Budowa kolektora poziomego

Kolektory gruntowe płaskie - wprowadzenie

Kolektor gruntowy płaski składa się z systemu przewodów rurowych, ułożonych na dużej powierzchni, ok. 20 cm poniżej granicy zamarzania gruntu. System przewodów rurowych układa się na głębokości 1.2 – 1.7 m. Na tej głębokości panują przez cały rok względnie stałe temperatury w granicach 5 °C – 15 °C. Ten rodzaj kolektora nadaje się szczególnie dla domów dysponujących wystarczająco dużymi powierzchniowo działkami. Moc pobieranego ciepła jest zależna od właściwości gruntu. Im podłoże jest bardziej wilgotne, tym moc jest większa. Dla domu jednorodzinnego o powierzchni mieszkalnej 150 m2 i zapotrzebowaniu na moc grzewczą 9 kW potrzebna jest działka o powierzchni około 250 m2. Na poniższym rysunku pokazano system złożony z dwóch obiegów. Większa ilość obiegów jest potrzebna wtedy, gdy przy założeniu systemu jednoobiegowego nastąpiłoby przekroczenie maksymalnej długości przewodu rurowego glikolu.

Schemat działania kolektora gruntowego płaskiego:

Budowa kolektora poziomego

 

  1. Zawór odcinający
  2. Termometr
  3. Manometr
  4. Zbiornik wyrównawczy solanki z zaworem bezpieczeństwa
  1. Głębokość rozprowadzenia przewodów rurowych: 1.2 – 1.7 m (20 cm poniżej strefy zamarzania)
  2. Odstęp od fundamentów budynku: 1.5 m
  3. Odstęp od rur doprowadzających wodę oraz kanalizacji ściekowej i deszczówki: 1.5 m
  4. Odstęp od zewnętrznego skraju korony drzewa: 0.5 m
  5. Odstęp od fundamentów ogrodzenia itp.: 1 m

Podstawy projektowania kolektora gruntowego płaskiego

Informacje podstawowe Przy prawidłowym zaprojektowaniu kolektora gruntowego płaskiego jego oddziaływanie na otaczające podłoże jest niewielkie. Ochłodzenie gruntu, wynikające z pracy pompy ciepła ma charakter przejściowy. Temperatury gruntu z umieszczonym w nim kolektorem w lecie są takie same, jak gruntu, na który kolektor nie oddziałuje (przeważający wpływ promieniowania słonecznego i wnikającej do gruntu wody). W sytuacji, gdy pompa ciepła jest sprzężona z ziemią poprzez kolektor gruntowy płaski, może dochodzić ograniczonego lokalnie, negatywnego wpływu na wegetację, jeśli zaprojektowany kolektor będzie zbyt mały. Skutkiem jest mniejsza wartość rocznego współczynnika wydajności β pompy ciepła. W ekstremalnych sytuacjach pompa ciepła może osiągnąć dolną granicę stosowalności. Z tego powodu prawidłowe zaprojektowanie kolektora gruntowego posiada nadzwyczaj duże znaczenie dla zapewnienia bezawaryjnej pracy całej instalacji. Ogólnie rzecz biorąc, koszty wykonania kolektora gruntowego są bardziej korzystne, niż koszty odwiertu.

Zezwolenia

Instalacja z pompą ciepła współpracującą z kolektorem gruntowym płaskim w wyjątkowych przypadkach może powodować na tyle szkodliwe zmiany właściwości wody gruntowej, że będzie potrzebne uzyskanie zezwolenia na jej budowę i eksploatację. Może być wymagane zgłoszenie budowy zgodnie z krajowymi uregulowaniami prawnymi w tym zakresie. Z reguły jednak budowa kolektora gruntowego płaskiego nie pociąga obowiązku jej zgłaszania. Ciecz nośnika ciepła musi spełniać wymagania normy VDI 4640, Część 1. Kolektor gruntowy płaski zamontowany w strefie wody gruntowej jest bardzo dobrym rozwiązaniem.

Projektowanie

W prostych sytuacjach należy przyjmować czasy pracy pompy ciepła w ciągu roku w granicach 1 800 – 2 400 h. Jeśli przygotowywanie ciepłej wody też realizuje się przy wykorzystywaniu pompy ciepła, to musi się to uwzględnić przez odpowiednie zwiększenie mocy instalacji dolnego źródła.

