Każde, w miarę bezobsługowa, rozwiązanie pozwalające zmniejszyć koszty ogrzewania w zimie i chłodzenia w lecie zasługuje choćby na chwilę zastanowienia. Wśród spełniających te kryteria coraz bardziej popularne stają się gruntowe wymienniki ciepła, które wykorzystują bezpłatną energię ziemi do ogrzania powietrza służącego do wentylacji domu. Wykorzystywane jest tu zjawisko prawie stałej, niezależnie od warunków jakie panują na powierzchni ziemi, temperatury ziemi na głębokości ok. 2m, która oscyluje ok. 8-10 stopni.
Jednym z najprostszych rozwiązań, wysoko sprawnych i jednocześnie posiadających kilka innych zalet jest odmiana żwirowa. W dużym skrócie: powietrze pobierane przez czerpnię ogrzewa się zimą lub chłodzi latem przechodząc przez położone na głębokości poniżej strefy przemarzania gruntu złoże wypełnione żwirem. Następnie powietrze to tłoczone jest bądź bezpośrednio, bądź poprzez rekuperator do pomieszczeń "czystych" (sypialnie, pokoje dzienne, salon). Przy temperaturze zewnętrznej zimą np. ok. -15 stopni C uzyskujemy na wlocie do budynku powietrze o temperaturze ok. 0 stopni C, a dodatkowo zasysane powietrze jest filtrowane i jonizowane w złożu. Podobnie rzecz się ma w lecie kiedy przy panującej na zewnątrz temperaturze około +30 stopni zasilamy wentylację chłodnym powietrzem o temperaturze niespełna +20 stopni.
Zysk, tylko energetyczny, w obu przypadkach nie jest oszałamiający, ale biorąc pod uwagę ciągłość w czasie i brak kosztów ukrytych (serwisowanie itp.) jest to rozwiązanie, którego zastosowanie warto rozważyć. Dodatkowa funkcja filtrowania powietrza zapewnia użytkownikom nie tylko oszczędności ale i podwyższony komfort zdrowotny.
gwc_zwirowy_04_115.jpg Na koniec zabezpieczamy przed wodą z opadów i zasypujemy warstwą gruntu ok. 80 cm
Plik ściągnięto 600 raz(y) 201,57 KB
gwc_zwirowy_03_188.jpg Całość dla większej skuteczności warto dodatkowo ocieplić polistyrenem XPS!
Plik ściągnięto 871 raz(y) 258,26 KB
gwc_zwirowy_02_185.jpg Złoże musi być zabezpieczone przed zanieczyszczeniami i zamuleniem za pomocą geowłókniny!
Plik ściągnięto 1919 raz(y) 236,05 KB
gwc_zwirowy_01_132.jpg Przygotowanie wszystkich elementów składowych można wykonać we własnym zakresie!
Plik ściągnięto 719 raz(y) 301,43 KB
gwc_zwirowy_05_146.jpg Dla zapewnienia jak najmniejszych oporów złoża żwir dodatkowo płuczemy przed wsypaniem!
Jak się okazuje temat cieszy się sporym zainteresowaniem z Państwa strony.
Przyjrzyjmy się zatem bliżej realizacji gruntowego wymiennika ciepła dla domu jednorodzinnego...
Pytacie Państwo o wielkość wymiennika, ilość potrzebnych rur ich średnicę, a tak naprawdę wynika to z pojemności GWC żwirowego zawartej w niezbędnej dokumentacji projektowej.
Realizację zaczynamy od wykopu, którego wymiary powinny odpowiadać wielkości domu - wynika ona z wartości zawartych w dokumentacji projektowej uwzględniającej kubaturę wentylowanych pomieszczeń, ale też intensywności pobierania powietrza. Jeśli na przykład chcemy poza wentylacją wykorzystać GWC także jako klimatyzację w lecie, złoże musi mieć odpowiednio większą objętość złoża będącego swoistym wymiennikiem ciepła.
Wykop zabezpieczamy geowłókniną (dobrej jakości 3-4 warstwy) z zakładem którym nakryjemy złoże od góry.
