Zemný výmenník tepla

Prehohrev a ochladzovanie vzduchu

Zemný výmenník tepla

 

Predhrievanie alebo ochladzovanie privádzaného vzduchu môžeme zabezpečiť zemným výmenníkom. Čerstvý vzduch sa privádza potrubím uloženým v zemi, kde dochádza k výmene tepla medzi nasávaným vzduchom a okolitou zeminou. V zime sa vzduch v zemnom výmenníku ohrieva od okolitej zeminy, v lete zas ochladzuje. Využívame skutočnosť, že teplota pôdy má v hĺbke asi 2 m teplotu približne 10 °C. Na začiatku trasy zemného výmenníka sa inštaluje vstupné nasávacie potrubie, ktoré je umiestnené v okolí domu v dostatočne čistom prostredí. Jeho výška nad povrchom má byť najmenej pol metra, aby sa doň nedostal sneh alebo voda. Prúdenie vzduchu v potrubí nesmie byť príliš rýchle, aby sa teploty vzduchu a okolia stačili počas prechodu potrubím vyrovnať.

Pri návrhu je potrebné vypočítať priemer a dĺžku potrubia zemného výmenníka, miesto a hĺbku jeho uloženia, rýchlosť prúdenia vzduchu a zabezpečiť odvod kondenzátu, vodotesnosť, vzduchotesnosť, odolnosť voči prerastaniu koreňmi a proti prenikaniu radónu.

Zemný výmenník pozostáva z plošne rozloženého potrubia s priemerom 20 až 40 centimetrov, uloženého v hĺbke približne 1,50 m a hadovito postáčaného potrubia s rozstupom do 0,5 m. Potrubie musí byť vyrobené z materiálov, ktoré sú na to určené, s vysokou tepelnou vodivosťou, pevnosťou, s hladkým vnútorným povrchom a odolných voči baktériám. Bežné kanalizačné potrubia sú na tento účel nevhodné.

Je dôležité, aby sa potrubie dalo preplachovať. Zlý odvod kondenzátu môže viesť k vzniku kaluží v potrubí, v ktorých by sa voda rozkladala. S privádzaným vzduchom by sa rozvádzal po dome aj zápach a baktérie. Podľa skúseností zo zahraničia, pri správnom návrhu, inštalácii a prevádzke, zemné výmenníky tepla nepredstavujú zdravotné riziko. Realizácia a prevádzka zemného výmenníka je pomerne náročná. Jeho využívanie na Slovensku odborníci hodnotia ako diskutabilné a to nielen z hľadiska hygieny ak sa realizujú neodborne a pri nedodržaní požadovaných parametrov, ale aj z hľadiska ekonomickej návratnosti.

Pre ideálnu prevádzku zemného výmenníka je nevyhnutné kvalitné podložie. Vhodné sú najmä ílovité, vlhké zeminy. Pieskové či štrkovité podložia sa neodporúčajú.

 

Teplo zo zeme môžeme získať aj nepriamym spôsobom. V uzatvorenom výmenníku prúdi nemrznúca teplonosná kvapalina, ktorá vo výmenníku zohrieva vodu. Potrubie tvorí uzatvorený okruh, v ktorom nie je potrebné riešiť preplachovanie, odvod kondenzátu, zápach ani baktérie.

Pri určovaní plochy zemného kolektora môžme vychádzať z potreby 2,5 - 3,5 m2 na 1 m2 vykurovanej plochy objektu. Pri inštalovaní zemného kolektora je nutné počítať s ochladzovaním pôdy, z ktorej teplo odoberáme. To ma za následok jej neskoršie rozmŕzanie na jar a neskoršie topenie snehu.

 

Okrem horizontálnych kolektorov sa používa aj vertikálny kolektor, ktorého realizácia podlieha schváleniu a povoleniu od vodohospodárskych orgánov. Odborne vykonaná inštalácia a samotné prevedenie vrtu je mimoriadne dôležité. Ak sa vrt urobí nevhodne, môže dôjsť k prepojeniu podzemných vôd s rôznymi parametrami a aj ku kontaminácii podzemnej pitnej vody určenej pre zásobovanie obyvateľstva. Kolektor sa vkladá do vrtu v zemi, ktorý môže byť hlboký až 150 m. Pri využití vertikálneho kolektora sa spravidla dosahuje vyšší energetický výkon ako pri plošnom kolektore, čo súvisí s vyššou teplotou pôdy v hĺbke.

 

(Zdroj: „Rodinné  a  bytové  domy,  znižovanie energetickej náročnosti - obnova“ Publikácia vydaná v roku 2015, ISBN 978-80-971943-1-4)