rejestracja

Finansowanie

Projekty

Fundamenty

Stropy

Ściany

Przegrody

Dachy

Okna

Drzwi

Podłogi

Schody

Izolacje

Instalacje

Wyposażenie

Bramy

Ogrodzenia

Tarasy

Ogrody


Inwestycja w GPWC – co i jak?

image

Gruntowy powietrzny wymiennik ciepła (w skrócie GPWC) jest instalacją wspierającą i dopełniającą instalację wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła. Zatem, żeby w ogóle zacząć rozważania na temat tego, co i jak z GPWC, trzeba wpierw zdecydować się na instalację wentylacji mechanicznej, najlepiej z odzyskiem ciepła (czyli rekuperacją). To właśnie serce układu wentylacji mechanicznej – centrala wentylacyjna lub rekuperator, a konkretnie wentylator tam zamontowany jest motorem napędowym dla całej instalacji, również dla GPWC.
 


Rys. 1 Układ wentylacji mechanicznej z GPWC.
 
Grunt to dobra wentylacja – idea funkcjonowania GPWC.
GPWC jest instalacją zapewniającą stały dopływ świeżego, higienicznego i przefiltrowanego powietrza do centrali wentylacyjnej, która wstępnie podgrzewa lub schładza powietrze wentylacyjne. Wśród dostępnych na rynku rozwiązań wymienić można wymienniki powietrzne: rurowe, płytowe oraz żwirowe, gdzie bezpośrednio powietrze pełni rolę medium lub wymienniki glikolowe (takie same jak stosuje się do pomp ciepła), gdzie ciepło z gruntu przekazywane najpierw do zamkniętego układu glikolowego, a potem do powietrza. Ze względu na wyższą skuteczność działania skupię się wyłącznie na wymiennikach powietrznych, a konkretnie na typie rurowym. Zasada działania gruntowego powietrznego wymiennika ciepła 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 rur w gruncie. 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. Dzięki takiemu zabiegowi powietrze zasysane zimą do centrali wentylacyjno-rekuperacyjnej zostaje wstępnie ogrzane, co przekłada się na mniejsze zużycie energii elektrycznej potrzebnej do podgrzania powietrza do wymaganej temperatury w danym obiekcie. Analogicznie w lecie w przypadku wystąpienia upałów z temperaturami do 33 °C powietrza po przejściu przez wymiennik ochłodzi się do temperatury 16°C. Nie ma wówczas koniczności montowania instalacji klimatyzacyjnej, która zapewnia jedynie chłodne powietrze lokalnie, blisko klimatyzatora. Często narzekamy również przy klimatyzatorach na łatwość przeziębienia oraz bóle głowy. Efekt klimatyzacyjny uzyskany dzięki gruntowemu wymiennikowi powietrza tworzy zdecydowanie wyższy komfort mieszkania oraz stabilny i równomierny rozkład temperaturowy w pomieszczeniach. Ponadto proces schłodzania powietrza latem w GPWC prowadzi do powstania wody kondensacyjnej, czyli wykroplenia wilgoci zawartej w powietrzu. Obniżenie wilgotności powietrza latem wpływa zdecydowanie na poprawę jakości powietrza i obniża odczucie ciężkiego oraz parnego powietrza.
 

Zasada działania GPWC latem

Zasada działania GPWC zimą

GPWC a wody gruntowe.
Chciałbym w tym miejscu obalić mit, jakoby nie jest wskazane układanie GPWC w przypadku wysokiego poziomu wód gruntowych. Problem ten dotyczy na pewno wymienników powietrznych typu płytowy lub żwirowy, gdzie powierzchnie wymiany ciepła mają bezpośredni kontakt z gruntem. W tych przypadkach wody gruntowe najzwyczajniej zaleją wymiennik i uniemożliwią przepływ powietrza. Natomiast w momencie stosowania rurowego wymiennika powietrznego takiego zagrożenia nie ma. Bliskość wód gruntowych wpływa korzystnie na działanie tych 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.
System rurowego GPWC AWADUKT Thermo gwarantuje szczelność na przenikanie wód gruntowych nawet pod ciśnieniem do 2,5 bar, co zostało potwierdzone badaniem szczelności Instytutu Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników zgodnie z normą PN-EN 1277:2005. W przypadku rozwiązania firmy REHAU 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. Układanie wymiennika w wodzie gruntowej jest związane z koniecznością tymczasowego osuszenia gruntu, starannego zagęszczenia gruntu wokół rur wymiennika i czasami wymiany tego gruntu. Przysparza to oczywiście dodatkowych problemów firmie wykonawczej, która często z tego względu odradza montowanie GPWC. Nie dajmy się zwieść takim poglądom.
 