Na domek w granicach 150-180m2 powinniśmy dać minimum 20m3 żwiru (przy założeniu, że będzie to GWC podwójny - jedna część pracuje druga się regeneruje). Długość 5-6m, szerokość 2-3m, wysokość złoża 2m,a wykopu 3m. Granulacja żwiru 2-4 cm (jeśli większa, to długość GWC większa). Geowłókniną musimy wyłożyć szczelnie nie tylko dno, ale wszystkie powierzchnie z górną włącznie, tak aby wnętrze było "szczelne" dla ewentualnych podcieków z iłem!
Następnie układamy rury pionowe fi160 (pomarańczowe drenarskie) - jedna uwaga - dobrze aby były już umocowane w grubej (250mm) rurze poziomej, bo później ich nie połączymy - czyli u góry pozioma rura z wychodzącymi z niej w dół pionowymi drenarskimi. Górna rura pozioma musi mieć od dołu podłużne wycięcia (tak aby umieścić obok siebie kilka rur pionowych), a od góry można ją ponacinać aby też i ta powierzchnia "pracowała".
Przy GWC podwójnym na środku (patrząc na długość wykopu) ustawiamy zespół rurowy zasilający, a po przeciwległych końcach wykopu zespoły rur odbierające ogrzane i przefiltrowane powietrze.
Rur drenarskich nie musimy nawiercać! Zasypujemy wszystko żwirem tworząc spadki na boki (aby po rozłożeniu izolacji nie stała tam woda). Zawijamy szczelnie w "pieluszkę" (2-3 warstwy geowłókniny) na to XPS (styropian bardziej pije wodę, a więc mniej skutecznie spełni swoją rolę w ziemi). Ważne aby rozłożyć ocieplenie szerzej o ok. 1-1,50m z każdej strony. Na to podwójnie folię budowlaną (w celu zminimalizowania nasiąkania izolacji wodą) i zasypujemy.
Pamiętać musimy o czerpni, najlepiej ze stali nierdzewnej (do środkowego zespołu rur) którą powietrze zasysane jest do GWC, oraz o rurach łączących GWC z budynkiem (po drodze studzienka z przełączaniem) które muszą być również dobrze ocieplone!!!
Wystająca, karbowana rura, widoczna na zdjęciu służy jako rewizja na wypadek zalania złoża.
W budynku będziemy mieli temperaturę wyższą niż uzyskaną z GWC, więc jedynym problemem może być skraplanie się wody na zewnątrz przewodu doprowadzającego powietrze do budynku.
Powietrze z GWC jest rozprowadzone po domu, a odebrane, "brudne" powietrze będzie tłoczone do odzysku (najprawdopodobniej zintegruję wlot z rekuperatorem, aby dodatkowo ocieplić wlatujące z GWC powietrze). Zaraz za GWC powinna być zrobiona jeszcze studzienka, w której zainstalowane będzie sterowanie przepływem powietrza (raz jedna część złoża raz druga). Dodatkowo chcę zainstalować regulator obrotów wentylatorów, bo na co dzień nie będę wykorzystywał pełnej mocy, ale w razie zjazdu rodzinnego czy innej imprezy można będzie podkręcić obroty...
Poziome rury (albo inaczej zespoły rur) umieszczamy trzy! Środkowy zespół to pobór powietrza z zewnątrz przez czerpnię i wejście w głąb złoża poprzez rury pionowe - drenarzowe 160. Kolejne zespoły są na prawym i lewym (patrząc od zespołu środkowego) końcu złoża. One, w zależności od ustawienia pobierają (zasysają) przez pionowe rury drenażowe ze złoża żwirowego powietrze z zespołu środkowego. Powietrze to przedostaje się poprzez szczeliny w żwirze, ocieplając/chłodząc się jednocześnie (w zależności od temperatury na zewnątrz, bo wewnątrz oscyluje ona zawsze ok. 8-10 stopni). Załóżmy, że 12 godzin powietrze zasysane jest przez prawy zespół: żwir w złożu pomiędzy tym zespołem a zasilaniem (środek) zmienia swoją temperaturę w kierunku temperatury zasysanego przez czerpnię powietrza. Po 12 godzinach pracy następuje automatycznie wyłączenia zasysania do prawego zespołu i włączenie zasysania do lewego zespołu rur. Prawa część GWC w tym czasie regeneruje się czyli wyrównuje temperaturę z otaczającym gruntem - do normalnej na tej głębokości temperatury a lewa zasila budynek.
