GE-TRA s.r.o. homepage

Vážení zákazníci, níže bychom Vám rádi poskytli několik základních informací k systémům primárního okruhu tepelného čerpadla země-voda.

Co je to GEOTERMÁLNÍ ENERGIE?

Geotermální energie je energie uložená ve formě tepla pod povrchem země. Tepelný obsah země naplňuje naši současnou světovou poptávku po energii po dobu 30 milionů let. Podle lidských měřítek je tedy hodnota energie uložená v zemské kůře stejně nevyčerpatelná jako slunce.

Teplota podloží ve střední Evropě je cca 10°C ve 20 metrech a zvyšuje se v průměru asi o 3°C na 100 metrů. V horním plášti země je teplota kolem 1200°C, v zemském jádru je pravděpodobně 6000°C. Teplota země na povrchu je ovlivňována téměř výhradně sluncem a deštěm. Vzhledem ke špatné tepelné vodivosti země neovlivňuje slunce její teplotu do větší hloubky než 15 až 20 metrů.

Ve srovnání s jinými obnovitelnými zdroji energie má geotermální energie podstatnou výhodu: je nezávislá na dni, sezóně nebo převládajících klimatických podmínkách. Vzhledem k tomu, že k jejímu využití dochází přímo na místě, není zapotřebí žádných nákladných přepravních systémů. Využitím geotermální energie nedochází k přímé produkci emisí CO2. Technologie, které nám umožňují využívat geotermální energii, jsou dostupné prakticky kdekoliv.

Tepelná čerpadla a systémy

Tepelná čerpadla pracují na systému využití teploty média, ze kterého jí získávají (země, voda, vzduch) dle zvoleného systému tepelného čerpadla. Tepelná čerpadla se rozdělují na 3 základní systémy: země-voda, voda-voda a vzduch-voda. První slovo označuje látku nebo prostředí, ze kterého tepelné čerpadlo nízkopotenciální teplo získává, např. půda, spodní případně technologická voda nebo venkovní vzduch. Druhé slovo označuje látku nebo prostředí, do které tepelné čerpadlo teplo předává. Při vytápění je to většinou voda otopné soustavy, u větracích jednotek s tepelným čerpadlem je to větrací vzduch.

Proč zvolit tepelné čerpadlo země-voda?

Jelikož je možné prakticky téměř všude získávat a využívat nízkopotenciální teplo ze zemské kůry, je tepelné čerpadlo nejideálnějším řešením způsobu vytápění všech druhů objektů. Tepelná čerpadla země-voda stejně jako voda-voda pracují celoročně s vysokým topným faktorem (COP), tudíž mají nejvyšší účinnost. Vzhledem k tomu, že se nejvíce energie na vytápění objektů spotřebuje v zimních měsících, je nutné počítat s rozdílem v topném faktoru mezi tepelnými čerpadly, které berou energii ze země oproti těm, které ji berou ze vzduchu. Ve prospěch systému země-voda hraje i jejich nižší hlučnost a delší životnost, jelikož kompresor u zemního tepelného čerpadla pracuje se stabilní vstupní teplotou. Tepelným čerpadlem země-voda je možné také v zimě topit a v létě chladit za výhodných ekonomicky provozních nákladů.

Možnosti získávaní energie

1. Geotermální vrty - plytké vrty od 50 do 300m vystrojené jedno nebo dvouokruhovou sondou z PEHD.
2. Získávání energie z pilot - potrubí uloženo v hloubkových základech budov.
3. Zemní plošné kolektory (klasické uložení) - plastové potrubí z polyetylénu uloženo v zemi (1,2m - 1,5m).
4. Zemní plošné kolektory (slinky) - plastové potrubí z PEHD uloženo v hloubce cca 2m .
5. Plošné kolektory ve vodní ploše – plastové potrubí jímající teplo z vody, uloženo je na dně vodní plochy.
6. Energetické koše – potrubí navinuté do spirály ukládané do země od 2m do 6m (tento systém se v ČR prakticky nevyužívá).

Vrty vs. vzduch-voda

Zemní plošné kolektory vs. vzduch-voda

Přenos tepla mezi zemí a tepelným čerpadlem zprostředkuje v zemi uložené plastové potrubí, v němž proudí nemrznoucí teplonosná kapalina. Toto potrubí se nejčastěji ukládá do suchých hlubinných vrtů hlubokých od 60 do 300 m. Tam, kde je k dispozici dostatečně velký pozemek, existuje levnější varianta – plošný kolektor. V hloubce od 1 ,2 m do 1,5 m (běžný typ pokládky) se v příslušné délce pokládá plastové potrubí, které se následně opět zasype. Plošné kolektory jsou cca o 50% levnější než vrty, ale hodí se spíše pro menší instalace z důvodů požadavků na velikost plochy potřebné pro zemní plošný kolektor.

Geotermální vrty

U geotermálních vrtů se získává energie pomocí geotermálních zemních sond. Jedná se o uzavřený systém, kdy jsou vrty o hloubce od cca 50m do 150m (nejhlubší v ČR je 245m) vystrojované potrubím z PEHD. Na konci potrubí je vratné U koleno. Obvyklé vystrojení je pomocí jednookruhové sondy s potrubím 2x d40 (švédský systém) nebo dvouokruhové sondy s potrubím 4x d32. Při vrtech hlubších než 150m je to potrubí 4xd40 používané kvůli snížení tlakové ztráty. V současnosti má drtivá většina vrtů pro jímání zemního tepla hloubku do 150m. Ve větší hloubce je sice vyšší teplota horniny, ale otázkou zůstává výše nákladů na instalaci (dražší vrty a vystrojení). Proto je důležité propočítat před investicí do hlubších vrtů výši pořizovacích nákladů s předpokládaným ziskem (v podobě úspory). V případě systému pasivního/aktivního chlazení se hlubší vrty nedělají právě z důvodu vyšší teploty v podloží a nižším potenciálu při odevzdávání teploty směsi okolnímu prostředí. V systému koluje nemrznoucí směs (líh, glycerín, glykol), která je ředěná vodou na požadovanou nezámrznost. V tepelném čerpadle odevzdává svoji teplotu chladivu, kterou následně získává ohřátím v zemi. Teplota země ve 20m je cca 10°C a roste každých 30m o 1°C – není ovlivněna vnější teplotou na povrchu, a proto můžeme mluvit o stálém zdroji tepla ať je venku -20°C nebo +20°C. Změna teploty vzduchu nemá na teplotu v zemi přímý vliv. Je však nutno dodat, že teplota v zemi se liší na počátku topné sezóny (září-říjen) od teploty na konci topné sezóny (březen-duben). Proto musíme počítat při výpočtu hloubky geotermálních vrtů i s délkou topné sezóny v místě instalace. Při získávání tepla prostřednictvím geotermálních vertikálních sond uložených ve vrtech se klade obzvlášť vysoký důraz na dimenzování a kvalitní vystrojení vrtů. V případě jejich dimenzování (výpočet hloubky a množství vrtů) je nutné mít k dispozici více údajů, než jsou pouze tepelné ztráty objektu a výkon tepelného čerpadla. U vrtů musíme předem zjistit, zda je možnost odvrtat geotermální vrty do požadované hloubky v dané lokalitě.

V současnosti nejhlubší využívaný vrt na území České republiky se nachází ve Strakonicích. Vrt je odvrtaný do hloubky 245m společností V.H.S.H. s.r.o. a vystrojený geotermální sondou 4xd40 od společnosti GE-TRA s.r.o.

Informace nutné k předběžnému výpočtu hloubky a množství vrtů

1. Výkon tepelného čerpadla
2. Zvolený typ vytápění - podlahové / radiátory / kombinované
3. Předpokládaný počet hodin provozu tepelného čerpadla ročně / pokrytí tepelné ztráty
4. Místo instalace
5. Využití geotermálních vrtů – topení / ohřev TÚV / vytápění bazénu sezónně / celoročně
6. Využití pasivního případně aktivního chlazení v objektu
7. Celková roční potřeba tepla pro vytápění (MWh)

Při dimenzování hloubky vrtů by se nemělo počítat s větší ziskovostí než je 50 W pro vytápění z 1 metru vrtu (do 2400 hodin ročně pro vytápění včetně ohřevu TÚV). Skutečnou ziskovost horniny v dané lokalitě nám určí pouze Thermal response test (TRT). Jestli počítáme s vyšší ziskovostí, vystavujeme se riziku, že vydatnost vrtu bude nižší, než s jakou se počítalo a v průběhu několika let dojde k vymrznutí geotermálních vrtů (vrty se nebudou stíhat regenerovat).

