Koszowy GWC z uwagi na małą głębokość położenia nie przekraczającą z reguły 5m, z punktu widzenia prawa budowlanego uważany jest za przyłącze cieplne do budynku i nie wymaga pozwolenia na budowę. Wystarczy zgłoszenie odpowiedniemu organowi ze względu na jego lokalizację w terminie do 30 dni przed rozpoczęciem prac. Zgłoszenie powinno zawierać rodzaj, zakres i sposób wykonywania prac oraz planowany termin ich rozpoczęcia.
Koszowy GWC może mieć kształt walca lub zwężającego sie ku dołowi stożka ściętego. Wykop w zależności od konstrukcji wymiennika (jego średnicy) może być prowadzony wiertnicą lub koparką. Koszowe GWC stosowane są wszędzie tam, gdzie z uwagi na skomplikowaną geologię gruntu lub powierzchnię działki, stosowanie innych gruntowych GWC jest niemożliwe.
Obliczanie liczby koszowych GWC (na podstawie PORT PC zeszyt 1)
Przy projektowaniu koszowych GWC podstawowa jest znajomość zapotrzebowania ciepła w budynku i wydajności cieplnej danego wymiennika. Wymienniki koszowe potrafią się znacznie różnić między sobą, tak pod względem wymiarów jak i „mocy”. Szczegółową ich charakterystykę podałem tutaj. Z dostępnych na rynku rozwiązań, w zależności od budowy geologicznej gruntu i jego nawodnienia, wymienniki charakteryzują się następującą mocą:
– Helix – od 100-700W
– Geo Calix klatka – 1,1-1,5kW
– Geo Calix XL – 1,6-2,0kW
– Geo Well sonda 3m – 400-900W
– Geo Well sonda 5m – 500-1100W
Jak widać z powyższego zestawienia rozbieżności są tutaj ogromne, dlatego przed rozpoczęciem projektowania należy dokładnie przeanalizować dostępny model wymiennika i przyjąć do obliczeń wartość uśrednioną. Pamiętajmy też, że dostępna moc wymiennika wynika z przyjętej odgórnie ilości godzin pracy pompy ciepła (zwykle 1800 h/rok). Przy innej ilości godzin pracy sprężarki należy wprowadzać do obliczeń współczynniki korekcyjne. Podane poniżej metody obliczeń tyczą sie mocy pomp ciepła nie większych niż 30kW. Przy większych mocach konieczne jest szczegółowe rozeznanie geologiczne.
Przebieg obliczeń
zaprojektować ilość koszowych GWC Helix dla budynku z pompą ciepła o mocy chłodniczej 8 kW. Grunt – piasek wilgotny. Czas eksploatacji pompy Tsp = 2100 h/rok
Przyjęto wydajność wymiennika Helix w wysokości 500W/szt. Liczba koszowych GWC może być obliczona ze wzoru:
gdzie:
Qo – moc chłodnicza pompy ciepła [W]
qk – moc jednostkowa wymiennika koszowego [W/szt.]
stąd
Uwzględniając inny czas pracy pompy ciepła niż normowe 1800 h ostateczną ilość wymienników możemy obliczyć ze wzoru:
gdzie:
Δk – współczynnik korekcyjny uwzględniający czas pracy sprężarki wyliczany ze wzoru:
gdzie:
Tsp – czas pracy sprężarki w godzinach/rok
W naszym przypadku
Odp. Zaprojektowano 18 wymienników koszowych
Inne wymagania odnośnie wymienników koszowych
– maksymalna temperatura cieczy niskokrzepnącej doprowadzonej do wymiennika nie powinna przekraczać 30°C. Maksymalna odchyłka średniej tygodniowej temperatury cieczy powrotnej od średniej temperatury gruntu wynosi 11K, a przy szczytowym zapotrzebowaniu na moc 14K.
– dolny wymiennik ciepła jak i pompę należy tak zwymiarować, aby różnica temperatur na wlocie i wylocie z parownika nie była większa niż 3-5K
– przy obliczaniu oporów hydraulicznych należy uwzględnić inną gęstość glikolu względem wody. W przybliżeniu można przyjąć, że przy stężeniu 30% współczynnik korekcyjny oporów hydraulicznych wyniesie 1,6, a przy stężeniu 33% – 1,7. Wysokość podnoszenia pompy będzie z kolei mniejsza o współczynnik korekcyjny 0,9
– maksymalna prędkość przepływu glikolu w przewodach nie powinna przekraczać 1,5m/s
Zalecenia odnośnie lokalizacji wymienników
Minimalne odległości wymienników ciepła koszowych od uzbrojenia terenu i budowli wynoszą:
– od granicy sąsiedniej posesji a>3m
– od fundamentów budynku b>1,5m
– głębokość zabudowy poniżej strefy przemarzania 1,0p<1,8m,>
– od przyłączy wodociągowych, kanalizacji i wody deszczowej f >1,5m
– od przyłączy gazowych, elektrycznych, ciepłowniczych d>1,5m
– między rurami doprowadzającymi ed >0,7m (przy mniejszych odległościach np. w pobliżu studzienki rozdzielaczowej zaleca się zaizolowanie przewodów)
– odstęp między osiami wymienników koszowych fp>4,0m
– od korony drzew e>1,5m
– od schodów >1,5m
– dopuszcza sie tez montaż koszowych GWC pod budynkiem pod warunkiem uzgodnień budowlanych