A może zwykłe rury PVC lub PE jako wymiennik?
Nic bardziej błędnego! Przyczyna jest jedna – przewodność cieplna materiału, z którego wykonany jest GPWC. Podwyższona przewodność cieplna rur polipropylenowych systemu firmy REHAU umożliwia optymalną wymianę ciepła między zasysanym powietrzem a gruntem, co przekłada się na bardzo wysoką sprawność systemu. Ten parametr w przypadku zwykłych rur kanalizacyjnych z PVC jest kilkukrotnie mniejszy. Dodatkowo ze względu na działanie izolacyjne zamkniętego powietrza nie należy stosować rur kanalizacyjnych z rdzeniem spienionym lub rur dwuściennych strukturalnych (patrz rys. 2).
 

Rys. 2 Współczynnik przewodzenia ciepła różnych materiałów.


Jeżeli wybralibyśmy zwykłe rury kanalizacyjne z PVC, to de facto powinniśmy ułożyć tych rur trzykrotnie więcej aniżeli rur AWADUKT Thermo. Owszem koszt samego materiału na 1 mb będzie mniejszy, ale licząc go razy 3, już niekoniecznie. Koszty związane z wykonawstwem również wzrosną trzykrotnie. Do tego może się okazać, że nie wystarczy nam przestrzeni na działce, żeby ułożyć tak długą instalację. Ponadto większy spadek ciśnienia przy dłuższych instalacjach wymaga zastosowania mocniejszych wentylatorów, co również należy uwzględnić przy doborze centrali wentylacyjnej. Innym rozwiązaniem możliwym do stosowania są rury polietylenowe. Wprawdzie odznaczają się one wyższym współczynnikiem przewodzenia ciepła, ale ze względu na swoją bardzo wysoką elastyczność nie nadają się do instalacji rurowych GPWC. Rury polietylenowe w klasycznym typoszeregu SDR 26 mają sztywność obwodową SN 2 lub mniejszą. Stosowanie rur w klasie SN 2 pod obciążeniem statycznym w postaci chodników, ścieżek ogrodowych lub wręcz pod budynkiem jest zdecydowanie nie wskazane. Takie rury najzwyczajniej ulegną owalizacji lub wręcz pęknięciu. Dodatkowo rury polietylenowe odznaczają się bardzo niską sztywnością wzdłużną, co sprawia, że uginają się pod ciężarem i w ten sposób tworzą się niecki w rurach GPWC. W tych nieckach zbiera się woda kondensacyjna, która zmniejsza powierzchnię przepływu powietrza lub w ekstremalnym przypadku blokuje go całkowicie oraz po czasie zaczyna brzydko pachnieć.

Jakość powietrza w GPWC.
Kontynuując powyższy wątek rur kanalizacyjnych z PVC lub PE wykorzystywanych do GPWC, zwracam uwagę, że żadne tego typu rozwiązania nie ma dopuszczenia do stosowania w układach wentylacyjnych. Stanowią o tym względy higieniczne. W takich rurach nie ma najmniejszego zabezpieczenia przed rozwojem drobnoustrojów, bakterii lub pleśni na ściankach wewnętrznych rur. Dlatego do systemów GPWC należy stosować wyłącznie produkty do tego przeznaczone i dopuszczone przez Państwowy Zakład Higieny oraz Instytut Techniki Budowlanej. Na przykład rurowe wymienniki firmy REHAU posiadają opatentowaną antybakteryjną warstwę wewnętrzną, która zapewnia higieniczne i czyste powietrze doprowadzane do budynku. Podczas specjalnego procesu wewnętrzna warstwa rury wzbogacana jest cząstkami srebra, które są całkowicie bezpieczne pod względem fizjologicznym. Dodatki te stosowane są m. in. w medycynie i urządzeniach gospodarstwa domowego w celu zapobiegania rozwojowi drobnoustrojów (patrz rys. 3.)

Rys. 3 Wynik Instytutu Freseniusa: Porównanie standardowego PP z PP z warstwą antybakteryjną.




Autor: Jakub Koczorowski
Manager Grupy Produktów
Odnawialne Źródła Energii
REHAU