Projekt a povolení

Podle výkladu Ministerstva zemědělství ČR, vydaného pod č.j. 18996/2002-6020 a stanoviska MŽP č.j. 20449/ENV/06906/810/06, je provozování tepelného čerpadla nakládáním s vodami, spočívajícím ve využívání jejich energetického potenciálu a vrty pro tepelné čerpadlo jsou vodními díly. Pro vrty je potřeba vyřídit stavební povolení vrtu a povolení jiného nakládání s vodami příslušným vodohospodářským orgánem státní správy. Podkladem je projekt vrtu pro tepelné čerpadlo, zpracovaný autorizovaným inženýrem pro stavby vodního hospodářství a hydrogeologický posudek, zpracovaný osobou s odbornou způsobilostí v oboru hydrogeologie.

Délka vyřízení všech příslušných povolení se liší v jednotlivých regionech a na úřadech.

Existují dva způsoby vyřízení povolení pro geotermální vrty:

1. Řádné povolení - s projektem i posudkem od hydrogeologa, povolením stavebního a báňského úřadu + vyřízením vodoprávního řízení. Vyřízení řádného povolení trvá 3-6 měsíců.
2. Průzkumné vrty - vydání takového povolení trvá zpravidla 4-5 týdnů od první návštěvy hydrogeologa na pozemku. Následně po odvrtání a vystrojení sondou se dodatečně vyřizuje vodoprávní řízení a vrt se kolauduje.

Pozor !!! Vrty by měli být prováděny pod hydrogeologickým dozorem aby nedošlo k ovlivnění hydrogeologických poměrů v lokalitě a k ovlivnění okolních vodních zdrojů. V opačném případě může dojít k tomu, že stavební úřad vrty neschválí.

V případě zájmu doporučíme hydrogeologa s příslušným razítkem v požadovaném regionu.

Orientační ceny povolení

1. Stavební projekt a hydrogeologický projekt cca 6.000 – 7.000 Kč
2. Vyřízení povolení na úřadech cca 5.000 – 7.000 Kč (v případě, že zákazník si nechce povolení vyřizovat sám)
3. Správní poplatky na úřadech – závisí od požadavků jednotlivých úřadů

Orientační ceny geotermálních vrtů

Cena za jeden metr vystrojeného a injektovaného vrtu pro tepelná čerpadla záleží na geologických podmínkách v dané oblasti a typu vystrojení. Při vhodných podmínkách, kdy se vrtá pomocí ponorného kladiva s pneumatickým výnosem vrtného jádra ve skalním masívu, se pohybuje cena při kvalitnějším vystrojení cca 800-900 Kč/m bez DPH v závislosti na místě a počtu geotermálních vrtů. V omezeně soudržných a silně zvodnělých sedimentech v některých oblastech je nutné použít technologie, umožňující průběžné pracovní propažování a vrtání pod výplachem. V takových případech se cena vrtu navyšuje na 900 - 1.000 Kč/m bez DPH. O této skutečnosti je investor předem informován.

V případě, že je cena za vrty extrémně nízká, může to mít několik důvodů, které jsou však v konečném důsledku k neprospěchu zákazníka. Jedná se hlavně o nekvalitní vystrojení, vrtnou firmu s pochybnými praktikami – v případě problému je následná jakákoli reklamace pouhou utopií.

Sondy GWE Pumpenboese a jejich kvalita

Společnost GE-TRA dodává sondy té nejvyšší kvality od renomovaného výrobce GWE Pumpenboese. Geotermální zemní sondy se skládají z potrubí PE100 RC STRONG. Výrobce používá navíc inovativní prvek - ochrannou hlavu GF z odolného plastu. Důvodem je ochránit vratné U koleno, které je mechanicky nejvíce namáhané při samotném zapouštění. Ke každé sondě je přiložen certifikát s potvrzením o tlakové zkoušce ve výrobním závodě na 24 barů. Geotermální sondy s ochrannou hlavou a potrubím PE100 RC STRONG, na které je poskytována prodloužená 10 letá záruka, jsou zárukou kvalitního vystrojení geotermálních vrtů.

Na co si dát pozor při geotermálních vrtech pro tepelná čerpadla:

1. Správné dimenzování hloubky a počtu vrtů (při správném dimenzování nemůže dojít k vymrznutí vrtu)
2. Dodržování bezpečných vzdáleností mezi geotermálními vrty v závislosti na hloubce vrtu – 10% z celkové délky vrtu
3. Použití ověřených materiálů s certifikací (u PE100 RC je to test Dr. Hessela a test šíření trhlin)
4. Používat služeb ověřených vrtných společností (nutné provedení vrtných prací s povolením od příslušných úřadů)
5. Dodržet základní podmínky a neohrozit stávající systémy vrtaných / kopaných studní v okolí (injektování vrtů – izolace jednotlivých zvodní)
6. 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)

Thermal Response Test (TRT)

Test pro určení tepelné vydatnosti horniny se používá zejména u instalací s výkonem nad 30 kW (v České republice kvůli jeho vyšší pořizovací ceně u instalací nad 70 kW) . Test nám dá přesné informace o potenciálu horniny, předpokládaný topný a chladící výkon. Při TRT se provede nejdříve vrt, který se vystrojí sondou. Sonda se následně napojí na měřící zařízení. V průběhu několika dní probíhá měření a ukládání údajů měřícího zařízení. V případě obzvláště velkých instalací a vrtných polí se dělá testů více. Vystrojené vrty, na kterých se provádělo měření, jsou plně funkční a následně využívané pro získávání zemního tepla.

Výhody TRT od zkušeného dodavatele

• přesné informace o předpokládaném výkonu vrtu pro vytápění/chlazení
• optimalizace počtu a hloubky vrtů
• 3D model pro chování se vrtů v průběhu topné sezóny po dobu několika let
• v případě vyšší vydatnosti vrtů v lokalitě instalace výrazná úspora nákladů na vrty

Naše společnost má zastoupení v této oblasti od německé společnosti HydroGeoConsult (HGC). Společnost má dlouholeté zkušenosti při měření několika vrtů na desítkách instalací v rámci Evropy.

Orientační cena pro základní měření s vyhodnocením je cca 2.500 – 3.000 €. Základní měření se doporučuje pouze pro instalace, kde budou geotermální zemní sondy s malým rozdílem v délkách sond případně u instalací do 150 kW. Při větších instalacích případně při instalacích, kde se kombinují geotermální vrty a piloty se doporučuje rozšířené verze s 3D modelem a optimalizací celé soustavy, cena je cca 4.000 – 5.000 €.

Aktivní/pasivní chlazení

V případech, kdy se při stavbě objektu počítá s aktivním/pasivním chlazením, je nutné dimenzovat hloubky a množství vrtů na požadavky dané instalace. Výhodou jsou zejména nižší náklady na chlazení objektu v letních měsících pomocí geotermálních vrtů, kdy se při pasivním chlazení odvádí teplo z místností prostřednictvím nemrznoucí směsi zpět do vrtů (běží pouze oběhové čerpadlo, nikoli tepelné čerpadlo). Pro dosažení většího chladícího výkonu se využívá aktivní chlazení, kdy pracuje i kompresor tepelného čerpadla. Systém aktivního chlazení se používá při větších objektech – dochází k úspoře provozních nákladů na chlazení oproti použití klasických klimatizací a zároveň se v případě vhodného podloží geotermální vrty “zpětně nabíjí“, takže dochází k následnému zlepšení topného faktoru v zimě.

