Upravit stránku

INSTRUKCE PRO UKLÁDÁNÍ ZEMNÍCH SOND A KOLEKTORŮ

FV ENERGEO je ucelený systém klíčových prvků pro využití geotermální energie prostřednictvím hloubkových vrtů a plošných zemních kolektorů. Geotermální energie je jedním z nejekologičtějších a prakticky nevyčerpatelných zrojů tepla a představuje tak atraktivní řešení se zajímavou návratností.

Návrh a instalaci geotermálních systémů s tepelnými čerpadly mohou provádět výhradně autorizované osoby a firmy. Vrtání hloubkových vrtů řeší speciální právní předpisy pro důlní práce a povolování vrtů ve většině zemí podléhá báňskému úřadu.

PLOŠNÉ KOLEKTORY

Systém zemních plošných kolektorů je nejefektivnější volbou při úvaze o zvolení typu instalace tepelného čerpadla. Pořizovací náklady jsou srovnatelné se systémem vzduch-voda, výhodou je vyšší efektivnost (COP) a delší životnost kompresoru.

U plošných kolektorů se získává energie pomocí potrubí horizontálně uloženého v zemi, obvykle do 1,2-1,5m hlubokého výkopu případně do drážky vyhloubené rýhovačkou. Pro kolektory se používá obvykle potrubí d32 až d40, výjimečně d25.

V systému koluje v potrubí nemrznoucí teplonosná kapalina (líh, glycerín, glykol) ředěná s vodou na požadovanou nezámrznost. V tepelném čerpadle odevzdává svoji teplotu chladivu, kterou následně získává ohřevem v zemi. Teplota země je v hloubkách do 5m ovlivněná vnějšími podmínkami (déšť, sníh, vítr) a liší se také v závislosti od ročního období.

Na místě pokládky kolektorů nelze po položení provádět žádnou další výstavbu. Plošné kolektory musí být v závislosti na charakteru podloží provedeny z potrubí FV ENERGEO HDPE 100 RC v tlakových řadách PN10, PN12,5 a PN16. Tento materiál umožňuje pokládku bez pískového lože a provedení zásypu přímo vykopaným materiálem včetně kameniva do rozměru 200mm.

SPOJOVÁNÍ

Ke spojení jednotlivých potrubí se používají zejména elektrotvarovky, výjimečně mechanické svěrné spojky. Při použití elektrotvarovek vzniká absolutně těšný homogenní spoj proto v systému FV ENERGEO používáme vysoce kvalitní elektrotvarovky Georg Fisher.

Práce musí provádět pracovníci, kteří vlastní svářecí průkaz pro svařování plastů. Nelze svařovat polyetylén s polypropylénem; stejně tak ale upozorňujeme na nemožnost vzájemného svařování trubek a tvarovek z rozvětveného (LDPE, rPE) a lineárního polyetylénu. Svařenec těchto poměrně těžko od sebe odlišitelných materiálů (LDPE má pro stejný tlak větší tloušťku stěny) nemůže být v žádném případě prakticky použit.

Je-li nutno oba materiály spojit, použijte v případě Vašich pochybností o původu jednotlivých spojovaných trubek PE raději mechanické spojky.

PÁTEŘNÍ VEDENÍ

K propojení rozdělovače/sběrače s tepelným čerpadlem dochází prostřednictvím páteřního vedení. Páteřní vedení je tvořeno polyetylenovým potrubím většího průměru FV ENERGEO HDPE nebo FV ENERGEO HDPE-RC. Průměr potrubí je určen v závislosti od jeho délky a průtoku teplonosné nemrznoucí kapaliny. Páteřní vedení z trubek HDPE je nutné uiložit do ochranného pískového lože.

IZOLACE PRIMÁRNÍHO OKRUHU

Všechny druhy potrubí, ať už se jedná o páteřní vedení nebo potrubí vedoucí přímo od vrtů případně plošného kolektoru, je nutné začít 2m od objektu izolovat. Izolovat je nutné také veškeré potrubí v rámci objektu tak, aby nedošlo k případné kondenzaci vody na rozvodech. Izolovat primární okruh je možné pouze vhodnou kaučukovou izolací nikoliv izolací z materiálů PE apod. Potrubí izolované kaučukovou izolací vně objektu je nutné ochránit chráničkou a opatřit ji těsněním proti vniknutí vody do chráničky.

