Gruntowy rurowy powietrzny wymiennik ciepła w wentylacji jednorodzinnych, zrównoważonych budynków mieszkalnych

Wentylacja w zrównoważonych budynkach jednorodzinnych wymaga zastosowania nie tylko rozwiązań energooszczędnych, które czerpać będą maksymalnie z odnawialnych źródeł energii, ale muszą one również zapewnić prawidłowe funkcjonowanie obiektu w zmiennych warunkach zewnętrznych. Sprostać muszą one nie tylko dobowym i sezonowym zmianom otoczenia, ale również obserwowanym globalnie zmianom klimatycznym. Wymagania te spełniają gruntowe rurowe wymienniki ciepła (GWC). W poniższym artykule przeanalizowano eksperymentalne wyniki pracy tego urządzenia w polskich warunkach klimatycznych. Przeanalizowano okres jednego roku od września 2020 roku do końca sierpnia 2021 roku. Głównym celem pracy była nie tyle sama ocena ilości ciepła i chłodu pozyskanego z GWC, co ocena jego potencjału energetycznego w różnych układach wentylacji jednorodzinnego budynku mieszkalnego funkcjonujących w rzeczywistych, zmiennych warunkach otoczenia. W ramach badań rozpatrywano przypadek wentylacji grawitacyjnej i porównano pod względem zapotrzebowania energetycznego z trzema innymi przypadkami układów wentylacyjnych: wentylacją wyposażoną dodatkowo w GWC, wentylacją z rekuperacją i wysokosprawnym wymiennikiem ciepła oraz z wentylacją wyposażoną zarówno w GWC, jak i w rekuperację z odzyskiem ciepła.

---

Ventilation systems in sustainable single-family homes require energy-efficient solutions that make optimal use of renewable energy sources and meet air quality and thermal comfort requirements in buildings. These systems should ensure a stable indoor environment and adequately respond to daily and seasonal fluctuations in temperature, as well as global climate change. Earth-to-air heat exchanges (EAHE) meet the above requirements. This article analyzes the performance of an EAHE in the Polish. The experiment covered a period of one year from the beginning of September 2020 to the end of August 2021. In addition to determining the heating and cooling loads, the main aim of the study was to evaluate the EAHE’s thermal performance in ventilation systems for single-family homes with different configurations under variable real-world conditions. Energy consumption in a building equipped with a natural ventilation system was compared with three other scenarios: a ventilation system coupled with an EAHE, a mechanical ventilation system with heat recovery and a high-efficiency heat exchanger, and a mechanical ventilation system with both an EAHE and heat recovery.