V súčasnosti je možné použiť niekoľko typov zemných výmenníkov tepla. Možnosť usporiadania vlastnými rukami, dobrá účinnosť, ako aj jednoduchosť samotného dizajnu urobili tento typ vetrania veľmi obľúbeným pre usporiadanie v súkromnom dome.
Popis systému
Dnes je s istotou známe, že vo všetkých krajinách SNŠ zostáva teplota pôdy v hĺbke okolo dvoch metrov takmer nezmenená. Približná teplota zeme je po celý rok +10 stupňov Celzia. V závislosti od regiónu sa pozorujú malé zmeny, ale zvyčajne nepresahujú dva stupne. Inštalácia zemných výmenníkov tepla predpokladá využitie tejto bezplatnej energie. V teplom období teda takéto vetranie ochladzuje vzduch v miestnosti a v zime ho naopak ohrieva. Dodatočné teplo môže navyše pomôcť ušetriť teplotu, ktorú vytvárajú iné vykurovacie telesá.
Momentálne nespevnenéVýmenník tepla sa najčastejšie používa v spojení s rekuperátorom. Rekuperátor je zariadenie na výmenu tepla, ktoré je určené na ohrev studeného vzduchu na úkor odvádzaného teplého vzduchu. Okrem toho jeho systém zahŕňa ventilátory, filtre, potrubie a vykurovacie zariadenie.
Používanie systému
Takáto schéma zemného výmenníka tepla vám umožňuje dostať vzduch zo zeme už trochu zohriaty, čo pomáha ušetriť určité množstvo energie, ktorá by bola vynaložená na prevádzku výmenníka tepla. Prítomnosť takéhoto systému ohrevu vzduchu tiež ušetrí energiu a konštrukciu výmenníka tepla. V tomto prípade to znamená, že sa vo vnútri potrubia nebude tvoriť kondenzát, pretože teplota vzduchu, ktorý bude potrubím prechádzať, bude stále približne rovnaká. Problém s kondenzátom môže nastať len pri zapnutom výmenníku tepla, no zároveň sa doň dostane spočiatku mrazivý vzduch.
Vplyv klímy na vetranie
Účinnosť zemného výmenníka tepla na vetranie dosť silne závisí od klímy pozorovanej v regióne. Ak hovoríme o klíme v krajinách SNŠ, inštalácia výmenníka tepla môže pomôcť pri ohreve alebo chladení vzduchu v regióne od 5 do 20 stupňov Celzia. Účinnosť samotného systému bude priamo závisieť od toho, aký veľký je teplotný rozdiel medzi pôdou a vzduchom. Čím väčší je rozdiel, tým efektívnejšie systém funguje. Vďaka tomuto efektu je účinný zemný výmenník tepla na vetranie miestnostiliek v zime aj v lete. Počas tepla môže systém zabezpečiť zníženie teploty z 30 na 20 stupňov. V mrazivom počasí sa teplota môže zvýšiť z -20 na 0 stupňov.
Pri výpočte zemného výmenníka pre vetranie je potrebné vziať do úvahy skutočnosť, že na jar a na jeseň vplyv takéhoto vetrania na teplotu prakticky chýba. Je to odôvodnené skutočnosťou, že okolité teploty vzduchu a zeme sú príliš blízko hodnoty, vďaka čomu sa výmena vzduchu výrazne spomaľuje. V niektorých prípadoch môže takýto systém fungovať aj v negatívnom režime. Napríklad teplota v miestnosti je 12 stupňov Celzia a prítomnosť výmenníka tepla ju zníži na 8 stupňov. Vzhľadom na túto skutočnosť je potrebné vybaviť pôdny výmenník vlastnými rukami tak, aby bolo možné ho vypnúť alebo zablokovať pre priamy priechod vzduchu.
Hlavné typy systémov
V súčasnosti sú známe dva hlavné typy takéhoto systému – ide o rúrkový a bezkanálový výmenník tepla. Pri usporiadaní systému bez kanálov sa použije podzemná vrstva, cez ktorú bude prechádzať vzduch. Rúrkový alebo kanálový typ predpokladá prítomnosť rúr na montáž zemného výmenníka tepla, cez ktorý bude prechádzať vzduch. Mali by byť tiež položené pod zem.
