Gruntowy wymiennik ciepła: cena, opinie, rodzaje i montaż GWC

MG Projekt Pracownia Architektoniczna / Aktualizacja 23 lutego 2021

Gruntowy wymiennik ciepła
Gruntowy wymiennik ciepła

Optymalna temperatura i wilgotność powietrza w pomieszczeniach oraz redukcja bakterii, grzybów i smogu – to główne korzyści wynikające z montażu gruntowego wymiennika ciepła, czyli GWC w domu. Dzięki wykorzystaniu właściwości cieplnych gruntu skutecznie i ekologicznie wspomaga on działanie instalacji wentylacyjnej i rekuperacji. Co warto wiedzieć na temat wymienników gruntowych? Sprawdź najważniejsze informacje dotyczące gruntowych wymienników ciepła GWC – zasadę działania, budowę, zalety i wady oraz montaż i koszty inwestycji.

Co to jest gruntowy wymiennik ciepła?

Gruntowy wymiennik ciepła (GWC), inaczej określany jako wymiennik gruntowy, jest urządzeniem używanym do wspomagania instalacji wentylacji i rekuperatora w domu. Za jego pomocą można podnieść komfort cieplny we wnętrzach domu i właściwości powietrza – jego poziom wilgotności i czystości.

Pod kątem budowy gruntowy wymiennik ciepła GWC składa się z wkopanej w gruncie konstrukcji, która połączona jest do centrali wentylacyjnej i rekuperatora. Ze względu na dużą pojemność cieplną gruntu powietrze przepływające poprzez GWC może uzyskać optymalne parametry termiczne i wilgotnościowe.

Najczęściej GWC współpracuje z:

Ze względu na swój sposób działania gruntowy wymiennik ciepła GWC jest często wybierany do domów jednorodzinnych budowanych w technologii energooszczędnej i pasywnej. Stanowi ekologiczne i ekonomiczne rozwiązanie obniżające energochłonność domu i wpływa korzystnie na mikroklimat panujący w jego wnętrzu. W skrócie – to zdrowe dla domowników i przyjazne dla środowiska urządzenie.

Zasada działania GWC – gruntowego wymiennika ciepła

Aby zrozumieć zasadę działania gruntowego wymiennika ciepła, konieczne jest bliższe zapoznanie się z właściwościami cieplnymi gruntu, a szerzej z tak zwaną geotermalną energią ziemi, która zaliczana jest do kategorii energii odnawialnych.

Zasada działania GWC jest całkiem prosta – urządzeni działa na zasadzie wymiany ciepła z gruntu. Grunt gromadzi w sobie energię termiczną, czyli cieplną, dlatego jest dobrym akumulatorem ciepła. Pochłania ją z promieniowania słonecznego, konwekcji, opadów. Duża pojemność cieplna gruntu pozwala na utrzymanie jego temperatury na dłuższy czas niż w przypadku powietrza. Stąd też wahania temperatury gruntu są niższe i zachodzą wolniej.

Na poziomie około 2 metrów temperatura gruntu jest stała i wynosi ona około 5-10°C. Im głębiej, tym temperatura ta podwyższa się o kilka – kilkanaście stopni, na przykład na głębokości 100 metrów to już kilkanaście stopni. Ta właściwość gruntu wykorzystywana jest w pompach ciepła używanych do ogrzewania budynków, ale także w konstrukcjach gruntowego wymiennika ciepła.

Wobec tego powietrze przechodzące poprzez gruntowy wymiennik ciepła GWC w sposób naturalny, skuteczny, a przy tym tani poddawane jest obróbce temperaturowej. Efekt ten zależny jest od pory roku, a tym samym od temperatury powietrza . GWC służy wtedy jako „bufor” ciepła lub chłodu zgromadzonego w gruncie.

Działanie gruntowego wymiennika ciepła:

  • w lecie – obniża temperaturę powietrza w domu, zapewniając większy komfort termiczny w trakcie upałów,
  • w zimie – podwyższa temperaturę powietrza w domu, zmniejszając koszty związane z ogrzewaniem.

Przykładowo, gdy powietrze w okresie letnim będzie wynosiło średnio 28°C, wówczas średnia temperatura powietrza z GWC to około 18°C. Z kolei w okresie zimowym, gdy średnia temperatura będzie wynosić -10°C, wtedy powietrze z GWC to około 2°C. Dzięki temu wymiennik może latem zapewniać przyjemny chłód, natomiast w ciągu zimy wspomagać działanie systemów grzewczych.

Dokładna zasada działania GWC oraz jego właściwości są związane z jego rodzajem, dlatego przed zdecydowaniem na inwestycję warto zapoznać się bliżej z różnymi typami wymienników.

