Strona główna

SWP sp. z o.o. ma przyjemność oferować Państwu innowacyjne systemy pasywnej wentylacji mechanicznej. Opatentowany Gruntowy Wymiennik Ciepła GWC/SWP2008 współpracuje ze wszystkimi typami wentylacji mechanicznej oprócz atrakcyjnej ceny stanowi najbardziej zaawansowany produkt w tej dziedzinie, doskonały dla zastosowań w domach jednorodzinnych, halach przemysłowych, obiektach sportowych. Dodatkową innowacją systemu jest możliwość wbudowania rekuperatora wspomagającego.

Nasz adres:

S.W.P. Spółka z o.o.
Czeladź, ul. Francuska 4

Tel. +48 (32) 358-80-00
Fax +48 (32) 358-80-03

email: b i u r o @ s w p . n e t . p l

1. Specyfikacja wymiennika SWP/GWC/2008

1.1.Opis ogólny
Zastosowanie gruntowego wymiennika ciepła jako elementu układu wentylacyjnego pozwala na korzystanie z darmowej i czystej energii geotermalnej, a także na odzyskiwanie energii z powietrza wywiewanego.Świeże powietrze przepływając przez gruntowy wymiennik ciepła SWP ogrzewa się bądź chłodzi w zależności od potrzeb wynikających z pory roku. Grunt ma bowiem w stosunku do powietrza zewnętrznego wyższą temperaturę zimą, a niższą latem.Zimą ogrzewanie powietrza wspomagane jest przez przepływ zużytego powietrza wywiewanego z obiektu przez dodatkowe rury radiacyjne znajdujące się we wnętrzu złoża wodno-żwirowego.Konieczność wymiany powietrza zwiększa zapotrzebowanie na energię, czego konsekwencją są wysokie koszty eksploatacji instalacji wentylacyjno-grzewczej.Uzyskana poprzez wymiennik różnica temperatury obniża zużycie energii, a tym samym koszty. Stąd wynika zasadność zastosowania GWC.
1.2.Budowa wymiennika SWP
Budowę wymiennika SWP/GWC/2008 można porównać do chłodnicy zamontowanej w złożu wodno-żwirowym i zakopanej w ziemi.Gruntowy wymiennik ciepła SWP wyróżnia to, iż składa się z wymiennika „właściwego”, rekuperatora wspomagającego i złoża wodno-żwirowego.
Zgodnie z obowiązującymi przepisami „wentylacja i klimatyzacja powinny zapewnić odpowiednią jakość środowiska wewnętrznego, w tym wielkość wymiany powietrza, jego czystość” i inne parametry. „Przewody powinny być wyposażone w otwory rewizyjne umożliwiające oczyszczenie wnętrza tych przewodów, a także innych urządzeń i elementów instalacjiRozporządzenie Ministra Infrastruktury z dn. 12.04.2002 w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, Dz.U. z 2002 r., Nr 75, poz. 690, z późn.zm.; § 147 ust.1, § 153 ust. 6 i inne w rozdziale 6PN-73/B-03431 „Wentylacja mechaniczna w budownictwie. Wymagania”VDI 6022, Part 1, 1998 „Higiene standards for ventilation and air-conditioning systems. Offices and assembly rooms.”, VDI – Verein Deutscher Ingenieur ARC 2002 „Assessment, Cleaning and Restoration of HVAC Systems”, 2001, NADCA – National Air Duct Cleaners’ Association.

Wymiennik zbudowany jest z rur dolotowych (np. Ø 500 mm) z polietylenu łączonych przez spawanie, komór rewizyjnych (np. Ø 1600mm), systemu aluminiowych rur radiacyjnych Ø 160mm, studni z pompą cyrkulacyjną i rząpia na wodę skroplinowa
z pompą odwadniającą.Rekuperator stanowi system rur aluminiowych o średnicy Ø 160mm którymi przepływa powietrze wywiewane przez centralę wentylacyjną zanim trafi do wyrzutni.Złoże wodno-żwirowe umiejscowione jest w gruncie rodzimym w niecce uszczelnionej folią i zabezpieczonej geowłókniną przed uszkodzeniem na podsypce piaskowej
o grubości 2-10cm. Niecka posadowiona jest na głębokości około 3m i wypełniona żwirem o granulacji 8-16mm, umożliwiającym swobodny przepływ wody będącej medium przewodzącym energie pomiędzy ziarnami żwiru. Niecka po zalaniu wodą zostaje zamknięta folią od góry i zasypana, tworząc podziemny szczelny zbiornik wodno-żwirowy.Umiejscowione w studni na dnie zbiornika pompy zatapialne i system rur służą do mieszania wody w złożu jak również umożliwiają jego opróżnienie. Złoże wyposażone jest w dopływ wody. Jest możliwe zasilanie w wodę z dostępnego źródła (np. wodociągu).Zasypanie żwirem lub innym materiałem przenoszącym obciążenia umożliwia montowanie zbiorników pod posadzkami w budynkach, pod parkingami czy drogami.

