Zemný výmenník

Tiež nazývaný zemný kolektor alebo zemný register, určený pre prívod čerstvého vzduchu do obytných budov. Jeho princíp je zdanlivo jednoduchý a pochopiteľný i pre laika. Je uložený v hĺbke asi 200 cm prostredníctvom vodorovne uloženého systému rúr s vnútornou antibakteriálnou povrchovou úpravou. Využíva akumulačnú schopnosť pôdy kde v hĺbke cca 2m je teplota konštantná v zime aj v lete okolo 10°C. Cez sací box sa nasáva vonkajší vzduch do zemného tepelného výmenníka vzduchu a behom prechodu vzduchu dochádza k výmene tepla medzi zeminou a prúdiacim vzduchom v potrubí. Princíp zemného výmenníka je založený na tom, že teplota pôdy je v zime využívaná na predhriatie čerstvého vzduchu a v lete na ochladenie nasávaného vzduchu, pretože pôda je v zime teplejšia a v lete chladnejšia než vonkajší vzduch.
Zemný register nám tak pomáha znížiť náklady na vykurovanie predhrievaním vonkajšieho vzduchu v zime a v letnom období naopak je ho možné využívať na ochladenie privádzaného vzduchu čím sa zvýši komfort užívateľa nízkoenergetického domu.
V spojení so zariadením na rekuperáciu tepla si majitelia zredukujú náklady na energiu a zlepšia si aj kvalitu bývania vo svojej budove.

Táto zdanlivá jednoduchosť v sebe ale skrýva jedno nebezpečenstvo. Investor (nie zriedkavo i projektant) sa problematikou zemných výmenníkov hlbšie nezaoberajú. Je to predsa celkom jasné a jednoduché. Do výkopu položíme kanalizačné potrubie, niekadiaľ  ho nejako vedieme a problém je vyriešený. Máme zemný výmenník bez akéhokoľvek počítania a za lacné peniaze.
Ako pri každom inom systéme i pri zemnom výmenníku je najdôležitejší práve správny návrh a použitie správneho materiálu. Potrubie AWADUKT Thermo je vyrobené z polypropylénu (PP) pre jeho dobrú tepelnú vodivosť. Tým je zaručený veľmi dobrý tepelný prestup medzi zeminou a nasávaným vzduchom a je zaistený vysoký stupeň účinnosti výmenníku zemného tepla. Vzhľadom k účinnosti sa nedoporučuje používať klasické potrubie z PVC.
Najvyššia kvalita vzduchu zo zemného výmenníka vzduchu je zaručená optimálnou konštrukciou celého systému. Je potrebná predfiltrácia nasávaného vzduchu ( odstránenie prachu a pachov....) aby sme docielili optimálnu hygienu a sviežosť vzduchu. Hlavne v lete sa môže v dôsledku ochladzovania nasávaného vzduchu tvoriť v potrubí skondenzovaná voda. Ďalším dôležitým bodom, na ktorý sa pri návrhu nesmie zabudnúť, je odvod vzniknutého kondenzátu. Inak totiž skondenzovaná voda znečistí privádzaný vzduch hnilobným zápachom a vetracím systémom bude potom tento zápach rozvádzaný po celom objekte. Ešte horším následkom toho budú baktérie, ktoré nájdu v tomto prostredí optimálne podmienky pre svoj život a budú tak ďalším "obohatením" privádzaného vzduchu. Vzduch, ktorý je v systéme riadeného vetrania považovaný za čistý, má potom v skutočnosti od čerstvého veľmi ďaleko a zvlášť pre osoby citlivé na rôzne chronické ochorenia a alergie môže byť skutočnou pohromou. K odvádzaniu kondenzátu je potom potrebné počítať pri potrubnom vedení so spádom cca 2% k sifónu na odvod kondenzátu, poprípade ku kondenzačnej zbernej šachte. Použitím takých prvkov, ako sú filtre alebo odvod kondenzátu, sa vzduch vyčistí od nečistôt a použitím potrubia s vysokou pevnosťou sa zabráni tvorbe "spodných priehlbín" a vznikaniu tak stojacej skondenzovanej vody = nepríjemný zápach, baktérie. Pri použití potrubia s nedostatočnou pevnosťou sa prejavujú problémy so zhromažďujúcou sa vodou v najnižších miestach potrubia a baktérie tam môžu spôsobiť hnilobný pach, ktorý sa rozšíri cez ventilačné zariadenie do celého domu.
Samozrejmosťou je zaistenie vodotesnosti i plynotesnosti potrubia výmenníka od jeho vstupu až po vyústenie do rekuperačnej jednotky.  Rovnakou samozrejmosťou je filtrácia vzduchu pred jeho vstupom do potrubia. A to nezávisle na tom, že vetracie zariadenie je obvykle vybavené vlastnou filtračnou jednotkou. Filtráciou privádzaného vzduchu pred jeho vstupom do systému výmenníka sa zabraňuje znečisteniu potrubia pachom a peľom. To je ďalší prvok, ktorý výrazne ovplyvňuje kvalitu privádzaného vzduchu a súčasne tak aj náklady na čistenie systému. Základným predpokladom pre funkčnosť systému zemného výmenníka je použitie správneho materiálu