Budowa gruntowego wymiennika ciepła

Budowa gruntowego wymiennika ciepła
Budowa gruntowego wymiennika ciepła

Pod względem swojej konstrukcji gruntowy wymiennik ciepła GWC nie jest skomplikowany, co przekłada się również na jego prostotę i efektywność działania.

Najważniejsza część gruntowego wymiennika ciepła jest umieszczana w gruncie, dlatego jest ona niewidoczna. Stąd konieczne jest wykonanie odpowiedniego wykopu, w którym kładzie się konstrukcję. Pozostałe elementy systemu umożliwiają pobór i przesył powietrza do budynku.

Główne elementy GWC:

  • czerpnia gruntowa – element służący do pobierania powietrza z zewnątrz,
  • konstrukcja GWC wbudowana w gruncie – zależna od jego rodzaju, na przykład wymiennik rurowy, wymiennik żwirowy, wymiennik płytowy, wymiennik grzebieniowy,
  • przepustnica ręczna lub automatyczna – umieszczona w budynku,
  • centrala wentylacyjna w budynku i rekuperator,
  • czerpnia ścienna w budynku.

Gruntowy wymiennik ciepła GWC łączony jest następnie z wentylacją mechaniczną lub grawitacyjną w domu albo współpracuje on z centralą wentylacyjną pompy ciepła.

Jako że podczas przepływu powietrza poprzez wymiennik ciepła pojawiają się opory, konieczne może być zastosowanie wentylatora nawiewnego.

Rodzaje GWC

Obecnie stosuje się kilka konstrukcji gruntowych wymienników ciepła, dlatego można dopasować je pod kątem miejsca montażu i sposobu pracy.

Główny podział i rodzaje gruntowych wymienników ciepła:

  • wymienniki przeponowe,
  • wymienniki bezprzeponowe.

Przeponowe wymienniki gruntowe

To rodzaj wymienników, w których pomiędzy mediami, które prowadzą wymianę ciepła, znajduje się warstwa rozdzielająca – przepona. W tego typu wymiennikach powietrze nie styka się bezpośrednio z gruntem. Głównym typem wymienników przeponowych są modele rurowe.

Ze względu na swoją budowę przeponowe GWC są prostsze w wykonaniu i mogą być montowane na mniejszych głębokościach. Sprawdzają się również na terenach o wysokim poziomie wód gruntowych. Zalecana głębokość to 120-140 cm.

Bezprzeponowe wymienniki gruntowe

W tych wymiennikach powietrze ma bezpośredni kontakt z warstwą gruntu, która została odpowiednio przygotowana do tego celu. Zaliczają się do nich wymienniki płytowe, żwirowe oraz grzebieniowe.

Bezprzeponowe GWC są bardziej czasochłonne w realizacji. Głębokość montażu zależna jest od rodzaju wymiennika i wynosi od 50 cm do 200 cm.

Poza podziałem wymienników na przeponowe i bezprzeponowe stosuje się również kategoryzację pod względem zastosowanych rozwiązań konstrukcyjnych.

Rodzaje wymienników gruntowych:

  • rurowe,
  • żwirowe,
  • płytowy,
  • grzebieniowe.

Gruntowy rurowy wymiennik ciepła

Wymienniki rurowe
Wymienniki rurowe

Rurowy wymiennik gruntowy jest rodzajem kanału powietrznego, który umieszczany jest w gruncie, najczęściej na głębokości minimum 120-140 cm pod poziomem terenu. Zbudowany jest z rurociągu wykonanego z rur z PVC (rury z polichlorku winylu), PP (rury z polipropylenu), PE (rury z polietylenu). Z tego względu zaliczany jest do kategorii przeponowych – powietrze nie styka się wtedy bezpośrednio z gruntem, ponieważ oddziela je od niego rura.

Rury do wymienników rurowych mogą być zwykłymi rurami PCV do wykonania kanalizacji, ale obecnie w sprzedaży znajdują się także specjalne systemy rur polipropylenowych i polietylenowych wykończone od wewnątrz warstwą antybakteryjną, co poprawia jakość powietrza we wnętrzach.

Wymienniki rurowe mogą być układane na różne sposoby, na przykład jako jeden długi rurociąg albo w układzie Tichelmana, w których rurociągi mają mniejsze średnice i są rozdzielone, a następnie łączą się ze sobą w jeden.

Jako że w wymiennikach rurowych dochodzi do powstawania skroplin, muszą być one podłączone do studzienek odwodnieniowych. Brak odprowadzania nadmiaru wilgoci spowodowałby pogorszenie jakości powietrza. Skropliny powinny spływać do studzienki zgodnie z kierunkiem przepływu powietrza. Dodatkowo stosuje się wymienne filtry powietrza.

