Συχνά παρατηρούνται διαφορές στον υπολογισμό του αριθμού των κάθετων οπών για ένα δεδομένο έργο, από τον ένα μελετητή στον άλλον. Η αιτία του φαινομένου αυτού είναι η υποδιαστασιολόγηση του τμήματος που τοποθετείται στο έδαφος που οδηγεί σε αρκετά σημαντικές κοστολογικές διαφορές. Η υποδιαστασιολόγηση ενός γεωθερμικού συστήματος έχει αρνητικές συνέπειες κατά τη λειτουργία του και είναι πολύ πιθανό να οδηγήσει το σύστημα σε μελλοντική αστοχία. Η αστοχία παρατηρείται ακόμα πιο έντονα στα κάθετα γεωθερμικά συστήματα.
Οι διαφορές υπολογισμού από μελετητή σε μελετητή οφείλονται στη λανθασμένη διαδικασία που πραγματοποιείται κατά την μελέτη των θερμικών και ψυκτικών φορτίων μιας εγκατάστασης. Οι θερμικές απαιτήσεις μιας εγκατάστασης στον Ελλαδικό χώρο είναι προφανώς μικρότερες από τις ψυκτικές. Το γεγονός αυτό υπαγορεύει τη διαστασιολόγηση του συστήματος με βάση τα ψυκτικά φορτία. Αν η διαστασιολόγηση του γεωσυλλέκτη γίνει σύμφωνα με τα θερμικά φορτία, τότε το σύστημα θα λειτουργήσει ομαλά κατά τη διαδικασία της θέρμανσης, αλλά δε θα γίνει το ίδιο κατά τη λειτουργία της ψύξης.
Πιο αναλυτικά μπορούμε να θεωρήσουμε το παρακάτω παράδειγμα. Θεωρούμε ότι οι θερμικές και ψυκτικές απαιτήσεις μιας εγκατάστασης είναι ίσες και φθάνουν τα 15 kW. Αν θεωρήσουμε ίδιο βαθμό απόδοσης και κατά την διαδικασία της θέρμανσης και κατά τη διαδικασία της ψύξης, ίσο με 3, τότε προκύπτει ότι η απορροφώμενη ισχύς από το έδαφος είναι 10 kW κατά τη θέρμανση και η αποδιδόμενη ισχύς στο έδαφος είναι 20 kW κατά την ψύξη.
Όπως παρατηρούμε, αν ο υπολογισμός των οπών του κάθετου γεωθερμικού συστήματος πραγματοποιηθεί με βάση τα απορροφώμενα φορτία από το έδαφος κατά τη διαδικασία της θέρμανσης, δηλαδή τα 10kW, οι οπές που θα χρειαστούν είναι 2 (με την παραδοχή ότι ο κάθετος γεωσυλλέκτης σε κάθε οπή μπορεί να αποδώσει περίπου 5kW). Αν όμως η υπολογισμός πραγματοποιηθεί με βάση τα φορτία που αποδίδονται στο έδαφος κατά τη λειτουργία της ψύξης, δηλαδή τα 20 kW, οι οπές που θα χρειαστούν είναι 4. Το σύστημα των 2 οπών μπορεί να λειτουργήσει ομαλά κατά την λειτουργία της θέρμανσης, όμως κατά την ψύξη τους θερινούς μήνες θα δημιουργηθούν προβλήματα. (Δεν απαιτείται πάντα ο διπλάσιος αριθμός οπών, όταν η διαστασιολόγηση γίνεται βάσει ψυκτικών απαιτήσεων).
Το σύστημα θα έχει μειωμένο συντελεστή απόδοσης (COP), από αυτόν που προδιαγράφεται με αποτέλεσμα την αυξημένη κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας. Το μίγμα ανακυκλοφορίας στον κάθετο γεωσυλλέκτη θα υπερθερμανθεί, και ενδεχομένως να υπάρξει κάποια ρήξη στα τοιχώματα του σωλήνα. Το σπάσιμο του γεωσυλλέκτη είναι ένα σύνηθες φαινόμενο όταν δεν χρησιμοποιούνται τα κατάλληλα υλικά τσιμέντωσης, υλικά που δεν επιτρέπουν την συστολή/διαστολή του μίγματος πλήρωσης των κάθετων οπών. Αυτό παρατηρείται στις περιπτώσεις πλήρωσης των κάθετων οπών με υλικά που περιέχουν τσιμέντο.
Το φαινόμενο της υποδιαστασιολόγησης εντείνεται λόγω κάποιων λογισμικών τα οποία αναφέρονται σε Ευρωπαϊκά κλίματα, και είναι βασισμένα σε αλγορίθμους που λαβαίνουν υπόψη τους μόνο τα θερμικά φορτία. Στην περίπτωση που η εγκατάσταση λειτουργήσει με σώματα καλοριφέρ ή με ενδοδαπέδια θέρμανση, δηλαδή μόνο για θέρμανση, οι αρχικοί υπολογισμοί θα είναι σωστοί. Στην περίπτωση όμως που η εγκατάσταση λειτουργεί για δροσισμό και ψύξη, τότε οι αρχικοί υπολογισμοί είναι λανθασμένοι. Σε αντίθεση με αυτά, τα Αμερικάνικα λογισμικά δίνουν τελικά αποτελέσματα βασισμένα και στα ψυκτικά φορτία της εγκατάστασης.
Ο τελικός χρήστης θα πρέπει να δίνει ιδιαίτερη προσοχή στους παραπάνω παράγοντες, προτού επιλέξει τον τύπο του γεωθερμικού συστήματος που θα εφαρμόσει. Το αρχικό ύψος της επένδυσης είναι ένα βασικό κριτήριο επιλογής, μόνο όμως όταν αυτό δεν έρχεται σε σύγκρουση με την ομαλή και αποδοτική λειτουργία της εγκατάστασης μακροπρόθεσμα.
Νικόλαος Ψαρράς
Μελετητής συστημάτων
Eξοικονόμησης Eνέργειας
της Aid Engineering
Τηλ./ Fax.: 210-8003784
www.aidengineering.gr
info@aidengineering.gr
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου