały rok
- Grunt nie jest zamarznięty nawet w mroźne zimy
- Unika się strefy korzeniowej roślin
Im głębiej są ułożone rury, tym lepsza jest wymiana ciepła z gruntem. Jednak poniżej 2 m głębokości efekt ten nie rośnie już znacząco, a koszty wykonania są wyższe. Dlatego zwykle przyjmuje się 1-1,5 m jako optymalny kompromis.
Jak obliczyć wydajność glikolowego gruntowego wymiennika ciepła?
Aby obliczyć moc chłodniczą i grzewczą glikolowego GWC, należy uwzględnić takie czynniki, jak:
- Powierzchnia wymiany ciepła - zależy od długości rur wymiennika
- Rodzaj gruntu i jego przewodność cieplna
- Różnica temperatur grunt-glikol latem i zimą
- Natężenie przepływu powietrza przez GWC
Precyzyjne obliczenia wymagają zastosowania specjalistycznego oprogramowania. Jako uproszczone założenie można przyjąć, że 1 m2 powierzchni wymiennika przekazuje ok. 30-40 W mocy grzewczej lub chłodniczej.
Jakie są wady glikolowych GWC?
Glikolowe gruntowe wymienniki ciepła mają jednak pewne ograniczenia:
- Wyższy koszt inwestycyjny niż w przypadku żwirowca
- Wymagany okresowy monitoring szczelności układu
- Możliwe problemy z korozją elementów instalacji
- Mniejsza powierzchnia wymiany ciepła niż przy GWC rurowym
Dlatego też glikolowy GWC nie zawsze będzie optymalnym rozwiązaniem. Warto rozważyć inne możliwości i dobrać system dostosowany do warunków i wymagań konkretnej inwestycji.
Jakie są koszty budowy glikolowego gruntowego wymiennika ciepła?
Koszt budowy glikolowego GWC zależy przede wszystkim od powierzchni wymiennika gruntowego. Cena za 1 m2 waha się w granicach 400-800 zł brutto wraz z montażem. Do tego należy doliczyć koszt pozostałych elementów, takich jak pompa glikolu, naczynie wzbiorcze, automatyka i orurowanie.
Przykładowo, dla domu o powierzchni ok. 150 m2 całkowity koszt montażu glikolowego GWC może wynieść 15-25 tys. zł. Jest to więcej niż w przypadku żwirowego GWC, jednak inwestycja zwraca się szybciej dzięki oszczędnościom na ogrzewaniu i chłodzeniu.
Podsumowując, glikolowy gruntowy wymiennik ciepła to nowoczesna technologia o wysokiej efektywności energetycznej. Pozwala znacząco obniżyć rachunki za energię przy stosunkowo niskich kosztach budowy. Warto więc rozważyć tę opcję projektując instalacje wentylacyjne i grzewczo-chłodnicze w budynku.
Podsumowanie
Glikolowe gruntowe wymienniki ciepła to nowoczesne i ekologiczne rozwiązanie pozwalające maksymalnie wykorzystać potencjał energetyczny gruntu. Ich zastosowanie przynosi wymierne korzyści w postaci niższych rachunków za ogrzewanie i klimatyzację. Montaż glikolowego GWC wymaga wprawdzie wyższych nakładów niż w przypadku żwirowca, jednak zwraca się to w krótszej perspektywie czasowej. Jeśli szukasz przyjaznego środowisku i efektywnego systemu wentylacji dla swojego domu, gruntowy wymiennik z glikolem jest rozwiązaniem godnym uwagi.
Tagi
Udostępnij
