50 INSTALACJE ZEWNĘTRZNE Pytania i odpowiedzi nt. rurowych GPWC Porady udziela Jakub Koczorowski Manager Grupy Produktów Odnawialne Źródła Energii REHAU W jaki sposób działa gruntowy powietrzny wymiennik ciepła? System AWADUKT Thermo bazuje na rurowym wymienniku ciepła. Zasada działania gruntowego powietrznego wymiennika ciepła (GPWC) polega na wykorzystaniu temperatury gruntu oscylującej na poziomie ok. 8 C (na głębokości ok. 1,5 m poniżej rzędnej terenu) do ocieplenia lub schłodzenia powietrza płynącego systemem kolektorów. Powietrze to jest następnie przekazywane do centrali wentylacyjnej (najczęściej rekuperatora) i rozprowadzane w budynku systemem rur wentylacyjnych. Doświadczenia pokazują, że dzięki zastosowaniu GPWC można podnieść temperaturę doprowadzanego powietrza o 22 C w zimie i obniżyć o 20 C w lecie. Toteż powietrze zasysane zimą do centrali wentylacyjnorekuperacyjnej zostaje wstępnie ogrzane, co przekłada się na mniejsze zużycie energii elektrycznej. Analogicznie w lecie podczas upałów powietrze po przejściu przez wymiennik ochłodzi się do temperatury około 16 C. Jakie są podstawowe różnice między ru - rami kanalizacyjnymi z PVC a rurami AWA DUKT Thermo z PP? System rur GPWC AWADUKT Thermo stworzony został specjalnie do zastosowania jako gruntowy powietrzny wymiennik ciepła, toteż rury te charakteryzują się: antybakteryjną warstwą wewnętrzną minimalizującą niebezpieczeństwo rozwijania się drobnoustrojów, większą przewodnością cieplną, umożliwiającą lepszą wymianę ciepła między GPWC a gruntem. Rury PVC mają często rdzeń spieniony i z tego powodu mają właściwości izolacyjne, dzięki wytrzymałości i odporności na uderzenia nadają się szczególnie do układania w gruntach rodzimych o cząstkach gruboziarnistych, dodatkowo podwyższoną sztywnością wzdłużną zapobiegającą powstawaniu tzw. zastoisk kondensatu. Na czym polega antybakteryjność systemu AWADUKT Thermo? Rury AWADUKT Thermo, jako jedyne w Polsce, mają opatentowaną antybakteryjną warstwę wewnętrzną, która zapewnia higieniczne i czyste powietrze doprowadzane do budynku. Podczas specjalnego etapu w procesie produkcyjnym wewnętrzna warstwa rury wzbogacana zostaje cząstkami srebra, które są całkowicie bezpieczne pod względem fizjologicznym. Do - datki te stosowane są m.in. w medycynie i urządzeniach gospodarstwa domowego w celu zapobiegania rozwojowi drobnoustrojów. Właściwości antybakteryjne warstwy wewnętrznej utrzymują się przez cały okres eksploatacji. Zabrudzenia nie osadzają się na wewnętrznej warstwie rur, ponieważ wskutek filtrowania powietrza cząstki brudu zatrzymywane są już podczas zasysania powietrza. Przepłukiwanie rur podczas tworzenia się kondensatu zapewnia ciągłe, poprawne funkcjonowanie systemu przez wiele lat. Dodatkowo doprowadzane powietrze podlega standardowo wstępnemu oczyszczeniu, przechodząc przez filtr zgrubny lub drobny wg PN-EN 779. Kurz i pył jest w wię kszości zatrzymywany, a zanieczyszczenie rury GPWC jest dzięki temu minimalizowane. Właściwości antybakteryjne JB*/próbka * Jednostki bakteryjne warstwy wewnętrznej zostały zbadane i potwierdzone Ates tem Higienicznym nr HK/B/0670/01/2005 Pań stwowego Zakładu Higieny PZH w War szawie oraz Instytutu Freseniusa, Taunusstein, w oparciu o ASTM Standard E2180. Jakie wymagania stawia się gruntowym powietrznym wymiennikom ciepła? Wysoka przewodność cieplna. Podwyższona przewodność cieplna rur polipropylenowych systemu AWADUKT Thermo umożliwia optymalną wymianę ciepła między zasysanym Współczynnik przewodzenia ciepła W/mK powietrzem a gruntem, co przekłada się na bardzo wysoką sprawność systemu. Ze względu na działanie izolacyjne zamkniętego powietrza nie należy stosować rur Zasada działania GPWC latem i zimą
