GWC bez polemiki

[HenoK]

Przy -10C w GWC (podobno nie można aż tak schłodzić złoża... praktycy mówią, że temperatura nigdy nie spada poniżej zera.. ale przyjmy do teorii, że tak się stanie) i 25C ilość ciepła przez moja podłogę to 32W. Przy "braku" GWC czyli temperaturze gruntu 8C strata = 15W. Przy tylko tej samej powierzchni wymiany (czyli zakładając , że ciepło może przechodzić tylko przez dno GWC, przy -10C w GWC i +8 pod nim wychodzi nam 108W (zał. k ziemii=1). Wychodzi 3 razy więcej ciepła pobrane przez dno GWC niż przez górę. Jak doliczymy boki to będzie jeszcze więcej.

Kiedyś ludzie budowali ziemianki, w których przechowywali artykuły spożywcze, które nei zamarzały mimo wysokich ujemnych temperatur na zewnątrz.

Przekonajcie mnie jakimiś obliczeniami bo mi się wydaje inczej niż Wam

 

A jeśłi chodzi o zyski to ile trzeba energii, żęby ogrzać m3 powietrza o 1K ? Gdzieś pisali ale nie pamiętam. Można wtedy obliczyć czy i na ile straty ciepła z powodu budowy GWC pod podłogą są rekompensowane przez ogrzanie 100-200m3 powietrza/h o 20C.

Ciepło właściwe suchego powietrza to ok. 1kJ/(m3*K).

Przewodność cieplna gruntu wynosi od 0,33 W/(m*K) dla suchego piasku do 2,33 W/(m*K) dla mokrej gliny. Żebyś jednak mógł policzyć ile ciepła dotrze do Twojego GWC od dołu i z boków (zakładając, że górę masz dosyć dobrze zaizolowaną) musisz założyć drogę po której ciepło to będzie do GWC docierało. Dla boków wymiennika przyjęcie k=1W/(m2/K) moze być właściwe, jednak co ze środkiem wymiennika ? Tam droga, którą musi pokonać ciepło z zewnątrz wynosi kilka metrów, stąd można przyjąć, że ilość docierajacego ciepła będzie minimalna w porównaniu z wymiennikiem nie zaizolowanym od góry.

 

Następna sprawa to skąd pochodzi ciepło w gruncie.

W naszych warunkach strumień ciepła pochodzący z wnętrza Ziemi nie przekracza kilku watów na 1 m2 (zazwyczaj są to ułamki wata), natomiast strumień ciepła pochodzący od Słońca docierający latem do gruntu to ponad 1000W/m2. Dlatego można założyć bez wielkiego błędy, że całość ciepła, które chcesz pobrać z gruntu bedzie pochodziła ze słońca (im z głębszych warstw gruntu ciepło wydobywasz, tym dawniej zostało on tam zakumulowane, ale też dłużej trzeba czekać na jego regenerację). Pobierając z gruntu wiekszą ilość ciepła niż zostało w nim zakumulowane w okresie letnim spowodujesz obniżenie jego średniej temperatury - w pierwszym sezonie grzewczym wszystko bedzie wygladało dobrze, jednak w następnych efekt stosowania GWC bedzie coraz gorszy.

 

Zaizolowanie GWC od góry ma sens wtedy, gdy ciepło do niego w okresie letnim dostarczysz z zewnątrz np. z układu chłodzenia budynku (tania klima) lub specjalnie w tym celu wymusisz obieg ciepłego powietrza wentylatorami.

[Bartt]

trochę kruszycie kopie

 

- to nie wasze GWC magazynuje ciepło, a cały okoliczny grunt, więc 80cm fundamentów fundamentów regeneracji złoża nie ograniczy w znacznym stopniu (bezpośrednie nagrzewanie GWC przez słońce można w ogóle pominąć)

 

- im cieplejsze powietrze dotrze do rekuperatora, tym niższa jego sprawność i nie będzie istotnej różnicy w temp. powietrza na wlocie do domu

 

- przy GWC chodzi głównie o to by reku nie zamarzał zimą, a GWC chłodziło latem

[HenoK]

- to nie wasze GWC magazynuje ciepło, a cały okoliczny grunt, więc 80cm fundamentów fundamentów regeneracji złoża nie ograniczy w znacznym stopniu (bezpośrednie nagrzewanie GWC przez słońce można w ogóle pominąć)

Fizyki nie oszukasz.

