Gruntowa pompa ciepła pobiera energię z podłoża za pomocą pionowych sond umieszczonych w odwiertach. Budowa tej części instalacji składa się z kilku etapów, a każdy wpływa na jej późniejszą pracę. Błąd popełniony na którymś z nich może prowadzić do kosztownej naprawy elementów ukrytych głęboko pod powierzchnią terenu. Podpowiadamy, czym wypełnia się odwierty pod pompę ciepła.
Dlaczego odwiert pod pompę ciepła trzeba wypełnić?
Po opuszczeniu sondy między jej rurami a ścianą otworu pozostaje przestrzeń pierścieniowa. Jeżeli znajdą się w niej puste miejsca, powietrze będzie działało jak izolator i zwiększy opór cieplny. W rezultacie z jednego metra wymiennika można pozyskać mniej energii, niż zakłada projekt. Wypełnienie łączy sondę z górotworem, dzięki czemu ciepło przepływa przez ciągłą warstwę materiału. Masa uszczelnia też przewiercone poziomy wodonośne i ogranicza pionową migrację wód oraz zanieczyszczeń. Podczas wykonania odwiertu pod pompę ciepła zaczyn tłoczy się rurą iniekcyjną od dna ku powierzchni. Taka kolejność wypiera płuczkę wiertniczą i zmniejsza ryzyko pozostawienia kieszeni powietrznych. Sam dobry produkt więc nie wystarczy, jeżeli wykonawca poda go nierównomiernie albo przerwie iniekcję zbyt wcześnie. Dlatego zalecamy przy tego typu pracach korzystać z usług sprawdzonych firm geotechnicznych, które mają za sobą wiele lat doświadczenia w wykonywaniu odwiertów pod pompy ciepła.
Czym jest mieszanka cementowo-bentonitowa do odwiertu?
Jednym z materiałów stosowanych do wypełniania odwiertów pod pompy ciepła jest zaczyn przygotowany z cementu, bentonitu i wody. Po związaniu spoiwo tworzy trwałą strukturę, natomiast składnik ilasty reguluje konsystencję, zmniejsza przepuszczalność i utrzymuje pozostałe cząstki w zawiesinie. Odpowiednia ilość wody pozwala uzyskać płynną masę, którą pompa iniekcyjna tłoczy na całą głębokość otworu. Proporcje surowców określa receptura produktu. Nadmiar cieczy powoduje ich opadanie, wydzielanie się wody oraz pogorszenie właściwości gotowego wypełnienia. Natomiast zbyt duża zawartość bentonitu może natomiast zwiększyć skurcz podczas wysychania. Po stwardnieniu materiał powinien zachować objętość, szczelność i odporność na cykle zamrażania oraz odmrażania. Jeżeli projekt przewiduje zastosowanie mieszanki cementowo-bentonitowej, radzimy, aby wybrać produkt o potwierdzonym współczynniku przewodzenia ciepła i przepuszczalności.
Kiedy stosuje się termocement w odwiertach pod pompy ciepła?
Termocement to masa iniekcyjna, która szczelnie łączy sondę z górotworem i dobrze przewodzi ciepło. Producenci przygotowują go na bazie cementu i bentonitu z dodatkiem składników mineralnych. Projektant dobiera taki rodzaj wypełnienia po obliczeniu oporu cieplnego otworu oraz uwzględnieniu rodzaju gruntu, obciążenia dolnego źródła i długości wymiennika. Następnie wykonawca stosuje produkt o parametrach określonych w dokumentacji. Głębokość odwiertów pod pompy ciepła wpływa na ilość potrzebnej masy, ciśnienie tłoczenia i dobór sprzętu. Poszczególne termocementy różnią się składem i współczynnikiem lambda. Wyższa wartość tego parametru oznacza lepsze przewodzenie ciepła.
Jakie dodatki poprawiają przewodzenie ciepła w wypełnieniu odwiertu?
Wyższe przewodnictwo uzyskuje się przez zwiększenie udziału składników, które lepiej transportują energię niż podstawowy zaczyn. Piasek kwarcowy pełni funkcję wypełniacza mineralnego i po właściwym rozproszeniu ogranicza opór cieplny związanej masy. Grafit osiąga jeszcze lepsze parametry przewodzenia, dlatego jego niewielki udział może podnieść współczynnik lambda. Wykorzystujemy również inne frakcje mineralne, dobierając ich uziarnienie do składu spoiwa. Dodatek zmienia jednak gęstość, lepkość oraz podatność mieszaniny na pompowanie. Zbyt ciężkie ziarna mogą opaść, a nadmiernie gęsty zaczyn utrudni równomierne wypełnienie otworu od dna. Naszym zdaniem lepszym kryterium niż sama obecność kwarcu lub grafitu jest deklarowany parametr gotowej mieszanki, potwierdzony badaniem. Produkt musi jednocześnie zachować szczelność, mały skurcz i odporność na warunki panujące w górotworze.
Przestrzeń wokół sondy wypełnia się zaczynem cementowo-bentonitowym albo termocementem, który może zawierać piasek kwarcowy, grafit lub inne składniki mineralne. Projektant dobiera materiał na podstawie warunków geologicznych i obliczeń cieplnych, a wykonawca odpowiada za prawidłowe podanie masy. Zleć wykonanie odwiertu doświadczonej firmie geotechnicznej.
