Επιλέξτε γλώσσα


PRODUCTS

Τσίτσος - Κλίμα - Σεμινάρια

Τσίτσος - Κλίμα - δωρεάν software

Τσίτσος - Κλίμα - Τεχνική βιβλιοθήκη

ΤΟ ΚΑΛΑΘΙ ΜΟΥ

The cart is empty

Αντλίες θερμότητας

Γεωθερμικός Κλιματισμός - Αντλίες Θερμότητας εδάφους-νερού

  Το ενδιαφέρον για την αντλία θερμότητας ως πηγή θέρμανσης, έχει σταθερά αυξηθεί από τα μέσα της δεκαετίας του ’90. Αυτό δεν προκαλεί έκπληξη, αφού αποτελεί την πιο φιλική προς το περιβάλλον (και την πιο συμφέρουσα) πηγή θέρμανσης για οικίες και επιχειρήσεις. Παρακάτω δίδονται απαντήσεις σε ερωτήματα που μπορούν να προκύψουν σχετικά με την τεχνολογία, τη λειτουργία, τα εξαρτήματα και την εγκατάσταση της αντλίας θερμότητας, το κόστος λειτουργίας, τη συντήρηση κλπ.

1.Τι είναι τα υπολείµµατα της γεώτρησης (drillcuttings);

Τα υπολείµµατα της γεώτρησης είναι το υλικό που έρχεται στην επιφάνεια κατά τη διάρκεια της γεώτρησης. Αποτελείται κυρίως από το ίδιο υλικό, όσο η γεώτρηση στους γεωλογικούς σχηµατισµούς προχωρά. Συνήθως µοιάζει µε διάλυµα γύψου ή πηλού φτιαγµένο από µίξη χαλικιού, άµµου και νερού. Αντί να αποµακρύνετε τα υπολείµµατα της γεώτρησης, µπορείτε να τα χρησιµοποιήσετε ως υλικό επίστρωσης στο οικόπεδο ή στον κήπο για να βελτιώσετε το έδαφος. Σε ορισµένες χώρες τα υπολείµµατα αυτά χρησιµοποιούνται για να ξαναγεµίσουν τις τρύπες µετά την εγκατάσταση των σωλήνων του συλλέκτη.

2.  Από πού αντλεί θερµότητα η αντλία θερµότητας; 
 

Η εγκατάσταση της αντλίας θερµότητας µεταφέρει θερµότητα από µια πηγή θερµότητας στην εγκατάσταση της εσωτερικής θέρµανσης. Οι καλύτερες και πιο σταθερές πηγές θερµότητας είναι τα πετρώµατα και το νερό του υπεδάφους. Η θερµική ενέργεια που διατηρεί τα πετρώµατα ζεστά, προέρχεται κυρίως από δύο πηγές. Κατά τη διάρκεια των θερµών περιόδων του χρόνου, η γη δέχεται µεγάλες ποσότητες θερµότητας από την ηλιακή ακτινοβολία και τη θερµότητα της βροχής. Όλο το χρόνο το πέτρωµα θερµαίνεται από κάτω από τις διαδικασίες που διενεργούνται στο εσωτερικό τµήµα της γης.

3.  Υπάρχει παντού πέτρωµα;
 

Υπάρχει παντού πέτρωµα, αλλά σε πολλά µέρη το έχετε διαπεράσει. Γενικά, υπάρχουν δύο είδη πετρώµατος που µπορούµε να συναντήσουµε µε αυτό τον τρόπο — το υπόγειο πέτρωµα και το ιζηµατογενές πέτρωµα. Και τα δύο αυτά πετρώµατα µπορούν να χρησιµοποιηθούν για την άντληση θερµικής ενέργειας, αλλά η θερµική αγωγιµότητά τους είναι διαφορετική. Στην πράξη αυτό σηµαίνει ότι, για την άντληση ίδιας ποσότητας ενέργειας, η γεώτρηση στο ιζηµατογενές πέτρωµα πρέπει να είναι βαθύτερη από ότι στο υπόγειο πέτρωµα.