Zakładając nawet najlepsze warunki gruntowe, o których wyzej pisałem (glina - lambda = 2,33 W/(m*K) i początkową temperaturę gruntu na poziomie 10 st. C (średnia temperatura na głębokości poniżej 3m w wiekszosci miejsc w Polsce) przy temperaturze wymiennika gruntowego 5 st. C (nie chcemy aby zamarzł) przez warstwę gruntu o grubości 1 metra przeniknie 2,33/1,00*(10+5)=34,95 W. Przy takim poborze ciepła warstwa ta będzie ochładzała się o ok. 2 st. C na dobę (zakładam gęstość gliny 2020 kg/m3 i ciepło własciwe 0,8 kJ/(kg*K) ).

Przez warstwę o gr. 2 m będzie przenikało 2,33/2,00*(10+5)= 17,5 W. Warstwa ta będzie się oziebiała w tempie ok. 1 st C na dobę.

Przez warstwę gr. 5 m będzie przenikało 2,33/5,00*(10+5)=7 W, warstwa ta ochłodzi się na dobę o 0,4 st. C. Temperatura na tej głębokości przy takim poborze ciepła spadnie po 30 dniach o ok. 12 st.

 

Oczywiście są to tylko przybliżone obliczenia. Dokładne wymagałyby dokładnej znjomosci gruntu, geometrii GWC, rozkładu temperatur w ciągu roku oraz zastosowania np. numerycznych metod obliczeniowych (metoda elementów skończonych). Jednak nawet tak przybliżone obliczenia obrazują, że przy GWC trudno jest liczyć na pobieranie dużych ilosci ciepła z okolicznego gruntu w sposób ciągły.

[KrzysiekS]

Henryk, takiego dobrego merytorycznego uzasadnienia to dawno nie czytalem.

 

Czytalem jednak badania gruntu wokol działających GWC i z nich wynika, ze GWC nalezy wiec lokalizowac poza domem i pozwolic na swobodny przepływ energii z ziemi i slonca.

[Bartt]

Henryk - i tu się zgadzamy - GWC nie jest ogrzewaniem, ma sprawiać, że temp. pwietrza będzie wyższa niż 0*C

 

Co do wzorów - dawno temu Leon wyliczał wszystko b. dokładnie (że nie działa), potem znajdował w nich luki (wypiętrzanie izoterm itd.) i wreszcie stwierdził, że ma jednak prawo działać. Z tego powodu ważniejsze są praktyczne opinie niż teoria

[dzbanek]

Witam

Zastanawiałem się nad GWC jako zbiornikiem ciepła. W lecie słońce oraz używanie GWC jako klimatyzacji ogrzewa nam ziemię do 12C, a my będziemy ją w zimie oziębiać do np. 4C.

 

Założenia:

- 1m3 ziemi waży 2tony

- ciepło właściwe ziemi - 1000J/kgK=0,28Wh/kgK

- Nasze GWC to jedna rura o długości 50m

- największa zagadka - zasięg ziemi, którą możemy ochładzać. Tutaj (nie podejmę się obliczeń) należałoby uwzględnić przewodność cieplną gruntu, nierównomierny rozkład temperatury od naszej rury itd. Tymczasowo przyjmijmy 4m (wyssane z palca)

 

Objętość ziemi, którą ochładza nasze GWC to połowa walca (z góry mamy styropian) o promieniu 4m i długości 50m, czyli 1250m3. Ziemia ta waży 2500ton. Oziębienie jej o 8C daje nam:

2500000kg*8K*0,28Wh/kgK=5600kWh

 

Co o tym sądzicie? Czy takie rozumowanie to bzdura?

Dzbanek

[Włodek W.]

Na moje wyczucie to chyba masz rację z tymi wyliczeniami

[Włodek W.]

Tylko nie 5600kW a 5,6 kW Chyba że się myle

[HenoK]

Tylko nie 5600kW a 5,6 kW Chyba że się myle

Po pierwsze Dzbanek pisze o kWh a nie kW. Jeżeli ktoś nie rozumie różnicy, to niech lepiej tylko czyta Forum, a nie wypowiada się na nim.

 

Co prawda model, który założył Dzbanek ma pewne ułomności - jest w nim ukryte założenie, że ta bryła 1250 m3 gruntu jest odizolowana od otaczajacego ją gruntu ale z grubsza można taki schemat przyjąć. W każdym razie rząd wielkości ilości ciepła, które można zakumulować lub pobrać z gruntu oddaje dobrze.

Jedna tylko uwaga. Prawdopodobnie lepszym rozwiązaniem (wymagałoby to jeszcze przeliczenia), byłoby głębsze zakopanie rury (gdzieś na 2,5m - 3m) i zrezygnowanie z izolacji od góry (izolacją byłaby grubsza warstwa gruntu). Taki układ miałby dodatkową zaletę - dawałby szansę na częściową regenerację GWC przez słońce.

