Odwiert wypełniony
Pompy ciepła „tłoczą" ciepło z dołu do góry, zarówno w sensie fizycznym, jak i termodynamicznym. Ciepło czerpane jest z ziemi lub wody, ale też z powietrza, i przekazywane do budynku. Temperatura źródeł jest niższa od temperatury ogrzewanych obiektów. Pompa wymusza więc przepływ ciepła w nienaturalnym kierunku. Mówimy o dolnym i górnym źródle ciepła. Aby pompy były odpowiednio wydajne, dolne źródło ciepła powinno być właściwie wykonane i przygotowane do eksploatacji. Czy jest to proste zadanie? 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 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. 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 zapo trzebowania na ciepło, oceny geologicznej, wykonania i wypełnienia odwiertu, doboru mocy pompy ciepła 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 la tach 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.
Zgodnie z prawemNa koniec kilka uwag na temat prze pisów prawnych dotyczących wykonywania odwiertów. Zwrócenie się do, jak się wydaje, odpowiednich urzędów różnego szczebla z pytaniem: jakie są w naszym kraju wymagania prawne odno śnie 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;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 współwy-stępujących z wodami podziemnymi oraz w koncesjach na wydobywanie torfów leczniczych.16) wykorzystaniem ciepła Ziemi jest odbiór energii z gruntu lub górotworu za pośrednictwem nośników energii wprowadzonych do otworu wiertniczego.Art. 35. 1. Wykonawca prac geologicznych jest obowiązany zgłosić zamiar przystąpienia do wykonywania robót geologicznych właściwemu organowi administracji geologicznej, or -ganowi 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 wy konywanych 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 wykona nych 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 za twierdzania go (art. 84 projektu).AUTOR: Jan SiedlaczekŹRÓDŁO: Magazyn Instalatora
Dowiedz się więcej o firmie: Magazyn Instalatora - lider wśród czasopism branży instalacyjnej
krzysztofwidlak