INSTALACJE ZEWNĘTRZNE 51 z PVC z rdzeniem spienionym i rur dwuściennych strukturalnych. Wysoka sztywność wzdłużna rur AWADUKT Thermo zapobiega powstawaniu tzw. syfonów zastoiskowych kondensatu. Dzięki temu zminimalizowana zostaje możliwość zbierania się wody kondensacyjnej w zagłębieniach rur wywołanych nierównomiernym osiadaniem gruntów i zapewniony jest bezpieczny odpływ kondensatu. Z tego względu nie zaleca się stosowania dla GPWC rur o niewystarczającej sztywności wzdłużnej. Szczelność na przenikanie radonu. Radon jest występującym w naturze gazem szlachetnym, bezbarwnym, bezwonnym, o właściwościach promieniotwórczych. Występuje powszechnie w skałach i glebie. Powstaje w wyniku rozpadu szeregu promieniotwórczego uranu i toru. Radon przenika przez glebę, rozpuszcza się w wodzie i uwalniany jest na powierzchni gruntu do atmosfery. System GPWC AWADUKT Thermo i jego elementy są nieprzepuszczalne dla radonu. Wymagana szczelność systemu uzyskana została m.in. dzięki specjalnej konstrukcji mufy z pierścieniem zabezpieczającym Safety- Lock, który mocuje uszczelkę na stałe w mufie i zabezpiecza ją przed wypięciem. Bezpieczeństwo przeciwpożarowe. AWA DUKT Thermo jest bezpieczny pod względem przeciwpożarowym. Potwierdza to opinia nr 2660/ BM/05 z Centrum Naukowo-Badaw czego Ochrony Przeciw po żarowej w Józe fowie. Możliwość płukania systemu. Systemy gruntowych powietrznych wymienników ciepła muszą nadawać się do płukania wodą w przypadku, gdy dojdzie do nadmiernego zanieczyszczenia wymiennika. Rury AWADUKT Thermo można swobodnie zalać wodą i odebrać ją za pomocą pompy zanurzeniowej z pływakiem zamontowanej w studzience do odprowadzania kondensatu. System nadaje się również do ciśnieniowego płukania wodą, jeżeli zajdzie taka potrzeba. Powyższe właściwości systemu AWADUKT Thermo, potwierdzone zostały przez ITB (dawniej COBRTI Instal) wydaną Aprobatą Techniczną AT/2006-02-1579. Jak układane są rury AWADUKT Thermo? Rury AWADUKT Thermo układa się tak samo jak kanalizację zewnętrzną. Nie ma też obowiązku zachowania szczególnych wymogów w zakresie wykonywania podsypki. Podczas wypełniania i wykonywania podsypki zalecane jest użycie gruntu rodzimego zamiast piasku, ponieważ przewodność cieplna piasku jest gorsza niż innych rodzajów gruntu pi@polskiinstalator.com.pl (np. gliny). Spadek rurociągu powinien wynosić w kierunku przepływu co najmniej 2%. Odpływ kondensatu lub studzienkę zbierającą kondensat należy zainstalować w najniższym punkcie. Średnica rur, długość instalacji oraz metoda ułożenia zależy w pierwszej kolejności od wielkości wymiany powietrza. W celu zapewnienia stałych warunków oraz pożądanej częstotliwości wymiany powietrza, prędkość przepływu powietrza powinna oscylować na poziomie 1-3 m/s. Przekroczenie tej prędkości wpływa negatywnie zarówno na stratę ciśnienia, jak i wymianę ciepła. Generalnie można wyróżnić dwa typy instalacji: pierścieniową (jednorurową) lub w formie Tichelmana. Instalacja pierścieniowa czerpnia powietrza Instalacja w formie Tichelmana czerpnia powietrza budynek budynek Poprawnie ułożone rury AWADUKT Thermo są szczelne na wody gruntowe do głębokości 3 m. Rury, które zostały ułożone na obszarze występowania wód gruntowych