[dzbanek]

Tylko nie 5600kW a 5,6 kW Chyba że się myle

Po pierwsze Dzbanek pisze o kWh a nie kW. Jeżeli ktoś nie rozumie różnicy, to niech lepiej tylko czyta Forum, a nie wypowiada się na nim.

Nie denerwuj się Większość wcześniejszych obliczeń dotyczyła właśnie kW a nie kWh i stąd pewnie ta sugestia.

 

Co prawda model, który założył Dzbanek[/b] ma pewne ułomności - jest w nim ukryte założenie, że ta bryła 1250 m3 gruntu jest odizolowana od otaczajacego ją gruntu ale z grubsza można taki schemat przyjąć. W każdym razie rząd wielkości ilości ciepła, które można zakumulować lub pobrać z gruntu oddaje dobrze.

To założenie akurat działa na naszą korzyść, ponieważ grunt otaczający nasze GWC z zewnątrz będzie dostarczał mu ciepła, a nie odbierał.

 

Jedna tylko uwaga. Prawdopodobnie lepszym rozwiązaniem (wymagałoby to jeszcze przeliczenia), byłoby głębsze zakopanie rury (gdzieś na 2,5m - 3m) i zrezygnowanie z izolacji od góry (izolacją byłaby grubsza warstwa gruntu). Taki układ miałby dodatkową zaletę - dawałby szansę na częściową regenerację GWC przez słońce.

 

To niestety znacznie podwyższa koszt wykonania GWC, a tak naprawdę to jest najważniejszy argument do jego wykonania lub nie.

Jeśli chodzi o ocieplenie GWC od góry, to słońce i tak będzie regenerowało nasz GWC - trzeba pamiętać, że wszędzie dookoła naszego styropianu grunt jest nagrzewany przez słońce i mamy dosyć dużą powierzchnię wymiany tego ciepła z gruntu otaczającego do GWC. Powierzchnia ogrzewająca nasze GWC wynosi:

obwód styropianu*4m

Zaryzykowałbym, że po sezonie letnim nasze GWC będzie zawsze w 100% zregenerowane. Wyczytałem, że:

"Potencjał teoretyczny promieniowania słonecznego w Polsce szacuje się na 3,3 do 4 GJ/m2 rocznie" co daje nam ok 1MWh/m2 (!!!). Pytanie tylko ile grunt potrafi pochłonąć z tej energii. Nawet jeśli jest to 10%, to i tak wystarczy aż nadto do zregenerowania GWC.

 

Pozdrawiam,

Dzbanek

[HenoK]

To założenie akurat działa na naszą korzyść, ponieważ grunt otaczający nasze GWC z zewnątrz będzie dostarczał mu ciepła, a nie odbierał.

Nie do końca tak - latem będzie dostarczał, a w zimie odbierał (przynajmniej z boków).

To niestety znacznie podwyższa koszt wykonania GWC, a tak naprawdę to jest najważniejszy argument do jego wykonania lub nie.

Jeśli chodzi o ocieplenie GWC od góry, to słońce i tak będzie regenerowało nasz GWC - trzeba pamiętać, że wszędzie dookoła naszego styropianu grunt jest nagrzewany przez słońce i mamy dosyć dużą powierzchnię wymiany tego ciepła z gruntu otaczającego do GWC. Powierzchnia ogrzewająca nasze GWC wynosi:

obwód styropianu*4m

Powierzchnia się zgadza, tylko im głeębiej tym mniejsza będzie róznica temperatur pomiedzy gruntem a GWC stąd wymiana ciepła bedzie mniejsza.

Zaryzykowałbym, że po sezonie letnim nasze GWC będzie zawsze w 100% zregenerowane. Wyczytałem, że:

"Potencjał teoretyczny promieniowania słonecznego w Polsce szacuje się na 3,3 do 4 GJ/m2 rocznie" co daje nam ok 1MWh/m2 (!!!). Pytanie tylko ile grunt potrafi pochłonąć z tej energii. Nawet jeśli jest to 10%, to i tak wystarczy aż nadto do zregenerowania GWC.

Do ziemi dociera od 700 do 1000 w/m2 promieniowania słonecznego. Oczywiście w ciagu nocy, część zakumulowanej w ciągu dnia energii jest wypromieniowana do atmosfery.

Ilości zakumulowanej energii trudno ocenić.

Do obliczeń wymienników dla pomp ciepła przyjmuje się jako bezpieczne (tj. nie powodujące nadmiernego wychłodzenia gruntu) pobieranie ciepła w ilości od 10 do 35 W/m2 przy całorocznej eksploatacji w zależności od rodzaju gruntu.

