WAREBUD - Sami zbadamy roczny rozkład temperatur w GWC! System wentylacji mechanicznej z rekuperacją w połączeniu z gruntowym wymiennikiem ciepła i Pompą Ciepła Gruntowe wymienniki ciepła (GWC) wykorzystujące darmową energię geotermalną, znajdują coraz liczniejsze zastosowanie w energooszczędnych układach wentylacyjnych gwarantujących wysoki odzysk ciepła. Jeszcze do niedawna były one opcją systemu wentylacji nawiewno-wywiewnej w budownictwie jednorodzinnym. Dziś stają się standardowym elementem wentylacji nawiewno-wywiewnej z odzyskiem ciepła. Nie ma się czemu dziwić. W ciągu ostatnich kilkunastu lat w strukturze przeciętnych wydatków polskich gospodarstw domowych koszty energii (cieplnej i energetycznej) lawinowo wzrosły. Jest to poza żywnością, największy wydatek, a więc wymagający szczególnego traktowania i zastanowienia się nad możliwością jego obniżenia. Taka sytuacja zmusza do poszukiwań i wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych. Aby lepiej przedstawić i uświadomić inwestorom prywatnym i publicznym działanie systemu wentylacji nawiewno-wywiewnej z odzyskiem ciepła w połączeniu z gruntowym wymiennikiem ciepła i Pompą Ciepła, zdecydowaliśmy się osobiście przeprowadzić dokładne pomiary temperatur powietrza zarówno w GWC jak i w budynku, w którym funkcjonuje taki system energetyczny.
Wentylacja z GWC + pompa ciepła CEL I ZAKRES PRAC BADAWCZYCH Celem naszych prac badawczych jest zaprezentowanie praktycznego zastosowania systemu wentylacji mechanicznej z rekuperacją w połączeniu z gruntowym wymiennikiem ciepła (GWC) i Pompą Ciepła w budynku jednorodzinnym, a także określenie skuteczności odzysku ciepła przez ten system. Zakres prac obejmuje omówienie metod prowadzenia pomiarów temperatur powietrza zarówno w GWC jak i w budynku oraz analizę wyników pomiarów - ocenę efektywności ekonomicznej wykorzystania wentylacji mechanicznej z GWC + pompa ciepła do pokrycia potrzeb cieplnych obiektów na konkretnym przykładzie budynku jednorodzinnego.
STANOWISKO BADAWCZE I OBIEKT BADAŃ
W celu dokonania pomiarów temperatur, określenia skuteczności odzysku ciepła przez system wentylacji z rekuperacją i z GWC oraz ocenę efektywności pracy zintegrowanego układu energetycznego wykorzystywanego w jednorodzinnym domu mieszkalnym w miejscowości Wierzchowisko k/Częstochowy: Pierwszym elementem systemu wentylacyjnego, przez który przechodzi powietrze jestgruntowy wymiennik ciepła. Idea działania GWC oparta jest na fakcie utrzymywania się na głębokości około 7-8 m temperatury gruntu na praktycznie stałym poziomie w ciągu całego roku. W strefie klimatycznej Polski temperatura gruntu na tej głębokości wynosi około +10°C. GWC posadowiony jest w rzeczywistości bardzo płytko ok. 1,5 m poniżej poziomu gruntu. Wykonanie izolacji termicznej umiejscowionej nad GWC symuluje jego posadowienie na głębokości 7÷8 m pod powierzchnią ziemi.
GWC będący obiektem badań ulokowany został w wykopie o wymiarach 17 m x 11 m i głębokości 1,5 m. Dno wykopu zostało wyrównane, utwardzone oraz wyłożone 30 cm warstwą dolomitu zapewniającą wymianę ciepła pomiędzy gruntem a powietrzem przepływającym przez wymiennik. Wolne przestrzenie w warstwie dolomitu wypełniono piaskiem płukanym o granulacji od 1 do 2 mm, bez frakcji pylistych. W górnej warstwie dolomitu umieszczono instalację zraszającą, która umożliwia płukanie złoża i pozwala wpływać na wilgotność i temperaturę powietrza dostarczanego do systemu wentylacyjnego. Na warstwie dolomitu (nad systemem zraszającym) zamontowany został bezprzeponowy, płytowy gruntowy wymiennik ciepła Firmy Pro-Vent. Całość przysypano warstwą gruntu rodzimego o grubości 0,3 m.
W całej objętości wykopu oraz pod nim a także w GWC rozmieszczono rezystancyjne czujniki temperatury, umieszczając je na pięciu różnych poziomach co ok. 0,5 m. Takie rozmieszczenie czujników umożliwi pomiar temperatury w rożnych punktach przestrzeni pod GWC i w GWC przez co możliwe będzie uzyskanie informacji o rozkładzie temperatur w różnych fazach pracy i regeneracji wymiennika. Pomiar temperatur powietrza przed wejściem do GWC i po wyjściu z GWC realizowany będzie czujnikami, które zostały umieszczone w rurze czerpni oraz w kanale wylotowym. Dane z wszystkich czujników zapisywane będą za pomocą mikrokomputerowego rejestratora danych.
Głównym elementem systemu jest moduł pompy ciepła z centralą wentylacyjną wyposażoną w przeciwprądowy wymiennik ciepła. Zadaniem centrali jest tłoczenie świeżego powietrza wentylacyjnego do wnętrza pomieszczeń oraz wypompowanie z pomieszczeń powietrza zużytego. Wymiennik ciepła w rekuperatorze zapewnia odzyskanie ciepła z powietrza zużytego i podgrzanie powietrza świeżego. Pompa ciepła wspomaga pracę rekuperatora wykorzystując powietrze usuwane z budynku do podgrzewania lub chłodzenia w zależności od pory roku (zima, lato). Zima - Praca układu (grzanie)
Lato - praca układu (chłodzenie)
Kanały wentylacyjne oraz elementy dystrybucji powietrza wewnątrz budynku wykonane zostały z elementów ocynkowanych. Podsumowanie
Przedstawiliśmy opis zintegrowanego układu energetycznego wykorzystywanego w jednorodzinnym domu mieszkalnym w miejscowości Wierzchowisko k/Częstochowy: Informacje o zmianach temperatury w gruncie, w GWC i współpracującym z nim systemem energetycznym w wymienionym budynku uzyskane w trakcie eksploatacji danego układu posłużą nie tylko jako ciekawostka dla przyszłych budujących się inwestorów ale przede wszystkim do zbudowania modelu wymiany ciepła pomiędzy gruntem a powietrzem przepływającym przez wymiennik oraz współpracy wymiennika z otaczającym go gruntem.
Po zakończeniu badań, wyniki pomiarów a także ich analizę i ocenę efektywności ekonomicznej wykorzystania wentylacji GWC + pompy ciepła do pokrycia potrzeb cieplnych budynków jednorodzinnych zamieścimy na naszej stronie.
|
Jest bardzo dobrze przewidzieć całą instalację na etapie projektowania przede wszystkim ze względów ekonomicznych: 
|
