Gruntowy wymiennik ciepła Geostrong

Powietrze poprzez czerpnię z filtrem dostaje się kanałem wentylacyjnym do kolektora rozdzielającego. Z kolektora rozdzielającego powietrze dostaje sie do poszczególnych połówek kanałów, gdzie zachodzi wymiana termodynamiczna. Po przejściu przez całą długość wymiennika powietrze dostaje się do kolektora zbiorczego skąd transportowane jest rurociągami do miejsca przeznaczenia. Każda z połówek rur o długości 210 cm ma na swojej długości przetłoczenia spiralne do wewnątrz wokół swojego półkola. Oprócz przetłoczeń spiralnych są przetłoczenia (karby) do wewnątrz od góry. Celem przetłoczeń spiralnych jest uzyskanie zawirowania powietrza wokół osi przepływu, czyli zmuszenie powietrza do zejścia na podłoże, gdzie następuje poprzez zjawisko dyfuzji największa wymiana cieplna.

Celem przetłoczeń (karbów) od góry jest maksymalne zakłócenie laminarnego przepływu powietrza. Dzięki takim z pozoru prostym rozwiązaniom przepływ powietrza laminarny jest zaburzony i zamienia się w turbulentny co owocuje bardzo dobrą wymianą cieplną. Oprócz wymiany cieplnej z podłożem następuje wymiana cieplna ze wszystkich stron wymiennika, gdyż poprzez wylane stopy betonowe, które na całej powierzchni otaczają każdy kanał transportujący powietrze zachodzi przepływ temperatur od podłoża. Zaletą i szczególną cechą wymiennika GEOSTRONG, której nie posiadają inne systemy jest bezpośrednia wymiana cieplna poprzez dyfuzję z podłożem z możliwością dodatkowego odzysku ciepła poprzez betonową ściankę konstrukcji od góry wymiennika. Podobna wymiana poprzez przenikanie ciepła przez ściankę rury zachodzi w wymiennikach rurowych. Skuteczność, sprawność oraz ogromna wytrzymałość na nacisk z góry systemu GEOSTRONG jest tak duża, że nie dorównują temu rozwiązaniu na obecny czas inne systemy GWC zarówno przeponowych jak i bezprzeponowych.

Podczas pomiarów w okresie zimowym nawet przy temp. od -17ºC do -20ºC utrzymujących się przez kilka dni powietrze na wyjściu z wymiennika nigdy nie miało temperatur ujemnych. Dla wymienników montowanych w obrysie fundamentów temperatury za wymiennikiem wynosiły od +1ºC do +4ºC. W okresie letnim przy temperaturach w ciągu kilku kolejnych dni od +32ºC do + 35ºC powietrze na wyjściu z wymiennika osiągało temp od 14ºC do max 17ºC. W okresie letnim następuje w wymienniku wytrącanie wilgoci z powietrza i skropliny samoczynnie odprowadzane są do podłoża wymiennika. W okresie zimowym przy niskich temperaturach następuje samoczynne dowilżanie powietrza z gruntu. Obniżenie wilgotności powietrza latem i dowilżenie zimą w zdecydowany sposób poprawia komfort wewnątrz pomieszczeń do których jest ono doprowadzane.

Jedynym zagrożeniem dla wymiennika GEOSTRONG jest występowanie wód gruntowych, co jest wadą wszystkich wymienników bezprzeponowych. Tam, gdzie występują wody gruntowe na stałym poziomie zagrażającym pracy wymiennika należy nie montować GWC bezprzeponowego tylko szczelny rurowy. Mając na uwadze zagrożenie nagłym, ale krótkim okresowym podniesieniem wód gruntowych lub nagłym napływem wód opadowych i z roztopów można wykonać drenaż kontrolny wymiennika. Koszty wykonania drenażu kontrolnego są niewielkie w stosunku do kosztów zakupu całego wymiennika.