[Włodek W.]

Wszystko ładnie jest napisane i opisane. Dla mnie laika wystarczy, że ci co już maja sa zadowoleni .A poniesione koszty już nie mają znaczenia ,bo najważniejszy jest wynik końcowy z tego co robimy. Pozdrawiam

[krispl]

Mam pytanie. Jaki procent energi używanej do ogrzewania traci się na skutek zwykłej wentylacji grawitacyjnej a jaki po zastosowaniu GWC.

 

Inaczej mówiąć jakie można energetyczne korzysći uzyskać z zastosowania GWC ?

 

Może ktoś odpowiedzieć.

[Bartt]

krispl - GWC w żadnym razie nie wpływa na ucieczkę ciepła z wentylacją, ono podnosi niezacznie temp. powietrza wlotowego.

Ile ucieknie możesz policzyć sam, nie zależy to od ocieplenia domu, a od liczby pomieszczeń:

Qv = 38 * ψ * (100 - średnia sprawność rekuperatora)

 

ψ pomieszczeń:

 

kuchnia gazowa. 70 m3/godz.

kuchnia el.> 3 osoby 50 m3/godz.

kuchnia el. 3 osoby 30 m3/godz.

łazienka 50 m3/godz.

sypialnia na poddaszu 30 m3/godz.

wc 30 m3/godz.

pom. gospodarcze 15 m3/godz.

 

zsumuj swoje ψ i wstaw do wzoru, jeśli nie masz rekuperatora przyjmij sprawność = 0

[HenoK]

krispl - GWC w żadnym razie nie wpływa na ucieczkę ciepła z wentylacją, ono podnosi niezacznie temp. powietrza wlotowego.

Nie jest to takie nieznaczne podniesienie temperatury. Zazwyczaj zakłada się podniesienie temperatury w GWC z temperatury zewnętrznej np. -16 st. C do co najmniej 0 st. C. Oczywiście przy wyższych temperaturach zewnętrznych zyski będą mniejsze, aż dojdziemy do sytuacji, gdy korzystniej bedzie GWC pominąć i pobierać powietrze bezpośrednio z zewnątrz.

[Gość]

tak bez szczegółów i w teorii, praktyką podzielę się za rok ...

dom 340 m^3 netto,

wymian 67% powietrz / godz.

sprawność reku = 65%

opalane gazem GZ-50 przy zał. pieca nie kondensacyjnego.

 

koszt ogrzewania bez GWC i bez reku = 2740 zł,

koszt ogrzewania z GWC i bez reku = 2500 zł,

koszt ogrzewania z GWC i z reku = 2050 zł,

 

zmieniając różne parametry, zmieniają się kwoty, ale stosunek pozostaje podobny. Przy kondensacyjnym 15% taniej.

 

Cz.

[Gość]

GWC świetnie sprawuje się w zakresie temperatur od -xxC do ok. +8C,

-xx oznacza dowolną ujemną temp., +8C gdyż taką średnią temp. posiada grunt.

 

Powyżej +8C należałoby wyłączyć GWC i korzystać ze zwykłej czerpni, gdyż GWC zaczyna pracować na niekorzyść naszego bilansu, a tym samym wyszczupla nasz portfel

 

GWC ponownie włączamy gdy temp. na zewnątrz zaczynają przekraczać 20C, wówczas mamy tanią klimę.

 

Cz.

[januszek]

nie zupełnie tak

po moich obserwacjach skłaniałbym się do teorii dużego zasobnika ciepła zmagazynowanej z lata na potrzeby zimowych miesięcy z lekkim (bardzo lekkim podgrzewaniem zimą a większym chłodzeniem latem)

dlatego też umiejscowienie GWC w obrębie budynku (zizolowanego z boku) jest uzasadnione

natomiast teraz zastanawiam się czy jest uzasadnione stosowanie drugiej czerpni dlaczego?

latem wiadomo cały czas chłodzi idzie przez GWC

zimą to samo

natomiast teraz jest tak jak leci przez GWC za dnia i nocy to temp jest wyrównana 16-15 st C

jak za dnia nie puszczę przez GWC bo na zewnątrz jest cieplej to nocą jest temperatyra niższa 13-14

i sam teraz nie wiem który z tych przypadków daje korzystniejsze warunki bilansu energetycznego.

[Gość]

Mój GWC ma wymiary 4,5mx1,5x1,5 tak około weszło 20 ton kamienia działa od dziś podłączony do rekuperatora sprawności 90% zobaczymy co będzie

Damian z Gdyni

[Bartt]

januszek - bardzo ciekawe spostrzeżenie