Zimą jest ci zimno, albo latem za gorąco? Jest sposób na to, by nieco podnieść lub obniżyć temperaturę w twoim domu. A wszystko za sprawą ziemi, która na odpowiedniej głębokości latem kumuluje chłód, a zimą ciepło. Wystarczy w ogródku zakopać niezbyt kosztowną instalację i doprowadzić ją do mieszkania. Dzięki temu zyskujemy ładnych kilka stopni – albo ciepła, albo chłodu. Mamy zatem do czynienia z naturalną klimatyzacją, której użytkowanie prawie nic nie kosztuje.
Cała tajemnica polega na tym, że temperatura w gruncie przez cały rok utrzymuje się na poziomie 8-10 stopni Celsjusza. Takie wartości osiągamy już na głębokości 1,5 metra. Jak wydrzeć ziemi ten chłód? Potrzebny będzie nam wymiennik ciepła w postaci instalacji sporządzonej z rur.
– Zaleca się, aby długość wymiennika kształtowała się na poziomie około 50 metrów. Wówczas system będzie miał idealną wydajność. Jeśli jednak mamy kłopoty z wygospodarowaniem odpowiednio dużej przestrzeni w przydomowym ogrodzie, możemy zainstalować układ nieco mniejszy. Sam zamontowałem u siebie wymiennik długości 25 metrów i nie mam większych powodów do narzekań – mówi Roman Furman, mieszkaniec Skomlina w województwie łódzkim.
Inwestycję zaczynamy od prac ziemnych. Wykopy, w których położony zostanie
rurowy wymiennik ciepła, powinny mieć głębokość co najmniej 1,5 metra.
W pierwszym etapie robimy wykopy. I tu musimy liczyć się ze sporymi wydatkami, ponieważ przy tym zadaniu raczej nie obejdzie się bez wynajęcia specjalistycznego sprzętu. Niewielka koparka poradzi sobie z pracami ziemnymi w kilka godzin. Kiedy wcześniej zaprojektowany system kanałów mamy już gotowy, zabieramy się za rozmieszczenie rur.
– Najlepiej, by były to rury o średnicy 200 milimetrów. Przy planowaniu całej instalacji trzeba pamiętać, aby ograniczyć do minimum ilość kolan. Każde kolano oznacza dodatkowe opory, co przekłada się na zmniejszenie wydajności całego urządzenia oraz większy pobór energii elektrycznej przez wentylator tłoczący powietrze.
– Jeśli zależy nam na maksymalnym wykorzystaniu niewielkiego areału, rury można ułożyć metodą Tihelmana. Rozmieszczamy je wówczas równolegle względem siebie, utworzone w ten sposób nitki wymiennika mogą być nieco mniejsze. U siebie wykorzystałem do tego celu rury o średnicy 160 milimetrów. Jest to metoda idealna dla posiadaczy małych działek. Popularny jest też model instalacji, którą kładzie się wokół domu. Ze względu na zakres prac ziemnych, to rozwiązanie najlepiej jednak zastosować już w fazie budowy obiektu – wyjaśnia Roman Furman.
Z jakich rur wykonać wymiennik ciepła? Najtańsze będą te, z których obecnie buduje się kolektory sanitarne, a więc popularne rury PVC. Fachowcy jednak ich nie zalecają, a to dlatego, że w swej strukturze posiadają tak zwany spieniony rdzeń. W plastikowych ściankach owych rur znajdują się pęcherzyki powietrza, a te z kolei ograniczają przewodzenie ciepła. Dobrym rozwiązaniem, choć relatywnie bardziej kosztownym, będzie położenie rur polipropylenowych. Prawdziwym „mercedesem” wśród systemów dedykowanych dla wymienników ciepła są natomiast rury PVC ze srebrną powłoką we wnętrzu. Szlachetny metal ma działanie bakteriobójcze. Warto o tym pomyśleć, bo w gruntowych wymiennikach ciepła kondensuje się para wodna, która stanowi idealne środowisko dla rozwoju drobnoustrojów.
– Kiedy wymiennik ciepła mamy już gotowy, musimy go połączyć z systemem wentylacyjnym w mieszkaniu. Rurę z ziemi wyprowadzamy najlepiej na strych, albo poddasze. Tam instalujemy wentylator, który będzie tłoczył chłodne powietrze do poszczególnych pomieszczeń.
– Jak rozprowadzić kanały wentylacyjne? Najlepiej wykonać to w trakcie remontu naszego lokum. U siebie zrobiłem to podczas modernizacji korytarza. Rozprowadziłem rury tuż pod stropem i doprowadziłem je do każdego z pokojów. Aby zamaskować tę wątpliwej urody instalację, częściowo obniżyłem sufit – tłumaczy Roman Furman.
– Należy pamiętać, że do systemu nie podłączamy kuchni i łazienki. Domeną tych pomieszczeń jest gromadzenie się wilgoci, ważniejsze zatem jest tutaj wyprowadzenie powietrza na zewnątrz, a nie jego wtłaczanie.
Aby cały układ sprawował się należycie, konieczne będzie sterowanie elektroniczne. Warto na początek zainwestować w wentylator z płynną regulacją obrotów. Kiedy odczuwamy zaduch, wystarczy specjalnym potencjometrem (zamontowanym np. w korytarzu na ścianie) zwiększyć siłę ciągu. Nie ma jednak róży bez kolców, wyższe obroty przyczyniają się z kolei do wzrostu poziomu hałasu. W dzień nie jest on specjalnie odczuwalny, w nocy wprost przeciwnie. Ale i na to pomysłowy majsterkowicz znalazł radę.