W przypadku wymienników rurowych poziom wód gruntowych nie ma znaczenia, ponieważ powietrze oddzielone jest od gruntu przeponą – rurami. Taki GWC może być także umieszczony bezpośrednio pod budynkiem, dlatego sprawdza się na mniejszych działkach.

Minusem jest w tym przypadku konieczność wykonania dość długiej instalacji z rur, ponieważ ze względu na oddzielenie powietrza od gruntu ścianką rury (przeponą) szybkość wymiany ciepła nie jest tak efektywna, jak w przypadku wymienników bezprzeponowych.

Wymienniki rurowe w skrócie:

  • przeponowa konstrukcja,
  • wykonane z rur z tworzywa sztucznego,
  • mogą być montowane pod obiektem,
  • poziom wód gruntowych nie ma wpływu na ich pracę,
  • wymagają odprowadzania skroplin,
  • stosuje się wymienne filtry powietrza.

Gruntowy żwirowy wymiennik ciepła

Gruntowy żwirowy wymiennik ciepła
Gruntowy żwirowy wymiennik ciepła

Do kategorii wymienników bezprzeponowych zaliczają się wymienniki żwirowe. Jak wskazuje na to ich nazwa, wykorzystują żwir albo zamiennie inne kruszywo charakteryzujące się większą granulacją jak 16-32 lub 20-40.

Złoże żwirowe umieszczane jest w wykopach o szerokości około 2,5-3 m oraz na głębokości od około 50 cm do 2 m. Złoże zabezpieczane jest hydroizolacją i geowłókniną, aby zapobiegać mieszaniu się żwiru z ziemią.

Zaleca się umieścić wymiennik w miejscu, gdzie nie dochodzi do podwyższania się poziomu wody gruntowej, dlatego nie nadaje się on do wykonania w każdym miejscu. Gdy złoże na zewnątrz zostałoby na dłuższy czas zalane wodą, wtedy wymiennik nie jest drożny, a do domu dostawałoby się wilgotne powietrze o nieprzyjemnym zapachu.

Żwirowy gruntowy wymiennik ciepła GWC pozwala na uzyskanie wysokiej efektywności pracy, ponieważ powierzchnia wymiany ciepła jest wtedy bardzo duża. To przekłada się również na jego ekonomiczne działanie. Z drugiej strony ze względu na większe opory tłoczenia konieczne może być zastosowanie dodatkowego wentylatora wspomagającego. Jest to jednak zależne od parametrów całego systemu.

Warto wiedzieć, że praca żwirowego wymiennika jest optymalna wtedy, gdy złoże jest regenerowane, czyli musi ono dojść do temperatury otaczającej ziemi. Stosuje się systemy jego użytkowania w przedziałach czasowych 16/8 h albo 12/12 h lub tak zwany układ syjamski, czyli podwójny, w którym podczas pracy działa tylko najpierw jedna, a potem druga połowa wymiennika. System syjamski to wyższe koszty jego wykonania.

Ze względu na swoją budowę żwirowy gruntowy wymiennik ciepła GWC nie wymaga odprowadzania skroplin oraz stosowania wymiennych filtrów, dlatego pod tym kątem jest bezobsługowy.

Wymienniki ciepła żwirowe w skrócie:

  • bezprzeponowa konstrukcja,
  • muszą być umieszczone nad wodami gruntowymi,
  • wymagają okresowej regeneracji złoża,
  • mogą wymagać montażu wentylatorów,
  • nie wymagają odprowadzania skroplin,
  • nie trzeba stosować wymiennych filtrów powietrza.

Gruntowy płytowy wymiennik ciepła

Gruntowe wymienniki o konstrukcji płytowej zaliczane są do bezprzeponowych. Zbudowane są z płyt z tworzywa sztucznego, które umieszczane są obok siebie z rozstawem albo w układzie zwartym. Płyty w wykopach są układane na klockach dystansowych ustawionych na zagęszczonej podsypce. Dochodzi wtedy do powstania wolnej przestrzeni pomiędzy gruntem a płytą. W przestrzeni tej przepływa powietrze – to tam dochodzi do wymiany ciepła.

W skład wymienników płytowych wchodzą również elementy jak kolektory, rurociąg doprowadzający powietrze z czerpni w terenie oraz rurociąg odprowadzający powietrze z kolektora wylotowego do obiektu. Jeśli chodzi o wymiennik płytowy, zwykle nie ma potrzeby stosowania dodatkowych wentylatorów wspomagających ruch powietrza.