Rysunek 1

Skuteczność wymiany ciepła ze złożawodno-żwirowego zapewnia wilgoć zawarta w gruncie , która doskonale spełnia rolę przewodnika ciepła.Obecność zwiększonej ilości wilgoci zapewnia się na jeden z trzech sposobów, którego dobór jest uzależniony od wysokości na jakiej zalegają wody podskórne:
- woda na wysokości GWC – nasączanie zbędne;
- woda na nieznacznej głębokości poniżej złoża – wykonuje się pale piaskowe;
- woda na znacznej głębokości– wykonuje się instalację nawilżającą dno złoża.
1.3.Zasada działania i podstawowe funkcje
Nowatorska opatentowana zasada działania wymiennika i złoża wodno-żwirowego SWP/GWC/2008 polega na przekazywaniu ciepła do złoża żwirowego w którym temperatura jest stała i wyrównana w całej objętości poprzez wymuszoną cyrkulację wody.Dzięki wykorzystaniu stałej temperatury gruntu w ciągu roku (ok. 10°C) następuje ogrzanie lub ochłodzenie powietrza w GWC. Realizuje się to poprzez przepływ powietrza kanałami aluminiowymi umożliwiającymi wymianie ciepła ze złożem.Elementem wspomagającym ogrzewanie jest również doprowadzenie energii zużytego powietrza do części kanałów aluminiowych, które w okresie zimowym podwyższają temperaturę złoża wodno-żwirowego działając jak rekuperator. Rozwiązanie to zapobiega skutecznie zamarzaniu wody w wymienniku, gdyż ciepło odpadowe dostarczane jest
w najzimniejsze miejsce złoża.Medium odbierającym energię z wymiennika i przekazującym do gruntu jest przemieszczająca się w złożu żwirowym woda. Przepływ wody jest wymuszany za pomocą pompy zapewniającej cyrkulację w całej objętości złoża, a szczególnie intensywny przepływ wzdłuż kanałów aluminiowych.O sprawności działania urządzenia decyduje więc nie tyle wielkość samego wymiennika ile pojemność cieplna złoża działającego jak akumulator energii i intensywność wymiany ciepła między złożem i gruntem. Odpowiedni rezerwuar energii zapewnia się poprzez dużą masę złoża wodno-żwirowego, a intensywną wymianę poprzez dużą powierzchnię kontaktu z gruntem i nawilżanie go. Wielkość złoża wodno-żwirowego i głębokość posadowienia zależą od wysokości występowania wód podskórnych.
1.4.Projektowanie i produkcja wymienników wodno-żwirowych SWP
Wymienniki SWP/GWC/2008 produkowane są w szerokim zakresie wydajności od 300 do 10000 m3/h, a w razie konieczności dla większych obiektów można je łączyć w kaskady. Ponadto urządzenie to ma elastyczne granice pracy i sprawnie działa nawet przy zwiększonym o 100% zapotrzebowaniu. Pozwala to na dobór wymiennika dla średniego, nominalnego zapotrzebowania energii. Nie ma więc konieczności przewymiarowania instalacji dobierając ją na warunki ekstremalne występujące tylko przez kilkanaście dni w roku. Zmniejszenie instalacji daje konkretne korzyści finansowe dla inwestora.

Rysunek 2

2.Parametry pracy wymiennika SWP/GWC/2008
Wymiennik SWP/GWC/2008 pozwala na wykorzystanie zasobów energii znajdujących się w gruncie przekazując ją do powietrza wentylacyjnego. Temperatura powietrza za wymiennikiem SWP zależy głównie od temperatury powietrza atmosferycznego.W okresie grzewczym na skutek pobierania ciepła z gruntu poprzez złoże wodno-żwirowe powietrze jest ogrzewane o kilka, a w czasie silnych mrozów nawet kilkanaście stopni.Minimalna temperatura powietrza mierzona za wymiennikiem wynosi 2oC przy temperaturze zewnętrznej -20oC i jest utrzymywana przy dłuższej pracy urządzenia.