Z ziemi układ „wędruje” na poddasze. Tam należy zamontować wentylator i tłumik akustyczny.
– W sprzedaży są dostępne specjalne tłumiki akustyczne, ja postanowiłem samodzielnie taki skonstruować. Wykonałem go z perforowanej blachy oraz wełny mineralnej. Całość ma kształt rury, którą wmontowałem w sieć nawiewającą powietrze z gruntowego wymiennika. Muszę przyznać, że urządzenie domowej roboty spisuje się doskonale, hałas jest praktycznie niesłyszalny. Mimo wszystko przestrzegam przed zakupem najtańszych wentylatorów, kultura ich pracy wiele pozostawia do życzenia – tłumaczy Roman Furman.
– Co do sterowania elektronicznego, to jest ono potrzebne głównie dla zapewnienia regeneracji całego układu. Przyjmuje się, że najkorzystniej jest rozłożyć pracę i regenerację urządzenia w 12-godzinnych przedziałach czasowych. Rury gruntowego wymiennika ciepła podczas „odpoczynku” muszą oddać ziemi nagromadzone ciepło. Gleba także musi w tym czasie osiągnąć swój naturalny constans.
– Ja podzieliłem to tak, że latem system uruchamia się już o godzinie 5 i pracuje do 9. Potem jest czas na wspomnianą regenerację. Ponowne uruchomienie następuje o godzinie 17 i trwa do 23. Ostatni impuls zaplanowałem na 2 w nocy, wówczas urządzenie tłoczy chłodne powietrze zaledwie przez godzinkę. Wraz ze spadkiem temperatury na zewnątrz, wartości te należy nieco zmniejszyć, w przeciwnym razie towarzyszyć będzie nam chroniczne uczucie chłodu, przeciągu itd.
A co dzieje się zimą? Temperatura nawiewu osiąga około zera stopni. To oczywiście i tak bardzo zimne powietrze, ale w porównaniu z zimową temperaturą na zewnątrz, to ewidentna korzyść. Gdyby tak uchylić okno (jak zwykliśmy to robić w celu wywietrzenia mieszkania), do środka wpadłoby powietrze o arktycznej temperaturze na przykład minus 20 stopni. Instalacja z gruntowym wymiennikiem ciepła zapewni nam komfortową wentylację bez narażania się na kontakt z tak niskimi temperaturami.
– Uczucie zaduchu, z jakim na ogół spotykamy się rankiem w sypialni kompletnie nie ma tu miejsca. Mamy stały dopływ świeżego powietrza bez otwierania okien – przekonuje pan Roman.
Bez elektroniki ani rusz. Sterownik reguluje pracę całego systemu.
Dba o jak najlepszą wydajność i regenerację układu.
Aby układ był jeszcze bardziej wydajny, można zamontować urządzenie, które będzie czerpać energię z powietrza wywiewanego z mieszkania. Jak się powszechnie uważa, nawet przy porządnie wykonanej izolacji murów domu jednorodzinnego, straty energii mogą sięgać około 25 procent. Ciepło ucieka kominami wentylacyjnymi. Żeby straty te zminimalizować, trzeba zainwestować w tak zwany rekuperator.
– Jest to nic innego jak kolejny wymiennik ciepła, przez który przechodzi instalacja nawiewająca powietrze z gruntowego wymiennika ciepła oraz instalacja emitująca ogrzane powietrze na zewnątrz mieszkania. W rekuperatorze następuje odzysk energii z wentylacji wyciągowej, która zarazem nagrzewa powietrze tłoczone do środka. Zysk energetyczny w tym przypadku to około 50 procent. Przekładając to na stopnie Celsjusza, zimą możemy tą drogą zatrzymać około 10 „kresek”. A to oznacza spore oszczędności przy opłatach za gaz czy węgiel – wyjaśnia Roman Furman..
Żeby czerpać zyski i delektować się „podziemnym” chłodem trzeba najpierw trochę zainwestować. Nasz rozmówca przekonuje jednak, że nie jest to olbrzymi wydatek. Koszty materiałowe pochłonęły około 2 tys. zł. Do tego należy doliczyć wynajęcie koparki do prac ziemnych i koszty prac instalatorskich. Pan Roman sam zajął się montażem całego systemu, ale nie poleca tego każdemu.
– Żeby się za to zabrać, trzeba posiąść odpowiednią wiedzę. Tego typu układy są dość skomplikowane, dlatego laikom polecałbym wynajęcie specjalistycznej firmy. Namawiałbym do tego typu inwestycji osoby, które noszą się z zamiarem budowy domu. Łatwiej jest prowadzić prace ziemne na etapie kopania fundamentów, a i całą instalację wewnątrz budynku od początku można spokojnie rozplanować. Wówczas koszty montażu są relatywnie niższe, bo odpadają wydatki związane z późniejszym remontem.
Czy system z gruntowym wymiennikiem ciepła można porównać do tradycyjnej klimatyzacji? Oczywiście, że tak. Przy tegorocznych upałach sięgających grubo ponad 30 stopni, temperatura nawiewu kształtowała się u pana Romana na poziomie 16 stopni. Podstawowa różnica polega na tym, że tradycyjne klimatyzatory pochłaniają po około 3500 W. Tutaj prądu potrzebuje tylko wentylator, jego zapotrzebowanie to zaledwie 50 W.
Fot. Autor, arch. R Furmana