Tými najdôležitejšími požiadavkami na materiál sú:

  • hladký vnútorný povrch
  • antimikrobiálna úprava vnútorného povrchu potrubia
  • optimálny prestup tepla (vynikajúca tepelná vodivosť o cca 50% vyššia ako u bežného PVC)
  • vysoká kruhová tuhosť a pozdĺžna pevnosť potrubia
  • možnosť vysokotlakového preplachovania a čistenia s tlakom vody až 340 bar (!)
  • absolútna tesnosť systému voči vonkajším prejavom (prerastanie koreňmi, vlhkosť, spodná voda)
  • tesnosť systému voči zemným plynom (radon!)

 

Antibakteriálna úprava vnútorného povrchu potrubia

Ide o vlastnosť materiálu potrubia, ktorá je bezpodmienečne potrebná! Na rozdiel od iných vlastností potrubného materiálu, ako napr. koeficient tepelnej vodivosti, ktorý sa dá kompenzovať iným spôsobom (avšak na úkor snahy o optimalizáciu nákladov), sa tu nedá použiť materiál bez tejto vlastnosti. Ako už bolo spomenuté, pri letnej prevádzke systému zemného výmenníka vzniká kondenzát. Tým sa v potrubí výmenníka vytvára optimálne prostredie pre vývoj choroboplodných zárodkov (tmavé, vlhké prostredie s teplotou 16°C - 25°C). Výsledkom toho je nepríjemný hnilobný pach privádzaný vetracím systémom a následné chronické ochorenia osôb zdržiavajúcich sa v objekte. To samozrejme úplne znehodnocuje celý systém a vyvoláva značné náklady na nápravu. Tá býva spravidla veľmi nákladná (kompletná výmena potrubia pri už upravenom povrchu pozemku s trávnikom, dekoratívnym jazierkom ...), alebo úplne nemožná v prípade pokládky pod základovou doskou objektu. Najčastejším riešením je potom odpojenie systému výmenníka. Prípady zavinené predovšetkým neznalosťou a "kutilstvom", vyššie spomenutú situáciu potvrdzujú. Okrem toho predstavujú takéto prípady veľké nebezpečenstvo vzniku fám poškodzujúcich tento systém.
V takom prípade naša rada znie:
Namiesto používania nevhodných materiálov, ako napr. bežných kanalizačných rúr z PVC, pri ktorých problém s choroboplodnými zárodkami určite nastane, radšej systém tepelného výmenníku vzduchu s využitím zemného tepla vôbec nebudovať! Bude to lepšie ako pre majiteľa objektu, tak i pre dobré meno systému zemného výmenníka.

K systému AWADUKT Thermo máme výpočtový program, ktorý umožňuje navrhovanie celého systému zemného výmenníka.

Zdroj: Rehau