należy, w przypadku niewystarczającego obciążenia, zabezpieczyć poprzez zakotwienie lub dodatkowe obciążenie (betonem, workami z piaskiem itp.). Z powodu podwyższonego ciśnienia zewnętrznego hydrostatycznego, panującego podczas układania w obszarze występowania wód gruntowych, zalecamy przeprowadzenie obliczeń statycznych. Bliskość wód gruntowych wpływa korzystnie na działanie gruntowych wymienników ciepła, ponieważ gwarantuje stałą i wyższą temperaturę gruntu, co przekłada się na wyższą efektywność i wydajność takich instalacji. Dodatkowo zapewniona jest lepsza i szybsza regeneracja cieplna gruntu. Koszty inwestycyjne i eksploatacyjne a zwrot inwestycji Inwestycja związana z wentylacją mechaniczną z gruntowym wymiennikiem ciepła dla domu jednorodzinnego o powierzchni ok. 200 m 2 kształtuje się następująco: koszt materiału [zł] gruntowy wymiennik ciepła 9000-10 000 rekuperator Storkair 6000-10 000 instalacja wentylacyjna wewnątrz budynku 3000-7000 koszt montażu [zł] GWC 3000-4000 instalacja wentylacyjna 4000-5000 razem [zł] 25 000-36 000 W domu, w którym przewidziano wentylację mechaniczną z odzyskiem ciepła, oszczędza się na koszcie wykonania kominów do wentylacji grawitacyjnej (do 10 000 zł). Inwestorzy często o tym zapominają. Zmniejsza to zdecydowanie koszt całkowity wykonania wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła. Trzeba jednak pamiętać o tym już na etapie projektowania domu. Doświadczenie pokazuje, że dzięki zastosowaniu gruntowego wymiennika ciepła w połączeniu z urządzeniem do odzysku ciepła (rekuperatorem) można zaoszczędzić na ko sztach ogrzewania w okresie zimowym ok. 30%. Dodatkowo latem uzyskuje się efekt klimatyzacyjny właściwie za darmo, co dla wysokich kosztów inwestycji i eksploatacji instalacji klimatyzacyjnej w domu pozostaje nie bez znaczenia. Czas zwrotu inwestycji szacuje się na okres 6-7 lat, zakładając stałe ceny tradycyjnych nośników energii, jak chociażby gazu ziemnego. Wiadomo jednak, że nieodnawialne źródła energii ulegają powolnemu wyczerpaniu oraz koszty ich wydobycia rosną, co przekłada się na stale rosnące ich ceny w średniorocznym tempie ok. 10-15%. Zakładając tak dynamiczny wzrost cen gazu amortyzacja systemu GPWC skraca się znacząco, nawet poniżej 5 lat. Bieżące koszty GPWC kształtują się na minimalnym poziomie. Należy uwzględnić jedynie zużycie energii urządzenia wentylacyjnego. Poza tym konieczna jest regularna kontrola lub wymiana filtrów powietrza. W zależności od warunków środowiska, lokalizacji i klasy filtra, filtry na czerpni powietrza należy czyścić lub wymieniać co 6-12 miesięcy. Odpowiednie i efektywne funkcjonowanie instalacji gruntowego wymiennika ciepła zależy w dużej mierze od poprawności wykonanego projektu i zwymiarowania wymiennika, tak żeby pasował on do wymagań danego obiektu. Podczas projektowania GPWC należy uwzględnić następujące parametry: natężenie przepływu powietrza, głębokość ułożenia, parametry cieplne gruntu, strefy klimatyczne, materiał rur. Sporym ułatwieniem podczas wymiarowania GPWC AWADUKT Thermo jest program obliczeniowy firmy REHAU, dostępny na stronie internetowej producenta.
