Sondy ukośne współosiowe

Zastosowanie  

Sondy ukośne znajdują zastosowanie na działkach o małej powierzchni na których dodatkowo istnieje problem wierceń głębokich z uwagi na niekorzystne warunki geologiczne (warstwy wodonośne, kurzawka, itp.). Pod względem zagospodarowania powierzchni, jest to alternatywne rozwiązanie w stosunku do wymienników gruntowych spiralnych różniące się jednak zasadniczo budową i zasadą działania. Sondy ukośne umieszczane są w specjalnie wykonanych odwiertach metodą GRD od wspólnej studni zbiorczej. Wiercenie wykonywane jest lekkim sprzętem, dzięki czemu powstają mniejsze szkody niż w przypadku sond gruntowych głębinowych. Mniejszy jest też ich zasięg; sondy ukośne posiadają długość zwykle 30-50m, co przy wierceniu ukośnym daje całkowitą głębokość odwiertu nie większą niż 40m względem poziomu terenu.

 Budowa i zasada działania

Technologia sond ukośnych dostępna jest w kraju w firmie REHAU i znana pod nazwą sond współosiowych, co w lepszy sposób tłumaczy ich budowę. Sonda składa się z dwóch współosiowych rur, zewnętrznej i wewnętrznej wykonanych z polietylenu PE-RC. Schłodzony czynnik roboczy w obiegu pompy ciepła wpływa w przestrzeni międzyrurowej aż do samego dna sondy odbierając przy tym ciepło od gruntu i powraca  rurą wewnętrzną. Sondy umieszczone są w sposób szczelny w ścianach studni zbiorczej i podłączone osobnymi przewodami elastycznymi z rozdzielaczami zasilania i powrotu.

Rys. Sonda współosiowa. Ozn. 1- głowica sondy, 2-stopa sondy wykonana ze stali nierdzewnej, 3- dopływ czynnika roboczego schłodzonego, 4- odpływ czynnika ogrzanego (powrót do pompy ciepła), 5- opcjonalnie izolowana rura wewnętrzna zabezpieczająca przed „zwarciem termicznym”

Sondy współosiowe REHAU dostępne są w kilku rozmiarach o długości 30, 40 i 50m oraz o średnicach rur (zewnętrzna/wewnętrzna) – 63×5,8/32×2,9mm i 50×4,6/25×2,3mm

 Tabela. parametry sond Raugeo

 

 

  Projektowanie

Możliwa do osiągnięcia wydajność poboru ciepła geotermalnego sondy współosiowej zależy tak jak w przypadku sond geotermalnych od parametrów gruntu. Dodatkowo należy uwzględnić kąt, pod jakim będzie wykonany odwiert oraz głębokość każdej sondy współosiowej. Do wstępnych szacunków można zastosować sposób obliczeń podany w wytycznej VDI 4640. Do dokładnych obliczeń zaleca się przeprowadzenie symulacji, jak zostało to opisane w wytycznej VDI 4640.

  Montaż
We właściwych urzędach należy zdobyć informacje, jakie zezwolenia są konieczne do montażu sond współosiowych.

Wymagane odstępy:

– Otwór na sondę powinien znajdować się w odległości co najmniej 2 m od budynków. W przypadku montażu pod budynkiem sondy nie mogą

naruszać stabilności konstrukcji budynku.

– Zgodnie z VDI 4640 między sondami geotermalnymi muszą być zachowane odpowiednie odstępy, aby sondy nie oddziaływały na siebie wzajemnie. Należy przestrzegać wymagań zawartych w krajowych

normach i wytycznych oraz przepisach ustawowych.

