PASYVUS NAMAS / SPRENDIMAI IR MEDŽIAGOS / INŽINERIJA / Gruntinis šilumos mainiklis arba šilumokaitis

Gruntinis šilumos mainiklis arba šilumokaitis

Energiškai efektyvūs pastatai dėl jų sandarumo yra projektuojami su rekuperacine vėdinimo sistema. Rekuperatorius, tai įrenginys, kuris pašildo į pastatą įeinantį orą perimdamas šiluminę energiją iš išeinančio, išmetamo oro. Efektyviausiai kai kurių tipų rekuperatoriai veikia, kai aplinkos temperatūra yra artima nuliui. Esant žemai aplinkos temperatūrai, kai kurie rekuperatoriai apšąla, o jų efektyvumas eksploatacijos metu pasirodo besąs gerokai mažesnis nei buvo numatyta.

Specialistai teigia, kad viena iš nepakankamai efektyvaus rekuperacinės vėdinimo sistemos darbo priežasčių gali būti netinkamos temperatūros oro padavimas.

Didesniam pastatų energiniam efektyvumui ir optimalesniam rekuperatorių veikimui užtikrinti rekomenduojama pasitelkti gruntinius šilumos mainiklius, dar taip vadinamus gruntinius šilumokaičius. Tai yra labai paprastos ir didesnių investicijų naujos statybos metu nereikalaujančios sistemos, kurių pagalba rekuperacinės sistemos veikia efektyviau, nes į jas patiekiamas šiltesnis oras. Tas oras pašyla perimdamas šiluminę energiją iš grunto. Kita vertus, karštą vasarą, tokie gruntiniai šiluminės energijos mainikliai orą gali ir atvėsinti. Tokiu būdu yra mažinamos energijos sąnaudos patalpų vėsinimui vasarą.

Kai kurie statytojai tvirtina, kad neįsirengti gruntinio šilumos mainiklio, kai atliekami pamatų montavimo ir kiti žemės darbai, yra tiesiog nuodėmė.

Mikroklimato užtikrinimo individualiuose namuose sprendimus siūlančio tinklapio www.ekoventum.lt vadovas Marius Judickas teigia, kad šilumokaičiai arba gruntiniai šilumos mainikliai yra kelių tipų. Visų pirma aptarkime uždaro ir atviro tipo sistemas.

Uždaro tipo gruntinių šilumos mainiklių kostrukcija užtikrina tiekiamo oro atskyrimą nuo grunto, jame esančių dujų ar vandens. Atviro tipo gruntiniuose šilumos mainikliuose į vėdinimo sistemą tiekiamas oras kontaktuoja su gruntu.

Vien tik uždaro tipo šilumokaičiai yra naudojami Jungtinėje Karalystėje, Airijoje, Skandinavijoje, Jungtinių Valstijų tam tikruose regionuose ir kitose vietovėse kuriose iš uolienų klodų (granitas, pegmatinas, juodasis skalūnas ir kt.) turinčių daug urano, radžio ir torio išsiskiria radonas. Radonas yra radioaktyvus izotopas – urano skilimo grandinės produktas – inertinės dujos. Šios dujos greitai skyla į metalų jonus, kurie yra laisvi ir prilimpa prie dulkių ir kitų dalelių, esančių ore. Mokslininkų duomenimis, radono koncentracija gyvenamosiose patalpose yra vienas iš plaučių vėžio vystymosi faktorių.

gruntinis-silumos-mainiklis-ziema

Uždaro tipo žemės šilumokaitis, tai yra 1,5-2,5 m gylyje žemėje užkastų, atitinkamo ilgio vamzdynų sistema per kurią eidamas oras sušildomas arba atvėsinamas. Tinkamai suprojektuotas ir įrengtas uždaro tipo šilumokaitis žiemą iki -20 laipsnių atšalusį orą gali sušildyti iki 2 – 5 laipsnių šilumos, o vasarą, +32 laipsnių orą atvėsinti iki komfortabilaus lygio.

gruntinis-silumos-mainiklis-vasara

Uždaro tipo šilumokaičiams negalima naudoti įprastų kanalizacijos vamzdynų, nes jie pagaminti iš tokių medžiagų, kurios nepritaikytos vėdinimo sistemoms ir jų vidinis paviršius yra nelygus. Lauko ir vidaus kanalizacijos vamzdynų gamybai dažniausia naudojamas plačiausiai paplitęs plastikas – polivinilchloridas (PVC). Pati medžiaga, polivinilchloridas yra kieta, todėl norint pasiekti kanalizacijos vamzdžiams būtiną elastingumą ir išvengti jų trapumo, į PVC įmaišomi ftalatų priedai, kurie ir suteikia kanalizacijos vamzdžiams būtinas savybes. Polivinilchloridas yra vienas iš pelningiausių plastikų jo gamintojams, tačiau ftalatų priedai, laikui bėgant, išsiskiria iš polivinilchlorido gaminių į aplinką. Vamzdžius naudojant pagal paskirtį, nuotėkoms pašalinti – nėra tiesioginės grėsmės žmonių sveikatai, tačiau juos naudojant oro tiekimo sistemose, jau visiškai kita situacija.

