Trio idealne: pompa ciepła z wymiennikiem gruntowym i wentylacją

Pierwsze zastosowanie: wentylacja z gruntowym wymiennikiem ciepła

Wymiennik ciepła „powietrze-grunt” to długa rura, ułożona w gruncie na głębokości od 1,5 do 2 metrów. Na zewnątrz jest podłączona do tzw. czerpni powietrza, a kolejnym odcinkiem jest połączenie z centralnym urządzeniem wentylacji w domu. Kiedy urządzenie zaczyna działać, zasysa świeże powietrze z zewnątrz przez wieżę wlotową za pomocą wentylatora. Powietrze przepływa przez wymiennik ciepła i dopiero wtedy dostaje się do centrali wentylacyjnej. Gdy powietrze zewnętrzne przepływa przez gruntowy wymiennik ciepła, pochłania energię cieplną z otaczającej gleby. Bardzo zimne powietrze w mroźne dni można podgrzać do około zera stopni Celsjusza. Odzysk ciepła jest możliwy także ze zużytego powietrza, wywiewanego z systemu i wykorzystanie go wstępnego podgrzania świeżego, nawiewanego powietrza do temperatury 17-18 stopni. Dzieje się to bez dodatkowych kosztów energii. Inna sytuacja jest latem. Grunt pochłania energię cieplną z powietrza zewnętrznego. Powietrze schładza się do ok. 20 stopni Celsjusza w upalne dni, a „wchodząc” do budynku zapewnia mu komfortowy mikroklimat i nie generuje kosztów chłodzenia, jak robi to tradycyjna klimatyzacja. Zobacz też o możliwości wykorzystania pompy ciepła do chłodzenia pomieszczeń latem.

Zastosowanie drugie: gruntowe wymienniki ciepła do pomp ciepła

Gruntowe wymienniki ciepła mogą dostarczać również cieplejsze powietrze do powietrznych pomp ciepła. Dzięki takiemu zastosowaniu zmniejsza się różnica do wymaganego poziomu temperatury wody (ciepłej) i zapewnia wyższy współczynnik wydajności pompy ciepła. Dzięki temu pompa ciepła zużywa mniej energii elektrycznej i pracuje ekonomiczniej. Ponadto daje to możliwość rezygnacji z kosztownego odladzania. Jest to konieczne w konwencjonalnych systemach, w których wstępuje zjawisko zamarzania kondensatu na parowniku.

Najlepsze materiały na rury w GWC

Aby powietrze mogło odbierać dużo ciepła z gruntu, ściany gruntowego wymiennika ciepła muszą mieć niski opór cieplny. Odpowiednie są cienkościenne rury z tworzywa sztucznego, wykonane na przykład z polietylenu (PE) lub polipropylenu (PP). Powierzchnie i punkty połączeń muszą być szczególnie gładkie, bo to ogranicza straty ciśnienia przepływającego powietrza. Podczas napływu ciepłego, wilgotnego letniego powietrza następuje kondensacja. Dlatego gruntowe wymienniki ciepła należy układać pod kątem. Skroplona woda może wtedy spływać z wieży czerpni powietrza do wejścia do budynku, gdzie wypływa z rurociągu przez rurę i syfon.

Porównanie zalet i wad gruntowych wymienników ciepła

Zalety gruntowych wymienników ciepła do systemów wentylacyjnych i pomp ciepła:

–  podgrzewają zimą zimne powietrze zewnętrzne za darmo,

–  zapewniają wyższą wydajność dalszych urządzeń, a tym samym obniżają koszty energii,

– w ciepłym sezonie schładzają gorące powietrze zewnętrzne do około 20 stopni,

– pozwalają zmniejszyć koszty chłodzenia domu, jeśli jest w nim zamontowana klimatyzacja.

Wady GWC (w systemie „powietrze – grunt”):

– dużo miejsca na posesji na ułożenie rur,

– trudność w odpowiednim ułożeniu rur, by w powstałym w nich kondensacie nie tworzyły się problemy higieniczne (np. rozwój mikroorganizmów), przenoszone do wentylacji,

– niemałe koszty technologii (od kilku do kilkunastu tysięcy złotych), zależne od długości rur z tworzywa sztucznego, głębokości ich ułożenia i rodzaju gruntu,

– koszty prac ziemnych (w najlepszym wypadku można je wykonać samodzielnie i oszczędzić na wynajęciu koparki).