Zemní plošné kolektory

Systém zemních plošných kolektorů (zemní registry) 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 uloženého v zemi. Jedná se o horizontální uzavřený systém, kdy je v zemi uloženo PEHD potrubí. Nejčastější způsob uložení je do výkopu, který je hluboký 1,2-1,5m případně do vyfrézované drážky rýhovačkou (elegantnější řešení + rozmělněná půda). Obvyklý rozměr použitého potrubí je d32 (32x2,9mm), při "švédském systému" je to d40 (40x3,7mm). Výhodou systému s větším průměrem potrubí d40 je možnost položit delší smyčku a snížit počet okruhů bez zbytečného navýšení tlakové ztráty. Výhodou systému s použitím potrubí d32 jsou nižší náklady na potrubí a lepší manipulace s potrubím. Co se týče ziskovosti z 1 m, je to spíše v rovině spekulací než přesně naměřených hodnot, jelikož se jednotlivé instalace nedají srovnávat. Druhý používaný systém v případě, že zákazník nedisponuje dostatečnou velikostí pozemku, jsou tzv. SLINKY. Slinky se ukládají do výkopu hlubokého cca 2m, širokého cca 1m a dlouhého cca 20 m. Na 1m² je použito 8 m - 10 m potrubí.

U obou systémů koluje stejně jako u vrtů 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 ovlivněná vnějšími podmínkami, jelikož do hloubky cca 5 m ovlivňuje teplotu v zemi slunce a déšť. Teplota v zemi do 5 m se liší také v závislosti od ročního období.

Potrubí a jeho kvalita

Společnost GE-TRA s.r.o. dodává potrubí pro plošné kolektory ve variantách PE100 RC STRONG a PE100+ Erdwärme. Při výrobním procesu se klade největší důraz na kvalitu a dodržení správného technologického postupu při výrobě a následném chladícím procesu. Samozřejmostí je stálá kontrola výrobního procesu a investice nejenom do použitých materiálů, ale i inovování výrobních závodů po celé Evropě včetně školení zaměstnanců výrobního závodu a odborností obsluhy strojů. Důkazem kvality jsou certifikáty kvality pro použití v oblasti geotermie.

Typy potrubí

Potrubí dodávané pro plošné kolektory je vždy v tlakové řadě PN16.

PE100 RC STRONG - potrubí nejvyšší kvality je vyrobeno z granulátu s označením RC (Resistance to Crack). PE-RC při dodržení správného technologického postupu při výrobě umožňuje alternativní pokládku bez pískového lože. Zásypový materiál musí být ze stavebně-technických důvodů stlačitelný a nesmí dojít k sevření volného průřezu potrubí. Investor ocení použití kvalitnějšího potrubí v podobě úspory, která vznikne odpadnutím nákupu písku, dovozu a jeho uložení. Dalším bonusem je přímý kontakt s okolní zeminou. Instalaci s potrubím PE100 RC STRONG ocení i realizační firma, jelikož se pokládka i celá instalace zrychluje a zefektivňuje.

Skutečného dodavatele potrubí PE100 RC poznáte po předložení certifikátu testu Dr. Hessela od společnosti Hessel Ingenieur Technik GmbH. Uvedený test spočívá v simulaci tlaku hrany (kamínek v zemi a pod.) na stěnu potrubí po dobu 8860 hodin.

PE100+ Erdwärme – potrubí vyrobeno z granulátu PE100. Výrobci, kteří smí označovat potrubí označením PE100+ sdružuje asociace výrobců PE100+ Association jejiž cílem je podporovat konzistentní kvalitu na nejvyšší úrovni. Potrubí PE100+ je opticky levnější než PE100 RC STRONG, musí se ovšem pokládat do pískového lože, což celou instalaci zdražuje. Používá se zejména v místech, kde je čistá jílovitá půda nebo v případech, kdy se propojuje sběrná šachta s tepelným čerpadlem a potrubí se ukládá do chráničky.

Potrubí pro plošné kolektory dodávané společností GE-TRA jsou vyráběna německým výrobcem GWE Pumpenboese, patřícím do koncernu společnosti BAUER, divize BAUER Resources.

Na co si dát pozor u zemních plošných kolektorů

1. Správné dimenzování (při správném dimenzování nemůže dojít k vymrznutí plošného kolektoru)
2. Vyspádování (v případě svažitého terénu počítat s odvzdušněním v nejvyšším bodě)
3. Použité potrubí (nekvalitním materiálem se zkracuje životnost, případně může dojít k navýšení tlakových ztrát)
4. Dodržení bezpečných vzdáleností (rozteč potrubí u klasického položení je minimálně 60-100cm v závislosti na průměru použitého potrubí, optimálně 1m od sebe)
5. Pokládat kolektor min. 70-100 cm od vodovodního potrubí/kanalizace, v případě křížení izolovat potrubí
6. Nemožnost následné výstavby na místě uložení plošného kolektoru

Tlakové ztráty a proudění kapaliny v primárním okruhu

Tlakové ztráty vznikající třením v potrubí mají zásadní vliv na chod tepelného čerpadla. Pro jejich výpočet je nutné znát požadovaný průtok primárním okruhem. Tlaková ztráta narůstá na každém komponentu primárního okruhu mj. potrubí plošného kolektoru anebo geotermální sondy, propojení vrtů se sběrnou šachtou, páteřním vedení, elektrotvarovkách, redukcích, T-kusech, průtokových regulátorech, výměníku tepelného čerpadla atd. Tlaková ztráta narůstá anebo se snižuje rovněž změnou typu kapaliny. Jejím ředěním a změnou teploty se mění hustota a viskozita kapaliny, která má vliv nejenom na tlakovou ztrátu, ale i na proudění kapaliny ve vrtech resp. zemních plošných kolektorech. Pro správné předávání tepla je nutné dodržovat optimální proudění kapaliny v potrubí. Při navržení okruhu je nutné rovněž počítat s výkonem oběhového čerpadla a tlakovou ztrátou vznikající v čerpadle tak, aby nedošlo k příliš velkému ochlazování média (kapaliny) na výparníku.

Optimální navržení hydrauliky a výpočet ztráty primárního okruhu tepelného čerpadla je jedním z prvků technické podpory společnosti GE-TRA s.r.o.

Redukce počtu větví (Y-kus)

Slouží ke 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 – dochází k výraznému snížení nákladů na propojení. Při použití redukce je nutné dodržet rovnoměrné rozdělení proudění kapaliny do obou smyček geotermálního vrtu.

Redukce počtu větví (Y-kusy) dodávané společností GE-TRA jsou vyráběny německým výrobcem GWE GF-TEC, patřícím do koncernu společnosti BAUER, divize BAUER Resources.

Rozdělovače / sběrače

Ke spojování primárního okruhu dochází při instalaci plošného kolektoru nebo při více než jednom vrtu. V takových případech je zapotřebí použít systém rozdělovače/sběrače. Celý systém bývá sestrojený z potrubí PEHD (případně nerez nebo měď), uzavíracích kulových kohoutů a v případě potřeby i regulátorů průtoku. Rozdělovač slouží k rozdělení nemrznoucí teplonosné kapaliny přitékající od tepelného čerpadla do jednotlivých smyček plošného kolektoru případně geotermálních vrtů. Sběrač má opačnou funkci - sdružuje nemrznoucí kapalinu, která je následně dopravena do tepelného čerpadla prostřednictvím jednoho potrubí větší dimenze. Rozdělovač/sběrač je instalován v sběrné šachtě nebo v technické místnosti kde musí být dokonale zaizolovaný.

Rozdělovače/sběrače dodávané společností GE-TRA jsou vyráběny německým výrobcem GWE GF-TEC.

GWE FIX-BOX

Elegantní řešení pro sdružení dvou až čtyř smyček plošného kolektoru případně geotermálních vrtů. GWE FIX-BOX je malá plastová šachta o rozměrech 43x45x39 cm. FIX-BOX je plně vystrojený systémem rozdělovače/sběrače, v případě požadavků se dodává včetně průtokových regulátorů. Výhodou jsou zejména rozměry, které usnadňují výkopové práce a také snadný přístup ke všem okruhům. Sběrna šachta primárního okruhu je vodotěsná, vyrábí se jak v pravém tak i levém provedení.