Tieto dva typy spája skutočnosť, že hlavný kanál prívodného typu musí byť napojený na ventiláciu. Hlavnou požiadavkou naJedna vec, ktorú si treba zapamätať, je, že systém musí mať mechanizmus na prepínanie medzi týmito dvoma režimami. Prvý režim bude využívať priamy prívod vzduchu z ulice, druhý režim bude využívať výmenník tepla.
Potrubí výmenník tepla
Pri výbere medzi vzduchovými zemnými výmenníkmi tepla pre súkromný dom je lepšie zvoliť túto možnosť. Samozrejme si to vyžaduje viac času a peňazí, no je to aj efektívnejšie. Aby bolo možné vykonať tento typ vetrania, je potrebné položiť potrubný systém do pripraveného výkopu v zemi. V priemere je dĺžka potrubia od 15 do 50 metrov. Výber závisí len od možností a oblasti.
Tu je dôležité pamätať na to, že potrubia zemného výmenníka tepla sa môžu otáčať, pretože to má malý vplyv na pohyb vzduchu. Okrem toho, čím dlhší je systém, tým efektívnejšie bude fungovať, čo je tiež veľmi dôležité zvážiť. Usporiadanie krátkeho výmenníka nemá zmysel.
Výber rúr na pokládku
Ako už bolo spomenuté, pre efektívne využitie systému musí mať veľkú dĺžku. Ak to oblasť okolo domu umožňuje, môžete okolo domu položiť iba jednu rúru. Ak je priestor obmedzený, môžete použiť paralelné stohovanie. Priemer rúrok pre normálne fungovanie systému by mal byť od 200 do 250 milimetrov.
Skvelý výbersú polypropylénové rúry. Pri výpočte pôdneho výmenníka tepla musíte tiež vedieť, že proces výmeny tepla môžete zlepšiť, ak znížite hrúbku steny a zväčšíte ich plochu. Na základe toho je možné použiť vlnitý materiál. V takom prípade sa teplo v pôdnom systéme vôbec nezdrží. Je tiež veľmi dôležité vybaviť systém sklonom asi 2% v akomkoľvek smere. Mierny sklon je v tomto prípade nevyhnutný, aby kondenzát, ktorý sa vytvorí vo veľmi horúcom počasí, mohol bez problémov odtekať.
Zásoby a ďalšie prvky systému
Pre efektívne odstránenie kondenzátu zo systému je potrebné vybaviť potrubie nielen spádom, ale aj vytvoriť malý otvor v spodnej časti potrubia. Na vypustenie kvapaliny je potrebné vybaviť drenážnu studňu alebo nakresliť záver priamo do zeme. Ak má lokalita nízku hladinu podzemnej vody, potom je potrebné pre systém vyrobiť pieskový vankúš. Koniec potrubia, ktorý sa nachádza na mieste, musí byť vybavený filtrom. Okrem toho musí byť inštalovaný nad úrovňou snehu, ktorý napadne v zime.
Pri usporiadaní pôdneho výmenníka tepla vlastnými rukami musíte vedieť, že ak je sneh v regióne zriedkavý, potom výška potrubia, ktoré vyčnieva nad zemou, musí byť aspoň 1,5 metra. Toto sa musí urobiť ako ochrana pred radónom, rádioaktívnym pôdnym plynom.
Na konci potrubia musí byť nainštalovaný prívod vzduchu. Tento prvok musí byť tiež vybavený filtrom a silnou kovovou sieťkou. Koniec potrubiamusí byť inštalovaný a chránený tak, aby sa doň nedostali zrážky, lístie a tiež žiadne zvieratá, vtáky a pod.. Tento prvok je podľa možnosti inštalovaný čo najďalej od zdrojov, ktoré môžu ovplyvniť kvalitu ovzdušia. Minimálna požadovaná vzdialenosť je 10 metrov.
Bezkanálový typ
Aby bolo možné vybaviť tento typ výmenníka tepla vlastnými rukami, je potrebné vykopať výklenok, ktorého dĺžka by mala byť 3-4 metre a hĺbka - 80 cm. Okrem toho musí táto jama byť naplnený štrkom a pokrytý penovým betónom na vrchu. Tento dizajn je potrebný, aby sa teplota vo vnútri jamy nelíšila od teploty pôdy v priehlbine do 5 metrov. Po dokončení tejto etapy je potrebné vybaviť výstup z potrubia, ktorým bude vzduch prechádzať.
