Τα κωνικά γεωθερμικά θεωρούνται η βέλτιστη κατασκευαστική λύση στην περίπτωση που δεν μπορεί να εφαρμοστεί οριζόντιο σύστημα επειδή δεν υπάρχει διαθεσιμότητα χώρου, ή η τοποθέτηση του γεωσυλλέκτη στην θεμελίωση δεν είναι εφικτή, και όταν το κάθετο γεωθερμικό σύστημα αποτελεί ακριβή κατασκευαστική λύση. Η ευελιξία αυτή του κωνικού συστήματος οφείλεται στο γεγονός ότι καταλαμβάνει μικρότερο περιβάλλοντα χώρο από το οριζόντιο σύστημα και έχει μικρότερο κόστος εγκατάστασης από το κάθετο σύστημα.
Τα κωνικά συστήματα είναι κλειστά γεωθερμικά συστήματα. Η αρχή λειτουργίας τους είναι ακριβώς ίδια με τα οριζόντια και τα κάθετα γεωθερμικά συστήματα, με μόνη διαφορά το σχήμα του γεωσυλλέκτη. Για την τοποθέτηση του κωνικού γεωσυλλέκτη πραγματοποιούνται τοπικές εκσκαφές. Η απορρόφηση και πρόσδοση θερμότητας από και προς το υπέδαφος επιτυγχάνεται μέσω τεχνητής ανακυκλοφορίας διαλύματος νερού-αντιψυκτικού εντός των σωληνώσεων. Στόχος είναι η διάταξη των σωληνώσεων με τέτοιο τρόπο ώστε να μεγιστοποιείται η απόδοση του συστήματος και να μην απαιτείται υψηλό ποσό ηλεκτρικής ενέργειας κατά την λειτουργία της εγκατάστασης.
Το κωνικό σχήμα προσδιορίστηκε σύμφωνα με τη διάχυση της θερμότητας στο υπέδαφος. Η διάμετρος στο άνω τμήμα του κώνου είναι μεγαλύτερη από τη διάμετρο στο κάτω τμήμα του κώνου, ώστε να αποφεύγεται η θερμική συμφόρηση του εδάφους. Υπερτερεί του κυλινδρικού σχήματος διότι δεν επιτρέπει την θερμική συμφόρηση του εδάφους κατά τον κάθετο άξονα και βοηθά στην απαγωγή και απορρόφηση του ενεργειακού φορτίου. Ένα γεωθερμικό σύστημα με κυλινδρικούς γεωσυλλέκτες μπορεί να λειτουργήσει ομαλά στη θέρμανση, όμως στην ψύξη θα υπάρξει συσσώρευση ενέργειας στο κέντρο του κυλίνδρου. Το γεγονός αυτό οδηγεί σε κορεσμό του εδάφους, μείωση του βαθμού απόδοσης της εγκατάστασης και αύξηση της απαιτούμενης ηλεκτρικής ενέργειας.
Το πλήθος των κώνων εξαρτάται από τα θερμικά-ψυκτικά φορτία που απαιτούνται στον προς κλιματισμό χώρο και το ελάχιστο βάθος τοποθέτησης κάθε κώνου ανέρχεται στα 3.5 m από την επιφάνεια. Τα κωνικά συστήματα δε μπορούν να τοποθετηθούν στη θεμελίωση του κτιρίου και είναι ακριβότερα από τα οριζόντια διότι απαιτούνται σκελετοί από ανοξείδωτο ή πλαστικό για την υποστήριξη του γεωσυλλέκτη. Απαιτούν αισθητά λιγότερο περιβάλλοντα χώρο σε σχέση με τα οριζόντια συστήματα και εμφανίζουν σχεδόν ίση ηλεκτρική κατανάλωση με αυτά.
Τα κωνικά συστήματα είναι κλειστά γεωθερμικά συστήματα. Η αρχή λειτουργίας τους είναι ακριβώς ίδια με τα οριζόντια και τα κάθετα γεωθερμικά συστήματα, με μόνη διαφορά το σχήμα του γεωσυλλέκτη. Για την τοποθέτηση του κωνικού γεωσυλλέκτη πραγματοποιούνται τοπικές εκσκαφές. Η απορρόφηση και πρόσδοση θερμότητας από και προς το υπέδαφος επιτυγχάνεται μέσω τεχνητής ανακυκλοφορίας διαλύματος νερού-αντιψυκτικού εντός των σωληνώσεων. Στόχος είναι η διάταξη των σωληνώσεων με τέτοιο τρόπο ώστε να μεγιστοποιείται η απόδοση του συστήματος και να μην απαιτείται υψηλό ποσό ηλεκτρικής ενέργειας κατά την λειτουργία της εγκατάστασης.
Το κωνικό σχήμα προσδιορίστηκε σύμφωνα με τη διάχυση της θερμότητας στο υπέδαφος. Η διάμετρος στο άνω τμήμα του κώνου είναι μεγαλύτερη από τη διάμετρο στο κάτω τμήμα του κώνου, ώστε να αποφεύγεται η θερμική συμφόρηση του εδάφους. Υπερτερεί του κυλινδρικού σχήματος διότι δεν επιτρέπει την θερμική συμφόρηση του εδάφους κατά τον κάθετο άξονα και βοηθά στην απαγωγή και απορρόφηση του ενεργειακού φορτίου. Ένα γεωθερμικό σύστημα με κυλινδρικούς γεωσυλλέκτες μπορεί να λειτουργήσει ομαλά στη θέρμανση, όμως στην ψύξη θα υπάρξει συσσώρευση ενέργειας στο κέντρο του κυλίνδρου. Το γεγονός αυτό οδηγεί σε κορεσμό του εδάφους, μείωση του βαθμού απόδοσης της εγκατάστασης και αύξηση της απαιτούμενης ηλεκτρικής ενέργειας.Το πλήθος των κώνων εξαρτάται από τα θερμικά-ψυκτικά φορτία που απαιτούνται στον προς κλιματισμό χώρο και το ελάχιστο βάθος τοποθέτησης κάθε κώνου ανέρχεται στα 3.5 m από την επιφάνεια. Τα κωνικά συστήματα δε μπορούν να τοποθετηθούν στη θεμελίωση του κτιρίου και είναι ακριβότερα από τα οριζόντια διότι απαιτούνται σκελετοί από ανοξείδωτο ή πλαστικό για την υποστήριξη του γεωσυλλέκτη. Απαιτούν αισθητά λιγότερο περιβάλλοντα χώρο σε σχέση με τα οριζόντια συστήματα και εμφανίζουν σχεδόν ίση ηλεκτρική κατανάλωση με αυτά.
Συμπερασματικά μπορούμε να πούμε ότι ένα κωνικό γεωθερμικό σύστημα έχει πολλά οφέλη που μπορούν να γίνουν αισθητά με σωστό σχεδιασμό και προσεκτική εγκατάσταση των γεωσυλλεκτών.
Φλώρα Πέππα
Μηχανολόγος Μηχανικός
Μελετητής Γεωθερμικών συστημάτων
της AiD Engineering
Φλώρα Πέππα
Μηχανολόγος Μηχανικός
Μελετητής Γεωθερμικών συστημάτων
της AiD Engineering
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου