Dolne źródło gruntowej pompy ciepła czyli ASPOL-FV

Jeden z klientów po otrzymaniu oferty na dolne źródło i pompę ciepła spytał mniej dlaczego oferuję rozwiązania tych właśnie firm (był to ASPOL-FV i Daikin). Przecież można to zrobić na innych komponentach i urządzeniach. 
Podsunął mi w ten sposób pomysł na kolejne wpisy.
Dolne źródło, o którym piszę dzisiaj, można zrobić na wiele sposobów, ale… rura rurze nie rór(w)na 🙂

Nie będę zagłębiał się w teorię dolnych źródeł. 
Zadaniem DZ jest odebrać chłód od pompy ciepła czyli pobrać ciepło z gruntu. (Oczywiście w trybie ogrzewania, gdyż DZ może też być wykorzystane w trybie chłodzenia pasywnego i aktywnego i wówczas zrzucamy do niego ciepło).
Służy temu układ rur „zakopanych” w ziemi, w których płynie glikol, popularnie zwany solanką.
Nazwa solanka ma tutaj historyczne korzenie. Wcześniej używane były roztwory soli (chlorku wapnia i chlorku magnezu). Dzisaj się już ich nie używa, ale nazwa pozostała zarówno w polskiej nomenklaturze, jak i zagranicznej (brine).
Taki układ rur nazywany jest również GWC, czyli gruntowym wymiennikiem ciepła (podobnie jak przy centralach wentylacyjnych).
 
Dwa najczęściej  stosowane typy GWC to wymienniki poziome i pionowe.
Poziome – to układ rur zakopanych na głębokości 1,0-1,6m (20cm poniżej strefy przemarzania dla naszych polskich warunków) w postaci meandru, spirali czy specjalnych sekcji.
Pionowe – to nic innego jak odwierty wykonywane wiertnicą, do których wkładamy tzw. sondy (też zresztą rury).
Ale dolne źródło to nie tylko rura. To szereg elementów ściśle współpracujących ze sobą, które przez instalatora muszą zostać właściwie dobrane i połączone tak, by zapewniły pompie ciepła stabilne parametry pracy, a użytkownikowi wieloletnie i bezawaryjne działanie.
 
Jak już powiedziałem na wstępie, DZ można zrobić na wiele sposobów.
To tak jak z krawcem i szyciem.
Jeśli krawiec szyje płaszcz czy garnitur, to najpierw bierze miarę z klienta, potem dobiera odpowiedni krój, następnie materiał na zewnętrzną część, podszewkę, podbicie, odpowiednie nici itd.. Ma też odpowiednią maszynę do szycia, która pozwala mu połączyć materiał w taki, a nie inny sposób, za pomocą odpowiednich ściegów.
 
Krawiec może próbować łatać garnitur czy płaszcz z tego co akurat ma na warsztacie, a więc szyć z różnych materiałów czy nici i nie przejmować się krojem.
Tylko wtedy nie wyjdzie mu garnitur, tylko jakiś patchwork. A jak klient zamawia garnitur, to za patchworka raczej nie zapłaci.
Odbierając garnitur klient widzi czy dobrze leży, czy nie marszczy się na plecach, nie odstaje na klapach i jak jest odszyty.
Ocenienie pracy krawca jest dla niego dość proste.
 
Z dolnym źródłem jest inaczej. 
Klient go nie widzi, bo jest zakopane. A nawet jak zobaczył je przed pracą koparki czy wiertnika, to nie wie czy się będzie marszczyć i odtsawać czy też będzie w porządku.
 
Chociaż to różne dziedziny, dolne źródło podlega tym samym zasadom co szycie garnituru czy płaszcza.
Aby działało dobrze i przez lata, musi zostać właściwie skrojone i uszyte, a zastosowane materiały muszą być spójne i wysokiej jakości.
 
I takie właśnie kompletne dolne źródła wykonujemy w oparciu o materiały produkowane przez firmę ASPOL-FV.
 
Skoro klient płaci za dolne źródło, to warto, by wiedział za co płaci i te trochę wiedzy mu się przyda.
 
Kluczem do sukcesu dolnego źródła jest odpowiedni materiał, czyli HDPE100RC.
Rozszyfrujmy tą nazwę, bo często pojawia się w ofertach czy materiałach reklamowych.
HDPE to nic innego jak wysokiej(High) gęstości(Density) Poli-Etylen.
100 oznacza wytrzymałość wynikającą z wysokiej gęstości i jakości zastosowanego granulatu, a RC to "resistant to crack", czyli odporność na pęknięcia.
 
Polietylen jest stosowany do wytwarzania rur od kilkudziesięciu lat. Jest elastyczny, szczelny, lekki, odporny na korozję, neutralny względem wody oraz wodnych roztworów glikolu, trwały.
Rury z HDPE są więc szeroko stosowane przy budowie sieci wodociągowych  w technologiach zakrytych, a więc zakopanych w ziemi.
Jednak lata doświadczeń z sieciami wodociągowymi pokazały, że HDPE jest wrażliwy na powolną propagację pęknięć.
Co to takiego?
Jeśli na zewnętrznej powierzchni rury pojawi się rysa lub wgniecenie punktowe, to po drugiej stronie rury, na skutek ciśnienia wewnętrznego pojawiają się mikropęknięcia, które powoli rozszerzają się (propagują) i w rezultacie doprowadzają do pęknięcia i rozszczelnienia rury.
Szereg tego typu awarii zaobserwowano po kilku czy kilkunastu latach eksploatacji w sieciach wodociągowych. Dotyczyły ona zwłaszcza rur HDPE o niskiej jakości.
Głównym powodem były naciski punktowe od kamienistego gruntu, przy niedostatecznej podsypce piaskowej oraz rysy i karby powstające na rurach przy technologiach bezwykopowych, takich jak przeciski czy też wciąganiu rur HDPE, do starych rur żeliwnych czy stalowych, przy modernizacji rurociągów.
Technologie bezwykopowe są coraz częściej stosowane gdyż roboty ziemne sa drogie. Samo wykonywanie podsypki w kamienistym gruncie też kosztuje. Zwiększanie grubości ścianek tylko podraża koszty samej rury.
Dla szeregu obiektów i instalacji o wysokich wymaganiach pod kątem trwałości, zaszła więc potrzeba opracowania polietylenu, który odporny będzie na powolną propagację pęknięć, gwarantując wieloletnią i bezawaryjną eksploatację rur w trudnych warunkach gruntowych. I tak powstał HDPE100 z literkami RC.
 
Nie ulega wątpliwości, że rury gruntowych wymienników ciepła narażone są właśnie na naciski punktowe i są instalacjami o wysokich wymaganiach.
100 metrowa sonda wsuwana do otworu musi przecisnąć się przez wszystkie warstwy górotworu.
Poddana jest wysokiemu ciśnieniu z zewnątrz i wewnątrz oraz punktowym naciskom na jej długości.
Wymiennik poziomy narażony jest na naciski od systematycznie przemarzającego gruntu i związane z tym zmiany ciśnień zewnętrznych. 
Nic dziwnego, że materiał RC jest idealny dla dolnych źródeł i przyjął się w tej branży bardzo szybko.
Pytanie – czy twoje sondy są w technologii RC?
 
W praktyce rury PE o różnych średnicach wytłacza się z granulatu. Jakość i skład granulatu gwarantuje wysoką jakość i parametry samych rur.
 
Przykłady dolnych źródeł poziomych i pionowych, wykonanych z rur HDPE100RC można zobaczyć na animacjach udostępnianych przez producenta.
 