Pokiaľ ide o výrobu tejto rúry, tento proces sa nelíši od jej výroby v predchádzajúcej verzii. Prirodzene, ďalšie potrubie musí spájať špeciálnu vrstvu výmeny tepla jamy a vetranie súkromného domu. Potom začne cirkulácia vzduchu podľa najjednoduchšej schémy. Okrem toho sa vzduch nielen zvlhčí, ale aj vyčistí. Na základe toho možno tvrdiť, že typ bez potrubia je lepší z hľadiska filtrácie vzduchu a typ potrubia alebo potrubia je efektívnejší na vykurovanie alebo chladenie.
Funkcie systému
Bezkanálový typ alebo štrkový výmenník tepla sa vyznačuje tým, žepotrebuje obnoviť svoje funkcie. Okrem toho je zakázané montovať ho na miestach, kde pôsobí vonkajšie zaťaženie, napríklad v mieste, kde prechádza motorová doprava. Ďalšou vlastnosťou je, že ak sa štrk, ktorý je určený na pokládku, neumyje, potom po usporiadaní systému a spustení cirkulácie vzduchu v miestnosti sa môže objaviť nepríjemný "suterénny" zápach. Rovnaký problém môže nastať, ak sa štrková vrstva namočí napríklad v dôsledku zrážok alebo stúpania podzemnej vody.
Chyby
Poškodenie povrchovej vrstvy takéhoto výmenníka povedie k zníženiu jeho účinnosti, ako aj k možnému nasýteniu vlhkosťou. To všetko si bude vyžadovať rekonštrukciu. Pri zariaďovaní svojpomocného výmenníka tohto typu treba vedieť aj to, že štrková vrstva je zároveň miestom výmeny tepla a zároveň prekážkou prechodu vzduchu. Z tohto dôvodu bude systém musieť nainštalovať ďalší zdroj vstrekovania vzduchu - ventilátor s dostatočným výkonom (niekoľko stoviek wattov). Prirodzene, ide o dodatočné náklady na inštaláciu a nákup, ako aj na následnú platbu za elektrinu. Z tohto dôvodu je potrebné starostlivo vykonať výpočty systému. Tu je možné dodať, že výpočty kvapalného pôdneho výmenníka tepla sú o niečo jednoduchšie ako výpočty štrkového výmenníka, hoci jeho usporiadanie a konštrukcia sú zložitejšie.
Bezmembránový typ
V súčasnosti sa objavili také typy zemných výmenníkov tepla (GTO), ako sú bezmembránové. Oni súsú kombináciou dvoch predchádzajúcich typov systémov. Hlavnou podstatou inštalácie takéhoto zariadenia je, že je potrebné namontovať rovnomernú vrstvu polymérových dosiek na vrch rovnej vrstvy štrku.
Inštalácia systému
Dosky musia byť namontované na "nohách", ktoré budú spočívať na štrkovej vrstve. Ukazuje sa teda, že vzduch sa nebude pohybovať cez vrstvu štrku, ako pri bezkanálovom type, ale medzi vrstvou dosky a vrstvou štrku. Hlavnou výhodou je, že takýto výmenník tepla sa dá používať pomerne dlho bez regenerácie štrkovej vrstvy.
Bežné štrkové lôžko môže fungovať iba 12 hodín, potom je potrebných 12 hodín „odpočinku“. Počas takéhoto odpočinku bude vrstva štrku odoberať teplo z pôdy, aby ho následne odovzdala do vetrania. Pri použití platní sú tieto rámy značne zjednodušené. Ďalším rozdielom medzi bezmembránovým TRP je to, že nebude existovať žiadna silná prekážka pre cirkuláciu vzduchu. Pri bezpotrubnom type výmenníka bude štrk prirodzenou prekážkou prúdenia vzduchu, preto je potrebné systém najčastejšie vybaviť ďalšími ventilátormi.
Hlavným problémom použitia takéhoto zemného výmenníka pre svojpomocné vetranie je, že systém nie je kontinuálny, a preto je úplne zakázané používať ho v tých regiónoch, kde je zvýšená hladina podzemnej vody alebo existuje šanca, že systém bude zaplavený atmosférouzrážky.
