Gruntowy powietrzny wymiennik ciepła (GPWC) jest instalacją zapewniającą stały dopływ świeżego, higienicznego i przefiltrowanego powietrza do centrali wentylacyjnej (względnie rekuperatora), która wstępnie podgrzewa lub schładza powietrze wentylacyjne.

Wśród dostępnych na rynku rozwiązań GPWC (rys. 1) wymienić można wymienniki powietrzne: rurowe (przeponowe), płytowe oraz żwirowe (bezprzeponowe), gdzie bezpośrednio powietrze pełni rolę medium, lub wymienniki glikolowe (takie same jak stosuje się do pomp ciepła), gdzie ciepło z gruntu przekazywane jest najpierw do zamkniętego układu glikolowego, a potem do powietrza.

Rehau204w1

Wysoka skuteczność

Ze względu na wyższą skuteczność działania skupię się wyłącznie na wymiennikach powietrznych, a konkretnie na typie rurowym. Jednym z najważniejszych aspektów przy wyborze typu rur do GPWC jest przewodność cieplna materiału, z którego wykonane są elementy systemu. Podwyższona przewodność cieplna rur polipropylenowych 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, co znajduje swoje potwierdzenie w wykonanych przez niezależny Instytut SKZ Wurzburg badaniach (rys. 2). Dodatkowo ze względu na działanie izolacyjne zamkniętego powietrza nie należy stosować rur kanalizacyjnych z rdzeniem spienionym lub rur dwuściennych strukturalnych. Jeżeli wybralibyśmy zwykłe rury kanalizacyjne z PVC, to de facto powinniśmy ułożyć ich zdecydowanie więcej aniżeli rur AWADUKT Thermo. Owszem koszt samego materiału na 1 mb będzie mniejszy, ale licząc go dla całej zwiększonej instalacji – już niekoniecznie. Koszty związane z wykonawstwem również wzrosną. 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 lub dodatkowych wentylatorów kanałowych, co również należy uwzględnić przy doborze centrali wentylacyjnej i co niestety zwiększa koszty eksploatacyjne systemu.

Rehau204w2

Jaka rura?

Innym rozwiązaniem możliwym do zastosowania są ciśnieniowe 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 SN4 lub mniejszą. Stosowanie rur w klasie SN4 pod obciążeniem statycznym w postaci chodników, ścieżek ogrodowych, parkingów, dróg dojazdowych lub wręcz pod budynkiem jest zdecydowanie niewskazane. 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 po czasie zaczyna brzydko pachnieć i zmniejsza powierzchnię przepływu powietrza lub wręcz zablokuje ten przepływ.

Kontynuując powyższy wątek rur kanalizacyjnych z PVC lub ciśnieniowych PE wykorzystywanych do GPWC, zwracam uwagę, że żadne tego typu rozwiązania nie mają 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.

Rehau204fot

Srebrem w drobnoustroje

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. Skuteczność działania warstwy antybakteryjnej została przebadana przez niezależny instytut Fresenius (rys. 3.) w oparciu o metodę ASTM E2180 (Amerykańskie Stowarzyszenie Badań i Materiałów).

Należy podkreślić tutaj fakt, że samo występowanie cząstek srebra w warstwie wewnętrznej rur GPWC jest niewystarczające. Musi zostać osiągnięta odpowiednia koncentracja tych cząstek, o czym mówi norma JIS Z 2801 (Japanese Industrial Standard) lub umiędzynarodowiona jej wersja ISO 22196. W przypadku antybakteryjnych rur zawartość cząstek srebra w warstwie antybakteryjnej musi sięgać poziomu ok. 1000 mg/kg. Daje to nam wskaźnik koncentracji na poziomie ok. 0,1%, który jest gwarantem skuteczności działania antybakteryjnego i antygrzybicznego. Dla rur polipropylenowych, np. firmy REHAU, ten parametr jest potwierdzony przez niezależny Instytut badawczy Fresenius w Niemczech.

Szczelność wymagana

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.

W przypadku typowych rur kanalizacyjnych PVC szczelność jest gwarantowana do poziomu 0,5 bara, bo taka jest wymagana przez normy kanalizacyjne. Jednak w związku z tym, że takim systemem rur ma przepływać powietrze wentylacyjne, należy lepiej zabezpieczyć je przed naporem wód gruntowych. Zaleca się, aby system rurowego GPWC posiadał szczelność nawet pod ciśnieniem do 2,5 bara. W przypadku rozwiązania firmy REHAU ww. szczelność systemu została uzyskana m.in. dzięki specjalnej konstrukcji mufy z pierścieniem zabezpieczającym Safety-Lock (fot.), który mocuje uszczelkę na stałe w mufie i zabezpiecza ją przed wypięciem. Jak każdy parametr zostało to również potwierdzone badaniem szczelności Instytutu Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników zgodnie z normą PN-EN 1277:2005. 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.

Jakub Koczorowski

Pytanie do…

Dlaczego nie należy stosować rur PVC do systemów GPWC?

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij