Wydajne pompy ciepła (2). Odwiert wypełniony


Reklama

Pompa ciepła Stiebel Eltron

Od użycia właściwego materiału i prawidłowego wypełnienia odwiertu zależy, w znacznym stopniu, przekazywanie ciepła do cieczy roboczej dolnego źródła. Niestety, częstą praktyką jest wypełnianie odwiertu urobkiem uprzednio wydobytym z odwiertu. Nie jest to praktyka godna polecenia, nie gwarantuje dobrego wypełnienia i należytego kontaktu termicznego gruntu z sondą, zwłaszcza gdy odwiert przechodzi przez twarde i sztywne warstwy oraz gdy urobek jest sypany od góry. Po operacji wypełnienia odwiertu przystępuje się do wyciągania rur osłonowych i sukcesywnego uzupełniania odwiertu wypełniaczem.
Jeden odwiert o głębokości 100 m, w zależności od struktury geologicznej i nasycenia gruntu wodą, może zaspokoić potrzeby grzewcze na poziomie od ok. 2 kW (suchy piasek) do ok. 7 kW (granit lub gneiss). Ta różnica wskazuje też, jak bardzo można się pomylić przy projektowaniu dolnego źródła, jeśli zignoruje się wiedzę geologiczną.

Praca dolnego źródła Dolne źródło zmienia swoją temperaturę w ciągu sezonu grzewczego, jak też i w całym okresie eksploatacji. Użytkownik może z zaskoczeniem obserwować różnice w pracy pompy latem i zimą, i zastanawiać się, dlaczego z każdym rokiem płaci więcej za energię elektryczną, jaką zużywa sama pompa ciepła. Naturalne jest, że obszar dolnego źródła w okresie zimy, gdy jest największe zapotrzebowanie na ciepło, będzie obniżał swoją temperaturę na skutek większego poboru ciepła w porównaniu do tego, co dopływa do źródła z dalszych obszarów.
Różnice temperatur dolnego źródła w ciągu roku mogą wynosić od kilku do nawet kilkunastu stopni Celsjusza. Na rys. 1 pokazane są wyniki pomiaru minimalnej temperatury płynu dolnego źródła, jaki wpływa do pompy ciepła w ciągu roku.
Temperatura dolnego źródła będzie zmieniać się w każdym kolejnym roku. Zarówno najwyższa temperatura dolnego źródła (początek sezonu grzewczego,) jak i najniższa (koniec sezonu grzewczego) w kolejnych latach będą wykazywać ciągłą tendencję spadkową, rys. 2. Największe różnice wystąpią w drugim roku eksploatacji pompy ciepła. W kolejnych latach różnice będą coraz mniejsze, ale nawet po 25 latach eksploatacji dolnego źródła jego temperatury będą ciągle spadać o ułamek stopnia. Wraz ze spadkiem minimalnej temperatury dolnego źródła będzie spadał współczynnik efektywności energetycznej pompy ciepła, a to oznacza wyższe (nieznacznie) koszty eksploatacji.
Powyższe wyniki pokazane na rys. 1 i 2 zostały uzyskane dla idealnie dobranego i wykonanego dolnego źródła ciepła. Jeśli zostałyby popełnione błędy na etapie projektu, oceny zapotrzebowania na ciepło, oceny geologicznej, wykonania i wypełnienia odwiertu, doboru mocy pompy ciepła itp., to uzyskane wyniki wyglądałyby znacznie gorzej. Niestety, istnieje więcej możliwości złego doboru i wykonania dolnego źródła niż dobrego.
Producenci i dystrybutorzy pomp ciepła powinni przywiązywać dużą wagę do prawidłowego instalowania ich pomp. Niektórzy z nich doceniają wagę tego zadania; delegują swoich pracowników do bezpłatnej, profesjonalnej pomocy inwestorowi na każdym etapie wykonywania prac i instalują w pompie ciepła specjalne, darmowe urządzenia do monitorowania przez internet pracy pompy w ciągu kilku lat. Dzięki temu użytkownik, który poniósł znaczne koszty inwestycyjne, może nie obawiać się przykrych niespodzianek w czasie eksploatacji pompy ciepła.