Nie wszyscy jednak wykonują DZ na rurach RC. 
Standardowa rura wodociągowa jest znacznie tańsza. No ale odchudzić można każdą instalację, o czym pisałem już na blogu z 5 lat temu 🙂
 
Sama rura to nie wszystko. Tak jak krawcowi nie wystarczy sam materiał, tak i instalatorowi nie wystarczy sama rura.
ASPOL-FV jest dostawcą kompletnego systemu dolnego źródła.
ASPOL-FV oferuje studzienki w całości wykonane z polietylenu z HDPE100, fabrycznie wyposażone w rozdzielacze z zaworami i rotametrami. Studzienki są szczelne, wyposażone w regulowane nadstawki pozwalające dostosować wysokość studni do możliwości posadowienia.
Studzienka jest niestety drugim elementem służącym odchudzaniu finansowemu instalacji.
Trafiają się studzienki samoróbki, w całości murowane, z kręgów betonowych, z ręcznie skręcanymi rozdzielaczami. Czasem trafia się w studzience fabryczny rozdzielacz, rzadko rotametry..
Tymczasem rotametry pozwalają na obserwacje pracy DZ.
W tym roku, zimą mieliśmy przypadek z dolnym źródłem wykonanym przez firmę trzecią.
3 odwierty 90-100m do których montowaliśmy pompę Altherma 2-13 kW.
Po rozruchu zimą, w trakcie wygrzewania posadzki, okazało się po kilkunastu dniach, że temperatury DZ dość gwałtownie spadły poniżej 0, do nawet -5 stopni.
Pierwszy wniosek jaki wyciągnął wykonawca DZ, to za małe dolne źródło wskazane przez instalatora pompy ciepła. Bo przepływ przez pompę jest, czyli wszystko z DZ jest OK. 
Niestety rozdzielacz w studzience nie posiadał rotametrów, zaworów ani żadnych króćców dodatkowych (podobno miała być atrakcyjna cena).
Wygrzewanie kontynuowaliśmy na 9kW grzałce backup w trybie emergency.
Wiosną odkopaliśmy studzienkę, wycięliśmy sondy i sprawdziliśmy każdy odwiert.
Okazało się, że jeden odwiert nie pracował (prawie całkowity brak przepływu), a dwa pozostałe miały po 70-80mb.
ASPOL-FV oferuje program komputerowy do diagnozowania i archiwizowania parametrów pracy wymienników dolnego źródła ciepła: EDS Electronic Diagnostic System for GSHP; czyli mamy możliwość nadzorowania poprawności pracy instalacji. Ale tego programu nie znam.
W kwietniu, już inny wykonawca wiercił kolejny odwiert 100mb. 
Ten pierwszy podobno nie odbiera telefonów, zamknął działalność. Samo życie.
 
Oprócz studzienek mamy wewnętrzne (tutaj, tutaj i tutaj) zewnętrzne(tutaj) szafki rozdzielaczowe NOMO i REGA.
Przy dwóch czy 3 sekcjach taka szafka wychodzi taniej niż studzienka i jeśli nie ma przeciwskazań technicznych to warto taką szafkę zamontować. Jest fabrycznie zaizolowana, wyposażona w zawory i rotametry, dość elegancka.
 
Od studzienki musimy dostać się do budynku i samej pompy ciepła tzw. rurami dobiegowymi.
Tutaj ASPOL-FV, oprócz tradycyjnych rur HDPE100 oferuje rury preizolowane COBRAC oraz systemowe przejścia przez ściany fundamentowe. Też gdzies na naszej stronie na facebooku są zdjęcia takiego przejścia.
 