Zásady správné instalace zemních plošných kolektorů:

  • Správné dimenzování – nejdůležitější ochrana před vymrznutím kolektoru
  • Vyspádování pro snadné odvzdušnění v nejvyšším bodě
  • Dodržení bezpečných roztečí potrubí - minimálně 60-100cm v závislosti na průměru použitého potrubí, optimálně 1m
  • Pokládka kolektorů nejméně 0,7-1 m od vodovodního potrubí/kanalizace, v případě křížení s inženýrskými sítěmi izolování potrubí

GEOTERMÁLNÍ VRTY

U geotermálních vrtů se získává energie pomocí geotermálních zemních sond. Jedná se o uzavřený systém, kdy jsou vrty o hloubce od cca 70m do 300m vystrojované potrubím FV ENERGEO HDPE-RC Na konci potrubí je vratné U koleno. Používají se dva základní způsoby vystrojení:

  • Jednookruhové sondy s potrubím 2x25, 2x32 nebo 2x40mm
  • Dvouokruhové sondy s potrubím 4x 32mm.

Nejčastější hloubka vrtu je 150m. Teplota ve 20m hloubce pod povrchem je cca 10°C a roste každých 30m o 1°C – není ovlivněna okamžitým počasím ani vnější teplotou na povrchu nicméně se liší na počátku a na konci topné sezóny. V hloubce 150m je prakticky stálá teplota cca 15°C, dostatečná pro potřebný tepelný zisk. Ve větších hloubkách je vyšší tepelný zisk kompenzován výrazným nárůstem nákladů na instalaci (vrty a vystrojení). V systému koluje nemrznoucí směs (líh, glycerín, glykol), která je ředěná vodou na požadovanou nezámrznost.

Při dimenzování hloubky vrtů doporučujeme počítat se ziskovostí do 50 W/m pro vytápění a do zatížení cca 2400 hodin ročně pro vytápění včetně ohřevu TÚV. Ziskovost horniny je vhodné ověřit speciálním testem.

Hodnoty mohou v závislosti na stavbe horniny (puklinatost, bridlicnatost, zvetrávání) kolísat.

REDUKCE POČTU VĚTVÍ (Y KUS)

Y kus je speciální tvarovka pro sdružení dvouokruhových geotermálních zemních sond do jednoho okruhu (32-32-40 eventuálně 40-40-50). Jejich použitím se redukuje počet propojovacích potrubí vedoucích od vrtů k systému rozdělovače/ sběrače i počet výstupů samotného rozdělovače/sběrače. Y kus NELZE nahradit klasickým T kusem z důvodu prevence výrazné tlakové ztráty v celém systému! Při použití redukce je nutné dodržet rovnoměrné rozdělení proudění kapaliny do obou smyček geotermálního vrtu.

Zásady správné realizace geotermálních vrtů

  • Správné dimenzování hloubky a počtu vrtů (při správném dimenzování nemůže dojít k vymrznutí vrtu)
  • Dodržování bezpečných vzdáleností mezi geotermálními vrty v závislosti na
  • hloubce vrtu – doporučuje se cca 10% z celkové délky vrtu
  • Použití sond FV ENERGEO HDPE-RC
  • Používat služeb ověřených vrtných společností (nutné provedení vrtných prací s povolením od příslušných úřadů)
  • Dodržet základní podmínky a neohrozit stávající systémy vrtaných / kopaných studní v okolí (injektování vrtů – izolace jednotlivých zvodní)

Před samotným projektem je nutné zjistit, zda je možné na pozemku vrtat a případně do jaké hloubky (v CHKO, území v okolí důlních šachet, ochranné pásmo pražského metra)

POKLÁDKA DO PÍSKOVÉHO LOŽE

Pokládka do otevřeného výkopu, kde je pro podsyp a obsyp potrubí použit písek, patří mezi nejstarší způsoby pokládky PE potrubí. Pokud bychom starší typy PE potrubí (PE 63, PE 80 a PE 100), které nemají zvýšenou odolnost proti mechanickému namáhání, neuložili do pískového lože, snížila by se jejich očekávaná životnost více než pětkrát. Díky pískovému podsypu a obsypu, které potrubí chrání, patří tento způsob pokládky mezi pokládky s nízkým rizikem poškození

POKLÁDKA

Pro potrubí z HDPE-RC platí,že jeho pokládku a zásyp lze realizovat bez pískového lože přímo s využitím vykopané zeminy a to včetně kameniva až do 200mm.

Pro potrubí z HDPE je nutné respektovat charakter podloží. Pokud se trasa potrubí nachází v oblastech, kde jsou zeminy třídy těžitelnosti I. až IV. (dle ČSN 73 6133 : 2010), můžeme použít pro pokládku také přímo vykopanou zeminu. Přesné vymezení třídy těžitelnosti lze stanovit pouze geologickým průzkumem, který většinou je součástí přípravy každého projektu. Zemní práce během pokládky potrubí nesmí ovlivnit jeho ovalitu. Materiál pro obsyp a zásyp musí být dostatečně zhutnitelný. Potrubí se ukládá na vyrovnané a zpevněné dno rýhy. Obsyp se provádí po vrstvách a hutní.

Pokud se trasa potrubí nachází v oblastech, kde se vyskytují zeminy třídy těžitelnosti V. až VII. nebo výskyt zemin třídy těžitelnosti V. až VII. nelze vyvrátit, je nutné potrubí řádně ukládat do pískového lože.