Dar viena neigiama PVC vamzdyno savybė yra tokia, kad oras judėdamas per vamzdžius dėl trinties į sieneles, jas įelektrina, prie vamzdžio vidinės sienelės pritraukiamos dulkės ir kitos mikrodalelės, kurios kartu su kondensatu sudaro idealias sąlygas veistis grybeliams, o jų išskiriamos sporos žmonėms sukelia kvėpavimo ligas, alergines reakcijas ir pan.

Žemės šilumokaičiams turi būti naudojami vamzdynai pagaminti iš polipropileno (PP). Polipropilenas, tai tvirtas, lankstus polimeras, sudarytas iš propeno (propileno) monomerų ir yra tris kartus blogesnis šilumos izoliatorius nei PVC, o tai gruntinės šilumokaitos atveju yra ypač gera savybė užtikrinanti efektyvius energijos mainus.

Poliropilenas yra visiškai chemiškai stabili medžiaga, kuri, kitaip nei PVC, į aplinką neišskiria nuodingų medžiagų, ši medžiaga neįsielektrina, jos struktūra leidžia pagaminti vamzdžius su ypač lygia vidine sienele, prie kurios neprikimba jokie nepageidaujami objektai.

Polipropilenas fiziologiškai saugus, todėl puikiai tinkamas naudoti maisto pramonėje ir medicinoje: įvairios pertvaros, medicininių instrumentų stoveliai, prekybos įranga. Be to, kitaip nei PVC, PP vamzdžiai netampa trapūs prie neigiamų temperatūrų ir yra žymiai tvirtesni už PVC vamzdžius. Tai yra labai aktualu, nes gruntas žiemą yra pliusinės temperatūros, o įeinantis oras gali atvėsti iki labai žemos temperatūros. Toks įeinantis šaltas oras atvėsina ne tik didžiąją dalį vamzdyno, bet ir patį gruntą, esantį aplink vamzdį, kuris sušaldamas plečiasi ir gniuždo susilpnėjusį vamzdį.

Uždaro tipo gruntinis šilumos mainiklis iš PP vamzdžių.

Uždaro tipo gruntinis šilumos mainiklis iš PP vamzdžių.

Vienintelis šiam tikslui naudojamų polipropileno vamzdžių trūkumas yra didesnė nei įprastų PVC vamzdžių kaina.

Žemės šilumokaičio ilgis, gylis, kuriame jis įrengiamas ir tuo pačiu kaina priklauso nuo vėdinimui reikalingo oro srauto ir sklypo grunto. Tinkamiausias gruntas yra drėgnas smėlingas priemolis su aukštais gruntiniais vandenimis, tačiau šilumos mainuose puikiai dalyvauja ir molis ar kitoks smulkiagrūdis gruntas. Ilgiausią vamzdynų trasą reikia įrenginėti sausame smėlyje.

Atviro tipo gruntinis šilumokaitis pagal V ir V pasyvus namas.

Atviro tipo žvyrinis grunto šilumokaitis pagal V ir V pasyvus namas.

Panašiai veikia ir atviro tipo žemės šilumokaičiai. Pagal konstrukciją jie gali būti skirstomi į žvyrinius, plokščiuosius ir kanalinius. Žvyriniuose žemės šilumokaičiuose lauko oras ortakiais yra patiekiamas į skaldos ir žvirgždo klodą. Šaltas oras, skverbdamasis tarp akmenukų, dėl sąlyginai didelio šilumos mainuose dalyvaujančio jų paviršiaus ploto greitai sušyla ir į rekuperatorių kitais ortakiais įtraukiamas jau teigiamos temperatūros. Dėl savo konstrukcijos, žvyrinis žemės šilumokaitis užima mažesnį plotą, gali būti įrengiamas tiek po numatomu statyti namu, tiek bet kurioje kitoje sklypo vietoje. Žvyrinių žemės šilumokaičių negalima įrengti vietovėse kur yra aukšti gruntiniai vandenys ar grunte yra randami didesni radono kiekiai.