52 INSTALACJE ZEWNĘTRZNE Glikolowe gruntowe wymienniki ciepła dobór i działanie Schemat działania GWC Porady udziela: Roman Jeziorski Brand Manager Dospel Podczas doboru właściwego GWC dla obiektu należy się kierować wymiarami powierzchni użytkowej, wydajnością urządzenia oraz wygodą użytkowania. Dostępne na rynku Gruntowe Wymienniki Ciepła różnią się między sobą zarówno budową, sposobem montażu, jak i efektywnością. Oprócz znanych już dobrze wersji żwirowych, rurowych czy płytowych na rynku pojawiły się glikolowe wymienniki ciepła. Te oferowane przez firmę Dospel to system złożony z trzech, współpracujących ze sobą modułów: ziemnego wymiennika ciepła, modułu GWC-MAX (sterowanego automatycznie w zależności od temperatury powietrza zasilającego system wentylacji) oraz wymiennika ziemia-powietrze. Położenie działki na terenach podmokłych przestaje być dla układu jakimkolwiek problemem instalowanie glikolowego GWC jest wręcz wskazane ze względu na pra cu jącą w systemie pompę. Czynnikiem roboczym w instalacji jest 30% roztwór glikolu propylenowego, który chroni instalację przed korozją, tworzeniem się osadów i zapobiega rozwojowi bakterii, odpowiedzialnych za korozję mikrobiologiczną. Te cechy pozwalają zachować niezmienną wydajność cieplną oraz istotnie wydłużają okres bezawaryjnej pracy układu. Medium jest tłoczone przez pompę obiegową w systemie rur o długości 80-160 metrów i małej średnicy równej zaledwie 40 mm. W układzie z rurami o grubości ścianek 2,6 mm i małej średnicy zachodzi bardzo dobra wymiana ciepła ziemia- -powie trze. W trakcie testów letnich, w 30-stopniowym upale nawiewane przez centralę powie trze mia ło zaledwie 21,6 C. W styczniu, dla temperatury zewnętrznej -6,8 C, przy wejściu w budynku nagrzało się do 6,5 C. Przekazywanie ciepła do powietrza zachodzi w wymienniku ciecz-powietrze, umieszczonym w kanale wentylacyjnym tuż za czerpnią. W letnim trybie pracy jest to kierunek przeciwny, czyli mamy do czynienia z pobieraniem ciepła z powietrza. Wyjątkowo praktycznym rozwiązaniem pod kątem bezpieczeństwa instalacji oraz do mo wni ków jest w tym wypadku czerpnia ścienna w innych technologiach mieliśmy do czynienia z czerpnią terenową. Dostęp do czerpni został tym samym ograniczony dla niepowołanych osób, które w innym wypadku mogłyby rozpylić groźne substancje do instalacji lub ją uszkodzić. Parametry techniczne wymiennika ZWC powinny być dobrane indywidualnie do danego systemu wentylacji. W pierwszej fazie inwestycji określamy więc wielkość powierzchni gruntu otaczającego budynek, przyjmując wartość jednostkowego uzysku ciepła 10 W/m 2. W wariancie z zastosowaniem centrali wentylacyjnej Economic 120 firmy Dospel zapotrzebowanie na moc można oszacować na poziomie 1000 W, zaś w przypadku modelu Economic 300 analogiczna wartość wyniesie 2000 W. Powierzchnię gruntu potrzebną dla uzysku ciepła obliczamy, dzieląc wymaganą moc przez jednostkowy uzysk ciepła. Rura PE 40 GWC-MAX o długości czynnej 80 m odpowiada współpracującej centrali Economic 120, zaś w przypadku urządzenia Economic 300 długość czynna rury powinna wynosić dwa razy tyle, czyli 160 m. Na podstawie aktualnych planów geodezyjnych lokalizujemy Centrala wentylacyjna Economic 120 miejsce pod ZWC. W przypadku, gdy powierzchnia działki jest zbyt mała dopuszcza się ułożenie rur w obrysie budynku, nie musimy też obawiać się o ich wytrzymałość, rury bowiem wypełnione glikolem mają wysoką odporność na czynniki mechaniczne.