SPOJOVÁNÍ

Ke spojení jednotlivých potrubí se používají zejména elektrotvarovky, výjimečně mechanické svěrné spojky. Při použití elektrotvarovek vzniká absolutně těšný homogenní spoj proto v systému FV ENERGEO používáme vysoce kvalitní elektrotvarovky Georg Fisher.

SVAŘOVÁNÍ

Pro spojování trubek FV ENERGEO HDPE a HDPE-RC s tvarovkami lze použít svařování natupo, polyfúzní nebo za pomoci elektrotvarovek, které pro systém FV ENERGEO doporučujeme. Elektrotvarovky kromě bezproblémového vytvoření spoje přímo v terénu umožňují také sestavení celého potrubního systému díky integrovaným svorkám.

Svařovací práce musí provádět pracovníci, kteří vlastní svářecí průkaz pro svařování plastů.

Je nepřípustné svařovat polyetylén s polypropylénem a svařovat trubky a tvarovky z rozvětveného (LDPE, PE) a lineárního (HDPE, HDPE-RC) polyetylénu. Je-li nutno oba materiály spojit, je nutné použít mechanické spojky.

Nejdůležitějšími operacemi pro dosažení kvalitního sváru jsou:

  • očištění konců trubek a případně i tvarovek od mechanických nečistot
  • kolmé seřezání (ohoblování) konců trubek tak, aby maximální vzdálenost při sražení trubek činila 0,5 mm.
  • kontrola vzájemného přesazení trubek, které nesmí přesahovat 1/10 tloušťky stěny (pozor na trubky různých tlakových řad!)
  • pro polyfúzní a elektro svařování: odstranění oxidované vrstvy plastu s následným čištěním vhodným odmašťovacím a čisticím prostředkem. Čištění se provádí těsně před svařováním a očištěné plochy se nesmí znečistit ani dotykem ruky.
  • Místo, kde se svařuje natupo či polyfůzně, by mělo být chráněno před povětrnostními podmínkami.

Pozor při svařování za nízkých teplot - dovolené minimální teploty, při nichž lze ještě svařovat, jsou dány vlastnostmi svářeček respektive elektrotvarovek. V silném větru je při sváření natupu nebo polyfůzním sváření kromě kontroly správného nastavení teplot svařovacích přípravků nezbytné kontrolovat i skutečnou teploty přípravku. Svařovací teplota pro svařování PE natupo je 200 až 220 ° C, pro polyfúzní svařování je rozmezí 250 - 270 °C. Důležité je dodržení časového průběhu jednotlivých operací včetně doby chladnutí, během níž nelze svár mechanicky zatěžovat. V této souvislosti odkazujeme na návody výrobců jednotlivých svařovacích přístrojů a především na povinná školení.

MECHANICKÉ SPOJOVÁNÍ

Mechanické svěrné spojky umožňují spojování kombinací různých materiálů a možnost použití i mírně oválných trubek, které si jsou tvarovky schopny zformovat. Spojky mohou být kovové nebo plastové. Správně provedené spojení má stejnou nebo vyšší pevnost v tahu, než samotná spojená trubka. Do této skupiny je možno zařadit i spojování za pomoci přírub (lemových nákružků).

MANIPULACE S POTRUBÍM, MECHANICKÉ NAMÁHÁNÍ A ZMĚNY SMĚRU POTRUBÍ (OHÝBÁNÍ)

Není dovoleno provádět na stavbě tvarování trubek za tepla. Pružnost PE však dovoluje provést změnu směru nebo kopírovat terén tvorbou oblouků o poloměru R, pro který v závislosti na teplotě platí (nezávisle na tlakové řadě trubky):

  • 20°C.................. 20 x D
  • 10°C ..................35 x D
  • 0°C.................... 50 x D

kde D je vnější průměr trubky. Vhodně provedený výkop může tedy znamenat materiálovou i časovou úsporu.

K větším změnám směru je nutné použít příslušné tvarovky.

Cívky s trubkami je nutné chránit proti mechanickému poškození. V případě viditelného poškození svrchní vrstvy (její proříznutí či sedření) je nezbytné příslušnou část trubky vyříznout a konce spojit vhodnou tvarovkou.

Trubky mohou být odvíjeny pouze opačným způsobem, než jak byly navíjeny při výrobě. Je zakázáno odvíjení ve spirále, kdy je stěna trubky torzně namáhána, a kdy hrozí “zlomení” trubky!!

Armatury a litinové tvarovky je nutno zabudovat tak, aby jejich hmotností nebo silou potřebnou pro jejich obsluhu nebylo potrubí namáháno silami, s nimiž se při projektování řadu nepočítalo. Doporučuje se fixace armatur „pevným bodem“- tj. použitím betonového bloku a podobně.