GWE FIX-BOX dodávaný společností GE-TRA je vyráběn německým výrobcem GWE GF-TEC.

Kruhová sběrná šachta

Kruhová sběrná šachta je vysoce efektivní pro většinu instalací. Důvodů, proč sdružit primární okruh v sběrné šachtě mimo objekt je hned několik.

1. Dochází k úspoře místa v technické místnosti
2. Výrazná úspora materiálu (potrubí, nemrznoucí kapalina, izolace, prostupy zdí)
3. Výrazné snížení ceny za provedení prací (výkop, řešení prostupů zdí, izolační práce)
4. Menší počet otvorů ve zdi
5. Minimální možnost kondenzace vody na potrubí při špatně provedených izolačních prací

Momentálně nabízíme u kruhových sběrných šachet několik variant velikostních provedení. Zákazník má rovněž u některých typů možnost volit mezi monolitickým a flexibilním víkem. Šachta s víkem FLEXI 600 umožňuje pojezd šachty nápravou osobního vozu až do váhy 600 Kg.

Kruhová sběrná šachta určená pro sdružení primárního okruhu je dodávaná společností GE-TRA je vyráběná německým výrobcem GWE GF-TEC.

Atypické šachty

Díky přímé spolupráci s výrobcem sběrných šachet lze nechat vyrobit prakticky libovolnou šachtu, pokud to technické podmínky dovolí. V součastné době lze nechat vyrobit kromě plastových šachet i šachty betonové, šachty pojízdné osobními i nákladními automobily.

Jednou z možností je rovněž nechat vyrobit rozdělovač/sběrač s deskou, která zabrání průsakům vody do objektu. Takhle "ošetřený" systém lze následně zalít přímo do základů objektu. Provedení má však i svoje omezení, se kterým je nutné při instalaci a projektování počítat.

Spojování primárního okruhu

Ke spojení jednotlivých potrubí se používají zejména elektrotvarovky (doporučujeme) popřípadě mechanické svěrné spojky.

Elektrotvarovky – tvoří doporučený systém bezpečných spojů v primárním okruhu tepelného čerpadla. Při jejich použití vzniká tzv. homogenní spoj, jehož výhodou je v případě správného provedení sváru absolutně těsný spoj. Prováděné testy prokázaly, že spoj provedený pomocí elektrospojky vydrží větší tlakovou zátěž než samotné potrubí. Jejich cena je na úrovni mechanických spojek, jedinou nevýhodou jsou vyšší pořizovací náklady na nákup elektrosvařovací řídící jednotky, kterou je však možné i zapůjčit u naší společnosti. Elektrotvarovky jsou vyráběny z materiálu PE100.

Mechanické svěrné spojky – využívané zejména při spojování vodovodního potrubí. V oblasti primárního okruhu tepelných čerpadel doporučujeme omezit jejich použití pouze na technickou místnost tepelného čerpadla kvůli případné kontrole netěsností, které mohou vzniknout v horizontu několika let. Spojky jsou vyráběné z polypropylenu, obsahují však těsnění z NBR, kterému vadí agresivnější látky zejména v minusových teplotách. Proto je nutné ředit nemrznoucí směsi s vodou na cca 25-35% s přimícháním látek pro ochranu uvedeného těsnění.

Eletrotvarovky a mechanické svěrné spojky dodávané společností GE-TRA jsou vyráběny švýcarským výrobcem, společností Georg Fischer +GF+.

Regulace průtoku

Při instalacích, kde je nutno odvrtat více geotermálních vrtů, které jsou umístněné v rozdílných vzdálenostech od systému rozdělovače/sběrače, je nutné použití průtokových regulátorů. Průtokové regulátory umožňují srovnání průtoku v jednotlivých smyčkách na přibližně stejnou hodnotu. V případě, že by se regulátory nepoužily, došlo by k většímu vytěžování nejbližší respektive nejkratší smyčky, která by při dlouhodobě větším průtoku postupně vymrzla. Stejný systém platí i při rozdílných délkách potrubí systému plošného kolektoru (při větším rozdílu než 5-10% mezi nejdelší a nejkratší smyčkou).

Průtokové regulátory jsou v případě požadavků součástí vystrojení rozdělovače/sběrače.

Páteřní vedení

K propojení rozdělovače/sběrače s tepelným čerpadlem dochází prostřednictvím páteřního vedení. Páteřní vedení je tvořeno polyetylenovým potrubím většího průměru z PE100+ nebo PE100 RC. Průměr potrubí je určen v závislosti od jeho délky a průtoku teplonosné nemrznoucí kapaliny. V případě, že nevezmeme v úvahu dané veličiny, může dojít ke zbytečnému navýšení tlakových ztrát a ke snížení průtoku primárním okruhem.

Potrubí pro páteřní vedení dodávané společností GE-TRA jsou vyráběné německým výrobcem GWE Pumpenboese.

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 2 m 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.

Kaučukové izolace dodávané společností GE-TRA jsou vyráběné německým výrobcem KAIMMANN GmbH.

Teplonosné médium / nemrznoucí směsi do primárního okruhu

V celém primárním okruhu koluje nemrznoucí teplonosná kapalina. Jedná se vždy o látky na lihové, glycerínové nebo glykolové bázi. Dodávaný koncentrát se ředí vodou na požadovanou nezámrznost dle informací na etiketě.

1. Lihová báze – využívá se zejména z důvodu nízké nákupní ceny a ekologické nezávadnosti. K zabarvení lihu a jeho aromatizaci dochází ve výrobním závodě. Jeho nevýhodou i výhodou je, že má lehce identifikovatelný zápach. Nepoužívá se u systémů s aktivním chlazením. Kapalina-koncentrát je hořlavá, její přeprava podléhá ADR a skladování režimu pro skladování hořlavin.
2. Glycerínová báze – nejnovější kapalina v nabídce společnosti GE-TRA. Doporučuje se zejména kvůli ekologické nezávadnosti, šetrnosti vůči těsněním a kovům a její bez zápachovitosti. Kapalina není hořlavá, přeprava nepodléhá ADR a rovněž není požadován zvláštní režim pro skladování kapaliny jako je tomu u kapalin na lihové bázi.
3. Etylénglykol – používá se do všech druhů topných systémů jako teplonosný přípravek. Ekologicky nebezpečná látka, při jejím použití je nutné mít dvojité jištění systému pro případ úniků z topných / chladících systémů.
   Po vypuštění je nutné kapalinu ekologicky zlikvidovat!
4. Propylenglykol - ekologicky nezávadná nemrznoucí kapalina, která se používá do všech druhů topných systémů jako teplonosný přípravek a současně tyto systémy chrání před korozí. Jeho výhodou je ekologická nezávadnost (při úniku do prostředí), nevýhodou je vysoká cena. Pro primární okruhy jeho použití nedoporučujeme z důvodu vysoké viskozity.

U všech typů platí, že směs, která se napouští do primárního okruhu, by měla obsahovat patřičné množství látek pro ochranu pryžových těsnění, inhibitorů koroze a také látky pro bezproblémové míchání s vodou. Teplonosné nemrznoucí kapaliny by měly procházet pravidelným servisem, stejně jako je to u oleje v motorech aut. Pravidelným servisem dochází k prodloužení jejich životnosti a zlepšením technických parametrů (hustota, ochrana systému před korozí, ochrana těsnění, stabilizace pH atd.).

Kompaktní těsnění – elegantní řešení pro bezpečné prostupy zdí

Na závěr jsme pro vás nachystali bezpečné prostupy zdí. Tato položka je opomíjená v řadě instalací – nutnost jejího použití poznávají zákazníci při zatékání tlakové vody do objektu. Jedná se o jednoduché provedení tlakotěsného prostupu skrze zeď objektu. Kompaktní těsnění tvoří dvě kovové destičky, mezi kterými je gumové těsnění. Celý systém je spojený několika šrouby. Těsnění je vloženo v ochranné pažnici, na kterou je navařena hydroizolace.