Płytowy wymiennik gruntowy umieszczany jest na głębokości minimum 70 cm. Same wymienniki płytowe nie są jednak wysokie, co powoduje, że nadają się też na tereny o wyższym poziomie wód gruntowych. Przy montażu wymiennika tego typu zalecane jest wykonanie izolacji termicznej nad nim – najczęściej stosuje się płyty styropianowe. Także istnieje możliwość umieszczenia wymiennika płytowego pod fundamentem budynku. Właśnie dlatego o montażu warto pomyśleć na etapie budowy.

Wymienniki płytowe nie wymagają stosowania systemów do odprowadzania skroplin, ponieważ nadmiar wilgoci absorbowany jest przez grunt.

Przy wyborze wymiennika płytowego należy pamiętać o tym, że nie może być on umieszczany w miejscach, gdzie nacisk na 1 m2 powierzchni wynosi powyżej 5 ton.

Wymienniki ciepła płytowe w skrócie:

  • bezprzeponowa konstrukcja,
  • niska wysokość konstrukcji,
  • należy wykonać izolację termiczną płyt,
  • nie wymagają odprowadzania skroplin,
  • nie trzeba stosować filtrów powietrza,
  • nie wymagają montażu wentylatorów,
  • nie mogą być umieszczane na powierzchni o dużym nacisku.

Gruntowy grzebieniowy wymiennik ciepła

W sprzedaży dostępne są także wymienniki ciepła grzebieniowe – jest to relatywnie nowa konstrukcja, która łączy w sobie zalety wymienników żwirowych i płytowych. Charakterystycznym elementem tego GWC jest układ kanałów przypominających grzebień.

Wymienniki grzebieniowe składają się z płaskiego złoża żwirowego, którego grubość wynosi najczęściej 20 cm. Po jego obu stronach umieszczane są kolektory odpowiedzialne za doprowadzanie i odprowadzanie powietrza. Z kolektorami połączone są kanały wewnątrz złoża, które odpowiedzialne są za cyrkulację powietrza. Podczas działania tego GWC zasysane powietrze płynie do kolektora doprowadzającego i następnie do perforowanych kanałów rozprowadzających, potem do żwiru oraz do kanałów odbierających, a na końcu trafia do kolektora odprowadzającego.

Zastosowanie takiej konstrukcji powoduje, że kolektor grzebieniowy charakteryzuje się niskim poziomem oporów, dlatego nie wymaga on stosowania wentylatorów, co przekłada się na jego efektywność. Również jest on przystosowany do pracy ciągłej.

Wymienniki ciepła grzebieniowe w skrócie:

  • bezprzeponowa konstrukcja,
  • niska grubość konstrukcji,
  • nadają się do pracy ciągłej,
  • nie trzeba stosować wentylatorów,
  • nie wymagają odprowadzania skroplin,
  • nie wykorzystują filtrów powietrza,
  • odporne na ściskanie.

Inne rodzaje gruntowych wymienników ciepła

Spotykane są także inne rodzaje gruntowych wymienników ciepła, w tym wymienniki ciepła glikolowe oraz kanałowo-modułowe, jednak stosowane są one dość rzadko ze względu na wysokie koszty wykonania.

Glikolowy GWC wykorzystuje konstrukcję rurową, w której znajduje się glikol zamiast powietrza. Takie wymienniki ciepła określane są jako powietrze-glikol i wyróżniają się bardzo wysokim poziomem sprawności.

Kanałowo-modułowy GWC to rodzaj wymiennika bezprzeponowego, który wykorzystuje moduły zalewane od góry betonem, co nadaje im większą odporność na nacisk i ochronę przed czynnikami atmosferycznymi. W skład wchodzą także moduły termoformowane w formie rur otwartych od spodu.

Czym powinien cechować się dobry GWC?

Wybór odpowiedniego gruntowego wymiennika ciepła jest zależny od miejsca jego montażu, ale także od oczekiwanej mocy działania urządzenia. Jako że każdy rodzaj GWC ma określone zalety i wady, ważne jest ich przeanalizowanie przed podjęciem decyzji.

Dobry gruntowy wymiennik ciepła GWC powinien wyróżniać się następującymi cechami:

  • wysoka sprawność w wymianie ciepła – co pozwala na osiągnięcie optymalnych zysków chłodu albo ciepła,
  • niskie opory tłoczenia, czyli przepływu powietrza – nie ma wtedy konieczności stosowania wentylatorów wspomagających, co poprawia efektywność pracy,
  • wysoka odporność na czynniki atmosferyczne,
  • mała podatność na warunki gruntowe, w tym ściskanie gruntu.

Oczywiście, nowocześniejsze wymienniki, w tym rurowe, płytowe, grzebieniowe będą wymagały też wyższych nakładów finansowych niż prostsze wymienniki ciepła żwirowe, co także należy uwzględnić przy podejmowaniu decyzji inwestycyjnej.

