Gruntowy wymiennik ciepła (GWC) - zasada działania, rodzaje, budowa, ceny

Gruntowy wymiennik ciepła (GWC) to nowoczesny element systemu wentylacji, który umożliwia efektywne wykorzystywanie energii z ziemi. Instalacja pozwala wygenerować oszczędności na ogrzewaniu w sezonie zimowym, latem zaś chłodzi powietrze w budynku. Co warto wiedzieć o gruntowym wymienniku ciepła na etapie planowania inwestycji? Dowiedz się jak działa GWC oraz z jakimi kosztami trzeba się liczyć.

Spis treści

1. Gruntowy wymiennik ciepła - zasada działania
2. Podział GWC w zależności od sposobu wymiany ciepła
3. Rodzaje gruntowych wymienników ciepła
4. Gruntowy wymiennik ciepła (GWC) rurowy
5. Gruntowy wymiennik ciepła (GWC) płytowy
6. Gruntowy wymiennik ciepła (GWC) żwirowy
7. Jak dobrze zaplanować budowę gruntowego wymiennika ciepła?
8. Ile kosztuje budowa gruntowego wymiennika ciepła?

Gruntowy wymiennik ciepła - zasada działania

Gruntowy wymiennik ciepła (GWC) wykorzystuje darmową, naturalną i odnawialną energię geotermalną. Dostarcza do instalacji wentylacyjnej powietrze, które podlega w nim wstępnej obróbce, polegającej na ogrzaniu i nawilżeniu zimą, a ochłodzeniu i osuszeniu latem. Jest to możliwe dzięki zjawisku występowania na gł. ok. 2 m stałej temperatury +10 (±1,5)°C. Gruntowy wymiennik ciepła najczęściej jest wykorzystywany jako element uzupełniający wentylacji mechanicznej z rekuperatorem oraz powietrznym systemem grzewczym np. pompą ciepła.

Podział GWC w zależności od sposobu wymiany ciepła

• przeponowe to takie, w których pomiędzy mediami zastosowana została warstwa rozdzielająca. Model przeponowy to właściwie rura z polietylenu lub  polipropylenu zakopana w gruncie na głęb. min. 120 cm.
• bezprzeponowe to takie, w których nie ma warstwy rozdzielającej, a przepływające powietrze styka się z gruntem. Budowa tego modelu jest bardziej skomplikowana. Wykop szerokości min. 300 cm i głęb. min. 200 cm (rurowe), 70 cm (płytowe) wypełnia się dokładnie oczyszczonym  żwirem, po czym doprowadza się do niego rurę (czerpnię), którą łączy się z kolejną rurą, która rozprowadza powietrze. 

Rodzaje gruntowych wymienników ciepła

• rurowe (przeponowe)
• płytowe (bezprzeponowe)
• żwirowe (bezprzeponowe)

Gruntowy wymiennik ciepła (GWC) rurowy

Instaluje się go wszędzie tam, gdzie uda się wykonać odpowiedni wykop. Poziom wód gruntowych w miejscu jego posadowienia nie ma znaczenia. Wymiennik ten składa się z czerpni powietrza (wyposażonej w siatki ochronne i filtry powietrza) oraz z systemu rur, umieszczonego 2 m pod powierzchnią terenu. Kanały połączone są z systemem wentylacji budynku. Ponieważ w wymienniku wykrapla się woda, należy wykonać odwodnienie kanału, tzw. studnie, lub w przypadku niskiego poziomu wód gruntowych – odprowadzenie do gruntu. Bardzo istotną kwestią jest materiał, z którego wyprodukowane są rury i kształtki użyte w GWC – zaleca się stosowanie polipropylenu (PP). Rurowy GWC projektuje się w układzie meandrowym, pierścieniowym bądź Tichelmanna. Można go umieścić również pod obiektem.

Gruntowy wymiennik ciepła (GWC) płytowy

GWC płytowy złożony jest z systemu modułów, na który składają się specjalnie opracowane płyty o budowie umożliwiającej tzw. bezprzeponowy (tj. w bezpośrednim kontakcie z gruntem) przepływ powietrza wewnątrz wymiennika. Dużą zaletą tego układu jest posadowienie płyty na niewielkiej głębokości – 90 cm pod powierzchnią terenu (min. 70 cm) – co umożliwia stosowanie tego typu GWC nawet w miejscach o wysokim poziomie wód gruntowych, a także wyniesienie wymiennika w postaci nasypu, tarasu, klombu powyżej rzędnej terenu. GWC płytowy składa się z: podsypki żwirowo­piaskowej grubości 5 cm usypanej na rodzimym podłożu, płyty układanej bezpośrednio na podsypce, izolacji ze styropianu w postaci płyt gr. o łącznej min. 12 cm lub ekostyrenu, czerpni gruntowej z blachy nierdzewnej, folii izolacyjnej, rury drenarskiej (opcja). Wadą systemu jest to, że nie wolno umieszczać płyty wymiennika w miejscach, gdzie przewidywany jest nacisk powyżej 5 ton na 1 m² powierzchni, a zaletą – małe wymiary. Można go też umieścić pod budynkiem.

Gruntowy wymiennik ciepła (GWC) żwirowy

GWC żwirowy – zasada jego działania polega na wykorzystaniu złoża żwirowego, za pomocą którego z niewielkiej głębokości gruntu można pozyskać naturalną, odnawialną energię. Warunkiem pracy wymiennika żwirowego jest posadowienie go nad wodami gruntowymi, gdyż w przeciwnym razie istnieje ryzyko jego zalania, co spowoduje brak drożności i przenoszenie nieprzyjemnych zapachów z powietrzem do obiektu. Wymienniki żwirowe, z uwagi na zabudowanie na małej powierzchni, podczas długotrwałych upałów mogą się przegrzewać, a zimą zamarzać. Problem ten można rozwiązać, budując dwa oddzielne wymienniki żwirowe i sterując ich pracą na przemian, albo zastosować jeden – odpowiednio duży.

Jak dobrze zaplanować budowę gruntowego wymiennika ciepła?

Decyzję o montażu systemu wentylacji we współpracy z gruntowym wymiennikiem ciepła należy uwzględnić na etapie projektowania, gdyż istnieje konieczność przeprowadzenia wielu prac w nowym budynku oraz na posesji. Przede wszystkim w projekcie należy określić wielkość terenu potrzebną do ułożenia GWC w gruncie, zaplanować miejsca dojścia do budynku i umiejscowienia czerpni powietrza oraz ustalić moc wymiennika gruntowego.

Ile kosztuje budowa gruntowego wymiennika ciepła?

Cena budowy gruntowego wymiennika ciepła zależy od jakości użytych materiałów oraz kosztów ekipy budowlanej, a te są bardzo różne. Mimo wszystko fachowcy to temat, na którym nie warto oszczędzać, ponieważ prawidłowe działanie gruntowego wymiennika ciepła zależy przede wszystkim od poprawnego montażu elementów systemu. To ważne szczególnie w przypadku wymienników płytowych i rurowych. Szacuje się, że koszt budowy gruntowego wymiennika ciepła w domu jednorodzinnym to zakres od około 3 do 10 tys. zł. Najwięcej możemy zaoszczędzić na na budowie gruntowego wymiennika ciepła typu żwirowego, który nie jest trudny do wykonania. Już na samodzielnym wykonaniu wykopu (bez użycia koparki) można zaoszczędzić około 2000 tys.zł. Robocizna to kolejny 1000.

Marzena Sarniewicz