Rysunek 3

Latem temperatura powietrza zewnętrznego jest wyższa od temperatury gruntu. Przepływając przez wymiennik powietrze wentylacyjne oddaje ciepło do złoża ochładzając się o kilka, kilkanaście stopni. Pozwala to na utrzymanie komfortu cieplnego nawet w okresie upałów. SWP/GWC pełni wówczas rolę urządzenia klimatyzacyjnego.Maksymalna temperatura na wyjściu z wymiennika wynosi 17oC przy temperaturze zewnętrznej 34oC.Przy typowych temperaturach powietrza atmosferycznego (czyli w zakresie między -15 a 30oC), temperatura powietrza na wyjściu z wymiennika waha się od 3,0 do 15,5oC.
3. Porównanie wymienników ciepła dostępnych na rynku
Obecnie wykonuje się gruntowe wymienniki ciepła w kilku technologiach. Poniżej przedstawiono porównanie możliwości wodno-żwirowego wymiennika ciepła SWP/GWC/2008 z pozostałymi typami wymienników dostępnymi na polskim rynku.

W przypadku montażu wymienników pod posadzką budynków i pracy w zimie, przez wtłaczanie zimnego powietrza w instalacje wymienników, następuje zamrożenie gruntu wokół urządzenia proces ten jest niebezpieczny ze względu na efekt wysadzinowy.

W SWP/GWC/2008 dzięki cyrkulacji wody w złożu jego temperatura nawet w okresach silnych mrozów nie spada poniżej zera. Dodatkowo wymiennik jest zabezpieczony czujnikiem temperatury blokującym działanie urządzenia poniżej 1^oC.

Wody gruntowe nie pozwalają na montaż niektórych wymienników, a w przypadku zalania uszkadzają je bezpowrotnie. SWP jest przystosowany do pracy w środowisku wodnym, a wysoki poziom wód gruntowych intensyfikuje jeszcze jego sprawność.

Praca wymienników bezpośrednio przekazujących energii do gruntu jest ograniczona przez pojemność cieplną warstwy gruntu będącej w kontakcie z wymiennikiem. Grunt przy wlocie do wymiennika pod wpływem znacznej różnicy temperatury szybko nasyca się i przestaje pochłaniać (oddawać) energię, proces postępuje w głąb urządzenia i zmniejsza czynną powierzchnię pracy. Po pewnym czasie elementy wymiennika i gruntu osiągną temperaturę powietrza wlotowego i wymiennik przestanie działać. Wymiennik wodno-żwirowy dzięki dużej objętości wody i żwiru ma wysoką pojemność cieplną, a dzięki cyrkulacji wody w złożu temperatura osiągana w otoczeniu kanałów jest rozprowadzana po całym złożu. Po ośmiu godzinach pracy i temperaturze na wlocie rzędu -20^oC, temperatura złoża zmienia się o 1^oC.

Poniżej przytoczono wyniki symulacji rozkładu temperatury i sprawności w warunkach zimowych, wymienników gruntowych względem wymiennika wodno-żwirowy o porównywalnych parametrach.

Po godzinie pracy
Gruntowy wymiennik ciepła	Wodno-żwirowy wymiennik ciepła
Po trzech godzinach pracy
Gruntowy wymiennik ciepła	Wodno-żwirowy wymiennik ciepła
Po pięciu godzinach pracy
Gruntowy wymiennik ciepła	Wodno-żwirowy wymiennik ciepła

Wymiennik żwirowo-wodny jest szczelny. Powietrze wentylacyjne nie ma styku bezpośrednio z gruntem, co zapobiega przedostawaniu się do niego drobnoustrojów.

GWC żwirowo-wodny może być sterowany przez nasączanie strefy pod złożem jak również szybkością przepływu wody w złożu.

Wymiennik żwirowo-wodny przez komory rewizyjne można czyścić w zależności od potrzeby mechanicznie, myjkami ciśnieniowymi, a także przez zalanie.

Wymiennik SWP można naprawiać i regenerować w przypadku przeglądów i awarii. Dzięki rewizjom istnieje pełen dostęp do wszystkich jego elementów.

Dodatkową innowacją systemu jest możliwość wbudowania rekuperatora wspomagającego. Wykorzystywanie energii zużytego wywiewanego powietrza w urządzeniu SWP nie ma odpowiednika na rynku. Rozwiązanie to pozwala na odzysk ciepła odpadowego z wentylacji (niemożliwego do odzyskania w żaden alternatywny sposób), a także uniemożliwia zmrożenie złoża dzięki dostarczaniu energii do środkowej części wymiennika.

4. Podsumowanie

Wodno-żwirowy wymiennik ciepła SWP/GWC/2008 charakteryzuje się wysoką sprawnością wymiany ciepła, doskonałymi uzyskami ciepła, elastycznością oraz bezobsługową i bezawaryjną pracą. Możliwości tego urządzenia i osiągane parametry pracy deklasują rozwiązania gruntowych wymienników ciepła proponowane przez firmy konkurencyjne. Wymienniki SWP świetnie nadają się zarówno do domków jednorodzinnych jak i obiektów sportowych czy przemysłowych. W każdym z przypadków pozwalają na znaczne ograniczenie kosztów eksploatacyjnych oraz poprawiają komfort cieplny pomieszczeń.