W rurach 250mm wycięć powinno być kilka, a między nimi zostawiamy ok. 20 cm, aby zapobiec "rozejściu" się wycięcia (takie wzmocnienia obwodowe). Od dołu wciskamy rury 160mm tak aby sięgały do dna złoża. Dobrze jest skierować je lekko do środka, aby dołem powietrze miało krótszą drogę do przebycia. Rury drenażowe naprzeciwległych zespołów nie łączą się ze sobą - dochodzą tylko do dna złoża! Ich zadanie to ułatwić równomierne przejście powietrza zewnętrznego przez przez całą grubość złoża żwirowego!
Samo GWC nie zapewni nam komfortu latem i zimą, ale w połączeniu z właściwym ociepleniem budynku, okapami chroniącymi przed nadmiernym nagrzewaniem latem, a pozwalającymi na wpadanie do domu promieni słonecznych, odpowiednim ustawieniem budynku i rozmieszczeniem okien a także odpowiednim pokryciem / ociepleniem dachu stanowi bezobsługowy system tworzący komfort użytkowania i jednocześnie generujący oszczędności.
Koszt wykonania GWC żwirowego... trudno mi powiedzieć dokładnie, ale największy koszt to płukany żwir - 30t x 80 zł (w różnych regionach kraju może być duża różnica w tym zakresie), wykop - ok. 300 zł, rury też chyba ok. 800 zł, wentylatory ok. 900 zł i regulator obrotów 80 zł. Jeszcze jakieś 4m3 styroduru do ocieplenia góry i przewodów zasilających budynek, folia do izolacji 40m2x2 oraz cały wykop i góra geowłóknina x3 (nie pamietam ceny) Do tego rozprowadzenie powietrza po domu chyba ok. 1000 zł plus anemostaty jakieś 200 zł plus oczywiście praca przy wykonaniu tego wszystkiego.
Ja wykonywałem GWC we własnym zakresie, wg projektu, który kupiłem za ok. 200 zł
Odpowiadam na pytanie o sposób sterowania pobieraniem powietrza i regeneracji złoża:
Każdy moduł GWC ma oddzielny obieg. W studzience maszynowej (zaraz za GWC) zamontowane są na nich wentylatory - oddzielnie dla każdego modułu złoża. Sterowanie wybiera który wentylator aktualnie tłoczy powietrze do domu, a zwrotnice zapobiegają cofaniu powietrza do regenerowanego złoża i czerpni zewnętrznej. Ze studzienki wychodzi jedna rura, która jednak przed wejściem do budynku rozdziela się aby móc korzystać z czerpni bezpośredniej - trzeba pamiętać o okresach kiedy korzystanie ze złoża jest mało wydajne - wtedy działa czerpnia powietrza bezpośrednio z zewnątrz, o średnicy 200mm (zabezpieczona "przepustnicą zwrotną", aby z GWC nie wywiewało nią powietrza na zewnątrz).
Można by też zrobić na jednym wentylatorze i systemie elektroprzepustnic, ale uznałem, że mniej awaryjne będzie zastosowanie kilku wentylatorów. Starałem się, aby całość była jak najmniej skomplikowana i w miarę bezobsługowa w przyszłości.
Puszka rozprężna (już w budynku - u mnie w piwnicy) rozdziela powietrze z GWC na trzy niezależne kondygnacje. Na zdjęciu widać miejsce w którym zainstalowane będzie sterowanie, z niezależnym zasilaniem (puszka). Do tego miejsca doprowadzone są przewody zasilające wentylatory i przewód sterujący ich obrotami. Regulator obrotów zlokalizowany jest w kuchni i steruje każdym z załączanych wentylatorów.
Z tego co autor pisze w dokumentacji, to możliwe jest wykorzystanie GWC przy tradycyjnej wentylacji, choć nieodłączną częścią GWC jest wentylator przeciągający powietrze przez złoże, więc ta tradycyjna, grawitacyjna przestaje nią być (bo nadmuch jednak mechaniczny).
W moim przypadku ustrojstwo służyło będzie wyłącznie do spokojnej wentylacji, bo w zasadzie w budynku jest teraz (na zewnątrz 34 stopnie) około 20 stopni. Tymczasem budynek nie jest jednak jeszcze w pełni eksploatowany (gotowanie, pranie itp.)
Opór złoża w dokumentacji mam na poziomie 100-120 Pa, ale w moim przypadku jest pewnie niższy, bo w stosunku do dokumentacji nieco przewymiarowałem wielkość złoża, ilość rur itp.
