Antybakteryjny i antygrzybiczny gruntowy wymiennik ciepła GEO-HEAT

Rozwiązaniem wspomagającym i uzupełniającym system wentylacyjny domu jest gruntowy wymiennik ciepła (w skrócie GWC). Za jego pomocą, z niewielkiej głębokości gruntu, można pozyskać naturalną, odnawialną energię gruntu. Dzieki GWC można ochłodzić latem powietrze zewnętrzne do temperatury ok. 12-16°C, a zimą podczas mrozów ogrzać do wartości ok. 0-4°C. Obecnie na rynku jest dostępnych kilka rozwiązań gruntowych wymienników ciepła (GWC). Wszystkie z tych rozwiązań mają zalety, ale żadne z nich nie jest pozbawione wad.
 

• Wymienniki płytowe najlepiej odzyskujące chłód i ciepło z gruntu można montować tylko tam, gdzie nie ma w żadnym przypadku zagrożenia wodami gruntowymi. Ostatnie lata pokazały jak duże jest zagrożenie wodami opadowymi i gruntowymi dla tego typu wymiennika.
   
• Wymienniki rurowe łączone mufami nawet z najlepszymi uszczelkami nie są idealnym rozwiązaniem. Żywotność najlepszej uszczelki jest kilkakrotnie krótsza od okresu eksploatacji domu, dla którego taki wymiennik jest projektowany i montowany. Kiedy uszczelka po pewnym okresie eksploatacji traci swoje właściwości uszczelniające wymiennik narażony jest na infiltrację wody gruntowej oraz wod z roztopów i opadowych.
   
• Wymienniki glikolowe są szczelne ale przy wykorzystywaniu ich bezpośrednio (bez pompy ciepła) do ogrzania lub chłodzenia powietrza w systemach wentylacyjnych nie posiadają takiej sprawności jak wymienniki płytowe lub rurowe. System ten musi posiadać pompę do glikolu, moduł wymiany energii i nagrzewnicę/chłodnicę. To dodatkowe trzy urządzenia, które mogą ulec awarii a ponadto roczny koszt pracy pompy to ponad 250,00 zł.

Wszystkie powyższe rozwiązania posiadają gwarancję wyłącznie na dwa lata. Jeżeli inwestor zamontuje jeden z powyższych systemów na początku budowy to gwarancja upłynie jeszcze przed oddaniem domu do eksploatacji.
 

A PRZECIEŻ DOM BUDUJEMY NA KILKA POKOLEŃ

Idąc naprzeciw najwyższym wymaganiom proponujemy najnowszy system gruntowego wymiennika ciepła GEO-HEAT. System ten polega na wykorzystaniu rur polietylenowych z powłoką antybakteryjną i antygrzybiczną, ale łączonych poprzez kształtki zgrzewane elektrooporowo lub tam, gdzie jest taka potrzeba zgrzewane doczołowo.

Rozwiązanie takich połączeń od wielu lat stosowane jest z powodzeniem w gazownictwie a więc tam, gdzie szczelność rurociągu musi z tytułu bezpieczeństwa być zapewniona w 100 %. W gazownictwie na tak wykonane rurociągi udzielana jest standardowo gwarancja na minimum 30 lat.

Ogromną zaletą polietylenu przy wykorzystaniu do GWC jest to, że w stosunku do PVC i polipropylenu przy tych samych grubościach rur posiada on wielokrotnie lepszą przewodność cieplną. Przewodność cieplna PVC wynosi 0,16 [W/mK], polipropylenu 0,22 [W/mK] a przewodność cieplna polietylenu 0,50 [W/mK] .

 W celu maksymalnego wykorzystania ciepła i chłodu płynącego z miejsca, w którym montowany będzie GWC należy wykonać taką instalację, która najlepiej spełni to zadanie. Wg obliczeń jednostek badawczych opracowujących najkorzystniejsze rozwiązania dla maksymalnego odzysku ciepła i chłodu jest zastosowanie rur o stosunkowo małych średnicach.

Dla przepływu całkowitego do 400 m³/h najlepszy efekt uzyskamy stosując, tzw. Układ Tichelmanna, gdzie rury w wymienniku są o średnicy Ø 110 mm a kolektor doprowadzający i zbierający o średnicy Ø 200 mm.

Na takiej zasadzie zbudowane są wszystkie nagrzewnice i chłodnice pracujące w urządzeniach, z którymi mamy do czynienia na codzień (nagrzewnice wodne, chłodnice samochodowe, grzejniki w domu, itp.).

Przy przepływach 400 ÷ 600 m³/h należy stosować do wykonania GWC rury o średnicach Ø 160 mm a kolektory o średnicach Ø 200-250 mm lub większe, w zależności od wielkości strumienia powietrza. W celu poprawnego doboru GWC dla danego przepływu należy skonsultować się z przeszkoloną w tym zakresie firmą instalacyjną lub biurem projektowym, które obliczy wielkość GWC i zaprojektuje jego układ.

Gruntowy wymiennik ciepła stosuje się najczęściej w połączeniu z rekuperatorem. Maksymalna wydajność rekuperatora będzie mówiła o wielkości GWC. Przy projektowaniu GWC należy uwzględnić przede wszystkim wielkość przepływu powietrza oraz temperatury gruntu w miejscu jego ułożenia. W celu zapewnienia najlepszego odzysku ciepła i chłodu prędkość powietrza w pojedynczej rurze powinna oscylować pomiędzy 1-3 m/s.
 

Układ GWC do 600 m3/h - kolektory Ø 200 + rury Ø 110 lub 160

Układ GWC powyżej 600 m3/h - kolektory Ø 250 lub 315 + rury Ø 200

W celu uproszczenia procesu montażu kolektory zbiorcze oraz rozdzielające dostarczane są na plac budowy już wykonane. Wykonanie kolektorów odbywa się wg wcześniejszych ustaleń opartych na wytycznych z projektu GWC. Na placu budowy pozostaje jedynie połączyć rury samego GWC do kolektorów. Kolektor zbiorczy należy połączyć z centralą wentylacyjną a kolektor rozdzielający z czerpnią powietrza. Wszystkie połączenia wykonuje się poprzez zgrzewanie doczołowe lub elektrooporowe z wykorzystaniem niezbędnych kształtek. Bardzo ważną czynnością jest właściwe wypoziomowanie GWC w celu odprowadzenia skroplin. Kolektory oraz poszczególne rury należy ułożyć ze spadkiem min 2% w kierunku studzienki zbiorczej kondensatu. Ze studzienki zbiorczej kondensatu poprzez pompkę skropliny usuwane są na zewnątrz. Studnia kondensatu połączona jest również z GWC poprzez zgrzewanie.

Zaproponowane rozwiązanie GWC w systemie GEO-HEAT jest bardzo zbliżone w swoich założeniach do istniejących systemów wymienników rurowych na rynku.

Niewątpliwą zaletą systemu GEO-HEAT jest to, że jest on wykonany z polietylenu przez co ma o wiele lepszą wymianę cieplną od istniejących systemów stosowanych do tej pory. Wykorzystanie zaś zgrzewania doczołowego i elektrooporowego do wszystkich połączeń systemu GEO-HEAT, przez co uzyskuje się gwarantowaną szczelność układu na kilkadziesiąt lat pracy wymiennika jest zaletą, której nie posiada żaden system z obecnie stosowanych na rynku.