Gdzie montuje się GWC?

Gruntowe wymienniki ciepła mogą zaopatrywać wiele budynków – domy jednorodzinne, wielogodzinne budynki mieszkalne, obiekty przemysłowe, na przykład hale, budynki użyteczności publicznej.

Najlepiej zdecydować o montażu urządzenia w domu jeszcze przed rozpoczęciem prac budowlanych, ale warto wskazać, że GWC można wykonać także przy budynkach już istniejących. Aby gruntowy wymiennik ciepła GWC mógł działać efektywnie, musi być zamontowany w miejscu, gdzie zapewni największą wydajność i skuteczność pracy.

Głębokość montażu GWC:

Dla uzyskania maksymalnej efektywności energetycznej ważne jest wybranie właściwej głębokości montażu GWC.

Wymiennik gruntowy powinien być zamontowany:

  • co najmniej 20 cm poniżej głębokości przemarzania gruntu,
  • na głębokości około 4-5 m pod poziomem gruntu, chyba że zastosuje się dodatkową izolację termiczną.

Aktualnie GWC najczęściej nie są montowane tak głęboko jak 4-5 m poniżej poziomu gruntu, co wymaga wykonania czasochłonnych i kosztownych prac. Stosuje się wtedy odpowiednie rozwiązania termoizolacyjne. Zwykle jest to styropian. Termoizolacja potrafi wtedy symulować warunki panujące na głębokości 4-5 m, ponieważ oddziela ona grunt od oddziaływania czynników pogodowych. Dzięki temu możliwe jest zamontowanie wymiennika na głębokości wynoszącej od 50 cm do 2 m.

Głębokość montażu GWC ma też związek z poziomem wód gruntowych. Gdy są one wysokie, wtedy zaleca się zastosowanie wymiennika przeponowego, który jest zabezpieczony przed wpływem wilgoci.

Miejsce montażu GWC:

Gdy chodzi o miejsce montażu gruntowego wymiennika ciepła, może być on umieszczony przy domu albo pod nim – pod jego płytą fundamentową.

Najczęściej GWC wykonuje się obok domu, co jest najtańszym rozwiązaniem, a przy tym pozwala na łatwy dostęp do elementów urządzenia w razie pojawienia się usterek. Obok budynku można wykonać każdy rodzaj GWC. Należy pamiętać o tym, że najbardziej podatne na nadmierny nacisk są wymienniki płytowe, dlatego nie powinny być one wykonywane w miejscach narażonych na ciężar, na przykład pod podjazdami.

Z kolei pod płytą fundamentową budynku można zamontować wymienniki rurowe, płytowe oraz wymienniki grzebieniowe. Wynika to również z ich niewielkiej wysokości. Oczywiście, w tym przypadku należy wykonać prace jeszcze przed rozpoczęciem właściwych robót budowlanych, dlatego inwestor musi zdecydować się na GWC z wyprzedzeniem.

Połączenie GWC z rekuperacją

Połączenie GWC z rekuperacją
Połączenie GWC z rekuperacją

Gruntowe wymienniki ciepła – GWC są często stosowane w budynkach, w których montuje się rekuperację, czyli wentylację mechaniczną z odzyskiem ciepła.

Rekuperacja jest systemem wymuszającym ruch powietrza i wykorzystującym zjawisko rekuperacji, czyli odzysku energii z powietrza nagrzanego, ale zużytego, które wyprowadzane jest na zewnątrz domu. Bez zastosowania rekuperatora powietrze wraz z energią cieplną nie jest możliwe do ponownego wykorzystania – z rekuperatorem odzyskuje się ciepło, dzięki czemu zapobiega się znacznym stratom termicznym zimą. To automatycznie przekłada się na niższe rachunki za ogrzewanie. Analogicznie sytuacja wygląda latem w przypadku stosowania klimatyzacji.

Dzięki połączeniu GWC z rekuperacją można zredukować koszty eksploatacyjne związane z wentylacją, co przekłada się na niższe rachunki.

Gruntowy wymiennik ciepła wstępnie ogrzewa albo chłodzi powietrze, zanim zostanie ono przekazane do systemu wentylacji. Dzięki temu zimą można zredukować koszty ogrzewania, a latem cieszyć się przyjemnym chłodem powietrza. Obniżone koszty eksploatacji budynku zapewnia rekuperacja, która odzyskuje ciepło lub zimno z powietrza odprowadzanego na zewnątrz systemami instalacji wentylacyjnej mechanicznej.

Dodatkowym atutem jest w tym przypadku zmniejszenie problemu zamarzania wymiennika ciepła znajdującego się w rekuperatorze.

