W ostatnim wpisie bardzo sceptycznie podszedłem do wykorzystania gruntowego wymiennika ciepła do wstępnego ogrzewania powietrza wentylacyjnego. Czy dodatkowe wykorzystanie GWC do chłodzenia domu latem poprawi ten bilans?
Po pierwsze szczerze wątpię w możliwości efektywnego chłodzenia domu za pomocą GWC w duże upały. Są tu dwa wąskie gardła:
1 – moc chłodnicza gruntu. Przy utrzymujących się upałach przez kilka dni grunt będzie się nagrzewał i uzysk „chłodu” będzie spadał. Grunt o ile nie jest bardzo wilgotny nie jest dobrym przewodnikiem ciepła podobnie jak i powietrze odbierające ciepło z gruntu.
2 – wydajność wentylacji – wentylacja w domu jest projektowana do wentylowania a nie chłodzenia. Ciepło do budynku dostaje się nie tylko przez powietrze, lecz także ściany i okna z tego względu wydajność wentylacji może być niewystarczająca do efektywnego schłodzenia budynku.
Pomijając te dwa problemy dokonałem obliczeń w oparciu o założenia:
Po pierwsze szczerze wątpię w możliwości efektywnego chłodzenia domu za pomocą GWC w duże upały. Są tu dwa wąskie gardła:
1 – moc chłodnicza gruntu. Przy utrzymujących się upałach przez kilka dni grunt będzie się nagrzewał i uzysk „chłodu” będzie spadał. Grunt o ile nie jest bardzo wilgotny nie jest dobrym przewodnikiem ciepła podobnie jak i powietrze odbierające ciepło z gruntu.
2 – wydajność wentylacji – wentylacja w domu jest projektowana do wentylowania a nie chłodzenia. Ciepło do budynku dostaje się nie tylko przez powietrze, lecz także ściany i okna z tego względu wydajność wentylacji może być niewystarczająca do efektywnego schłodzenia budynku.
Pomijając te dwa problemy dokonałem obliczeń w oparciu o założenia:
- Z GWC na wyjściu otrzymujemy w lecie średnio powietrze o temperaturze 16 C
- GWC w lecie będzie wykorzystywane, gdy temperatura na zewnątrz przekroczy 25 C (poniżej wartości wentylatory zużywają więcej energii niż jest odbierane z gruntu)
Przy tych założeniach w oparciu o dane metrologiczne dla Krakowa otrzymałem wartości:
- 188 godzin pracy w okresie letnim GWC
- Uzysk chłodu o wartości energetycznej 227,824 kWh
- Kosz uzyskania chłodu – zużyta energia elektryczna przez wentylatory 30 kWh
Uzyskana wartość energii jest naprawdę symboliczna, w odniesieniu do potrzeb i ceny GWC. Osobiście po wyliczeniach dla ogrzewania nie spodziewałem się rewelacji.
Zakładając że zamiast GWC do chłodzenia domu wykorzystywany byłby klimatyzator o współczynniku COP 2 wartość uzyskania 227,824 kWh chłodu wynosiłaby 56zł minus 15 zł kosztów pracy wentylatorów daje uzysk chłodu z GWC na poziomie 40zł
Jeżeli ktoś liczy na efektywne chłodzenie za pomocą GWC to raczej będzie zawiedziony. W mojej ocenie lepiej pomyśleć o zakupie klimatyzatora i zasilaniu go ogniwami PV. W takim układzie jest doskonała korelacja zapotrzebowania na chłodzenia i produkcji energii przez ogniwa.
Cóż- jestem mocno zainteresowany technologią pozwalającą zmniejszyć zapotrzebowanie energetyczne- ale chyba to potwierdza mój "wskaźnik muratora" jeśli tam- zwłaszcza na forach coś jest mocno promowane, zazwyczaj po obliczeniach się okazuje, że jest to kompletny scam.
OdpowiedzUsuńTak z czystej ciekawości.
OdpowiedzUsuńJak Pan doszedł do wartości 227 kwh
Witam
OdpowiedzUsuńZaczne od tego, ze jestem pod duzym wrazeniem Pana postow - duzo konkretow, zadnego lania wody. Pewnie sie nie pomyle - widac nie tylko wyksztalcenie, ale rowniez zaciecie inzynierskie.
Natomiast co do tematu - czy wobec tego w ogole sensowne jest planowanie rekuperatora? To chyba bedzie zalezalo od domu, ale gdyby dom byl przykryty zemia, a tylko od poludnia mial okna?
Adam
Kolega sprawdzał energię elektryczną pobieraną przez klimatyzację i w okresie od połowy czerwca do połowy września klimatyzacja w domku jednorodzinnym kosztowała go ok. 250 zł.