Wieloletnia praktyka w zakresie montażu GWC różnych systemów pokazuje, że nawet najprostszy drenaż w sytuacji okresowego podniesienia poziomu wód gruntowych spełnia swoje zadanie doskonale. Wykonać można tylko jedną studzienkę drenarską i należy zawsze umieścić ją poniżej najniższego poziomu posadowienia wymiennika w miejscu, gdzie jest wygodny montaż pompki oraz dostęp do wizualnej kontroli. Z drenażu kontrolnego można zrezygnować, kiedy np. GWC jest montowane w obrysie fundamentów a cały obiekt jest wokół otoczony opaską drenarską.

Drenaż kontrolny może nie być montowany również tam, gdzie istnieje pewność, że z tytułu np. piaszczystego lub dobrze przepuszczającego wodę podłoża nie będzie zagrożenia wodami gruntowymi. Jeżeli montujemy drenaż kontrolny to należy całą powierzchnię podłoża ułożyć ze spadkiem ok 3% w kierunku jednego z rogów wymiennika, gdzie znajdować się będzie studnia kontrolna. Kanały od czerpni powietrza do wymiennika oraz od wymiennika do centrali należy ułożyć ze spadkiem 1,5 -2 %. Kierunek spadku kanałów zawsze wykonujemy do wymiennika tak, aby można było odprowadzić ewentualne skropliny do gruntu pod wymiennikiem.

Z uwagi na fakt, że konstrukcja samego wymiennika i sposób jego wykonania w wariancie z płytą betonową gwarantują przenoszenie bardzo dużych obciążeń nie ma obawy montażu w każdych ekstremalnych warunkach, gdzie przewidywany nacisk z góry może wynosić nawet powyżej 400 t/m². Wytrzymałość wymiennika GEOSTRONG na nacisk z góry jest uzależniona wyłącznie od tego jak przygotowane jest podłoże pod wymiennikiem, jakie to podłoże może przenieść obciążenie oraz który wariant wzmocnienia poprzez betonowanie i ewentualne zbrojenie dla wymiennika został dobrany.

Informujemy, że firma GLOBAL-TECH wykonuje odpłatnie obliczenia i projekty dla każdego GWC montowanego w warunkach niestandartowych oraz projekty instalacji wentylacyjnych dla wszystkich typów obiektów. Uzyskujemy rozwiązania o wymaganych przez inwestora określonych wytrzymałościach na nacisk z góry. Wszystkie poniżej warianty badane były na wytrzymałość nacisku z góry w Głównym Instytucie Górniczym GIG. Dokument potwierdzający badania jest umieszczony na naszej stronie internetowej. Wariant I WERSJA "ZASYP PIASKIEM" Zasypywanie piaskiem na wysokość 25 cm wytrzymałość 37 t/m² Wariant II WERSJA "BETON STANDARD" Zalanie betonem do górnej części wymiennika - wytrzymałość 337 t/m² Wariant III WERSJA "BETON WZMOCNIONA" Zalanie betonem 2 cm powyżej górnej części wymiennika - wytrzymałość 434 t/m² w tej wersji stosuje się siatkę zbrojarską Zalanie betonem ma na celu wykonanie betonowych stóp nośnych przez co zdecydowanie zwiększamy nośność wymiennika.

Ważniejsze jednak jest to, że poprzez specjalną konstrukcję i zalanie betonem uzyskujemy możliwość odzysku ciepła ze wszystkich stron pojedynczych przewodów wymiany termodynamicznej. Takiej zalety nie posiadają inne systemy podobnych rozwiązań. Betonowanie nie jest kosztem dużym. Np. dla zabetonowania GWC o wielkości przepływu 400 m³/godz potrzeba ok. 0,7 m³ betonu liczone dla zalania do górnej części łuków. Tak wykonany standardowo wymiennik wytrzymuje nacisk 337 t/m².