– Odległość od innych instalacji zaopatrujących w media powinna wynosić co najmniej 0,7 m. Jeśli ta odległość będzie mniejsza, konieczna jest odpowiednia izolacja rur.
Kontrola sondy

Po dostawie należy sprawdzić, czy sonda nie ma widocznych uszkodzeń. Sondy z widocznymi uszkodzeniami nie mogą być zamontowane. Bezpośrednio przed wprowadzeniem w otwór sondę należy poddać odpowiedniej próbie ciśnieniowej, aby upewnić się, że jest nienaruszona i wykluczyć uszkodzenia powstałe w trakcie składowania i transportu. Sondę można zamontować tylko po udanej próbie ciśnieniowej. W protokole należy zapisać warunki i wynik próby ciśnieniowej.
Wprowadzenie sondy w otwór wiertniczy

Najpierw wprowadza się w otwór rurę zewnętrzną sondy za pomocą odpowiedniej rozwijarki. Jeśli wykop jest wilgotny lub wypełniony wodą zaleca się dla ułatwienia napełnienie rury zewnętrznej wodą.

Jeśli wykop jest suchy sonda powinna być napełniona wodą najpóźniej przed wypełnieniem wykopu. Rurę napełniającą należy wprowadzić w otwór razem z rurą zewnętrzną, a w przypadku głębokich odwiertów można zastosować drugą rurę napełniającą, aby wypełnienie było równomierne. Rury sondy muszą być szczelnie zamknięte aż do momentu podłączenia, aby nie dopuścić do ich zanieczyszczenia

Po wprowadzeniu całej sondy w otwór wiertniczy i przed jego wypełnieniem zaleca się przeprowadzenie próby szczelności wg PN-EN 805 i przepływu, aby wykryć uszkodzenia, które mogły powstać podczas

montażu.
Wypełnienie otworu wiertniczego

Wypełnienie otworu z sondami musi zapewnić zgodnie z VDI 4640 cz. 2 trwałe pod względem fizycznym i chemicznych związanie sondy z otaczającym gruntem. Wypełnienie nie może mieć pęcherzy powietrza ani pustych przestrzeni. Tylko takie wypełnienie otworu wiertniczego, wykonane należycie i zgodnie z VDI 4640 może zapewnić prawidłowe funkcjonowanie systemu. Materiał wypełniający otwór wiertniczy należy dobrać uwzględniając właściwości takie jak przewodność cieplna, wpływ na środowisko,

gęstość, przepuszczalność wody oraz mrozoodporność. Zaleca się stosowanie wyłącznie materiałów wypełniających RAUGEO therm.

Podłączenie sondy i końcowa próba szczelności całego systemu

Po wypełnieniu otworu wiertniczego należy wprowadzić rurę wewnętrzną sondy w rurę zewnętrzną i połączyć za pomocą śrubunku w głowicy sondy. Zmontowaną, napełnioną i odpowietrzoną sondę należy poddać końcowej próbie ciśnieniowej. Wynik próby należy zapisać w protokole i przekazać go inwestorowi.

Jeśli sonda nie może być podłączona bezpośrednio i istnieje niebezpieczeństwo zamarznięcia, należy opróżnić sondę do głębokości 2 m poniżej górnej rzędnej terenu. Można to zrobić poprzez podłączenie

przewodu sprężonego powietrza pod małym ciśnieniem do sondy, wówczas woda wylewa się z drugiego końca sondy. Aż do ostatecznego podłączenia sondy końce rur muszą być szczelnie zamknięte i zabezpieczone przed uszkodzeniem. Przewody zasilania i powrotu sond współosiowych są podłączane do rozdzielacza pojedynczo za pomocą elementów podłączeniowych RAUGEO. Rozdzielacz powinien być zamontowany w najwyższym punkcie instalacji, aby umożliwić całkowite odpowietrzenie, w przeciwnym razie należy zaplanować odpowiedni odpowietrzacz. Rozdzielacze

mogą być wyposażone w przepływomierze i regulatory przepływu medium w sondach. Przed uruchomieniem systemu należy przeprowadzić próbę szczelności, np. zgodnie z PN-EN 805. Należy sprawdzić równomierność przepływu w sondach i sporządzić protokół z próby.

 

Przebieg montażu