A felszín közeli melegvizes források, tározók hasznosítása közvetlen vagy távfűtési rendszerekben
Copyright © – 2024 – Geo Concept – Weboldal készítés: Webergoline Kft.
Geotermikus rendszer
Kezdjük az alapoknál – mi az a geotermia?
A geoterm, geotermia elnevezések a görög eredetű ,,geo’’ és ,,theme’’ (hő) szavakból erednek, amelyek összerakva földhőt jelentenek. Pontosabban megfogalmazva, a Föld magjából eredő hőt nevezzük így, amely az egyéb, magot alkotó elemek mellett jelen lévő radioaktív elemek ( uránium, kálium, stb. ) lassú lebomlásából keletkezik. A földkéregben, a földfelszín alatt kb. 10 km mélyen lévő hőmennyiség hőenergiája mintegy 50000-szerese a bolygó teljes földgáz- és kőolaj készletének.
Míg a geotermikus melléknév magyarítása leginkább az lehetne, hogy ,,földhővel működő, földhőt hasznosító’’ , addig a geotermia a földhő felhasználásával kapcsolatos ismereteket, megoldásokat, technológiákat magába foglaló tudományág összefoglaló elnevezése. Hazánk természeti adottságainak köszönhetően a geotermikus energia az egyik legnagyobb potenciállal rendelkező, leghatékonyabban kiaknázható, megújuló energiaforrás. A magyarországi geotermikus gradiens közel másfélszerese a világátlagnak, így rengeteg lehetőséget tartogat a jövőbeni energiafejlesztések terén.
A geotermia lényege dióhéjban:
A Föld belsejének főbb részei: belső mag, külső mag, alsó köpeny, felső köpeny, és a földkéreg. A kb. 1200 km sugarú belső magot vas és nikkel alkotja, a kb. 2100 km vastagságú külső magot pedig olvadt kőzet (magma). Ezt veszi körbe az alsó és felső részből álló földköpeny, majd végül a kéreg. A földkéreg igen vékony a többi réteghez képest, a felső földköpeny legfelső részével együtt 50-100 km között váltakozik a vastagsága, s ez alkotja az óceánok és kontinensek alját. Nem összefüggő, hanem különböző méretű lemezekből áll, amelyek mozgásai közben a magma sokszor közelebb kerül a felszínhez, így a geotermikus hőenergia jobban hozzáférhetővé válik, amit a kisebb, egyszerűbb geotermikus hőszivattyú rendszerektől kezdve a komplex, nagy hőerőművekig többféle módon lehet használni.
A geotermikus energia hasznosítási területei:
Gazdaságossági szempontok
A geotermikus talajszondás rendszerek a jelenleg ismert leghatékonyabb fűtési és hűtési megoldást kínálják. A hatékonyság legfontosabb alapja a talaj stabil hőmérséklete, mely télen 0-10 °C, nyáron pedig 15-20 °C-os hőmérsékletszintet biztosít. Pontos méretezéssel és anyag/termékválasztással 4-7 közötti fűtési COP (hatékonysági) mutató és 4-8 közötti hűtési EER (hatékonysági) mutató érhető el. Ez azt jelenti, hogy egységnyi elektromos energiából sokszor annyi hő/hűtési energia nyerhető ki.
Kivitelezés
A hőszivattyús rendszer megtervezése után következik a kivitelezés, ami a talajszondák fúrásából, tömedékeléséből, a szondák osztó-gyűjtő aknában való összekötéséből, valamint a rendszer feltöltéséből áll.
Geotermikus fúrás
Geotermikus talajszondák fúrását általában két technológia felhasználásával végezzük. A könnyebben fúrható talajrétegek esetében vízöblítéses technológiát alkalmazunk, melynek során a fúrószár belsejében áramlik lefelé a fúrófolyadék, majd a fúrószár mellett felfelé haladva tör a felszínre. Ez a fúrófolyadék hozza fel (mossa ki) a kifúrt anyagot (fúróiszap). Ezt a keringtetést a fúróiszap szivattyú végzi. A fúrófej többféle lehet a fúrási nehézség szerint. Vízöblítéses fúrás esetében 3 kategóriát különböztetünk meg a nehézségi fok szerint.
A fúrási kategóriák között jelentős időbeli, szerszámhasználati, így árkülönbség is van. A köves, sziklás területeken csak légöblítéses (kalapácsos) technológia alkalmazható. Ebben az esetben az öblítést, azaz a kifúrt anyag felszínre kerülését a fúrószár belsejében generált légnyomás biztosítja. A szükséges légnyomást kompresszorral állítjuk elő és a fúrást, azaz a kőréteg bontását ütvefúrással végezzük. Ez a technológia a kiegészítő berendezések, a többletenergia, illetve a sokkal hosszabb technológiai időigénye miatt jelentősen költségesebb.