INSTALACJE ZEWNĘTRZNE 53 Warunki pracy płytowego GWC latem i zimą Porady udziela: Krzysztof Ćwik Właściciel PRO-VENT Praca wymiennika gruntowego PROVENT-GEO bazuje na akumulacyjnych właściwościach gruntu w jego obszarze bezpośrednio pod termoizolacją-styropianem. Tak więc praktyczna wielkość GWC jest uwarunkowana powierzchnią styropianu, a nie tylko powierzchnią samego wymiennika. Średnia temperatura powietrza wychodzącego z GWC w ciągu roku równa jest w przybliżeniu wartości średniej temperatury powietrza dochodzącego do wymiennika w tym okresie. Dla Polski średnia roczna wartość temperatury zewnętrznej wynosi od 6,5 do 9 C (w zależności od regionu kraju). Praca w lecie W okresie letnim wymiennik gruntowy oddaje chłód zgromadzony w gruncie zimą, czego efektem jest znaczne obniżenie temperatury powietrza wentylacyjnego. Wysoka stabilność temperatury powietrza za GWC w ciągu doby jest cechą charakterystyczną i świadczy o bardzo dobrej wymianie cieplnej układu powietrze-grunt. Powolne wzrastanie temperatury podczas wielodniowych upałów jest efektem odpowiednio dużej powierzchni samego wymiennika, czyli odpowiednio pojemnego Praca wymiennika w lecie. Praca ciągła 24 h/doba maks. przepływ powietrza pi@polskiinstalator.com.pl akumulatora gruntowego. Ponieważ w porze nocnej temperatura powietrza zewnętrznego jest stosunkowo niska, sprzyja to regeneracji wymiennika (szczególnie samego wlotu i pierwszego szeregu płyt). Dlatego wymiennik płytowy PROVENT-GEO powinien pracować całą dobę. Podczas chłodzenia powietrza o wysokiej temperaturze i wilgotności następuje wykraplanie się wody na powierzchni gruntu. Powietrze wychodzące z GWC jest wówczas dodatkowo osuszone. Jest to korzystne, mniejsza bowiem wilgotność powietrza latem polepsza odczucie komfortu w wentylowanych pomie szczeniach. Należy zaznaczyć, że warunkiem braku odczucia duszności w pomieszczeniach jest skuteczne obniżenie temperatury powietrza nawiewanego przez GWC podczas upałów do wartości zawsze poniżej 18 C. Zdolność innego typu gruntowego wymiennika do chłodzenia powietrza Praca wymiennika w zimie. Praca ciągła 24 h/doba przepływ powietrza 2/3 wydajności
54 INSTALACJE ZEWNĘTRZNE do wartości np. 21 C jest zdecydowanie niewystarczająca, bowiem odczucie duszności powietrza w tych warunkach pozostaje. Przekrój przez płytowy wymiennik PROVENT-GEO O czystości powietrza ze żwirowego GWC, oporach przepływu, kosztach, czerpniach Porady udziela: Witold Piecha Właściciel firmy Tania Klima Żwirowy GWC jako jedyny ze wszystkich wymienników gruntowych nie wymaga stosowania na jego czerpni wysokiej klasy filtrów powietrza, co znacząco obniża koszty eksploatacyjne i opory przepływu powietrza stwarzane przez te filtry. Jak wykazały badania zlecone i wykonane przez Politechnikę Wrocławską, Sanepid, Akademię Rolniczą we Wrocławiu, Instytut Immunologii i Terapii Doświadczalnej PAN, powietrze na wylocie ze żwirowego GWC jest wielokrotnie czystsze niż na wlocie, czyli na wejściu do czerpni. Praca zimą W okresie zimy płytowy wymiennik gruntowy oddaje ciepło zgromadzone w gruncie, przez co zimne powietrze jest ogrzewane. Wartość temperatury powietrza za GWC podobnie jak latem jest bardzo stabilna w ciągu doby, a podczas wielodniowych silnych mrozów powoli spada do wartości niewiele wyższych od 0 C. Cechą charakterystyczną dla wymiennika PROVENT-GEO jest zdolność dowilżania (zimą) powietrza ogrzewanego w wymienniku. Praktyka pokazuje, że powietrze wychodzące z niego bywa dowilżane do wartości ponad 90%, aż do końca grudnia. Jest to bardzo pożądana cecha, bowiem znacząco poprawia parametr wilgotności powietrza w budynku podczas chłodów. Sam proces wysychania powietrza w domu rozpoczyna się dopiero w styczniu, a więc w środku sezonu grzewczego i jest znacznie spowalniany dalszym dowilżaniem