A geotermikus hőszivattyúk egyik primer oldali hőenergia forrása lehet a talajszonda, melynek a méretezése kulcsfontosságú feladat egy geotermikus hőszivattyús rendszer tervezésekor.
A talajszonda méretezésének megkezdése előtt fontos tudnunk a talajszerkezet hőmérsékleti értékeit. Ezeket láthatjuk az alábbi diagramon, a talajban az év során, a mélység függvényében.
Talajszonda tervezés – Fontos adatok a tervezési fázisban
A talajszonda méretezéséhez tudni kell milyen hőmérsékleti értékekkel számolhatunk a talajban a mélység függvényében.
A fenti diagram tanulmányazásakor érdekes törvényszerűségek figyelhetőek meg:
Minél mélyebb réteget figyelünk meg, annál kisebb az év folyamán a hőmérséklet változás, 15 méter mélységnél – és az alatt – egész évben változatlan a talaj hőmérséklete. Ez azt is jelenti, hogy ha hőszivattyúval hőt vonunk el a 15 méter alatti rétegekből, akkor az a réteg a nyári meleg hatására nem képes visszamelegedni – feltöltődni a következő téli hőelvonásra – vagyis évről évre hidegebb lesz a talajnak ez a szelvénye.
Mitől tud még visszatöltődni ez a mélyebb talajszelvény?
- Nyári hűtés vagy passzívhűtés
- Áramló, mozgó talajvíz
- Hőáram a Föld magmája felől (nagyon gyenge, 70 mW/m2, szinte nullának tekinthető)
Fentiek milyen mélységű hőnyerésnél okoznak problémát? Maximum 10 méter mélységű szonda vagy horizontális talajkollektor a nyári melegben visszatöltődik, vélhetően 100 éves perspektívában sem lesz gond vele.
20 méteres szondák – ha van hűtési szolgáltatás nyáron – ezzel a többlet visszatáplálással szintén hosszú távon a kimerülés veszélye nélkül használhatóak akkor is, ha nincsen áramló vízréteg.
Minél mélyebb szondát alkalmazunk, annál nagyobb lehet az éves visszatáplálási hiány, hiszen egy 45 méteres szondának csak az egyharmada kap a nyári hőenergiából. A 15 méter alatti 30 méteres szakasz visszatöltéséről más forrásból kell gondoskodni, talajvíz hiánya esetén.
Ennek a gondolatnak az a konklúziója, hogy egy 100 méteres szondának már csak a 15 %-a töltődik fel a természeti forrásból, és 85 %-nál fordulhat elő túlhűlés.
Ezek a gondok 5-10 év múltán jelentkeznek, akkor már nehéz a kezelésük. A tervezési fázisban érdemes megelőzni ezt a kellemetlen jelenséget, amely egy idő után már üzemképtelenséget is okozhat.
Ennek kézenfekvő módja a kisebb mélységű hőnyerés kiépítése, de nem lehet túlságosan sekély, mert pl. egy 2 méter mélységben elhelyezett talajkollektor ugyan alkalmas a téli fűtési igény kiszolgálására megfelelő méretezés esetén, de a nyári passzívhűtéssel lehetnek gondok, mivel ha túlságosan hamar visszamelegszik a talajréteg, akkor már elégtelen lesz a passzívhűtés teljesítménye.
Talajszonda tervezés – Mi a kézenfekvő megoldás a talajszondák mélységére?
Emiatt látszik a legcélszerűbbnek a 10-20 méter mélységű talajszondák tervezése és létesítése. Ráadásul ennek a mélységnek a használata nem igényel Bányakapitánysági engedélyeztetési eljárást, csak bejelentési kötelezettség alá tartozik.
Amennyiben a témával kapcsolatban további információra van szüksége, keressen bennünket: Kardos Labor Kft., 1172 Budapest, Rétifarkas u. 5., tel.: +36-1-402-0478, e-mail: info1(kukac)kardoslabor(pont)hu
Borítókép: Megvalósított beruházás, talajszonda lehelyezése
Szólj hozzá!