Tömedékelés
Az MSZ EN 17522-es szabvány pontosan rögzíti, hogy a furatot, a szonda elhelyezése után milyen módon kell kitölteni, azaz tömedékelni. A tömedékelésnek két fontos szerepe is van; a talaj-rétegek egymástól való elválasztása (környezetvédelmi szempont), valamint a jó hővezető-képesség. Ennek megfelelően komoly cégek egyre kifinomultabb anyagokat állítanak elő kimondottan ezen igények kielégítésére. Cégünk a sokéves tapasztalatok alapján a Geort Mix Premium típusú, kiváló minőségű és hővezetésű anyaggal tömedékeli a furatokat, amely akár 20-25%-kal magasabb teljesítményt tud garantálni. A furatok tömedékelése kivétel nélkül az MSZ EN 17522 szerint, alulról felfelé történik, a teljes kitöltés érdekében.
A fúrás és tömedékelés mellett nagy jelentőséget tulajdonítunk a talajszondák szakszerű összekötésének. A műanyag hegesztéseket elektrofittingekkel végezzük. Az alkalmazott FRANK GET Control hegesztőgép minden hegesztésről riportot készít, ami később kimenthető az eszközből. A vízszintes összekötéseket a talajszint alatt 1 méterrel vezetjük. A -1 méteres mélység biztosítja a külső hatásokkal szembeni biztonságot, illetve hőtechnikai szempontból kizárja a veszteségeket. A vízszintes összekötések is PE100 RC anyagból készülnek, mely egy jelentősen ellenálló anyagminőség és nem igényel homokterítést. Ennek ellenére, amennyiben a talajminőség indokolja, a vízszintes összekötéseket homokágyban vezetjük. A vízszintes összekötések felett 20-50 cm-rel zöld jelzőszalagot helyezünk el.
Osztó-gyűjtő elhelyezés, összekötés
A geotermikus rendszerek telepítése során a talajköri osztó-gyűjtőknek két fajtáját szoktuk alkalmazni. Magasabb szondaszám esetén az épületen kívül, földben elhelyezett osztó-gyűjtő aknát, míg kevesebb szonda esetén az épületen belül elhelyezett, előre szerelt osztó-gyűjtőt alkalmazunk. A megfelelő, gazdaságos és biztonságos üzem megvalósítására minden egységet hőmérséklet- és nyomásmérő műszerekkel, elzáró szerelvényekkel látunk el, valamint szondakörönként – a beszabályozáshoz szükséges – rotaméteres térfogatáram mérőket, és gömbcsapokat szerelünk fel. A rotaméteres beállító egység 5-42 l/min értékek közötti beállítást tesz lehetővé.
Az osztó-gyűjtőtől induló gerincvezeték közvetíti az összegyűjtött hőt a hőközpont felé. Ez a vezetékpár is PE100 anyagból készül, elektrofittinges, hegesztett kötésekkel. Az épületbe történő bevezetésnél a szakszerű falátvezetéshez előre elhelyezett védőcső szükséges. A védőcső és a haszoncső között gumiharang, vagy előfeszíthető gumitömítéses tömítőelem biztosítja a vízzáróságot. Ajánlatunk tartalmazza a szükséges tömítőelemet, de az épületszerkezetbe beépítendő vak- vagy védőcsövet nem. Az általunk alkalmazott tömítő elemek 63-as átmérőig NA110 (belső átmérő: 100 mm) védőcsövet igényelnek.
Feltöltés
A rendszer fagyálló feltöltését ipari feltöltő berendezéssel végezzük, hosszú keringtetéssel, így biztosítjuk a lehetőségekhez mért legkevesebb mikrobuborékot a fagyálló folyadékban. A fagyállóság mértéke függ a számításokban szereplő fűtési primer hőmérséklettől, valamint az aktuálisan ajánlott hőszivattyú gyártói előírásától. A fagyálló folyadék típusát és a fagyállóság fokát az ajánlatunk részletesen tartalmazza.
Talajszondás rendszerre a kivitelezés befejezésekor használatbavételi engedélyt kell kérni a bányakapitánysági hatóságtól. A használatbavételi engedélyt a rendszer beüzemelése után lehet igényelni.
Anyagfelhasználás
Munkáink során csak és kizárólag MSZ EN 17522 szabvány szerint minősített termékeket építünk be. Nagy jelentőséget tulajdonítunk a sok éves tapasztalat alapján, csúcstechnológiával előállított anyagminőségnek. Folyamatosan figyelemmel kísérjük és követjük a szakmai újdonságokat és technológiai újításokat. Mind a műanyag rendszerek, mind a hőszivattyúk vonatkozásában több jelentős európai beszállító termékeivel dolgozunk, mely cégek egyedi feltételeket biztosítanak részünkre.