Dol ne źró dło dla grun to wych pomp cie pła (2)

miesięcznik informacyjno-techniczny
12 (184), grudzień 2013
Dolne źródło dla gruntowych pomp ciepła (2)
Dobre
usieciowanie
Wykorzystywanie energii geotermalnej za pomocą sond i kolektorów geotermalnych w ostatnich latach przeżyło rozkwit.
Oprócz nowych form kolektorów opracowano i zastosowano
również nowe materiały, które mają znacznie lepsze właściwości w porównaniu z używanymi dotąd tworzywami PE80/PE100
i pozwalają na nowe zastosowania.
Sondy geotermalne z PE 100-RC
wg PAS 1075 muszą podlegać regularnej wewnętrznej i zewnętrznej kontroli jakości przez akredytowane laboratorium badawcze, które potwierdzi
osiągnięcie minimalnego okresu użytkowania wynoszącego 100 lat także
przy typowym spotykanym na budowie wypełnieniu wykopu i technice
układania oraz mimo obciążeń punktowych działających na rurę.
Odporność na obciążenia
punktowe
Użytkownik i projektant powinni
jednak postępować szczególnie
ostrożnie w przypadku sond geotermalnych, które wprawdzie są zachwalane jako „odporne na obciążenia
punktowe” lub są produkowane z samodzielnie wybranych materiałów o
nazwach niezastrzeżonych, jak np.
„PE 100 VRC”, „PE 100 RC plus”
itd. bez pisemnego poświadczenia
przez akredytowane laboratorium jakości zgodnej z PAS 1075. W przypadku takich sond istnieje wątpliwość,
czy dostarczona na budowę rura jest
rzeczywiście wykonana ze 100% PE
100-RC zgodnie z PAS 1075. Brakuje, niestety, szybkiej metody badawczej dla użytkownika, dzięki której
mógłby on prawidłowo ocenić użyteczność i jakość poszczególnych materiałów połączonych w rurze wielowarstwowej.
Procedury wymagane do oceny minimalnego okresu użytkowania wynoszącego 100 lat dla sond PE 100-RC
oraz warunków budowlanych są usta-
24
lone i akredytowane. Szczególnie dobre okazały się metoda badawcza
FNCT (test karbu), próba odporności na obciążenia punktowe i starzenie termiczne. Przy znanej zależności
okazało się ponadto sensowne skrócenie czasów badania przy pierwszym
badaniu i badaniu kontrolnym poprzez przyspieszoną procedurę badawczą. W związku z tym szczególne
znaczenie ma test żywotności ACT
(„accelerated creep test”). Dlatego
opublikowany dokument PAS 1075
jest krokiem milowym w zapewnieniu
jakości również tego typu pionowym
sondom geotermalnym z tworzywa
PE 100-RC, które wykraczają daleko
poza poziom techniki niesieciowanych sond geotermalnych znanych
dotychczas z VDI 4640.
Minimalnym wymaganiem dla jakości surowca takich systemów rurowych okazała się wartość ACT > 320
h (mierzona na granulacie każdej partii surowca), która w praktyce jest w
pełni osiągalna. W bieżącej kontroli
służącej zapewnieniu jakości rur o
pełnej ściance produkowanych z tego
materiału wartość ACT powinna być
większa niż 160 h, mierzona na próbkach rury, przy częstości badania co
najmniej raz w roku.
Standardowe testy sprzed kilkudziesięciu lat do oceny powolnego powstawania rys (np. FNCT) nie nadają się do zastosowania przy obecnych
nowoczesnych materiałach PE 100RC do oceny odporności na tworzenie
rys naprężeniowych, ponieważ bez
wyjątku jest otrzymywany wynik >
8760 h. Przy tak długich czasach ba-
dania, które nie były do przewidzenia
w czasie, gdy powstawała ta metoda
badawcza, w pierwszej kolejności
sprawdzana jest odporność materiału
na starzenie termiczne. Do tego poprzez zastosowanie odpowiednich
środków trzeba zapewnić, że użyte
środki pianotwórcze w trakcie badania nie ulegną rozkładowi poprzez
utlenienie i tym samym nie przestaną
działać. Z tego powodu również nie
ma sensu przeprowadzać badań jakościowych, które wymagają np. FNCT
> 8760 h do oceny odporności na rysy naprężeniowe materiału PE, przy
znanej i potwierdzonej zależności w
stosunku do procedury przyspieszonej (jak np. ACT).
Nawet jeśli sondy z PE 100-RC są
bardziej odporne na obciążenia punktowe w porównaniu do sond z PE 100,
w dalszym ciągu zarówno sondy PE
100-RC, jak również PE 100 mają tę
samą wadę, którą jest bardzo ograniczona odporność na temperaturę.
Przy temperaturze około 40°C właściwości tych rur ciśnieniowych gwałtownie się pogarszają. Ze względu na
ograniczoną odporność termiczną do
ok. 40°C nie jest możliwe magazynowanie energii geotermalnej i bezpieczne zasilanie instalacji sond z PE
100-RC lub PE 100 nadwyżką ciepła
z kolektorów słonecznych.
Generacje tworzywa
Podczas gdy rozwój polietylenu
niesieciowanego w ciągu kilkudziesięciu lat, począwszy od PE63 poprzez PE80, osiągnął swój punkt
szczytowy przy aktualnej generacji
tworzywa „PE 100-RC”, klasę premium w segmencie pionowych sond
geotermalnych stanowi system sond
z polietylenu sieciowanego PE-Xa
wg PN-EN ISO 15875. Uznane wytyczne techniczne dotyczące testów
wstępnych, aprobaty i zapewnienia
jakości są dostępne dla nowego typu
www.instalator.pl