Zalety i wady gruntowych wymienników ciepła

Zalety i wady wymienników gruntowych
Zalety i wady wymienników ciepła

Przed zdecydowaniem się na montaż gruntowego wymiennika ciepła należy dokładnie przeanalizować jego zalety i wady oraz korzyści, jakie można osiągnąć przed inwestycję w to urządzenie.

Zalety wymienników gruntowych:

  • Ogrzewanie powietrza podczas sezonu zimowego – za pomocą GWC można zredukować koszty związane z ogrzewaniem powietrza, ponieważ jest ono wstępnie nagrzane. Dzięki temu we wnętrzach uzyskuje się większy komfort cieplny, a jednocześnie zmniejsza koszty eksploatacyjne.
  • Ochładzanie powietrza w trakcie sezonu letniego – korzyści ze stosowania GWC widoczne są także w okresie letnim, ponieważ wtedy wymiennik umożliwia naturalne chłodzenie powietrza. Wprawdzie nie zastąpi on całkowicie klimatyzacji, jednak poprawia komfort użytkowników. W przypadku zamontowanej klimatyzacji dodatkowo wspiera jej pracę i redukuje koszty.
  • Regulacja poziomu wilgotności powietrza – dzięki gruntowemu wymiennikowi ciepła można również regulować poziom wilgotności powietrza we wnętrzach. W okresie zimowym GWC nawilża powietrze, które często jest nadmiernie wysuszone na skutek jego ogrzewania. Z kolei latem odprowadza nadmiar wilgoci z powietrza. Takie działanie powoduje, że korzystanie z domu jest bardziej komfortowe.
  • Zmniejszenie ilości bakterii i grzybów w powietrzu – za pomocą GWC można poprawić bezpieczeństwo powietrza i poprawić mikroklimat we wnętrzach. Powietrze przepływające poprzez wymiennik ma aż o 86% mniej bakterii, a także o 97% mniej grzybów.
  • Usuwanie smogu z powietrza – powietrze przechodzące poprzez wymiennik gruntowy jest również oczyszczane ze smogu, czyli ze szkodliwych cząsteczek PM10, PM2,5. Największą sprawność uzyskują wymienniki ze żwirem.
  • Ograniczenie negatywnego wpływu na środowisko – wymiennik pozwala na poprawę parametrów temperaturowych i wilgotnościowych powietrza bez negatywnego wpływu na środowisko naturalne w porównaniu ze standardowymi systemami chłodzenia i ogrzewania.
  • Niskie koszty eksploatacji – z korzystaniem z wymienników gruntowych związane są niskie koszty eksploatacji, dlatego są one uznawane za ekonomiczny sposób na poprawę parametrów powietrza w budynkach.
  • Wsparcie dla rekuperatora – zamontowanie GWC jest korzystne dla rekuperatora, czyli urządzenia umożliwiającego wentylację mechaniczną z odzyskiem energii. Rekuperacja jest wtedy bardziej efektywna, a koszty jej prowadzenia niższe.
  • Bezobsługowość – praca wymiennika odbywa się samoczynnie, bez konieczności obsługi przez użytkownika.
  • Możliwość automatyzacji – nowoczesne sterowniki pozwalają na sterowanie przepustnicami i zaworami wyposażonymi w siłowniki oraz wentylatorami, aby zapewnić optymalne warunki temperaturowe.

Wady wymienników ciepła:

  • Koszty wykonania urządzenia – zamontowanie GWC jest dodatkowym kosztem, na który składają się prace związane z wykonaniem wykopu, kładzeniem elementów systemu oraz z jego podłączeniem.
  • Optymalna efektywność przy znacznych różnicach temperatur – najlepsze efekty energetyczne można osiągnąć przy bardzo wysokich i bardzo niskich temperaturach powietrza.
  • Wspomaganie przepływu powietrza wentylatorami – w przypadku wybranych wymienników konieczne może być wspomaganie przepływu powietrza wentylatorami ze względu na duże opory tłoczenia. To dodatkowy wydatek energii elektrycznej.
  • Konieczność regeneracji złoża – w przypadku wymienników żwirowych kruszywo po określonym czasie przestaje spełniać swoją funkcję, dlatego wymaga regeneracji, czyli zatrzymania GWC, co zmniejsza komfort.

Żwirowy gruntowy wymiennik ciepła czy GWC z rur?

Wśród często wybieranych gruntowych wymienników ciepła znajdują się dwa modele – wymiennik żwirowy oraz wymiennik rurowy. Na co warto się zdecydować?

Żwirowy GWC

Bezprzeponowy wymiennik gruntowy bazujący na złożu żwirowym, które umieszczane jest w gruncie i odpowiednio zabezpieczane. Powietrze dostające się poprzez czerpnię przepływa przez żwir, gdzie dochodzi do zmiany jego parametrów temperatury, wilgotności oraz dodatkowego oczyszczania.