OdpowiedzUsuńTe 56 zł to może dla małych okien, albo zadaszonych od słońca wychodzi?
@4rmar
OdpowiedzUsuń56zł to wartość energii z GWC w odniesieniu do kosztów pracy klimatyzatora.
skoro piszesz że u znajomego koszt chłodzenia domu wyniósł 250 zł potwierdza to moją tezę że moc GWC może być za mała do chłodzenia domu.
@Adam
Analizę dla rekuperatora mam w planach.
@Adrian
wyliczenie uzysku energii było wykonane w oparciu o założoną temperaturę gruntu oraz temperaturę powietrza z danych meteorologicznych.
Zakładałem, że ciepło właściwe gruntu (piasek) to 840 J/kgK (1.34 MJ/m3K), oraz że dla rury obszarem przyjmowania energii będzie dla uproszczenia 1m3 (czyli ok 0,5 m od rury) dla metra bieżącego rury zakopanej 2 m pod poziomem gruntu, to energia potrzebna do podgrzania gruntu o jeden stopień 20 metrów bieżących rury wyniesie: 1,34 MJ x 20m = 26,8 MJ, czyli ok. 7,5 kWh.
OdpowiedzUsuńPrzy podgrzaniu gruntu o 4 stopnie (przy temperaturze powietrza z GWC = 20 st, co i tak jest względnym komfortem w przypadku temperatury na zewnątrz powyżej 30 st) będzie więc 30 kWh.
Nie wiem jak szybko ta energia rozchodzi się w głąb gruntu, ale nawet przy założeniu, że kolejną porcję takiej energii można wpompować do gruntu dopiero kolejnego dnia, to przy założeniu, że z chłodzenia gruntem korzysta się przez 60 dni w roku możemy w piasek wokół GWC włożyć 60 x 30kWh = 1800 kWh dla 20 metrów rury GWC, co przy chłodzeniu klimatyzacją kosztuje obecnie ok 450 zł.
To nie moja dziedzina i zapewne źle dobrałem założenia, więc czy mógłbym prosić o obliczenia jakie Pan zastosował?
@Bogdan
OdpowiedzUsuńTemperatura gruntu i dane meteorologiczne to tylko częściowe dane wejściowe. Natomiast GWC w zależności od tego, jaki to to GWC i jakiego typu, schłodzi nam określony strumień powietrza o ileś tam stopni.
Robiłem podobne szacunki na podstawie danych producentów z ich pomiarów temperatury za wymiennikiem. Wtedy obliczamy, a ściślej, określamy (odczytujemy) ten faktyczny uzysk energetyczny.
Jest on niski dla typowego strumienia wentylacyjnego w domu jednorodzinnym. Z punktu widzenia finansów i osiągniętego komfortu inwestycja w GWC jako źródło chłodu (czy nawet ciepła) nie jest opłacalna,
Tym nie mniej, nie spotkałem się z metodyką obliczeń chłodu z GWC i dlatego ciekawiło mnie jak Pan doszedł do konkretnego wyniku. Konkretnej wartości. Rozumiem, że przyjął Pan stałą temperaturę za wymiennikiem +16 stopni i jakąś stałą wilgotność powietrza
Tak dla informacji - Rehau udostępnia bezpłatny program do obliczeń GWC. Dostajemy wynik w kwh/a dla zimy lub lata, ale dotyczy to konkretnego producenta i konkretnego typu wymiennika (rurowy).
pozdrawiam
@ 4rmar
OdpowiedzUsuńOk zgadzam się z tymi wyliczeniami ale proszę wziąć po uwagę maksymalną wydajność wentylacji.
Ja założyłem 315 m3/h powiedzmy centrala będzie dobrana na 350 przy takie wymianie nie da się odebrać z gruntu takiej ilości energii! Po prostu powietrze ma za małą pojemność cieplną
@ Adrian Teliżyn
Tak
przyjąłem średnie wartości
- temperatury za GWC 16 C dla lata (upały)
- wilgotności
- maksymalny strumień powietrza 315 m3/h
- czas pracy (liczba godzin gdy temperatura na zewnątrz wyższa od 25C)
- Temperatura na zewnątrz (z typowego roku meteorologicznego dla krakowa)
Gruntowy wymiennik nie wystarczy jako źródło chłodu, które zastąpi klimatyzację, bo ma niewystarczającą moc chłodniczą. Nie dość, że strumień powietrza wentylacyjnego jest dość mały (w porównaniu do ilości powietrza przetłaczanego przez zwyczajny klimatyzator), to jeszcze temperatura powietrza jest wyższa, niż w przypadku klimatyzacji.
OdpowiedzUsuńAle lepiej go mieć, niż nie mieć, mimo, że finansowo niekoniecznie się wychodzi na plus...