Princip - propojovací potrubí vložíme do těsnění patřičného rozměru, začneme utahovat šrouby. Šrouby stahují kovové destičky směrem k sobě a tím se gumové těsnění, které je mezi nimi vytěsňuje jak do zdi, tak i do potrubí. Výsledkem je elegantně vytěsněný prostup skrze zeď, který je po správné instalaci plynotěsný i vodotěsný.

Kompaktní těsnění dodávané společností GE-TRA je vyráběno v Německu.

Věříme, že Vám výše uvedené informace pomohly se zorientovat v problematice primárního okruhu.

Pro doplnění veškerých informací se neváhejte obrátit na pracovní tým společnosti GE-TRA s.r.o.

V případě, že se rozhodnete pro výběr zemního tepelného čerpadla, rádi Vám navrhneme primární okruh – případně doporučíme naše obchodní partnery pro instalaci, odvrtání a vystrojení geotermálních vrtů, zpracování hydrogeologického a stavebního projektu nebo pro provedení zemních prací.

Vážení zákazníci, níže bychom Vám rádi poskytli několik základních informací k problematice hydrovrtů.

V případě Vašeho zájmu o zhotovení vyplňte poptávkový formulář, který je umístněn zde.

Nákres studny (pro větší obrázek klikněte) - zdroj: www.glaukos.cz

Jakou studnu zvolit?

Častokrát se setkáváme s dotazem na rozdíl mezi kopanou (neboli tzv. šachtovou) a vrtanou studnou. Před srovnáním vlastních výhod a nevýhod obou systémů jímaní vody je nutné si odpověď na dotaz, k čemu bude dílo sloužit?

Voda pro soukromou osobu, která bude využita pouze na užitkové účely, má zcela jiné parametry a požadavky než „pitná voda“. Je důležité taktéž rozlišovat zdroj vody pro obec, společnosti zabývající se získávání vod z hlubinných pramenů a další velkoodběratelé, u kterých je požadované jímání vody té nejvyšší jakosti dle příslušných norem a předpisů.

Pro koncového uživatele, který má zájem o pozdější jímaní vody pro své obydlí, ať už se jedná o zdroj pitné nebo užitkové vody, by měla být jedním z kritérií při volbě pozemku skutečnost, zda-li bude moci dosáhnout na zdroj s požadovanou vydatností v území, kde plánuje výstavbu. V dřívějších dobách se zpravidla stavěla obydlí hlavně u vodních toků řek i menších potůčků tak, aby byla voda co nejsnadněji dosažitelná. Nyní to z objektivních příčin není možné.

Další, co je nutné mít na paměti, je, že na pozemek musí najet i technika pomocí které se bude celé dílo zhotovovat.

Proto je nutné důkladně zvážit všechny věci, které se týkají studny jako zdroje vody, již na počátku výběru pozemku a také před stavbou samotného obydlí.

Průzkum zvolené lokality

V případě, že jsme teprve ve fázi výběru pozemku, měli bychom se obrátit na hydrogeologa působícího v daném kraji. Je předpoklad, že zná místní poměry lépe než hydrogeolog ze vzdálenějších částí republiky.

První fáze k nové studni je průzkum zvoleného pozemku nejlépe místním proutkařem anebo modernějšími geofyzikálními přístroji. Další alternativu nabízí podrobný hydrogeologický průzkum v podobně jednoho či více průzkumných vrtů, který je však v drtivé většině případů pro řadového občana příliš nákladný. Vhodné je také informace od sousedů, případně hydrogeologa, jelikož všechny legálně zhotovená díla by měla být zaznamenána do geologického archívu (hloubky vrtů, průměry vrtů a vystrojení, vydatnost atd.)

Výsledkem je pro nás informace o předpokládané hloubce hladiny podzemní vody, odhad vydatnosti budoucí studny a případně způsob čerpání pro požadované účely.

Vrtaná studna vs. kopaná

Při rozhodovaní se mezi kopanou a vrtanou studnou bychom měli mít základní informace o předpokládané vydatnosti zdroje vody v obou případech.

Vrtaná studna

Vystrojení: PVC-U, PEHD, ocel-nerez s rozličnými průměry s atestem na pitnou vodu

Hloubka vrtů: Dle požadavků na vydatnost a kvalitu jímané vody

Použití: Vhodná pro jakékoliv potřeby

Vrtaná studna je vhodná zejména pro čerpání pitné i užitkové vody. Při jejím zhotovení je nutné počítat s větší hloubkou než u kopané studny. Výhodou je izolace svrchní mělké zvodně, která mívá často nižší kvalitu podzemní vody (viz kopané studny), a jímaní kvalitnější vody z hlubších horizontů. Vzhledem k tomu, že je čerpána voda z větších hloubek než u kopané studny, její množství není přímo závislé na momentálních klimatických podmínkách. Vrtaná studna jako taková má menší akumulaci přímo ve vrtu, uvedená skutečnost však může být vyřešená akumulační nádobou přímo v objektu. Snadné provedení pomocí vrtné soupravy a následné vystrojení umožňuje provézt celé dílo u mělčích vrtů standardně za 1 den při minimálním poškození stávajícího terénu. Jednoduché je také i umístnění – instalace čerpadla.

Kopaná studna

Vystrojení: Betónové skruže s vnitřním průměrem 1 metr

Hloubka vrtů: Dle požadavků, standardně do 12 metrů

Použití: Vhodné zejména pro užitkové účely

Kopaná studna má poměrně velkou akumulaci, která je však závislá od vydatnosti srážek. V suchých letních měsících může dojít ke výraznému kolísaní její hladiny. Problémy je možné rovněž očekávat i v zimě v období holomrazů. Může se tedy stát, že jsme bez zdroje vody zrovna v čase, kdy jej nejvíce potřebujeme. Další nevýhodou kopané studny je jímání vody z prvního horizontu, kde dochází k čerpání často druhotně znečistěné vody.

Při velkém množství přívalových dešťů, kdy dochází k menším anebo větším záplavám, netěsnící septiky a žumpy, nesprávné skladování hnoje nebo volný pohyb zvířat v okolí kopané studny může velmi pravděpodobně vést ke kontaminaci vody, které mohou být příčinou vážných infekčních chorob. Každá z možných infekcí může vést k vážným zdravotním následkům u dětí anebo osob, jež mají oslabenou imunitu. Tato voda nemusí nutně znamenat onemocnění u všech osob, jelikož odolnější jedinec nemusí pociťovat žádné následky, případně si lidský organizmus může vytvořit určitou imunitu-návyk a tudíž může být odolnější vůči baktériím, které se můžou ve vodě nacházet.

Při podezření na možnost znečištění je nutné provézt rozbor vody v laboratoři.

Z výše uvedených důvodů je možno říct, že kopaná studna je až na některé výjimky vhodná spíše pro jímaní vody pro užitkové účely.

Na co si dát pozor !!!

Vrtanou studnu si pořizujeme v drtivé většině případů jako zdroj pitné vody s výhledem dlouholetého bezproblémového provozu. V součastné době je na trhu veliký přetlak společností a živnostníků zabývajících se vrtáním. Mnoho firem i jednotlivců, kteří vlastní vrtné soupravy se snaží dosáhnout na zakázku všemi možnými prostředky a nezřídka se stává, že odvedená práce není v souladu s požadovanými předpisy (vrty na černo) anebo je použitá výstroj neadekvátní vůči požadovaným potřebám (kanalizační PVC).

Častokrát dochází při vystrojení vrtané studny k použití levných a nekvalitních materiálů, které byli původně vyrobeny pro zcela jiné účely. I díky stále vyššímu tlaku na cenu není neobvyklé, že vrtná společnost použije k vystrojení zdroje pitné vody kanalizační PVC trubky, do kterých provede pomocí pilky a nebo hobby vrtačky otvory pro nátok vody do pažnic. Při perforaci, která neodpovídá požadavkům – doporučením hydrogeologa, může dojít ke snížení vydatnosti zdroje při nízké perforaci anebo naopak jímaní spolu se sedimenty. Další výsledek použití nekvalitní výstroje může být nižší tlaková odolnost, která se může projevit zmáčknutím pažnic a následným kolapsem celého systému. Tlak působící na pažnici je v závislosti na geologii a hloubce vrtu mnohonásobně větší než tlak zeminy na povrchu. Tlaková odolnost běžně používaných pažnic ještě více klesá s navyšováním počtu děr anebo řezů (perforace) v pažnici. Při neodborném vyhotovení může dojít k přílišnému oslabení stěny pažnice a k jejímu následnému zmáčknutí se ve vrtu.