Zalety wymienników żwirowych:

  • efektywność pracy ze względu na bezpośredni kontakt z podłożem,
  • wysoka skuteczność oczyszczania powietrza ze smogu,
  • nie ma potrzeby tworzenia systemu odprowadzającego skropliny, stosowania filtrów,
  • relatywnie niskie koszty wykonania.

Wady wymienników żwirowych:

  • bardziej wymagający montaż,
  • nie nadaje się na tereny o wysokim poziomie wód gruntowych,
  • wymaga regeneracji złoża – należy korzystać z wymiennika w systemie 16/8 h albo 12/12 h lub wykonać wymiennik o konstrukcji syjamskiej,
  • może wymagać montażu wentylatora wymuszającego przepływ powietrza.

GWC rurowy

Do wykonania tego typu systemu stosuje się rury układane w gruncie. Powstaje wtedy wymiennik przeponowy, w którym powietrze oddzielone jest od gruntu ściankami rur, które tworzą przeponę.

Zalety wymienników rurowych:

  • szybki, nieskomplikowany montaż,
  • możliwość montażu na terenie o wysokim poziomie wód gruntowych,
  • może pracować przez cały czas – nie ma potrzeby regeneracji.

Wady wymienników rurowych:

  • mniejsza efektywność ze względu na zastosowanie przepony – rury oddzielającej powietrze od gruntu,
  • wyższy koszt związany z wykonaniem instalacji – najniższe koszty można uzyskać przy samodzielnym wykonaniu wymiennika z użyciem rur kanalizacyjnych,
  • mniejsza skuteczność w filtrowaniu smogu,
  • konieczność odprowadzania skroplin,
  • może wymagać montażu wentylatora do przepływu powietrza.

Główne różnice dotyczą w tym przypadku kwestii montażowych oraz efektywności pracy. Montaż wymienników rurowych jest łatwy, ponieważ wymaga tylko ułożenia odpowiedniego orurowania i jego podłączenia, podczas gdy wymiennik żwirowy wymaga bardziej złożonych prac. Rurowy GWC daje też możliwość montażu na terenach o wysokim poziomie wód gruntowych. Efektywność systemu rurowego jest nieco mniejsza niż żwirowego, ale za to GWC z rur może pracować non-stop. Wymiennik żwirowy wymaga regeneracji złoża, chyba że wykona się GWC syjamski.

Czy warto montować gruntowy wymiennik ciepła?

Osoby, które zdecydowały się na wykonanie montażu gruntowego wymiennika ciepła, mogą zauważyć wiele korzyści. Wynikają one z poprawy parametrów powietrza dostającego się do budynku – GWC nadaje mu optymalne parametry jego temperatury, wilgotności i czystości.

Bardzo dobrym rozwiązaniem jest wykorzystanie GWC razem z rekuperacją – wentylacją mechaniczną z odzyskiem ciepła. Wtedy można uzyskać jeszcze większe korzyści w postaci mniejszych kosztów eksploatacji rekuperatora.

Oczywiście, należy wziąć pod uwagę opłacalność montażu tego typu urządzenia. Największe oszczędności można zauważyć w przypadku budynków energooszczędnych i pasywnych – dobrze docieplonych, gdzie straty energii cieplnej są zminimalizowane, jednak montaż GWC sprawdzi się też w istniejących już budynkach.

Ile kosztuje gruntowy wymiennik ciepła?

Koszty związane z wybudowaniem gruntowego wymiennika ciepła zależne są przede wszystkim od jego typu oraz od wykorzystanych materiałów. Prace można wykonać w przypadku określonych wymienników we własnym zakresie, ale montaż innych warto powierzyć ekspertom, którzy zadbają o właściwe wykonanie całego urządzenia.

Koszty wymiennika rozpoczynają się od około 3-5 tysięcy złotych. Tyle trzeba będzie zapłacić za samodzielnie wykonany GWC żwirowy albo rurowy z wykorzystaniem rur kanalizacyjnych.

Z kolei zlecenie wykonania systemu firmie specjalizującej się w branży to zwykle wydatek około 5-15 tysięcy złotych. Najwięcej trzeba będzie zapłacić za wymienniki o nowocześniejszych konstrukcjach – płytowe, grzebieniowe, glikolowe.

Można także zamówić jednoczesne wykonanie GWC oraz rekuperacji w budynku. Wówczas koszt wynosi najczęściej około 15-25 tysięcy złotych zależnie od zastosowanych materiałów.

Najlepiej skontaktować się bezpośrednio z firmą wykonującą systemy GWC, aby uzyskać indywidualną wycenę.

Ile można zaoszczędzić, stosując GWC?