Jestem użytkownikiem GWC glikolowego wykonanego samodzielnie i nie zgadzam się z teorią. Faktem jest, że część teorii jest prawdą, dlatego u mnie na 150m2 powierzchni domu przewidziałem maksymalną wydajność centrali wentylacyjnej na 1.5 wymiany na godzinę. Chłodnica lamelowa także przewymiarowana aby zminimalizować opory przepływu 400x400x400mm 8 rzędów. W zeszłym roku podczas największych upałów zdecydowany komfort,wystarczająca 1-krotność wymiany na h. Zimą także działa rewelacyjnie, najniższa temperatura glikolu zanotowana zimą to 5 st C, powietrze za chłodnicą-nagrzewnicą zawsze powyżej 0 st C.
OdpowiedzUsuńNie opłaca się kupować GWC, jeśli już glikolowy to najlepiej zrobić samemu, dopływ i odpływ do i z wymiennika lamelowego 3/4 cala, pompka energooszczędna. Przepływ powietrza latem w granicach 500 do 600m3/h pozwala przenieść 3 KW mocy w ciągu godziny a więc to wcale nie jest mało. Jeśli pompka pobiera 30W + wentylatory rekuperatora 200 W przy przepływie 600m3/h pozwala przenieść 3 KW mocy, daje to nam COP 13 a więc zdecydowanie warto.Zimą takich mocy nie przeniesiemy ponieważ nie potrzebujemy takiego przeplywu powietrza,więc moc spada o 2/3 jeśli potrzebujemy 200m3/h, ale cały czas mamy 1 KW mocy,przy poborze wentylatorów w granicach 67W + pompka cyrkulacyjna GWC 30W, co daje nam COP 10. Zimą ten 1KW mocy pilnuje aby nasz rekuperator miał jak najlepszą sprawność. Nie polecam kupowania gotowych GWC, szkoda kasy, lepiej tylko taki podejrzeć i ruszyć głową i wyjdzie 4 razy taniej a zaoszczędzone pieniążki wykorzystamy na inny cel.
OdpowiedzUsuńZałożenia przy obliczeniach nie były poprawne. Dane wejściowe, to:
OdpowiedzUsuń> ilość powietrza wentylacyjnego,
> średnica i długość rury,
> wsp. przewodzenia ciepła materiału rury,
> kształt ułożenia rury (dla prostoty można założyć prostoliniowy),
> temperaturę powietrza zewnętrznego,
> temperaturę gruntu (w zależności od głebokości położenia rury,
> wsp. przewodzenia ciepła gruntu.
To pierwsze przybliżenie obliczeń pozwoli na określenie temperatury powietrza za GWC. Po obliczeniach okaże się, że wzięta z nieba temperatura +16 za GWC to utopia, albowiem można ją uzyskać albo dla odpowiednio długiego GWC, albo odpowiednio małego przepływu powietrza, albo przy odpowiednio niskiej temperaturze powietrza zewnętrznego.
Podobne wnioski wypływają gdy się oblicza GWC zimą. Zakładać temperatur za GWC nie można!
Ale to pierwsze przybliżenie tylko! W drugim przybliżeniu należy określić zmianę (podwyższenie latem i obniżenie zimą) temperatury gruntu na styku go z rurą na całej długości rury zmienną wraz z czasem pracy GWC. Dopiero wtedy, określimy wydajność rzeczywistą (zgodną w 90% z pomiarami). Wtedy okazuje się, że marketing o celowości GWC jest zwykłym kłamstwem (nie zawsze, ale najczęściej), gdyż wychodzą z obliczeń konieczne długości GWC po 400 - 700 m na przeciętny dom jednorodzinny! Albo krótsze GWC, ale o odpowiednio większych mocach grzałki elektryczne wstępne. Co silnie podnosi koszty: pierwsze - wykonania i eksploatacji GWC, a drugie - koszty eksploatacji. Mało kiedy GWC jest ekonomicznie uzasadnione.
Pozdrawiam.
Bardzo dobry wpis, mam nadzieje że kolejne pojawią się regularnie
OdpowiedzUsuńWiedzieliście o tym- Co klimatyzacja ma wspólnego z rekuperacją? Klimatyzacja w znakomitej większości przypadków mieli ciągle to samo powietrze w pomieszczeniu w ogóle go nie wymieniając. Kiedy więc w pomieszczeniu działa tylko klimatyzacja, komfort klimatyczny i warunki higieniczne są tylko pozornie wysokie. Tak naprawdę ból głowy jest uzasadniony: oddycha się ciągle tym samym, jedynie ochłodzonym powietrzem. Rekuperacja wymienia zużyte powietrze na świeże– oprócz systemu grzewczego niezbędnego w domu z rekuperacją – także klimatyzację.
OdpowiedzUsuń