Warka Farma SIELANKA

1. Opis zadania geologicznego

Do ogrzewania obiektów znajdujących się na terenie Gospodarstwa Farma „Sielanka” przy ulicy Łąkowej 1 w Warce zastosowanych będzie 6 pomp ciepła o łącznej mocy chłodniczej 261 kW. Energia zasilania pozyskana będzie z gruntu poprzez wykonanych 42 pionowych kolektorów gruntowych o głębokościach 105,0 – 130,0 m każdy, w których zamontowane zostały pętle z rurek PE Ø 40 mm, wypełnione 30-procentowym roztworem glikolu propylenowego z wodą demineralizowaną.

Prace wiertnicze przeprowadziła firma „SATOR” Grzegorz Skowroński, 26 – 900 Nowiny, ul. Wspólna 10 w terminie 05. 02. – 30. 03. 2006 r., na podstawie „Projektu prac geologicznych na wykonanie 42 otworów wiertniczych celem wykorzystania ciepła Ziemi dla potrzeb „Farmy Sielanka” w Warce, ul. Łąkowa 1, gm. Warka, pow. grójecki, woj. mazowieckie” zgłoszonego do Starostwa Powiatowego w Grójcu w dniu 18. 01. 2007 r. (Pismo nr RŚ-752-18/07 z dnia 29. 01. 2007 r.).

2. Budowa geologiczna i warunki hydrogeologiczne terenu badań

Pod względem budowy geologicznej omawiany obszar znajduje się w obrębie Niecki Mazowieckiej, którą stanowi obniżenie powierzchni kredy górnej, wypełnione utworami kenozoicznymi, tworzące tzw. mazowiecki bądź warszawski basen artezyjski.
Czwartorzęd na omawianym rejonie reprezentowany jest przez glebę, piaski pylaste, grube, i różnoziarniste z otoczakami oraz żwirem.
Trzeciorzęd reprezentowany jest przez utwory piaszczyste i ilaste, pyły burowęglowe, gytie, węgle brunatne oraz muły z glaukonitem. Do głębokości 120 m nie stwierdzono w omawianym rejonie utworów starszych od trzeciorzędu.

Według Mapy Hydrogeologicznej Polski 1: 200 000 (Ark. Radom) omawiany obszar należy do regionu Mazowieckiego, podregionu Środkowomazowieckiego (Centralnego) (IX2), Rejonu Doliny Środkowej Wisły (IX2B).

Wierceniem stwierdzono występowanie dwóch poziomów wodonośnych:

• czwartorzędowy poziom wodonośny. Zwierciadło wody o charakterze swobodnym nawiercone i ustalone na głębokości ok. 1,8 m p.p.t.
• trzeciorzędowy poziom wodonośny. Zwierciadło wody o charakterze napiętym nawiercone wśród piasków pylastych na głębokości 56,0 m, ustabilizowało się na głębokości ok. 5,0 m p.p.t.

3. Opis profilu geologicznego

Profil litologiczny reprezentatywnego otworu wiertniczego (otwór nr 1) przedstawia się następująco:
0,0 – 0,4 – gleba;
0,4 – 12,0 – piaski grube;
12,0 – 14,0 – piaski pylaste;
14,0 – 23,0 – piasek różnoziarnisty z otoczakami; żwir;
23,0 – 36,5 – ił, ił wstęgowy;
36,5 – 42,0 – ił piaszczysty z przewarstwieniami otoczaków;
42,0 – 56,0 – ił pylasty, pył burowęglowy;
56,0 – 61,0 – piasek pylasty;
61,0 – 114,0 – ił wstęgowy, pył burowęglowy;
114,0 – 116,0 – gytia, węgiel brunatny;
116,0 – 120,0 – muły, glaukonit.

Pod względem stratygraficznym wyróżniono:

0,0 – 23,0 – czwartorzęd;
23,0 – 120,0 – trzeciorzęd.

Temperatura na dnie otworu wiertniczego wynosiła 11,1˚C.