Oszczędność na GWC jest zależna od jego typu, kosztów użytkowania (wentylatorów, filtrów), a także od temperatur. Największą wydajność można zauważyć w przypadku znacznych różnic temperaturowych.

Zazwyczaj korzystanie z gruntowego wymiennika ciepła pozwala na uzyskanie rocznych oszczędności energetycznych rzędu 1-4 tysięcy złotych. W związku z tym inwestycja w GWC może zwrócić się nawet po kilku latach. Biorąc pod uwagę fakt, że urządzenia te są tanie w eksploatacji i mało podatne na usterki, mogą one dać przyszłościowe zyski z inwestycji i skutecznie zredukować koszty eksploatacji budynku.

Jak zrobić gruntowy wymiennik ciepła krok po kroku?

Gruntowy wymiennik ciepła można wykonać we własnym zakresie. Dzięki temu koszty inwestycji maleją, co pozwala na osiągnięcie szybkich zysków z jej realizacji.

Najczęściej budowanymi wymiennikami we własnym zakresie są GWC rurowe oraz GWC żwirowe. Jak samodzielnie przygotować takie wymienniki?

  1. Wybór właściwego miejsca pod wymiennik gruntowy – powinien on znajdować się w pobliżu budynku, aby zminimalizować opory powietrza.
  2. Dobór odpowiedniego typu – rurowy polecany jest do terenów o wysokim poziomie wód gruntowych.
  3. Przygotowanie wykopów – o wymiarach odpowiadających wymogom wybranego wymiennika.
  4. Ułożenie rur lub złoża żwirowego – w przypadku żwiru musi być on dodatkowo zabezpieczony geowłókniną i hydroizolacją.
  5. Zamontowanie czerpni powietrza – prowadzi ona rurą do wymiennika rurowego albo do złoża żwirowego.
  6. Podłączenie GWC do centrali wentylacyjnej i rekuperatora umieszczonych w budynku.

Samodzielne wykonanie gruntowego wymiennika ciepła nie jest bardzo skomplikowane, jednak należy pamiętać o tym, że błędy popełnione na etapie realizacji urządzenia mogą przekładać się na jego niską efektywność pracy. Stąd też najlepiej zdecydować się na pomoc firmy posiadającej w tym zakresie dużą wiedzę i doświadczenie.

Profesjonalny instalator zasugeruje najlepszy rodzaj GWC i zaprojektuje system, a potem wykona prace montażowe. Skorzystanie z pomocy eksperta wskazane jest też wtedy, gdy planuje się zamontować rekuperator.

Gruntowy wymiennik ciepła GWC jest dzisiaj jednym z popularnych urządzeń montowanych przy nowych domach jednorodzinnych oraz innych budynkach. Polecany jest on w szczególności do obiektów energooszczędnych, pasywnych, ale daje również korzyści w tych już istniejących.

Za pomocą wymiennika gruntowego można ogrzewać powietrze docierające do budynku z zewnątrz w okresie zimowym, natomiast latem chłodzić. Powietrze ma też właściwy poziom wilgotności – zimą wyższy, a latem niższy. Dodatkowo zastosowanie GWC to poprawa jakości powietrza, które jest oczyszczone z bakterii, grzybów, smogu.

Dzięki GWC można zmniejszyć koszty eksploatacyjne, ale również zmienić jego mikroklimat na zdrowszy. Ponadto zamontowanie go razem z rekuperacją pozwala na uzyskanie jeszcze lepszych wyników pracy całego systemu.

Wybór właściwego rodzaju wymiennika – rurowy, żwirowy, płytowy, grzebieniowy – pozwala na uzyskanie optymalnych efektów w montażu tego urządzenia. Inwestycja może zwrócić się już po paru latach!

FAQ

Jakie są zalety gruntowych wymienników ciepła?

Najczęściej wymieniane zalety GWC to ogrzewanie powietrza podczas sezonu zimowego, ochładzanie powietrza w trakcie sezonu letniego, regulacja poziomu wilgotności powietrza, usuwanie smogu z powietrza, zmniejszenie ilości...

Jakie są wady gruntowych wymienników ciepła?

Najczęściej wymieniane wady GWC to koszty wykonania urządzenia, optymalna efektywność przy znacznych różnicach temperatur, konieczność regeneracji złoża, konieczność wspomagania...

Ile można zaoszczędzić, stosując GWC?

Oszczędność na GWC jest zależna od jego typu, kosztów użytkowania (wentylatorów, filtrów), a także od temperatur. Największą wydajność można zauważyć w przypadku znacznych różnic temperaturowych. Korzystanie z GWC pozwala na uzyskanie rocznych oszczędności rzędu...

Komentarzy:

Komentarz