Tyto levné vrty navíc obvykle nebývají dostatečně (či vůbec) obsypány filtračním obsypem a hlavně nebývají utěsněny proti pronikání povrchových nebo mělkých podzemních vod. Tento postup je nezákonný, neboť tak může docházet ke kontaminaci hlubší zvodně znečištěnými svrchními vodami. Při čerpání podzemní vody je snižována hladina podzemní vody, což vede k zvětrávání skalního masivu ve vrtu. Ze skály se uvolňují drobná zrnka horniny a vrt tzv. "pískuje", tj. ve vodě se objevují sedimenty. Časem může dojít k uvolnění většího bloku horniny a zmáčknutí pažnice ve vrtu. A právě těmto rizikům zabraňuje kvalitně provedený obsyp vrtu. Pozor, tyto následky většinou zákazník pozná až za několik let, kdy už je pozdě na reklamaci vrtu u společnosti, která jej zhotovila! Kromě toho tyto vrty neodpovídají normě a vodoprávní úřad by je neměl vůbec povolit.

Následky neodborného vystrojení nekvalitním materiálem

• Použití běžných PVC-U pažnic – při větším tlaku dochází ke zmáčknutí pažnic, jež mají nižší tlakovou odolnost, jelikož jsou vyráběné pro horizontální pokládku
• Neodborné provedení perforace – další snížení tlakové odolnosti pažnic
• Nevhodný způsob spojování – různé oplechovávání spojů u PVC-U a PE trubek, nevhodná tolerance hrdel u PVC-U trubek. Dochází k nesouososti „pažnic“ a může dojít k rozpojení spojů a tudíž k neprůchodnosti vrtu
• Špatná perforace – dochází k naplavování částic, které zanášejí vrt a ničí čerpadlo, anebo zmenšení přítoku a snížení vydatnosti zdroje oproti předpokladům
• Nevhodné čerpadlo - při použití čerpadla s vyšším výkonem dochází k umělému strhávání částic a sedimentů z prostředí
• Nepoužití dostatečné vrstvy štěrkového obsypu - dochází k nedostatečnému filtrování částic, které se můžou dostat do vrtu a ucpat – znehodnotit čerpadlo
• Neprovedení těsnění mezikruží – možnost spojení povrchové vody se zvodní anebo propojení jednotlivých zvodní, kdy může dojít k propojení kvalitní a znečištěné vody.

Jistota kvalitního vystrojení

Společnost GE-TRA s.r.o. se specializuje na výrobky a pažnice té nejvyšší jakosti. Pažnice jsou vyráběny ve výrobních závodech společnosti GWE (člen skupiny BAUER), která má ve výrobě a vývoji více než 80 letou tradici.

Pažnice dodávané pro vystrojení vrtaných studní splňuji ta nejpřísnější kritéria. Pažnice jsou určeny a vyráběny, testovány speciálně pro vertikální uložení do vrtů. U všech typů a velikosti pažnic známe tlakovou odolnost. Nejdůležitější je při vystrojení hydrovrtů znát tlakovou odolnost perforovaných pažnic, procento perforace – propustnost a možnosti zapouštění do specifikovaných hloubek v určitých geologických podmínkách a při předpokládané výšce hladiny vody.

Všechny uvedené parametry jsou poskytovány jak hydrogeologům, tak i vrtným společnostem.

Legislativa

Podle současných právních norem je zdroj podzemní vody vodohospodářské dílo, jehož zřízení a provozování podléhá stanovené legislativy.

1. Realizace vrtané studny na základě stavebního povolení

Předem povolené vodohospodářské dílo. Autorizovaný projektant pro vodohospodářské stavby vypracuje projekt studny, stavebník doloží žádost, povolení k odběru a ke zřízení studny. Následně proběhne vodoprávní a územní řízení. K povolení díla je obvykle nutný také hydrogeologický posudek (vyjádření osoby s odbornou způsobilostí v hydrogeologii. Po vyhotovení díla žádá stavebník o uvedení vodohospodářského díla do trvalého provozu (kolaudace).

2. Realizace vrtané studny jako průzkumného díla

Zhotovení průzkumného geologického vrtu, který má již charakter hotového jímacího objektu (bez trvale osazeného čerpadla a přípojky do domu. Provádí se na základě ohlášení a jeho vyhodnocení způsobilým geologem slouží společně s projektem stavebně technické části od autorizovaného projektanta jako podklad pro vodoprávní řízení. Uvedený způsob je běžnější, neboť ne vždy je lokalita z hydrogeologického hlediska dostatečně prozkoumaná, aby bylo možné předem navrhnout přesné parametry studny. Je ale nezbytné (a podle zákona povinné), aby celému procesu přihlížel hydrogeolog. Tzv. "průzkumné vrty" vyhloubené studnařskými firmami bez hydrogeologického projektu a dozoru hydrogeologa ve skutečnosti vůbec průzkumnými vrty nejsou a při jejich následném převádění na studnu může dojít k problémům. Je také nutné zjistit, zda v lokalitě není např. stavební uzávěra na studny nebo jiné okolnosti, které by mohly převedení průzkumného vrtu na studnu zkomplikovat.

Stavební povolení studny a povolení odběru vody

Odběr vody ze studny je nakládáním s vodami ve smyslu vodního zákona a vyžaduje povolení příslušného vodoprávního úřadu, kterým je zpravidla odbor životního prostředí (oddělení vodního hospodářství) pověřeného úřadu nebo pověřeného úřadu s rozšířenou pravomocí (v případě právnických osob coby žadatele). Hlavními podklady pro povolení odběru vody jsou projekt studny a hydrogeologický průzkum nebo hydrogeologický posudek.

Stavební povolení studny se vydává zároveň s povolením odběru vody.

Hydrogeologický průzkum

Pro vrtané studny se provádí tak, že se provede průzkumný vrt. Vrtné práce se zdokumentují. Dokumentuje se zejména geologický profil vrtu a zvodnění, případně vliv vrtu na okolní vodní zdroje, aby se zamezilo pozdějším sousedským třenicím. Na průzkumném vrtu mohou provést čerpací zkoušky. Průzkumný vrt je zpravidla proveden tak, že jeho podzemní část má definitivní podobu vrtané studny. Po získání stavebního povolení studny a povolení odběru vody ze studny se provede pouze úprava zhlaví a napojení studny na zásobovaný objekt. Zpráva o hydrogeologickém průzkumu slouží podobně jako hydrogeologický posudek stavebním a vodohospodářským úřadům jako podklad pro povolení odběru podzemní vody a řeší rovněž bezpečnost odběru pro okolní studny a hydrogeologické poměry obecně. Hydrogeologický průzkum pro studnu dodáváme i v jednom celku, který obsahuje i projekt studny.

Hydrogeologický posudek pro studnu

Je vyžadován stavebním a vodohospodářským úřadem pro povolení odběru podzemní vody a řeší především bezpečnost odběru pro okolní studny a hydrogeologické poměry obecně. Hydrogeologický posudek provádíme v případě, že se jedná o dodatečné povolení odběru pro stávající studnu, nebo zhotovení dokumentace před realizací studny. Tento případ se týká zejména šachtové studny nebo vrtané studny v oblastech, které jsou hydrogeologicky velmi dobře prozkoumány. Hydrogeologický posudek pro studnu může doprovázet i projekt studny.

Vrtný výplach

Vývoj výplachové techniky začal objevením rotačního způsobu vrtání, který si nechal roku 1845 patentovat Angličan jménem Beart. Původně byla k výplachu používána voda, která byla vývojem vrtných prací nahrazena vrtnou drtí a tvořila suspenzi, označovanou jako vrtný kal. Zkušenosti ukázaly, že vrtné směsi, zvlášť po prohloubení mají lepší vlastnosti než čistá voda. Poté se s úspěchem začala místo čisté vody používat směs vody a jílu.

