Napełnianie gruntowego wymiennika ciepła

Procedura napełniania wymienników

Odbiór wymienników ciepła gruntowych polega na sprawdzeniu ich szczelności, a następnie przepłukaniu czystą wodą i napełnieniu czynnikiem roboczym, którym na ogół jest roztwór glikolu.   

Procedura napełniania GWC jest opisana w wytycznych PORT PC. Poniżej omówię najważniejsze aspekty.

Stanowisko:

Należy przeprowadzać przy odłączonym parowniku pompy ciepła. Schemat pokazuje rys.1. Zawory 1 i 2 powinny pozostać zamknięte. Płucze sie poszczególne obiegi otwierając kolejno zawory na rozdzielaczu zasilającym i powrotnym. Płukanie prowadzi sie do momentu, aż z przewodu opróżniającego wypływa czysta woda (można podstawić gazę). 

Rys. 1 Płukanie GWC

Etap II – odpowietrzanie

Schemat trochę się zmienia. Odpowietrzanie prowadzi się już przy użyciu zbiornika i pompy napełniającej (nie należy do tego celu wykorzystywać pompy dolnego źródła ciepła!). Zawory 1 i 2 dalej pozostają zamknięte, zawory 3 i 4 otwarte. Przewód opróżniający wkładamy do pojemnika i przy otwartych zaworach dolnego źródła ciepła uruchamiamy pompę napełniającą. Proces napełniania i odpowietrzania trwa do momentu, aż z przewodu opróżniającego przestaną wypływać pęcherzyki powietrza. Zgodnie z procedurą PORT PC zaleca się odczekanie następnych 20 minut, po czym pompę można wyłączyć. 

Rys.2 Odpowietrzanie 

Etap III – Napełnianie instalacji glikolem

W tym etapie każdy obieg (sondę pionową, pętlę wymiennika poziomego) należy napełniać osobno. Proces napełniania należy zacząć od obliczenia wymaganej ilości roztworu glikolu dla każdej pętli. Objętość należy policzyć nie tylko dla odcinka pionowego sondy, ale także dla przewodów rozprowadzających od sondy do rozdzielacza. Przykładowe objętości rur można przyjmować z tabeli lub z danych producenta rur.

Tabela

Przykład. Wyznaczyć wymaganą ilość koncentratu glikolu propylenowego o stężeniu końcowym 40%, dla sondy pionowej U-rurowej o długości 120m przy długości przewodów dobiegowych 11m i średnicy przewodów 40×3,7mm.

Obliczenia:

Wymagana długość rur wyniesie (120+11)x2 = 262m mnożymy przez dwa, bo w sondzie jest przewód zasilający i powrotny. Objętość glikolu wyniesie 262×0,84 =  220,08 litra. Przy stężeniu 40% wymagana ilość koncentratu wyniesie w przybliżeniu 0,4x 220  = 88 litrów. Resztę roztworu czyli 132 litry stanowi woda.

Jak widać z obliczeń objętość płynu (220 litrów) może być większa niż pojemność beczki (200 litrów). W takim wypadku przygotowanie roztworu trzeba będzie wykonać w dwóch etapach dzieląc go np. na 100 litrów i następnie na 120 litrów. Przy długich sondach dobrze jest więc posiadać osobny pojemnik na przygotowanie roztworu lub zastosować jeden większy 250-300 litrów. 

 W beczce zawsze należy zawsze przygotować pewien nadmiar cieczy niskokrzepnącej w ilości około 30 litrów i poziom ten zaznaczyć na ściance beczki. Jest to niezbędne, bowiem nigdy nie da się wylać całej zawartości beczki,  pewna ilość cieczy zostanie na dnie. Zaznaczony poziom wskaże więc, że osiągnięto wymaganą ilość płynu.

 Napełnianie.

Przy zamkniętych zaworach 1 i 2 otwieramy zawory 3 i 4, a następnie otwieramy zawory pierwszej sondy gruntowej (np. 5 i 6 na rys.) Pozostałem sondy powinny być odcięte. Wlewamy do beczki

wymaganą ilość płynu +30 litrów. Giętki przewód opróżniający umieszczamy w zbiorniku pośrednim i włączamy pompę napełniającą. Płyn niskokrzepnący podawany jest do sondy wypierając z niej wodę. Proces trwa aż do momentu osiągnięcia w beczce zaznaczonego poziomu 30 litrów. W tym momencie należy natychmiast wyłączyć pompę, przełożyć przewód giętki do beczki z płynem niskokrzepnącym i ponownie uruchomić pompę, aż ciecz wymiesza się dokładnie z resztką wody w układzie. Pompa powinna pracować jeszcze przez 30 minut od momentu stwierdzenia braku pęcherzyków powietrza. W tym momencie wyłączmy pompę i badamy refraktometrem jakość mieszanki. Po tym czasie zamykamy zawór 4  przy giętkim przewodzie napełniającym  i zawory 5 i 6. Nadmiar czynnika będzie wypływał zaworem przelewowym do beczki, aż ciśnienie w układzie nie spadnie do 2,5 bar. Następnie cały proces powtarzamy w odniesieniu do pozostałych sond.

Po napełnieniu wszystkich obiegów GWC pozostaje napełnić przewody dobiegowe pompy ciepła. Wyliczoną ilość mieszanki ponownie wlewamy do beczki i otwieramy zawory  1 i 2 do parowacza pompy ciepła. Włączamy pompę i pompujemy czynnik do momentu, aż z przewodu opróżniającego zacznie wypływać mieszanka glikolowa (zmiana barwy). W tym momencie zamykamy zawór 4, nadmiar czynnika wypłynie przez zawór przelewowy. Na koniec zamykamy zawory 3 i 4. Procedura jest zakończona, a w systemie panuje wymagane nadciśnienie (1,5 bar, przy ciśnieniu wstępnym naczynia 1 bar).