powietrza przez GWC. Odpowiednie ukształtowanie strugi powietrza przepływającej przez płytowy wymiennik PROVENT-GEO gwarantuje maksymalnie efektywną wymianę ciepła o niespotykanej skuteczności. Konstrukcja i konfiguracja poszczególnych elementów wymiennika minimalizuje straty ciśnienia transportowanego powietrza. Cechy szczególne płytowego wymiennika PROVENT-GEO: praktycznie 100% wymiana cieplna z gruntem; możliwość posadowienia wymiennika na niewielkiej głębokości; wydajne chłodzenie i osuszanie powietrza latem; ogrzewanie i dowilżanie powietrza zimą; niewielkie straty ciśnienia; możliwość pracy ciągłej, bez potrzeby regeneracji złoża. Dzięki odpowiednio dobranej izolacji termicznej i niewielkiej grubości podłoża żwirowego wymiennik PROVENT-GEO może być 9 6 8 5 7 Jak to się dzieje, że po 20 latach ciągłej pracy powietrze wychodzące z GWC jest pozbawione zarodników grzybów, alergenów, bakterii itp.? W naszym klimacie w każdej porze roku występują mgły, deszcze, a więc warunki pogodowe, w których powietrze 4 płytko posadowiony (około 0,7 m poniżej poziomu gruntu). Umożliwia to stosowanie go w miejscach, gdzie wody gruntowe występują dosyć wysoko. Jednak wymiennik nie może być przez wodę gruntową zalewany. Bezprzeponowy przepływ powietrza (w bezpośrednim kontakcie z odpowiednio przygotowaną warstwą gruntu) umożliwia odprowadzenie do gruntu kondensatu powstającego w procesie schładzania powietrza. Dodatkowo, co potwierdziły badania sanepidu, zapobiega rozwojowi grzybów i pleśni, wykorzystując stabilizujące działanie naturalnej flory gruntu. Powietrze po przejściu przez płytowy wymiennik jest nie tylko schłodzone lub ogrzane, lecz także oczyszczone z bakterii i zarodników grzybów. Ozn.: 1 czerpnia powietrza zewnętrznego 2 kanał rozprowadzający powietrze w poziomie 3 złoże rozprowadzające 4 żwirowe złoże akumulacyjne 5 złoże zbierające powietrze 6 poziomy kanał zbierający ujęcie powietrza do budynku 7 humus-ziemia, trawa 8 styropian 9 grunt rodzimy Konstrukcja GWC zaprojektowana jest jako naturalne złoże czystego płukanego żwiru umieszczonego w gruncie. Przepływające powietrze przez żwir (w zależności od pory roku) jest latem ochładzane i osuszane, zimą podgrzewane i nawilżane, a przez cały rok filtrowane z pyłków roślin i bakterii. Bezpośredni kontakt złoża z otaczającym gruntem rodzimym ułatwia szybką regenerację temperatury złoża 3 1 2 zawiera prawie 100% wilgoci. W trakcie kontaktu tego powietrza z zimnym żwirem mamy do czynienia z tzw. punktem rosy, czyli na żwirze skrapla się cały nadmiar wilgoci znajdujący się w powietrzu. Ta woda spłukuje wszystkie zanieczyszczenia z powierzchni żwiru i wsiąka
INSTALACJE ZEWNĘTRZNE 55 do gruntu rodzimego pod dnem GWC. Następuje w ten sposób samooczyszczanie się żwiru. Jest to tzw. samoczyszczący się filtr żwirowy. Zjawisko to występuje latem w początkowej szerokości złoża żwirowego, na dalszym z kolei etapie przepływu powietrze coraz bardziej się wysusza i następuje proces jego ochłodzenia do parametrów wystarczających do zapewnienia w wentylowanych i klimatyzowanych pomieszczeniach pełnowartościowej klimatyzacji zgodnej z PN. W żwirowych wymiennikach gruntowych nie występuje też problem gromadzenia kondensatu na wewnętrznych ściankach rur plastikowych doprowadzających powietrze do budynku. Rury te mają odpowiedni spadek w kierunku GWC i woda z kondensacji spływa nimi do wymiennika i dalej do gruntu rodzimego. Żwirowe GWC należy projektować i wykonywać, uwzględniając kilka podstawowych wytycznych, przytoczonych poniżej. 