1921 bylo poprvé nasazeno zatěžkávadlo (baryt) ve vrtech v silnotlakém nalezišti.

1929 byly přidány chemikálie a ve vodě rozpustné polymery k optimalizaci výplachových vlastností.

Dnes jsou k dispozici komplexní výplachové systémy pro prakticky každý druh vrtných prací.

Jako vrtný výplach lze označit všechny, během vrtných prací kontrolované, cirkulující kapaliny nebo plyny.

Význam vrtného výplachu se nechá shrnout do těchto 5-ti bodů:

• Výnos vrtné drti ze spodu vrtu na povrch
• Udržet nevypažený vrt otevřený a stabilní
• Kompenzace zvýšeného ložiskového nebo horninového tlaku (voda/ropa/plyn).
• Šetrnost k obhospodařování provrtaných horizontů.
• Chlazení a mazání vrtného nářadí.

Dle získaných zkušeností nelze těchto požadavků dosáhnout v dostatečné míře při použití čisté vody jako výplachového prostředku. Její použití je omezeno na několik výjimečných případů jako vrtání v pevných, málo propustných skalách.

Výnos vrtné drtě ze dna vrtu na povrch podstatně ovlivňují tři faktory:

• Rychlost toku použitého výplachu.
• Rozdíl hustot výplachu a vrtné drti
• Viskozita vrtného výplachu.

Obzvlášť při způsobu vrtání s přímým výplachem (tlakový výplach) je vrtný průměr dimenzován tak, že v mezikruží vyvrtaného vrtu dosáhne tok výplachu rychlosti mezi 0,5-1,0 m/s .

Výplachová kapalina je obvykle suspenze jílového materiálu, zatěžkávadla a některých chemikálií.

K oddělení horninových úlomků a výplachu, který se vrací zpět do vrtu dochází na (vibračních) sítech. Výplach tak cirkuluje v podstatě uzavřeným systémem. Do výplachu jsou přimíchávány různé komponenty a je odstraňován písek, tak aby byly udržovány požadované parametry jako měrná hmotnost a viskozita.

Firma GE-TRA s.r.o. nabízí širokou škálu produktů pro výrobu jak bentonitového tak polymerového výplachu. Ve spolupráci s naším partnerem, firmou GWE pumpenboese, která má v této oblasti dlouholeté zkušenosti, jsme schopni dodat veškeré stroje, příslušenství, měřící techniku i know-how potřebné k správné a bezpečné přípravě těchto směsí.

Utěsnění mezikruží ve studnařství a geotermii

Požadavky na výplň mezikruží

• Ochrana spodních vod - Během vrtné procesu dochází k provrtání vrstev horniny, které v přirozeném stavu od sebe oddělují jednotlivé zvodně. Tyto díry musí být znovu vyplněny, aby nedošlo k nátoku horních, znečištěných vod do hlouběji ležících zvodní. Vyplněním se také zamezí hydraulickým zkratům a dojde k znovunastolení přirozených tlakových a tokových poměrů v provrtané hornině.
• Termická účinnost - Vyplnění mezikruží u geotermáních sond je nedílnou součástí celého termodynamického systému. Zaručuje pevné a úplné spojení zemní sondy s okolní horninou a díky výborné tepelné vodivosti také vyšší efektivitu celého díla.

Studnařství

Při tvorbě vrtů k získání, pozorování a průzkumu výskytu spodních vod, se vrtá z pravidla v soudržných sedimentech, které tvoří svou neporušenou strukturou hydraulickou bariéru. Oddělují naleziště spodní vody s rozdílnou kvalitou a mineralizací a zamezují proniknutí antropogeně zatížených vod do hluboko položených zvodní. Při demontáži resp. přestavbě vrtu na studnu nebo měřící místo, vzniká požadavek, provrtané jílovyté vrstvy použitím vhodných těsnících materiálů znovu stmelit.

Ve spolupráci s firmou GWE pumpenboese, jako hlavním výrobcem a dodavatelem studnařských materiálů, disponuje naše firma kvalifikovaným sortimentem účinných těsnících produktů na bázi bobtnavých jílů, stejně jako plastických, čerpatelných směsí tmelu a jílu. Stabilní suspenze jsou smíchány s vodou a kontrakčním postupem zabudovány ve velkých hloubkách.

Požadavky:

• Účinné utěsnění - systémová těsnost
• Nezávadnost vůči pitné vodě
• Bezpečné cílené umístění
• Geofyzikálně měřitelnost

Pro tvorbu těsnění ve studnařství se obzvlášť osvědčili vysoce bobtnavé jílovité produkty. Jejich významnou část tvoří jílovitý minerál Bentonit.

Rozhodující přednost oproti méně bobtnavým minerálům z kaolinitických jílů spočívá ve schopnosti nabrat na objemu a vytvořit tak tlakem napětí. Tímto dosáhneme pevného napojení jilového utěsnění na ohraničující plochy (použitá pažnice/stěna vrtu), čímž se zamezí odtoku po okrajích a dojde k požadované systémové těsnosti.

Geotermie

K zajištění kompletního a bezpečného napojení tepelného výměníku na okolní horninu po celé délce vrtu, jsou používány speciální teplosměnné látky, kterými je vrt od spodu nahoru utěsněn.

Vyplnění musí po vytvrdnutí zajistit těsné a dlouhodobé, fyzikálně a chemicky stálé napojení sondy na okolní horninu.

Injektážní směs je do vrtu vtlačována tvz. injektážní trubkou, která se do vrtu zavede spolu se sondou. Tímto potrubím se poté tlakově vyplňuje vrt odspoda nahoru.

Funkce utěsnění mezikruží:

• Zabránění hydraulickým zkratům a obnovení přirozených poměrů tlaku a proudění v provrtané hornině.
• Ochrana hlubinných zvodní před přitékáním povrchových vod znečištěných člověkem.
• Realizace vrtu s nízkým termický odporem díky pevnému napojení zemní sondy na okolní horninu bez vzduchových bublin.
• Dobrá tepelná vodivost zásypových materiálů, které optimálně odpovídají okolní hornině.

Produkty, které tyto funkce splňují, se vyvíjejí, zkoušejí a optimalizují pro uvedení na trh ve vlastní laboratoři firmy GWE. Všechny těsnící materiály nabízené naší firmou splňují požadavky VDI 4640 pro utěsnění geotermálních vrtů.

Firma GE-TRA spolupracuje v této oblasti také s Firmou MAT Mischanlagetechnik GmbH, která se specializuje na výrobu míchacích a injektážích zařízení, zaručujících výrobu stabilních suspenzí při efektivním využití materiálu.

1. Obecné informace

V současné době se stále častěji používají jako zdroj energie pro rodinné domy či průmyslové objekty tepelná čerpadla země – voda. Vedle již dobře známých systémů s využitím plošných kolektorů nebo geotermálních vrtů, přibývá instalací, které pro získávání nízkopotencionální energie z podloží využívají stavebních konstrukcí budovy. Jedná se především o aktivaci základů (pilot) při novostavbách. Takto využité základy budovy se označují jako energetické piloty. Stejným způsobem lze využít i stěn budovy, které se nacházejí pod úrovní terénu (podzemní parkoviště, stěny tunelů nebo metra ), pak se jedná o energetické stěny.

Především u staveb, které se nacházejí v místech s nezpevněným podložím je zapotřebí „ukotvení“ budovy pomocí pilot. Využití těchto stavebních prvků patří k nejefektivnějším a z hlediska investice i k nejvýhodnějším způsobům získávání geotermální energie. Vzhledem k tomu, že pod budovou nedochází k regeneraci podloží slunečním záření, jako tomu je u plošných kolektorů, jsou piloty často využívány jako akumulátory tepla resp. chladu. V topné sezóně tepelné čerpadlo odebírá energii z piloty a tím ji ochlazuje, v letním období se potom nakumulovaný chlad využije ke klimatizování a naopak se do pilot ukládá teplo. Nashromážděný chlad lze využít i bez použití tepelného čerpadla, respektive jeho kompresoru. Oběhové čerpadlo vhání chlad z pilot přímo do vzduchotechniky nebo stropních či stěnových panelů. Takovýto způsob chlazení se nazývá "free cooling" nebo-li pasivní chlazení. Pokud se chladící potenciál vyčerpá ještě v průběhu letního období nebo je jeho spotřeba tak vysoká, že musí pracovat kompresor tepelného čerpadla, dochází k tzv. aktivnímu chlazení, jehož výkon je vyšší.

