Zemný výmenník tepla

Zemný výmenník tepla je zariadenie určené na zníženie energetickej náročnosti vykurovania. Vo vykurovacom období predhrieva čerstvý vzduch privádzaný do objektu.

Princíp

Princíp takéhoto zariadenia spočíva v tom, že čerstvý vzduch pre systém núteného vetrania je vedený potrubím (prípadne sústavou potrubí) uložených v zemi, najčastejšie v hĺbke okolo 2 m pod úrovňou terénu. V zimnom období sa vzduch od zeminy ohrieva a do vzduchotechnického systému budovy tak vstupuje už do určitej miery predhriaty. Tým dochádza k úsporám energie na dohrev vetracieho vzduchu. Súčasne je tento systém účinnou protimrazovou ochranou vzduchotechnickej jednotky. Prepínacia klapka ovláda riadiacim systémom vzduchotechniky umožňuje nasávanie čerstvého vzduchu buď cez zemný výmenník tepla, alebo priamo na fasáde budovy. Obvykle je zemný výmenník tepla v prevádzke ako pri nízkych teplotách vonkajšieho vzduchu, tak aj pri vysokých letných teplotách. Ďalšou a často rozhodujúcou úlohou zemného výmenníka tepla je totiž prispievať k udržaniu tzv. tepelnej stability miestností, teda brániť prehrievaniu pobytových miestností v budovách.

Konštrukcia

Pre konštrukčné riešenie zemného výmenníka tepla platí niekoľko základných pravidiel odvodených z praktických skúseností:

• Potrubie má byť na vnútornom povrchu hladké s minimom spojov, ktoré musia byť zvlášť tesnené. Materiálom je najčastejšie kanalizačné PVC potrubie alebo polypropylénové rúrky.
• Rýchlosť prúdenia v potrubí nesmie byť vysoká (nižšia ako 1m/s).
• Na stenách potrubia môže dochádzať v časti letného obdobia ku kondenzácii vodných pár zo vzduchu. Z týchto dôvodov musí byť potrubie čistiteľné. Potrubie sa ukladá v miernom spáde smerom k miestu, kde by sa mohol kondenzát zhromažďovať a odvádzať.
• Na začiatku trasy čerstvého vzduchu do zemného výmenníka tepla sa umiestňuje vstupná šachta s horným okrajom vyvýšeným nad okolitým terénom, aby nedochádzalo k zasypaniu snehom, zaliatím prívalových dažďov atď. Šachta musí byť vodotesná. Veľkosť šachty by mala byť volená tak, aby bolo možné previesť inšpekciu potrubia a čistenie. Na horný okraj sa osadzujú výmenné filtre a demontovateľná strieška.
• Systémy, kde je použité väčšie množstvo paralelných potrubí, sú pre návrh zložitejšie. Pre ich malé vzdialenosti sa môžu vzájomne rušiť. Je to možné zanedbať pri vzdialenosti približne 2 m.
• Každý systém by mal byť navrhnutý s využitím počítačovej simulácie, čo je potrebné prenechať špecialistom.
• Dôležitou súčasťou projektového riešenia a podkladom pre simulačné výpočty zemného výmenníka tepla je definícia vlastností zeminy obklopujúcej potrubie. Výhodné sú z pravidla zeminy s vyššou hodnotou tepelnej vodivosti.

Referencie

Chemický portál