Ten cały kompletny system wykonany w technologii HDPE trzeba ze sobą połączyć i ASPOL jest dostawcą tych „nici dla krawca”, czyli złączek HDPE zgrzewanych elektrooporowo wraz ze sprzętem do ich zgrzewania.
Dzięki temu całe DZ jest wykonane z jednolicie połączonego polietylenu. Stanowi jedną, spójną instalację.
Złączka zgrzewana elektrooporowo kosztuje jednak kilkadziesiąt zł, a złączka skręcana kilka zł.
Z powodu niskiej ceny do DZ często montowane są te skręcane i do tego zakopywane do ziemi.
Specyfika skręcanego połączenia jest taka, że pod gwint podchodzi woda, która systematycznie przemarzając rozsadza złączkę, co prowadzi do rozszczelnienia połączenia i wycieku glikolu.
Można by jeszcze pisać o rozdzielaczach na złączkach ocynkowanych czy zgrzewanym PP.
Myślę, że o zgrzewaniu elektrooporowym zrobię oddzielny wpis 🙂
 
Jak już mamy zmontowane DZ, to trzeba napełnić je glikolem.
Można zastosować tani koncentrat glikolu etylenowego, który jest toksyczny, a następnie rozcieńczyć go zwykłą wodą 1:3. Taki roztwór jest bardziej korozyjny dla wymiennika pompy ciepła niż sama czysta woda, jeśli nie zawiera dodatków antykorozyjnych.
Mieszany ręcznie, (bardzo często najpierw glikol, a potem woda) pieni się i tak naprawdę nigdy nie uzyska jednolitego składu procentowego w instalacji dolnego źródła.
Ale można też zastosować dedykowany do dolnych źródeł gotowy roztwór glikolu propylenowego HENOCK, nietoksyczny, z dodatkami antypiennymi i przeciwkorozyjnymi, którego dostawcą jest również ASPOL-FV.
 
Mógłbym tu jeszcze pisać o głowicach sond i wypełnieniu oraz stabilizacji odwiertów, ale nie zajmujemy się wierceniami. O tym niech lepiej na swojej stronie napisze jakiś wiertnik.
 
Wykonujemy głównie źródła poziome i koszt takiego systemowego DZ waha się od 15 do 20 tys zł.
Jest więc porównywalny z tanimi odwiertami.
Takie systemowe DZ można oczywiście odchudzić.
Rura nazywa się rura.
Studzienka samoróbka lub co najwyżej kanalizacyjna, względnie brak studzienki w ogóle.
Sam rozdzielacz skręcany na ścianie z ocynku czy PP
Brak rotametrów, same zawory czy brak zaworów
Dobiegi i brak przejścia przez fundament.
Złączki skręcane.
Glikol etylenowy mieszany ręcznie.
Wówczas cena dolnego źródła spada do 7-10 tys zł.
Jak to w dowcipie o chińczyku – "mona tak, mona tak"
 
Pewne standardy wchodzą już do branży dolnych źródeł, niestety powoli.
Powoduje to nie tylko cena ale i brak świadomości inwestorów.
 
15-20 lat temu do podłogówki dawano gołe rozdzielacze grzejnikowe na ścianę, a rurę stabilizowano kupkami betonu na styropianie z folią budowlaną.
Dzisiaj (chyba) nikt nie robi już takich podłogówek. Standardem jest szafka, rotametry, siłowniki, odpowietrzniki, spinki, płyty systemowe, tacker, izolacje dobiegów.
 
I takie standardy będą też miały miejsce przy wykonywaniu DZ, gdyż coraz więcej inwestorów jest świadomych i zdecydowanych na takie właśnie rozwiązania systemowe.
 
Ale by nie być gołosłownym kilka zdjęć z realizacji.
 
Jako pierwsza na budowę przyjechała gruntowa Pompa ciepła Daikin Altherma.
 
Altherma
 
Czekało już na nią miejsce w kotłowni, a instalację wewnętrzną inwestor wykonał sam we własnym zakresie.
 
kotłownia
 
Całe dolne źródło przyjechało jednym transportem, prosto z firmy ASPOL-FV.
 
transport z firmy Aspol
 
Wszystko na jednym samochodzie z windą i wózkiem paletowym.
 
dolne źródło w transporcie
 
studzienka new brado
 
Jedno zamówienie, jeden dostawca, jeden transport na czas, prosty i wygodny rozładunek.
 