1. Dno GWC musi być ułożone równo lub nieco wyżej niż stan wód gruntowych występowanie wody gruntowej na głębokości >0,5 m pozwala jeszcze na jego budowę. Wtedy wymiennik trzeba spłaszczyć i lekko wypiętrzyć ponad teren. nmol/mg osadu 0,16 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 Marker bakterii i endotoksyn wlot do GWC Analiza markerów czystości mikrobiologicznej żwirowego GWC (źródło: wykresy dr Bogumiły Szponar z opracowania Pasaż Innowacyjny Dolnośląski Festiwal Nauki) pi@polskiinstalator.com.pl wylot z GWC pg ergosterolu/mg osadu 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 Marker grzybów ple niowych wlot do GWC Przykład zagospodarowania GWC o wydajności 4000 m 3 /h wypiętrzonego ponad teren wylot z GWC 2. Żwirowego GWC nie można budować na torfowisku, wysypisku np. humusu, materiałów budowlanych, obok np. dziurawego szamba sąsiadów. 3. Należy stosować wyłącznie czysty płukany żwir lub inny kamienny o małym współczynniku nasiąkliwości do 8%. 4. Geowłóknina rozdzielająca grunt rodzimy od żwiru zapobiega jego ewentualnemu zamuleniu przy okresowym podniesieniu się stanu wód gruntowych. Ww. aspekty są jedynymi warunkami, które decydują o poprawnej i bezzapachowej eksploatacji żwirowych GWC. Odstępstwa powodują występowanie tzw. piwnicznych zapachów wynikających z błędów wykonawczych lub projektowych. Żwirowe wymienniki budowane są w tym samym środowisku, jak studnie wody pitnej i pytania dotyczące np. kreta, który drąży kanały w tym wymienniku traktuję jako żart, bo jaki miałby interes kret w przebywaniu w czystym płukanym żwirze? Najstarszy działający GWC pracuje ciągle już 30 lat. Żaden z innych rodzajów GWC (rurowy, płytowy) nie ma tak długiego czasu eksploatacji i licznych przeprowadzonych badań higienicznych w wielu różnych miejscach jego budowy dla tak zróżnicowanych wydajności od 400 do 137 000 m 3 /h. Opory przepływu powietrza Wydawałoby się, że powietrze trafiając na ścianę żwiru o granulacji 16-32 mm, napotka duże opory przepływu w szczelinach pomiędzy kamyczkami. Jest to błędne rozumowanie. Przykład: po wsypaniu żwiru do pustego akwarium o podstawie 1x1 m zaobserwujemy, że pomiędzy kamyczkami żwiru jest wiele szczelin. Gdybyśmy dodali powierzchnię tych wszystkich szczelin, to łączna powierzchnia przekroju otwartej przestrzeni w 1 m 2 żwiru wyniesie około 0,2 m 2, czyli 20%. Przekrój GWC na wydajność 400 m 3 /h wynosi 3,5 m 2, tak więc 20% stanowi = 0,7 m 2 (= rura o śr. 0,9 m). Zakładając szybkość przepływu przez żwir ok. 0,1 m/s (przepływ o charakterystyce laminarnej), okazuje się, że opory powietrza w żwirowym GWC przez przekrój 0,7 m 2 są bardzo małe, nawet dla wariantu pracy w pełnej wydajności (dla klimatyzacji) wynoszą zaledwie 100-120 Pa. W opcji pracy na cele wentylacji, kiedy GWC pracuje z 30% wydajnością, opory spadną do 50 Pa. Do wentylacji wymuszonej budować jeden, czy dwa GWC? Wszystkie wymienniki zimą korzystają z energii gruntu zgromadzonej w ciepłych porach roku, odwrotnie jest latem, wtedy bowiem służą do pobierania chłodu w celach klimatyzacji. Każdy z wymienników w większym lub mniejszym zakresie po pewnym okresie pracy potrzebuje wyrównać swo ją temperaturę z otaczającym gruntem praca/regeneracja 12/12 h. Możliwe jest też zaprojektowanie przewymiarowanego GWC (bardzo drogiego zresztą), którego regeneracja odbywa się w trakcie pracy wymiennika. Po wielu doświadczeniach, analizie kosztów materiałów i wykonawstwa, dostępności terenu, opracowano metodę budowy tzw. syjamskiego żwirowego GWC. W metodzie tej wykonuje się jeden wykop, dwie czerpnie pod nimi, dwa złoża kierujące powietrze w dół GWC i do środka, a następnie jedno złoże zbierające powietrze w górę i poziomo do budynku. Jest to kompromis pomiędzy efektywnością a ceną jego wykonania taki układ bowiem jest tylko ok. 40% droższy od pojedynczego GWC, a zapewnia regenerację złoża i komfortową pracę bez przerw. W wariancie, gdy inwestor wymaga tylko powietrza do klimatyzacji w ciągu dnia wystarczy budowa pojedynczego GWC.
56 INSTALACJE ZEWNĘTRZNE Ozn.: 1 żwirowe złoże akumulacyjne 2 grunt rodzimy 3 złoże zbierające powietrze 4 poziomy kanał rozprowadzający powietrze 5 poziomy kanał zbierający powietrze do budynku 6 izolacja styropianowa 7 czerpnie powietrza z przepustnicami 8 instalacja zraszająca Wtedy niski koszt materiałów i wykonania jest bezdyskusyjny w stosunku do innych wymienników gruntowych. Koszty inwestycyjne dla GWC o wydajności 400 m 3 /h Suma kosztów materiałów i wykonawstwa (bez narzutów) dla umownej wydajności GWC 100 m 3 /h wyniesie 625 zł. Całkowity zaś koszt większego układu: o wydajności 400 m 3 /h i średnicy rury doprowadzającej powietrze do budynku Ø200, wyniesie 2500 zł netto. Gdzie czerpnia powietrza? Tu pojawia się mały dylemat: zimą korzystniejsze jest południowe położenie czerpni od strony nasłonecznionej, latem lepsza jest północ od strony zacienionej. Reasumując więc, usytuowanie czerpni do zasilania GWC pod względem geograficznym nie ma znaczenia. Ważniejsze jest jednak takie usytuowanie wymiennika, żeby rura doprowadzająca uzdatnione powietrze z GWC do budynku była jak najkrótsza. nowe urządzenia na rynku TA-Pocket The Hydronic Pocket Calculator na komórkę i palmtopa TA-Pocket to kieszonkowy kalkulator wspomagający obliczenia hydrauliczne. Narzędzie przeznaczone dla projektantów, którzy potrzebują szybko i poprawnie dokonać obliczeń oraz doborów, jak również dla osób, które zajmują się wykonywaniem instalacji HVAC: instalatorów, kierowników budów, inspektorów nadzoru. Z pomocą tego kalkulatora można dokonać weryfikacji obliczeń hydraulicznych. TA-Pocket w pełni zastępuje nomogram kołowy, który jest obecnie wykorzystywany. Na TA-Pocket można obliczyć m.in.: współczynnik kv mając przepływ i Δp lub obliczyć przepływ z kv i Δp, albo Δp mając przepływ i kv. Funkcja przydaje się bardzo w doborze zaworów regulacyjnych; moc mając przepływ i ΔT; przepływ z ΔT i mocy; ΔT mając przepływ i moc; dobór średnic i nastawy zaworów równoważących, zaworów do odbiorników końcowych: STAD, STAF, TBV, TBV-C; dobór regulatorów różnicy ciśnienia: STAP, DA 516; dobór zaworów równoważących mając tylko informację odnośnie przepływu. Kalkulator pokazuje Δp dla pełnego otwarcia i przy połowie otwarcia. Najlepszy dobór zaznaczony jest na zielono; dobór rur z uwagi na opór liniowy w Pa/m i prędkość przepływu mając informacje o przepływie. Bardzo duży wybór rur m.in.: stalowe, PE-X, AluPE-X, miedź itp.; urządzenie przelicza własności fizyczne cieczy np. glikol etylenowy 30%. Dostępne medium to woda, glikol etylenowy i propylenowy; pozwala na wykonanie konwersji jednostek dla wszystkich istotnych typów wykorzystywanych w instalacjach HVAC; Urządzeniami docelowymi, na których można zainstalować TA-Pocket są wszystkie Pocket PC, Palmptopy wyposażone w Pocket PC albo Windows Mobile. (dystrybutor: IMI International)