Temperatura gruntu

Temperatura gruntu to wartości temperatury w głębokich warstwach gruntu, poniżej strefy wahań. Na określonej głębokości wpływ warunków atmosferycznych na temperaturę gruntu jest już minimalny: najczęściej na poziomie 1.5 m grunt utrzymuje stabilną temperaturę cały rok. Temperatura gruntu jest kluczowa dla rozwoju roślin czy rozkładu materii organicznej gdzie liczy się stabilność i bezwładność cieplna ziemi, ale i dla wymiany ciepła w instalacjach, chociażby gruntowego wymiennika ciepła. Na temperaturę gruntu wpływają nasłonecznienie czy wilgotność gleby: temperatura gruntu jest więc dynamicznym parametrem zależnym od bilansu cieplnego powierzchni ziemi.

Temperatura gruntu, ma temperatura powietrza latem i zimą

W zależności od pory roku wartości temperatury gruntu mogą być różne:

• w okresie zimowym, nawet wtedy, kiedy temperatura powietrza jest skrajnie ujemna, temperatura gruntu na głębokości 1.5 – 2 metrów może wynosić nawet 8 do 10 stopni Celsjusza,
• latem to około 10 do 12 stopni Celsjusza ze względu na dłuższy czas nagrzewania się gruntu, a sama ziemia akumuluje ciepło.

Temperatura gruntu w instalacji rekuperacji

Temperatura ziemi jest kluczowa w instalacji rekuperacji, ale tylko wtedy, kiedy inwestor zdecydował się na instalację gruntowego wymiennika ciepła, ponieważ sama w sobie rekuperacja nie czerpie z ciepłoty gruntu, pobierając powietrze z zewnątrz i odzyskując ciepło powietrza wywiewanego. Koncepcja gruntowego wymiennika ciepła pozwala pasywnie zmniejszyć obciążenie ogrzewania dążąc jednocześnie do zminimalizowania konwencjonalnego zużycia energii w układzie wentylacyjnym przez wykorzystanie energii gruntu. GWC stanowi zatem skuteczny system wspomagania ogrzewania powietrza zapewniając komfortową temperaturę otoczenia wykorzystując w tym celu system wentylacji mechanicznej.

Gruntowy wymiennik ciepła

Gruntowy wymiennik ciepła z kolei działając we współpracy z rekuperacją wykorzystuje pojemność cieplną gruntu i jego stabilną temperaturę do tego, aby w torze nawiewu, przed rekuperatorem podgrzać powietrze zimą, dzięki czemu:

• nie ma ryzyka szronienia rekuperatora i zamarzania wymiennika ciepła, ponieważ powietrze wentylacyjne jest wstępnie ogrzewane zimą,
• GWC zapewnia pewne i stabilne warunki pracy centrali i stabilizuje temperaturę nawiewu przez cały rok (może obniżyć temperaturę nawiewanego powietrza o 10 – 15 stopni latem, a zimą GWC podgrzewa powietrze do 15 -20 stopni powyżej temperatury zewnętrznej),
• brak konieczności uruchamiania grzałki to także mocny argument za wykorzystaniem GWC w rekuperacji: system zużywa wtedy mniejsze ilości energii elektrycznej stając się bardziej efektywnym,
• GWC może zyskać rocznie od kilkuset do 1000 kWh darmowej energii, zatem oszczędności na prąd mogą wynosić kilkaset złotych rocznie: instalacja GWC zwraca się inwestorowi w szybszym czasie i akceptowalnym zakresie, a zminimalizowanie zużycia energii ma szczególne znaczenie w budownictwie energooszczędnym.

GWC w praktyce: jak to działa?

Powietrze, które w standardowej instalacji rekuperacji jest zasysane do czerpni i stamtąd przechodzi do centrali, w systemie z wykorzystaniem gruntowego wymiennika ciepła przechodzi najpierw przez rurę w ziemi lub komorę ze żwirem, wymieniając ciepło z ziemią. Dopiero po pasywnym ogrzaniu zimą i chłodzeniu latem powietrze już po wstępnej obróbce cieplnej trafia do rekuperatora.

Należy pamiętać, że temperatura gruntu wpływa na głębokość ułożenia wymienników ciepła.

GWC a wilgotność gruntu

Dostępne dane i badania gruntowe jednoznacznie potwierdzają fakt, że wilgotność gruntu daje jego lepszą przewodność cieplną, a mokry grunt szybciej oddaje i odbiera ciepło aniżeli wtedy, kiedy grunt jest suchy. Dlatego także, zimą kiedy występują opady gruntowy wymiennik ciepła jeszcze mocniej podgrzewa powietrze.

GWC gdzie montować?

Dla gruntowego wymiennika ciepła najbardziej optymalną głębokością jest około 1.5 do maksymalnie dwóch metrów: na tym poziomie grunt ma już stabilną temperaturę.

• odległość od ściany budynku musi wynosić minimum 3 metry,
• optymalna głębokość montażu GWC to 4-5 metrów dla efektywności,
• GWC nie może kolidować z innymi instalacjami przy fundamentach, ani być zlokalizowana w miejscach gdzie stoi woda po deszczu,
• gruntowy wymiennik ciepła powinien być w miejscach o niskim natężeniu zanieczyszczeń by zniwelować ryzyko przenikania zapachów,
• GWC może być zamontowany pod parkingiem albo podjazdami, zwłaszcza, że temperatura gruntu pod parkingiem w lecie jest wyższa o 5 stopni Celsjusza, ale musi być zamontowany poniżej strefy obciążeń,
• wymiennik żwirowy GWC montuje się na głębokości od 50 do 2 m, wymiennik glikowy wykorzystujący ciecz zamiast powietrza na głębokości 1.5 do 2 metrów poniżej strefy przemarzania i w warstwie o stabilnej temperaturze gruntu.