 

Właściwości gruntu Pozyskiwana jednostkowa moc chłodnicza [W/m] 1800 h pracy w ciągu roku Pozyskiwana jednostkowa moc chłodnicza [W/m] 2400 h pracy w ciągu roku
Wartość średnia: grunt spoisty z wilgotnością końcową 30 W/m2 25 W/m2
Grunt suchy, luźny 10 W/m2 8 W/m2
Grunt spoisty, wilgotny 20 – 30 W/m2 16 – 25 W/m2
Wodonośny żwir, piasek 40 W/m2 32 W/m2

 

Właściwości gruntu Odstęp rozprowadzenia
przewodów rurowych
Średnica przewodu rurowego
Suchy grunt 0.5 m DA 25
Normalny grunt 0.7 m DA 32
Wilgotny grunt 0.8 m DA 40

 

Przedstawione dane obowiązują przy następujących warunkach:

  • współczynnik wydajności instalacji z pompą ciepła wynosi 4
  • teren nad kolektorem gruntowym nie może zostać zabudowany (np. parking, taras)
  • powierzchni nad kolektorem gruntowym nie wolno brukować (np. kostką kamienną) lub asfaltować
  • głębokość rozprowadzenia przewodów rurowych 1.2 – 1.7 m (20 cm poniżej strefy zamarzania)

 

Przykład doboru pompy ciepła i dolnego źródła ciepła opartego na wymienniku poziomym gruntowym

Założenia:
Dom o powierzchni 240 m2 o mocy obliczeniowej 10 kW, 4 osoby z zapotrzebowaniem 60 l./osobę/dobę wody o
temp. 45oC/dobę. Brak przerw dostawach energii elektrycznej. Temperatura zasilania obliczeniowa 35/30 0C (ogrzewanie podłogowe) Lokalizacja budynku: Kraków

Moc obliczeniowa p.c. = 10 kW.
Przyjęto moc pompy równą mocy obliczeniowej c.o.
Moc grzewcza dolnego źródła ciepła, =Moc obliczeniowa c.o. + dodatek ciepłej wody +dodatek braku dostaw en. elektr. =10+4*0,5+0=12 kW
Moc chłodnicza dolnego źródła ciepła, = Moc grzewcza x (1-1/COP) =12x(1-1/4)=9 kW

Temperatura DZC

Założono temperaturę 0C dla poziomego wymiennika gruntowego
Dobrano z wykresu pompę ciepłą VWS 101/2 o mocy chłodniczej ok. 7,5 kW i mocy grzewczej ok. 10,5 kW

Czas pracy pompy ciepła na c.o.
10/10,5 *1360=1295 h

Czas pracy pompy ciepła na c.w.u.
Czas pracy 120 h/osobę/rok 4*120 h=480 h<

Łączny czas pracy pompy ciepła na c.o. + c.w.u.
1295 h + 480 h= 1775 h

Średnia moc chłodnicza gruntu (dla czasu pracy 1800 h)
Grunt spoisty wilgotny => 25 W/m

Łączna pow. kolektora poziomego
9000/25=360 m2
Odstęp między rurami DA 32 Założono odstęp 0,7 m
Długość rury 360/0,7=514 m rury DA 32 czyli wybrano 3 pętle po 200 m

Zapotrzebowanie na solankę

Zapotrzebowanie na solankę
do kolektora gruntowego
Przewód Glikol
16 x 2.7 mm2 0.088 l/m
20 x 3.4 mm2 0.137 l/m
22 x 3.0 mm2 0.201 l/m
25 x 4.2 mm2 0.216 l/m
25 x 2.3 mm2 0.327 l/m
32 x 5.4 mm2 0.353 l/m
32 x 2.9 mm2 0.539 l/m
40 x 3.7 mm2 0.835 l/m
50 x 4.6 mm2 1.307 l/m

 

Zapotrzebowanie na solankę do rozdzielacza
/kolektora zbiorczego
Rozdzielacz/kolektor zbiorczy Glikol    
4/5 – krotny 3 l
6/7 – krotny 5 l
8/9 – krotny 7.5 l

 

Wskazówka:

Udział koncentratu środka przeciwzamarzającego przy zabezpieczeniu przed zamarzaniem do temperatury – 15 °C wynosi 1/3 w całkowitej
ilości cieczy przenoszącej ciepło.

Przy stosowaniu przewodów rurowych typu 25 x 2.3 mm* maksymalna długość obiegu wynosi 100 m
Przy stosowaniu przewodów rurowych typu 32 x 2.9 mm* oraz 40 x 3.7 mm* maksymalna długość obiegu wynosi 200 m

 

AKTUALNOŚCI

Autoryzacja firmy Panasonic Firma CNC MAREK JANKOWSKI jest autoryzowanym dystrybutorem pomp ciepła oraz klimatyzacji firmy Panasonic.
Nowe inverterowe pompy ciepła firmy Midea w ofercie. Nowością w ofercie są pompy ciepła powietrze - woda serii M-Thermal firmy Midea. Urządzenia oparte są na najnowocześniejszej technologii inverterowej.
Wyłączny dystrybutor marki Meeting

Firma Meeting z siedzibą w Guangzhou powierzyła nam misję rozwoju marki w Polsce.

Sprawdź nasze aukcje: Kupuj z ubezpieczeniem.
almet.jpgcopeland.jpgemerson.jpggalmet.jpggrundfos.jpgpanasonic.jpgsanhua.jpg

CNC MAREK JANKOWSKI
Semlin 62, 83-206 Kleszczewo Kościerskie

tel. +48 516 425 266

email. biuro@pompymeeting.pl

We speak polish and english