Myślę, że to wyłącznie kwestia zastosowanego wentylatora. Ja dodatkowo instaluję regulator obrotów, aby móc korzystać okresowo w większym zakresie (zjazd rodzinny itp.)
Byłem wczoraj przez kilka godzin - w środku sielanka nawet w takie jak teraz upały (GWC jeszcze nie działa) ale składa się na to cała idea mojego domku, przemyślana właśnie pod kątem spokojnej i nie absorbującej eksploatacji:
- daleko wypuszczone okapy latem zacieniają ściany i okna (słońce wysoko) - zimą nisko położone słońce zagląda do okien (jakieś 20 szt tylko od słonecznej strony);
- otwory okienne (ściana 70-60 cm) wykonane jako poszerzane na zewnątrz, aby uniknąć wrażenia ciężkości, a zapewnić większy dostęp światła słonecznego;
- na dachu strzecha 35-50 cm, dodatkowo ocieplona 20cm wełną mineralną (ocieplenie w trakcie realizacji);
- dolna kondygnacja częściowo schowana w ziemi;
- ściany przyziemia: mur 38, 15 styropian, pustka wentylacyjna 5, mur osłonowy 12
- ściany parteru i poddasza: mur 24, 15 styropian, pustka wentylacyjna 5, elewacja z wariacji na temat budownictwa szachulcowego 15 cm (konstrukcja to drewno a wypełnienie styropian pokryty strukturalnym tynkiem);
- ścianki wewnętrzne, stropy, kominy wykonane jako akumulacyjne, przechowujące w czasie korzystną temperaturę;
- wentylacja ścian zewnętrznych przechodzi przez kolejne kondygnacje, przez dach i dopiero w kalenicy wychodzi na zewnątrz.
To tak pokrótce - GWC będzie miało za zadanie eliminować szybkie zmiany wewnątrz spowodowane wietrzeniem w zimie i lecie, oraz przez normalną eksploatacją (gotowanie, ciepłe kąpiele itp.) a także dopływ świeżego, czystego, przefiltrowanego przez złoże, może bardziej wilgotnego powietrza.
Jeden z czytających zauważył, że pomysł z tym wentylowaniem pod kalenice.. przypomina "lodówkę" na warzywa i owoce stosowaną w Afryce - gospodynie wkładają tam mniejszy dzban do większego, pomiędzy zasypują ziemię i wlewają wodę. Woda parując odbiera ciepło i schładza wewnętrzny dzban... coś w tym jest
W opisywanym przypadku zastosowałem rozmieszczenie nawiewów na wysokości ok. 2m w ścianach pomieszczeń czystych, w najdalej położonych, od kratek odbiorczych w łazience i kuchni, punktach. Z umieszczaniem w suficie nie chciałem przesadzać - mam w stropie rozprowadzone zasilanie wentylacji kolejnego piętra, a nie myślę podwieszać dodatkowego sufitu, bo chcę jeszcze jakieś elementy drewniane dla stworzenia klimatu zamontować. Przyjąłem, że im wyżej, tym lepiej, a zimne i tak będzie w dół spływało aż się wymiesza, ogrzeje i trafi do odległej kratki wywiewnej. Nawiewniki typowe - anemostaty nawiewne. W sumie np. na salon wyszło 3 nawiewy (południowa ściana półokrągła), na sypialnie po jednym.
Dziś (34 stC w cieniu) 22 stopnie ciepła wewnątrz domu, bez jakichś szczególnych zabiegów. Kiedy wychodzę z domu podkręcam obroty wentylatora, aby zwiększyć przepływ powietrza i schłodzić wnętrze domu o dodatkowe kilka stopni. Kiedy jesteśmy w domu zbyt duży przepływ powietrza może przeszkadzać - wentylator fi 250, 180W. Normalnie system pracuje na 3 biegu z 9, w upały na 4-5, a kiedy wyjeżdżamy na 1. Zużycie prądu od początku eksploatacji systemu (niecały rok) 127kW
Nie możesz pisać nowych tematów Nie możesz odpowiadać w tematach Nie możesz zmieniać swoich postów Nie możesz usuwać swoich postów Możesz głosować w ankietach Nie możesz załączać plików na tym forum Możesz ściągać załączniki na tym forum