4. Opis sposobu izolacji przewiercanych poziomów wodonośnych

Otwory zostały zastabilizowane obsypką żwirową o granulacji 12 – 24 mm do końcowej głębokości. W strefie występowania czwartorzędowego i trzeciorzędowego horyzontu wodonośnego wykonano w otworach korki z Compactonitu w przelotach głębokości 0,5 – 2,5 m, 54,0 – 56,0 m p.p.t. dla odizolowania czwartorzędowej warstwy wodonośnej od wpływów zewnętrznych oraz nie dopuszczenia do połączenia wód z różnych warstw wodonośnych.


5. Charakterystyka rozwiązań technicznych

Otwory wiertnicze wykonano w ten sposób, że łączna długość kolektora (głębokość kolektora pionowego i długość przyłącza do studzienki zbiorczej) jest stała i wynosi 137,0 m. Głębokość wykonanych odwiertów waha się w granicach 105,0 – 130,0 m (średnia głębokość kolektorów pionowych wynosi 120,0 m).
Łączny metraż odwiertów wynosi ok. 5 040 mb, średnica wiercenia otworów wynosiła 143 mm. Z analizy lokalnych warunków hydrogeologicznych wynikało, iż 1mb pionowego wymiennika pozwoli uzyskać 53 W mocy chłodniczej, stąd wykonanie 5 040 mb pionowego kolektora gruntowego pozwoliło uzyskać ok. 267 kW energii, co zaspokoi zapotrzebowanie pomp ciepła.
Instalacja pionowych kolektorów PC zimą będzie wykorzystywana poprzez zapewnienie energii cieplnej do ogrzewania, natomiast latem do pasywnego chłodzenia budynku i ogrzewania c.w.u.

Kolektor stanowią rurki PE Ø 40 mm o 100-% zawartości polietylenu, (łączna ich długość wynosi 10 080 mb) zamontowane w otworach oraz dodatkowo 840 m (długość poziomego przyłącza do studzienki zbiorczej), wypełnione czynnikiem roboczym. Substancją wypełniającą kolektor jest 30-procentowy roztwór glikolu propylenowego z wodą demineralizowaną. Łączny metraż rurek wynosi ok. 10 920 m. W 1 mb rurki Ø 40 mm o ściance grubości 2,5 mm mieści się 0,973 l roztworu. Ilość roztworu wypełniającego cały układ wynosi ok. 10 600 l, w tym glikolu propylenowego wynosi ok. 3 540 l.
Tak wykonana instalacja w pełni zaspokaja zapotrzebowanie pomp ciepła firmy SOLIS typu SO-520X.


6. Wyniki wykonanych prób ciśnieniowych układu

Przed wprowadzeniem rurek PE do otworu wiertniczego sprawdzono szczelność całego układu poddając go ciśnieniu ok. 6 atmosfer.
Cały system przeszedł próby ciśnieniowe o powyższym ciśnieniu także po zainstalowaniu pionowych kolektorów w otworach i podłączeniu ich do rozdzielacza. Pod względem szczelności pozytywnie przeszedł próby ciśnieniowe.


7. Opis stanu zagospodarowania powierzchni terenu

Po zakończeniu prac wiertniczych teren został przywrócony do pierwotnego stanu.


8. Ocena wpływu instalacji na ujęcia wód podziemnych

Wykonana instalacja pionowych kolektorów gruntowych nie wywiera bezpośredniego wpływu na poziomy wodonośne i ujęcia wód podziemnych.




9. Opis zagrożeń na etapie użytkowania instalacji oraz w przypadku awarii i określenie sposobu kontroli pracy systemu

Jedyną awarią i zagrożeniem wykonanego pionowego kolektora pompy ciepła jest jego mechaniczne uszkodzenie i tym samym wyciek 30-% roztworu glikolu propylenowego.
Wskutek takiego wycieku grunt zostanie skażony roztworem glikolu, który przed upływem 32 godzin ulegnie rozkładowi (wartość 32 godzin dotyczy 98-% glikolu propylenowego).
Każda pompa ciepła firmy SOLIS jest wyposażona w czujnik przepływu i ciśnienia roztworu dolnego źródła, które to podczas niewielkiego wycieku rzędu ok. 10 l odłączą przepływ i nie spowodują wypompowania reszty roztworu z sond gruntowych.