4.  Πόσο βαθιά πρέπει να τρυπήσετε για να φτάσετε το υπόγειο πέτρωµα;
 

Για να φτάσετε το πέτρωµα πρέπει πρώτα να τρυπήσετε το στρώµα εδάφους, το οποίο έχει βάθος περίπου 7 µέτρα και µπορεί να ποικίλει από περιοχή σε περιοχή. Από άποψη ενέργειας το στρώµα εδάφους είναι σχετικά φτωχό και δίνει σχετικά περιορισµένη ενεργειακή απόδοση (περίπου το 1/3 από ότι το πέτρωµα).


5.  
Πως µπορούµε να ξέρουµε πόσο βαθιά µπορούµε να τρυπήσουµε το έδαφος όπου µένουµε για να φθάσουµε το πέτρωµα;

         Εάν µπορείτε να δείτε πέτρωµα πάνω από το έδαφος, αυτό µπορεί να αποτελέσει  ένδειξη υπόγειου πετρώµατος. Γεωλογικοί χάρτες µε σηµαντικές λεπτοµέρειες είναι διαθέσιµοι.  Μπορείτε  να επικοινωνήσετε µε το Ινστιτούτο Γεωλογικών Ερευνών, το οποίο µπορεί να σας βοηθήσει να εκτιµήσετε το βάθος, στο οποίο θα βρείτε συµπαγές πέτρωµα.
 

6.  Πόσο βαθιά πρέπει να γίνει η  γεώτρηση για να εγκατασταθεί αντλία θερµότητας;
 

 Το βάθος της γεώτρησης εξαρτάται από το πόση ενέργεια χρειάζεται να αντλήσετε για να θερµάνετε το σπίτι σας. Όσο περισσότερη θερµότητα χρειάζεστε, τόσο βαθύτερη πρέπει να είναι η γεώτρηση. Φυσικά, η απόσταση από την επιφάνεια του εδάφους ως το συµπαγές πέτρωµα είναι ένας παράγοντας στο συνολικό βάθος της διάτρησης. Πρώτα πρέπει να διαπεράσετε το στρώµα εδάφους. Αυτό το τµήµα της γεώτρησης πρέπει να δικτυωθεί µε χαλύβδινους  σωλήνες  ή  κάσες,  οι  οποίες  πρέπει  να  τοποθετηθούν τουλάχιστον 2 µέτρα µέσα στο συµπαγές πέτρωµα. Το καθιερωµένο κριτήριο πηγών ενέργειας δηλώνει ότι οι κάσες πρέπει να τοποθετηθούν τουλάχιστον 6 µέτρα κάτω από την επιφάνεια του εδάφους. Οι κάσες είναι το πιο δαπανηρό τµήµα της γεώτρησης. Για παράδειγµα, εάν το συµπαγές πέτρωµα βρίσκεται στα 8 µέτρα βάθος, απαιτούνται τουλάχιστον 10 µέτρα κάσες. Μετά από αυτό, η διάτρηση του πετρώµατος συνεχίζεται µέχρι να φθάσει το απαιτούµενο βάθος. Ο εγκαταστάτης σας θα κρίνει το βάθος της γεώτρησης µε βάση τις ενεργειακές ανάγκες και τις προδιαγραφές της εγκατάστασης της αντλίας θερµότητας.

7.  Πόσο καιρό διαρκεί η θερµότητα στο πέτρωµα;

         Η  εγκατάσταση  µιας  αντλίας  θερµότητας  συνδεδεµένης  µε  τη  γεώτρηση,    συνήθως µειώνει τη θερµοκρασία της γεώτρησης. Η µείωση όµως της θερµοκρασίας αντισταθµίζεται από την ενέργεια που παρέχει η µάζα του πετρώµατος. Έχει υπολογιστεί ότι η θερµοκρασία σταθεροποιείται µετά από περίπου 5 χρόνια, όπου θα είναι µερικούς βαθµούς χαµηλότερη από ότι ήταν πριν γίνει η γεώτρηση. Ωστόσο, σηµαντικό είναι η εγκατάσταση της αντλίας θερµότητας να µην αντλεί περισσότερη θερµότητα από ότι παρέχει το πέτρωµα στη γεώτρηση. Εάν η εγκατάσταση έχει τις σωστές διαστάσεις, η γεώτρηση θα µπορεί  να παρέχει θερµότητα απροσδιόριστα. Για το λόγο αυτό, είναι σηµαντικό να ορίσετε σωστά την εγκατάσταση ώστε να φθάσει στο σωστό βάθος γεώτρησης. Είναι γενικά παραδεκτό ότι ο ρυθµός άντλησης ενέργειας µπορεί να είναι 10-30 W/m (για κάθε µέτρο γεώτρησης) σε συνεχή λειτουργία. Όσο βορειότερα είναι η τοποθεσία, τόσο λιγότερη ενέργεια µπορεί να αντληθεί, χωρίς τον κίνδυνο του παγώµατος της γεώτρησης.
 