Tvarte įrengti gruntiniai šilumos mainikliai šiluminės energijos pasiims ir iš mėšlo.

Tvarte įrengti gruntiniai šilumos mainikliai šiluminės energijos pasiims ir iš mėšlo.

Plokštieji žemės šilumokaičiai arba gruntiniai šilumos mainikliai yra sudaryti iš oro paėmimo ortakių, šilumokaičio plokščių ir oro patiekimo į vėdinimo sistemą ortakių. Mūsų regione, rinkoje vyrauja Lenkijos gamintojų plokštieji žemės šilumokaičiai, o jų kainos ir kokybės santykis yra neblogas.

Kanaliniai žemės šilumokaičiai montuojami iš keramikinių, betoninių ar kitų alternatyvių statybinių elementų, kuriuose esantys kanalai tarnauja kaip mini ortakiai. Šio tipo šilumokaičiai gali būti sumontuoti gręžtinių pamatų rostverko ar juostinių pamatų viduje, jų efektyvumą ir tuo pačiu reikalingą dydį galima gan tikslai suskaičiuoti.

Kanalinis šilumokaitis

Kanalinis šilumokaitis

Kanalinius arba plokščiuosius šilumokaičius galima montuoti kai gruntiniai vandenys yra 1-1,5 m gylyje.

Taigi, įsirengus žemės šilumokaitį į vėdinimo sistemą tiekiamas oras žiemą sušildomas iki teigiamos temperatūros, vasarą oras yra atvėsinamas iki komfortabilios temperatūros. Be to , vasarą iš tiekiamo oro pašalinama perteklinė drėgmė, o, kai labiausiai to reikia, žiemą, įsidiegus papildomą nesudėtingą ir nebrangią įrangą, patiekiamas oras gali būti ir papildomai drėkinamas.

Be žemės-oro šilumokaičių vėdinimo sistemose galima naudoti ir skystinius grunto šilumokaičius: prieš rekuperatorių montuojamas skystinis šilumokaitis kuriame cirkuliuoja šilumnešis (pvz. glikolis), tai yra toks skystis, kuris šiluminę energiją gauna/atiduoda žemėje užkastame vamzdyne gyvatuke. Tiekiamam orui šiluminė energija perduodama šilumnešiui pratekant per vėdinimo sistemos ortakyje sumontuotą kanalinį šilumokaitį. Skirtingai nuo įprastinio geoterminio šildymo ši sistema gali būti paprastesnė, joje nėra šilumos siurblio, todėl tiek jos kaina, ties eksplotacijnės išlaidos (el. energijos sąnaudos) yra ženkliai mažesnės.

Gruntinis šilumos mainiklis su skysčiu.

Gruntinis šilumos mainiklis su skysčiu.

Žemės šilumokaitis pasižymi tam tikru inertiškumu temperatūros kitimo požiūriu. Tai kartais yra labai naudinga, o kartais – ne. Gerai yra tai, kad dėl savo inertiškumo, nepriklausomai nuo staigių temperatūros pokyčių, oras į vėdinimo sistemą yra tiekiamas pastovios temperatūros.

Lietuvoje rudenį, o ypač pavasarį paros temperatūra nebūna pastovi. Dieną, pašvietus saulutei oras sušyla iki + 5 ir daugiau, o naktimis vis dar būna minusinė temperatūra. Todėl nakties metu, esant minusinei temperatūrai gausime teigiamą efektą, tarkim +2 laipsnius, o dieną kai oras bus sušilęs iki +5 ar +10, iš žemės šilumokaičio gausime tuos pačius +2 ar +4 laipsnius.

Taigi, šiltesnėmis pavasario ar rudens dienomis gruntas ne šildys į namus patenkantį orą, o jį vėsins. Vasarą tai labai gerai, bet ankstyvą pavasarį ar vėlyvą rudenį – nepageidautina.

Siekiant kuo efektyviau panaudoti grunto šilumokaitį būtina užtikrinti, kad oras į rekuperoatorių galėtu pritekėti ir per šilumokaitį, ir tiesiogiai iš aplinkos. Oro srautus per atitinkamus ortakius turi  reguliuoti sklendės, kurios valdomos automatiniu gruntinio šilumos mainiklio valdikliu.

 

Automatinis gruntinio šilumos mainiklio valdiklis

Automatinis gruntinio šilumos mainiklio valdiklis

Komentarai

Jūsų el. pašto adresas nebus matomas.Būtini laukai pažymėti *

*

Brukalų kiekiui sumažinti šis tinklalapis naudoja Akismet. Sužinokite, kaip apdorojami Jūsų komentarų duomenys.

Į puslapio pradžią