Zgodnie z prawem Na koniec kilka uwag na temat przepisów prawnych dotyczących wykonywania odwiertów. Zwrócenie się do, jak się wydaje, odpowiednich urzędów różnego szczebla z pytaniem: jakie są w naszym kraju wymagania prawne odnośnie wykonywania odwiertów do pomp ciepła, wywołuje najczęściej reakcje zaskoczenia urzędników. Istnieje ustawa Prawo geologiczne i górnicze (Dz. U. z 2005 r. nr 228, poz. 19 x 47), w której można znaleźć kilka prawnych wskazówek dotyczących projektowania i wykonywania badań oraz prac i robót geologicznych na potrzeby wykorzystania ciepła Ziemi. Poniżej zacytowane zostały w całości, co wydaje się słuszne w sytuacji, gdy są one niemal powszechnie nieznane.
Art. 6. W rozumieniu ustawy:
2) pracą geologiczną jest projektowanie i wykonywanie badań w celu ustalenia budowy geologicznej kraju, (…) oraz projektowanie i wykonywanie badań na potrzeby wykorzystania ciepła Ziemi lub ujmowania wód podziemnych;
16) wykorzystaniem ciepła Ziemi jest odbiór energii z gruntu lub górotworu za pośrednictwem nośników energii wprowadzonych do otworu wiertniczego.
Art. 33. 4. Projekt prac geologicznych wykonywanych w celu wykorzystania ciepła Ziemi podlega zgłoszeniu właściwemu organowi administracji geologicznej.
Art. 33a. 1. Do wykonywania prac geologicznych, o których mowa w art. 33 ust. 4, można przystąpić, jeżeli w terminie 30 dni od dnia przedłożenia projektu tych prac właściwy organ nie wniesie w drodze decyzji sprzeciwu.
2. Właściwy organ wnosi sprzeciw, jeżeli:
1) zgłoszony projekt nie odpowiada wymaganiom określonym w przepisach prawa geologicznego i górniczego;
2) prace geologiczne zaprojektowano:
a) w obrębie obszaru zasobowego ujęcia wód podziemnych i istnieje zagrożenie, że może to oddziaływać negatywnie na jakość ujmowanych wód,
b) w obrębie obszarów górniczych wyznaczonych w koncesjach na wydobywanie wód leczniczych współwystępujących z wodami podziemnymi oraz w koncesjach na wydobywanie torfów leczniczych.
Art. 35. 1. Wykonawca prac geologicznych jest obowiązany zgłosić zamiar przystąpienia do wykonywania robót geologicznych właściwemu organowi administracji geologicznej, organowi nadzoru górniczego oraz wójtowi, burmistrzowi lub prezydentowi miasta właściwym ze względu na miejsce wykonywanych robót.
Art. 67a. 1. Przepisów o planach ruchu zakładu górniczego nie stosuje się do:
2) robót geologicznych wykonywanych poza granicami obszaru górniczego, gdy projektowana głębokość wyrobiska nie przekracza 100 m i wykonywanych bez użycia materiałów wybuchowych;
3) wykonywania robót geologicznych związanych z wykorzystaniem ciepła Ziemi.
Art. 102. 1. O ile przepis szczególny nie stanowi inaczej, do zakresu działania administracji geologicznej należy wykonywanie zadań określonych ustawą, a w szczególności:
8) gromadzenie danych o wykonanych otworach wiertniczych w celu wykorzystania ciepła Ziemi.
W przygotowaniu jest nowa ustawa Prawo geologiczne i górnicze. Według projektu ustawy, cytuję fragment uzasadnienia: „Zliberalizowano wymagania dotyczące wykonywania robót geologicznych w związku z wykonywaniem wierceń na potrzeby pozyskiwania ciepła Ziemi, kiedy to wystarczające będzie przedłożenie projektu ich wykonywania, bez potrzeby zatwierdzania go (art. 84 projektu).
dr inż. Jan Siedlaczek

Rys. 1. Wykres minimalnej i maksymalnej temperatury dolnego źródła w ciągu jednego roku eksploatacji (źródło: program EEG).
Rys. 2. Wykres minimalnej i maksymalnej temperatury dolnego źródła w ciągu 25 lat eksploatacji (źródło: program EEG).
Zobacz artykuł w wersji pdf pdf  pdf

Prenumerata Magazynu Instalatora

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