8.  Πόσο βάθος χρειάζεται να έχει η γεώτρηση;

        Το βάθος της γεώτρησης υπολογίζεται µε βάση το µέγεθος της εγκατάστασης της  αντλίας θερµότητας και τη θερµική αγωγιµότητα του πετρώµατος. Όσο µεγαλύτερη είναι .η αντλία θερµότητας, τόσο βαθύτερη πρέπει να είναι η γεώτρηση ή τόσες περισσότερες γεωτρήσεις µπορεί να χρειαστούν. Υπάρχει κάποιο όριο στην ποσότητα της θερµότητας που µπορεί να αποδώσει µια γεώτρηση — µια κοινή εκτίµηση είναι περίπου 10-30 W (watts) για κάθε µέτρο γεώτρησης — χωρίς να παύει να λειτουργεί ως πηγή ενέργειας. Η εταιρεία που παρέχει την εγκατάσταση της αντλίας θερµότητας ( ή ο κατασκευαστής) πρέπει να υπολογίσει το βάθος της γεώτρησης για το συγκεκριµένο µοντέλο αντλίας θερµότητας που παραγγείλατε ή επιλέξατε. Είναι σηµαντικό το βάθος να αναφέρεται στα έντυπα της παραγγελίας. Το νούµερο που αναφέρεται είναι συνήθως το πραγµατικό βάθος της γεώτρησης. Αυτό είναι το τµήµα της γεώτρησης που συναντά το συµπαγές πέτρωµα κάτω από το επίπεδο του εδάφους που υπάρχει νερό. Για να υπολογίσετε το συνολικό βάθος της γεώτρησης προσθέστε την απόσταση από την επιφάνεια του εδάφους ως το επίπεδο του εδάφους που υπάρχει νερό.

 

9.  Μπορούν οι  γεωτρήσεις να γίνουν ρηχότερα ή βαθύτερα;

         Μια γεώτρηση δεν µπορεί να γίνει ρηχότερη από το προτεινόµενο βάθος, αλλιώς απλά δεν θα µπορεί να παρέχει την απαιτούµενη από την εγκατάσταση ενέργεια και, θα υπάρχει ο κίνδυνος του παγώµατος της γεώτρησης. Οι γεωτρήσεις µπορούν φυσικά να γίνουν βαθύτερες, αλλά αυτό δεν εγγυάται απαραίτητα τη λειτουργία της εγκατάστασης. Ωστόσο,  εάν η αντλία θερµότητας είναι για να διαµορφώσει τµήµα ενός συστήµατος χαµηλής θερµοκρασίας (µε ενδοδαπέδια θέρµανση για παράδειγµα), προτείνεται το βάθος της γεώτρησης να αυξάνεται µε ποσοστό περίπου 20-25% πάνω από τη βασική τιµή. Σε αυτά τα συστήµατα η αντλία θερµότητας λειτουργεί πιο αποδοτικά, που σηµαίνει ότι αντλεί  θερµότητα από τη γεώτρηση πιο γρήγορα. Για να αντισταθµιστεί η επίδραση της ψύξης προτείνονται βαθύτερες τρύπες. Αυτό σηµαίνει ότι η θερµότητα από το πέτρωµα διοχετεύεται πιο γρήγορα στηγεώτρηση.
 

Δημοσιεύθηκε στο περιοδικό: "3-TECH", τεύχος 14, Απρίλιος 2003 από τον Τσίτσο Γ. Νικόλαο  Ναυπηγό Μηχανολόγο   Μηχανικό  Ε.Μ.Π - Καθηγητή Α.Ε.Ν. Ασπροπύργου.