GWC GEOSTRONG można bez obaw montować w obrysie fundamentów. Konstrukcja samego wymiennika i sposób jego wykonania w wariancie z płytą betonową, gwarantują przenoszenie bardzo dużych obciążeń i nie ma zagrożenia spękania wylewek jeżeli wszelkie prace przy montażu wykonane będą zgodnie z wytycznymi. Montaż w obrysie fundamentów ma niezaprzeczalne zalety, gdyż panują tam stałe warunki temperaturowe. Nie ma przegrzewania otaczającego gruntu wymiennika latem i przechłodzenia zimą. Tam osiąga się idealne warunki temperaturowe dla pracy GWC.

Montując GWC w obrysie fundamentów i wykonując izolacje, symulujemy posadowienie wymiennika na głębokości 6-9 m pod powierzchnią ziemi. Izolacja ponad wymiennikiem a znajdująca się pod posadzką odcina wpływ i oddziaływanie temperatur z wymiennika i np. z podłogówki na siebie. Warunkiem jest jak zwykle wykonanie prawidłowej izolacji.

Najlepszym przykładem dla obalenia tezy wielu "ekspertów", którzy twierdzą, że następuje wychłodzenie posadzki od GWC jest fakt montażu setek tysięcy domów w Skandynawii, Kanadzie, Syberii i wielu innych regionach świata bezpośrednio na warstwie lodu lub zamarzniętego gruntu. Wykonanie poprawnej izolacji powoduje skuteczne odcięcie od każdych ekstremalnych temperatur. Warunkiem montażu w obrysie fundamentów jest jednak takie zaprojektowanie wymiennika, aby od wszystkich ścian fundamentowych był oddalony o 1m. W przypadku braku takiej możliwości należy wykonać dodatkową izolację fundamentów od środka w miejscach, gdzie występuje mniejsza odległość niż 1m od konstrukcji GWC.

W przypadku, kiedy montujemy wymiennik GEOSTRONG w warunkach, gdzie przewidywany jest bardzo duży nacisk z góry przekraczający 330 t/m², należy wykonać betonową płytę nośną nad wymiennikiem. Sytuacja, w której musi być wykonana płyta nośna to montaż GWC pod parkingami, drogą o dużym natężeniu ruchu ciężkim transportem lub w halach handlowych, sportowych i wszędzie tam, gdzie posadzka w żadnym przypadku nie może ulec spękaniu. Grubość płyty nośnej, rodzaj użytego betonu oraz sposób zbrojenia określa w projekcie dla każdego przypadku indywidualnie projektant-konstruktor.

Po procesie betonowania należy zasypać wymiennik gruntem rodzimym, warstwą minimum 0,3m. Warstwa ta jest akumulatorem ciepła i chłodu. Po dokładnym zagęszczeniu na całej powierzchni wymiennika należy wykonać warstwę izolacji z naddatkiem poza obrys samego wymiennika. Izolację należy wykonać tak, aby wykonać spadek > 6% na zewnątrz wymiennika w celu odprowadzenia wody opadowej. Zaleca się, żeby naddatek izolacji przy wypiętrzeniu wymiennika lub płytkim posadowieniu np. do głębokości 1m pod powierzchnią ziemi (w przypadku montażu na terenie zewnętrznym) był większy o 2,5m na każdą stronę wymiennika.

Przy głębokościach większych od 1m naddatek izolacji można zmniejszyć do 2m. Jako izolację można użyć styroduru, styropianu lub innych materiałów ale wyłacznie odpornych na wilgoć i wodę. Innym sposobem izolacji jest wykonanie nad wymiennikiem warstwy izolacyjnej z pianobetonu odpornego na wilgoć. Rozwiązanie takie jest szczególnie zalecane przy montażu GWC pod parkingami lub w obrysie fundamentów w halach targowych i magazynowych, gdzie wymagana jest duża stabilność podbudowy pod powierzchnią. Po wykonaniu izolacji (przy montażu GWC na zewnątrz ) należy całą jej powierzchnię przykryć folią budowlaną o grubości min 0,3 mm. Celem przykrycia folią jest skierowanie wód opadowych i z roztopów poza obszar zamontowanego wymiennika. Po wykonaniu tych prac można zasypać wymiennik do żądanej wysokości.