Gruntowy powietrzny wymiennik ciepła typu żwirowego jako przykład wykorzystania oze przy budynkach jednorodzinnych – efekty energetyczne i ekonomiczne

• Autorzy: Topolańska J. , Krawczyk D. A.

Warianty tytułu

EN

Ground air heat exchanger of gravel type as an example of using renewable energy sources in single family buildings – energy and economic effects

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Liczne działania propagujące stosowanie rozwiązań proekologicznych, umożliwiających oszczędzanie energii i ochronę środowiska naturalnego oraz powiązane z nimi przepisy prawne powodują, że coraz częściej stosowane są instalacje wykorzystujące OZE zarówno w przypadku dużych budynkach biurowo-administracyjnych czy mieszkalnych, jak w domach jednorodzinnych. Jednym z zyskujących na popularności rozwiązań jest gruntowy powietrzny wymiennik ciepła (GPWC), który wstępnie przygotowuje powietrze, nawiewane następnie do pomieszczeń. Zimą powietrze jest ogrzewane, latem zaś schładzane. Gruntowe wymienniki ciepła występują w dwóch podstawowych rodzajach: przeponowym i bezprzeponowym, oraz kilku typach: żwirowy, płytowy, rurowy, glikolowy oraz grzebieniowy, różniących się sposobem wymiany ciepła z gruntem. Każde z tych rozwiązań ma swoje wady i zalety. W artykule omówiono instalację ze żwirowym GPWC wykonaną przy budynku jednorodzinnym zlokalizowanym w województwie podlaskim. Celem badań była ocena celowości stosowania wymienników żwirowych w okresie przejściowym, czyli jesienią (lub wiosną). Zaprezentowano wyniki pomiarów powietrza po przejściu przez wymiennik w zależności od temperatury zewnętrznej i dokonano oceny systemu pod kątem efektywności energetycznej i ekonomicznej.

EN

Numerous actions promoting the use of energy-saving and environmentally-friendly solutions and the related legal regulations mean that more and more installations using RES are used, both in large office-administration buildings or residential buildings as well as in single-family houses. One of the most popular solutions is the ground air heat exchanger (GAHE), which pre-prepares the air to be delivered to the indoor. In the winter the air is heated, and it is cooled in the summer. Ground heat exchangers are available in several types: gravel, plate, tubular, glycol and comb. The difference between them is in the way of heat exchange. Each of these solutions has its advantages and disadvantages. The paper discusses installation with GAHE of gravel type made in a single-family house located in the Podlaskie Voivodship. The results of air measurements were taken after passing through the exchanger depending on the outside temperature and the system was evaluated for energy and economic efficiency.

Słowa kluczowe

PL

ogrzewanie powietrzne; koszty eksploatacyjne; efektywność; gruntowy powietrzny wymiennik ciepła (GPWC)

EN

air heating; operating costs; efficiency; ground air heat exchanger ((GAHE)

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej
• Czasopismo: Budownictwo i Inżynieria Środowiska
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 8, no. 3
• Strony: 141--147
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys.

Twórcy

autor

Topolańska J.

• Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Politechnika Białostocka, ul. Wiejska 45 A, 15-351 Białystok

autor

Krawczyk D. A.

• Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Politechnika Białostocka, ul. Wiejska 45 A, 15-351 Białystok

Bibliografia

• Badescu V. (2007). Economic aspects of using ground thermal energy for passive house heating. Renewable Energy, Vol. 32, Issue 6, 895-903.
• Besler M., Cepiński W., Fijewski M. (2015). Uzdatnianie powietrza w wymienniku gruntowym dla pomieszczeń o różnych wymaganiach. Rynek Instalacyjny, No. 1-2, 38-40.
• Besler M., Rdzak M., Schwitalla A. (2005). Ponad 20 lat eksploatacji bezprzeponowych gruntowych wymienników ciepła i masy według patentu Politechniki Wrocławskiej. Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja, Vol. 36, Issue 3, 10-13.
• Besler M., Schwitalla A., Besler G.J. (2011). Intensyfikacja wymiany ciepła i masy w wymiennikach żwirowych. Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja, Vol. 42, No. 4, 132-134.
• Bojic M., Trifunovic N., Papadakis G., Kyritis S. (1991). Numerical simulation, technical and economic evaluation of air-to-earth heat exchanger coupled to a building. Energy, Vol. 22, Issue 12, 1151-1158.
• Cepiński W., Besler M., Besler G.J. (2012). Współpraca bezprzeponowego gruntowego wymiennika ciepła i masy z powietrzna pompą ciepła. Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja, Vol. 43, No. 6, 229-233.
• De Paepe M., Janssens A. (2003). Thermo-hydraulic design of earth-air heat exchanger. Energy and Buildings, Vol. 35, Issue 4, 389-397.
• Hollmuller P., Lachal B. (2014). Air-soil heat exchangers for heating and cooling of buildings: Design guidelines, potentials and constrains, system integration and global energy balance. Applied Energy, Vol. 119, 476-478.
• Informacja techniczna Rehau o systemie AwaduktThermo, 2013.
• Jędrzejewski L. (2003). GWC – tania energia z własnego podwórka. Gruntowne oszczędności. Magazyn Instalatora, 11/2003, 50-51.
• Rosiński M. (2012). Odzyskiwanie ciepła w wybranych technologiach inżynierii środowiska. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa.
• Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 27.02.2015 roku w sprawie metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku lub części budynku oraz świadectw charakterystyki energetycznej. Dz.U. 2015 poz. 376.
• Szeszycka N., Kostka M. (2014). Energia gruntu w klimatyzacji obiektów hotelowych. Rynek Instalacyjny, 9/2014, 48-50.
• Szponar B., Iwanicka M. (2006). Gruntowy wymiennik ciepła. Mikrobiologiczna czystość. Magazyn Instalatora, Vol. 90, No. 2, 18-19.
• Szymański M., Wojtkowiak J. (2007). Uproszczona metoda wymiarowania i oceny opłacalności gruntowego wymiennika ciepła w układzie wentylacji budynku. Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja, Vol. 38, No. 7-8, 55-58.
• Szymański M., Wojtkowiak J. (2008). Analiza całorocznej pracy rurowego gruntowego wymiennika ciepła RGPWC w układzie wentylacji mechanicznej budynku mieszkalnego. W: Materiały XII Int. Conf. „Air conditioning Protection &District Heating”, Wrocław – Szklarska Poręba 2007.
• Topolańska J., Krawczyk D. (2014a). Gruntowe powietrzne wymienniki ciepła. Cz.1. Przegląd stosowanych rozwiązań. Rynek Instalacyjny, 4/2014, 78-81.
• Topolańska J., Krawczyk D. (2014b). Gruntowe powietrzne wymienniki ciepła – teoria a praktyka. W: Inżynieria Środowiska – Młodym Okiem 2014, Vol. 8, 95-127.
• Topolańska J. (2017) Porównanie charakterystyk termicznych gruntowych powietrznych wymienników ciepła typu rurowego i płytowego. Praca doktorska, Politechnika Białostocka.