W tym konkretnym wypadku zastosowaliśmy wymiennik meandryczno-sekcyjny MS32.
 
MS32_2
 
MS32_3
 
Wykonanie klasycznego meandra czasem bywa kłopotliwe z uwagi na roboty ziemne.
Albo trzeba kopać wąską łyżką, powoli, sukcesywnie i zakładać wymiennik, albo zdjąć ziemię z powierzchni całego wymiennika.
 
Sekcje, czyli wykopy o szerokości 1-1,5m i długości 20-25m są o wiele wygodniejsze.
Do sekcji możemy włożyć samą rurę ułożoną w postaci spirali, a także gotowy wymiennik MS32, składający się z 6 rur połączonych registrem z przepływem harfowym.
Wolimy to ostatnie rozwiązanie, gdyż przy nieco mniejszym wykopie, a więc i ograniczeniu prac ziemnych, zapewnia te same czy nawet korzystniejsze parametry pracy niż wymiennik spiralny.
Oczywicie wymiennik spiralny wychodzi nieco taniej i jest najcześciej stosowanym typem wymiennika gruntowego.
 
Sekcje wymiennika połączyliśmy w systemie elektrooporowym z fabryczną studzienką New Brado, wyposażoną w rozdzielacz z zaworami i rotametrami, razem z systemową nadstawką z uwagi na wznios terenu.
 
New Brado
 
studnia new brado 2
 
Bardzo wygodne, szybkie i pewne łączenie. Skanujemy złączkę, zgrzewarka rozpoznaje średnicę, na podstawie temperatury zewnętrznej dobiera czas i temperaturę, a następnie realizuje zgrzew.
 
Zgrzew 1
 
skanowanie złączki
 
czyszczenie króćców
 
Od studzienki poprowadziliśmy rury dobiegowe preizolowane. (widać tylko fragment rury preizolowanej)
 
studnia new brado
 
Nie stosowaliśmy przejścia fundamentowego, gdyż inwestor przygotował wcześniej rury kanalizacyjne z kolanami 30 stopni. Wciągaliśmy więc rury dobiegowe 50mm do środka.
 
Całość napełniliśmy gotowym roztworem glikolu propylenowego Henock 20P15 również z firmy ASPOL-FV.
 
Napełnianie DZ glikolem
 
Przy pompach Daikin Altherma, pompę DZ, naczynie wyrównawcze DZ i grupę bezpieczeństwa mamy już fabrycznie zamontowane w pompie ciepła.
Do tego stosujemy układ napełniania z zestawem zaworów i filtrem siatkowym dostarczany opcjonalnie przez firmę Daikin.
Dzięki systemowi zaworów możemy uzupełnić glikol czy wyczyścić filtr tracąc łyżeczkę glikolu.
Tak wygląda kotłownia.
 
kotłownia Altherma
 
Po rozruchu, w trakcie wygrzewania mieliśmy poniższe parametry.
 
parametry Althermy
 
I na koniec jeszcze jeden drobiazg. 
ASPOL-FV jest twórcą oprogramowania Energeo, które pomaga w wymiarowaniu dolnego źródła.
Zawiera ono w sobie dane pomp ciepła szeregu producentów, pozwala określić wielkość wymiennika(sond czy wymienników poziomych) oraz opory przepływu.
 
Czy niniejszy wpis przekonuje, dlaczego przy wykonaniu dolnych źródeł korzystamy z jednego producenta i dostawcy systemu?
Myślę, że tak.
Ale jeśli ktoś ze względów finansowych nie jest przekonany do takich rozwiązań, to też szanujemy.
 
Oprócz dolnego źródła, firma ASPOl-FV jest również producentem dla nas kompletnego systemu górnego źródła, czyli instalacji ogrzewania podłogowego, a także wentylacji, rekuperacji i instalacji sanitarnych.
Ale o tym może w innym wpisie 🙂

Jedna myśl nt. „Dolne źródło gruntowej pompy ciepła czyli ASPOL-FV

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany.