GWC kontra klimatyzacja – różne narzędzia, lepsze razem

Częstym błędem przy planowaniu komfortu cieplnego w domu jest traktowanie GWC (gruntopochodnej wymiany ciepła) i klimatyzacji jako rozwiązań, z których trzeba wybrać jedno. To zupełnie inne technologie, które działają na innych zasadach, mają inne ograniczenia i w praktyce najlepiej uzupełniają się wzajemnie. Dodaj do tego rekuperację i masz rozwiązanie, które bije każdą kombinację z pominięciem jednego z tych elementów.

Jak działa GWC?

GWC (gruntopochodna wymiana ciepła) to system, który wykorzystuje stałą temperaturę gruntu do wstępnego podgrzewania powietrza zimą i wstępnego chłodzenia powietrza latem. Grunt na głębokości 1,5 do 2 metrów utrzymuje temperaturę zbliżoną do średniej rocznej danego regionu, czyli w Polsce zazwyczaj od 8 do 12 stopni Celsjusza.

Przykład z praktyki: centrala Vallox 145 MV E pracująca na 50% mocy i nawiewająca 293 m³/h powietrza o temperaturze 20°C utrzyma w domu około 22 do 23 stopni Celsjusza. Powietrze z GWC jest chłodniejsze na wyjściu, ale jego ilość i pojemność cieplna mają swoje granice fizyczne.

Energochłonność, czyli pierwsza duża różnica

Przy przepuszczeniu 293 m³/h i różnicy temperatur rzędu 3°C GWC dostarcza chłód rzędu kilkuset watów. Klimatyzacja split o mocy 3,5 kW chłodzi dom kilka razy skuteczniej i robi to bez względu na temperaturę gruntu, która latem po kilku tygodniach intensywnej pracy GWC może się powoli podnosić.

GWC zużywa prąd tylko na pracę wentylatorów centrali. Klimatyzacja zużywa go znacznie więcej, ale jej moc chłodnicza jest nieporównywalnie większa. Przy temperaturze zewnętrznej 35 stopni Celsjusza i dobrej izolacji budynku GWC może obniżyć temperaturę powietrza nawiewanego o 5 do 8 stopni. Klimatyzacja może schłodzić dom do 20 stopni niezależnie od warunków zewnętrznych.

Inercja termiczna budynku

Dom nie jest pustym pudełkiem z powietrzem. Ściany, strop, podłoga, meble i przeszklenia nagrzewają się przez cały dzień od słońca i od ciepłego powietrza. GWC schładza powietrze nawiewane, ale nie odbiera w kilka minut ciepła zakumulowanego w konstrukcji budynku. Nie zatrzymuje też zysków od okien, ludzi, gotowania i elektroniki. W mocno nasłoneczniony dzień przy 35 stopniach na dworze GWC po prostu nie wyrobi sam.

Dlaczego klimatyzacja bez rekuperacji zużywa więcej prądu?

Tu pojawia się rzecz, o której mało kto mówi. Jeśli masz klimatyzację i wentylację grawitacyjną, to te dwa systemy działają przeciwko sobie.

Wentylacja grawitacyjna działa na różnicy temperatur między wnętrzem a zewnętrzem. Ciepłe powietrze wewnątrz unosi się i ucieka przez komin, a na jego miejsce wchodzi powietrze zewnętrzne przez nieszczelności i kratki. Im chłodniej w domu i cieplej na dworze, tym silniejszy ciąg kominowy. Klimatyzacja chłodzi wnętrze i jednocześnie napędza wentylację grawitacyjną, która zasysa gorące powietrze z zewnątrz przez każdą szczelinę. Klimatyzacja musi schładzać to ciepłe powietrze z powrotem, co obciąża ją niepotrzebnie i winduje rachunki za prąd.

Rekuperacja eliminuje ten problem. Powietrze wchodzi do domu wyłącznie przez centralę wentylacyjną, a nie przez komin i nieszczelności. Nie ma niekontrolowanego przepływu ciepłego powietrza z zewnątrz. Klimatyzacja chłodzi szczelny budynek, a nie budynek z otwartym kominem.

Rekuperacja odzyskuje nie tylko ciepło, ale i chłód

Większość ludzi kojarzy rekuperację z odzyskiem ciepła zimą. To prawda, ale wymiennik działa w obie strony. Latem, kiedy klimatyzacja schłodzi dom do 22 stopni, a na dworze jest 35 stopni, wywiewane zimne powietrze z wnętrza ochładza w wymienniku gorące powietrze nawiewane z zewnątrz. Klimatyzacja dostaje do chłodzenia powietrze wstępnie schłodzone przez rekuperator, a nie powietrze prosto z 35-stopniowego upału.

Efekt jest wymierny: rekuperator przy sprawności temperaturowej 80% schłodzi powietrze nawiewane z 35 do około 24 stopni zanim trafi ono do klimatyzacji. Klimatyzacja zużywa mniej prądu, bo ma mniejszą pracę do wykonania.

GWC i rekuperacja i klimatyzacja, czyli dream team

Połączenie wszystkich trzech rozwiązań daje efekt, którego żadne z nich nie osiągnie osobno.

GWC wstępnie schładza powietrze zanim trafi do centrali. Rekuperator odbiera ciepło z powietrza wywiewanego i przekazuje chłód powietrzu nawiewanemu. Klimatyzacja zajmuje się resztą, czyli odbiera zyski ciepła z budynku i utrzymuje docelową temperaturę. Każdy element robi swoją część roboty, więc klimatyzacja nie jest przeciążona i zużywa mniej prądu, GWC nie musi walczyć z całym obciążeniem cieplnym budynku, a rekuperacja zapewnia stałą, kontrolowaną wymianę powietrza przez cały rok.

Zimą układ działa symetrycznie. GWC podgrzewa powietrze przed wejściem do centrali, rekuperator odzyskuje ciepło z wywiewanego powietrza, a system grzewczy ma mniej do nadrobienia. To nie marketing, to fizyka.

Podsumowanie

GWC to świetne narzędzie do stabilizacji temperatury powietrza nawiewanego i wsparcia komfortu termicznego. Nie jest jednak i nigdy nie będzie klimatyzacją. W kilkanaście dni w roku z temperaturami powyżej 30 stopni po prostu nie wyrobi samodzielnie.

Klimatyzacja radzi sobie z każdym upałem, ale bez szczelnej wentylacji mechanicznej walczy z wentylacją grawitacyjną, która ciągnie gorące powietrze prosto na jej skraplacz.

Rekuperacja rozwiązuje ten problem i jednocześnie odzyskuje chłód latem oraz ciepło zimą. GWC, rekuperacja i klimatyzacja razem to rozwiązanie, w którym każdy element wzmacnia pozostałe. Jeśli planujesz budowę i zależy Ci na komforcie, niskich rachunkach i zdrowym powietrzu w domu, ten zestaw nie ma dziś realnej konkurencji.

Chcesz zgłębić sam GWC? Rodzaje, higienę i dobór opisałem osobno na stronie o gruntowym wymienniku ciepła. A jeśli planujesz GWC u siebie, jego dobór i wykonanie warto powierzyć specjaliście, na przykład geotechnik.com.pl.