Ziskovost pilot je ovlivněna několika faktory. Především druhem podloží ve kterém se piloty nacházejí. I zde platí, že ideální je zvodnělé podloží s písky, které vykazuje nejlepší vydatnost a hlavně zde díky pohybu spodních vod dochází k neustálé regeneraci. Dalším významným faktorem je pochopitelně hloubka a také průměr pilot, což ovlivňuje počet metrů potrubí, které je možné do piloty navinout.

Vzhledem k tomu, že jsou piloty pod budovou umístěny v malých rozestupech, hrozí zde vzájemné teplotní ovlivňování. Proto je ideální, pokud piloty slouží pro vytápění i chlazení a lze je tak využít jako tepelné akumulátory.

2. Dimenzování a instalace

Při dimenzování energetických pilot je potřeba dbát na to, že teplota v základech nesmí dlouhodobě klesnout do záporných hodnot, proto je správné dimenzování jedním z nejdůležitějších faktorů správně fungujícího systému. Pro zjištění přesných hodnot a předpokládané vydatnosti pilot je potřeba provedení TRT testu, který nám také dokáže dát odpověď na to, zda bude vydatnost pilot dostačující pro energetickou náročnost budovy nebo bude zapotřebí dodatečných geotermálních vrtů. Zásadní roly při dimenzování primárního okruhu hraje také druh podloží, hloubka a průměr pilot jakož i druh použitého betonu.

Energie je z piloty jímána prostřednictvím polyetylenového potrubí, které se upevní do armovacího koše, uloží do piloty a následně zabetonuje. Termicky aktivovat lze prakticky všechny druhy pilot, ať už se jedná o hotové piloty z betonu, vrtné piloty, šnekové piloty nebo piloty betonované přímo na stavbě.

3. Možnosti pokládky potrubí v energetických pilotech

Pro využití energie z pilot se nejčastěji používá polyetylenové potrubí d25x2,3mm. Potrubí lze do piloty uložit několika způsoby. Nejčastějším je tak zvaný meandrový způsob pokládky, při němž se potrubí upevňuje k armakoši v podélných smyčkách.

Kompaktní těsnění neboli průchodky zdí slouží k bezpečnému a trvalému utěsnění přívodu inženýrských sítí do objektu. Firma GE-TRA s.r.o. nabízí řešení splňující požadavky na plynotěsnost dle Vyhlášky Ministerstva pro místní rozvoj o požadavcích na výstavbu č. 137/98Sb. v § 11, odst. 4, kde se uvádí: Všechny prostupy vedení technického vybavení do staveb nebo jeho částí umístěné pod úrovní terénu musí být plynotěsné.

V našem sortimentu jsou plynotěsné a vodotěsné průchodky s tlakovou odolností od 1 do 5 barů, vhodné pro utěsnění přívodu jakékoli inženýrské sítě (plyn, voda, telefon, datové kabely, elektřina,…). Naše firma zajišťuje také poradenskou činnost a veškerý servis v oblasti montáží a projektů.

Kompaktní těsnění

Kompaktní těsnění pro bezpečné prostupy zdí do objektu se skládá z gumové části, kovových destiček a šroubů. Gumová část je stlačena prostřednictvím kovových destiček a tím vyplní a utěsní mezikruží. S naším těsněním dosáhnete vodotěsného i plynotěsného uzavření mezikruží mezi potrubím a chráničkou. Tlakové destičky jsou vyrobeny z nerezové oceli(1.4301 nebo 1.4571).

Kompaktní těsnění slouží jako optimální řešení bezpečného průchodu zdí objektu. Kompaktní těsnění je použitelné jak pro potrubí, jež je použito pro primární okruh tepelného čerpadla, tak i plynové, vodovodní a odpadní potrubí, teplovodní i předizolované potrubí či kabelové prostupy. Kompaktní těsnění lze vyrobit přesně dle požadavků zákazníka a to jak z různých gumových materiálů, které mohou být i žáruvzdorné či ropě odolné (NBR, EPDM, SBR, EPDM-Hitze…)tak i v různých provedeních (dvojité, s přírubou, víceprostupové,…).

Těsnění potrubního připojení

Těsnění slouží k odbornému a bezpečnému utěsnění potrubního připojení na šachtu nebo jiné větší potrubní vedení.

Prvek se používá k utěsnění potrubního připojení z PEHD, PVC KG-trubky, SML a GGG litinové trubky GFK a dalších na stávající betonové nebo kameninové kanalizační vedení.

Těsnění se používá do prefabrikovaných nebo vyvrtaných otvorů a zaručuje flexibilní spojení.

Materiál: Elastomer s hustou strukturou dle EN 681-1 a DIN 4060. Jako alternativu lze dodat materiál odolný ropě dle EN 681-1.

Těsnost splňuje požadavky dle DIN 4060.

Testování a zkoušky kvality provádí MPA Darmstadt.

Dvoudílné gumové těsnění

Dvoudílné gumové těsnění je narážecí těsnící prvek z gumy s profilovanou vnitřní i vnější stranou. Slouží k utěsnění kabelových nebo potrubních prostupů skrz ochrannou trubku nebo jádrové vrtání. Takový prostup je při správném provedení vodotěsný, plynotěsný a také protipožární.

Dvoudílné gumové těsnění se používá k utěsnění prostupů dle normy DIN 18195 proti tlakové vodě.

Standardní provedení pro vodotěsný a plynotěsný prostup do objektu, UV odolné, splňuje normy DIN, DVGW certifikát.

Tlaková odolnost je na vnitřní straně 1,5 barů a na přírubové straně 3 bary, což odpovídá 20 až 30 m vodního sloupce.

PVC ochranné pažnice

Ochranné PVC pažnice jsou vyrobeny z houževnatého PVC a z vnější strany zdrsněné, čímž dochází k jejich lepšímu přilnutí k okolnímu zdivu. Pažnice odolávají mrazu i korozi a lze je libovolně krátit.

Pažnice lze dodat i v silnostěnném provedení nebo vybaveny zásuvným hrdlem, které je ideální pro spojení s kabelovou chráničkou a zaručí tak vodotěsné propojení. PVC ochranné pažnice se používají při řešení prostupů do objektu v kombinaci s našim kompaktním těsněním nebo "O"kroužky. Tato kombinace zaručuje kvalitně utěsněný prostup dle VDE 0100, DIN1988, list G459/l.

Materiál:

• PVC - DIN 8061/62
• odolné korozi a mrazu
• standardní délky až do 6m
• lze dodat v průměrech od d45-d315mm

Límcové těsnění

Límcové těsnění pro trubky slouží jako důležitá bariéra proti vzlínání vody po trubce do objektu. Toto těsnění je extrémně stabilní a nedochází k jeho deformaci ani při betonování. Sada se skládá z těsnícího límce a upínacího pásku z nerezové oceli. Pro snadnou montáž dodáváme také speciální šroubovák pro utažení pásku.(sekce příslušenství)

Těsnění se ručně nasadí na trubku a upevní pomocí upínacího pásku. S elastickým límcovým těsněním je zaručena dokonalá těsnost mezi zabetonovanou trubkou a zdivem. Lze použít pro všechny druhy KG-trubek, kabelových chrániček, PE-trubek, ocelových trubek, stejně jako litých a cementových trubek.

Límec je vyroben z materiálů EPDM, je dostatečně široký a vhodný pro průměry trubek od d32–d400mm. Límcové těsnění splňují požadavky dle DIN 18195 – 18195-7 a zaručují těsnost proti spodní a tlakové vodě do 8 barů. Výrobky jsou certifikovány institutem TÜV.

Bližší informace o těchto i dalších produktech najdete v podsekci „Bezpečné prostupy – kompaktní těsnění“.