Test Reakcji Termicznej (TRT) służy do oceny wydajności dolnego źródła ciepła, umożliwiając dokładne określenie zdolności gruntu do przewodzenia i magazynowania ciepła. Wyniki TRT stanowią podstawę do projektowania dolnego źródła ciepła dla większych instalacji gruntowych pomp ciepła. Wykonanie tego testu pozwala optymalnie dopasować system do warunków geologicznych.
Do zaprojektowania dolnego źródła ciepła dla dużych inwestycji niezbędne są dane dotyczące termicznych własności górotworu. Można je uzyskać z publikacji naukowych, norm lub gotowych baz danych zawartych w specjalistycznych programach. Jednak najbardziej dokładnym sposobem określenia rzeczywistych własności termicznych górotworu w danej lokalizacji są badania in situ, czyli Test Reakcji Termicznej.
Test Reakcji Termicznej polega na wprowadzeniu ciepła do otworu wiertniczego i monitorowaniu zmian temperatury w czasie. Analiza tych zmian pozwala na ocenę własności termicznych górotworu, takich jak przewodnictwo cieplne i oporność cieplna.
Otworowy wymiennik ciepła jest bardziej wydajny, im większa jest efektywna przewodność cieplna skał i mniejsza oporność cieplna wymiennika. W trakcie testu określana jest również naturalna temperatura górotworu – im większa, tym lepsze warunki dla ogrzewania, ale gorsze dla chłodzenia obiektu.
Pozyskanie powyższych danych, czyli efektywnego przewodnictwa cieplnego skał, oporności cieplnej wymiennika i naturalnej temperatury górotworu, pozwala odpowiedzieć na pytanie, jak wydajny jest pojedynczy otworowy wymiennik ciepła.
Jednak przy projektowaniu dużych dolnych źródeł ciepła istotne jest uwzględnienie wzajemnego oddziaływania wymienników. W tym celu wykonuje się kompleksową analizę geoenergetyczną, która oprócz danych uzyskanych z testu reakcji termicznej, zawiera również pozostałe własności termiczne górotworu oraz warunki hydrogeologiczne. Dodatkowe dane, które geolog uwzględnia podczas projektu, to m.in.:
Oprócz powyższych danych istotne jest również ustalenie charakteru eksploatacji dolnego źródła ciepła – czy z górotworu będzie pozyskiwana energia wyłącznie do ogrzewania obiektu, czy również do jego chłodzenia. Kluczowe jest, aby inwestor lub architekt dostarczył informacje o ilości energii potrzebnej do ogrzewania i chłodzenia, czyli o obciążeniu podstawowym i szczytowym. Jeśli te dane nie są jednoznacznie sprecyzowane na etapie projektowania, nasze doświadczenie pozwala oszacować przybliżoną ilość energii z jak najmniejszym błędem.
Zadaniem geologa jest stworzenie takiej siatki odwiertów na wskazanym obszarze, która zapewni efektywną pracę dolnego źródła ciepła. Projektant instalacji grzewczo-chłodniczej podaje maksymalną temperaturę, wymaganą do chłodzenia pasywnego lub aktywnego latem, a geolog, mając wszystkie dane, jest w stanie określić:
a) moc, którą można pozyskać z dolnego źródła ciepła, jeśli ogranicza nas powierzchnia terenu,
b) rozmiar dolnego źródła ciepła, jeśli można zaprojektować go na pełną moc potrzebną do ogrzewania i chłodzenia obiektu.
Test Reakcji Termicznej jest najczęściej wykonywany przy większych inwestycjach, takich jak obiekty komercyjne, biurowe czy przemysłowe, gdzie precyzyjne dopasowanie dolnego źródła ciepła do potrzeb energetycznych budynku jest kluczowe.
Wytyczne PORT PC zalecają wykonywanie Testu Reakcji Termicznej dla instalacji powyżej 30 kW, czyli np. dla dolnego źródła ciepła w układzie 6 odwiertów o głębokości 100 m.b. Z praktycznego punktu widzenia dana moc może wydawać się zbyt mała, by test TRT był opłacalny. Jednak kwestię opłacalności testu należy rozważać indywidualnie.
W Polsce występują regiony geologiczne, które mogą nas pozytywnie zaskoczyć – np. okolice Warszawy, gdzie wynik testu reakcji termicznej możemy przewidzieć na podstawie danych archiwalnych z dokładnością do 10%. W danym regionie może wystąpić warstwa wodonośna, która dzięki przepływającej wodzie odbierze część akumulowanej energii, dzięki czemu efektywna przewodność cieplna skał będzie wyższa. W takich przypadkach można pominąć wykonanie testu TRT lub przeznaczyć daną kwotę na dodatkowe metry dolnego źródła ciepła, aby zwiększyć bezpieczeństwo lub poprawić parametry eksploatacyjne.
Jednak są regiony, gdzie warunki geologiczne mogą znacznie się różnić nawet na przestrzeni kilkuset metrów. Przykładem są okolice Radomia, gdzie występują liczne kawerny, które mogą być wypełnione wodą lub pozostawać suche. Może to negatywnie wpłynąć na eksploatację średniej wielkości instalacji. W takich przypadkach, w zależności od wielkości dolnego źródła ciepła, warto rozważyć wykonanie większej liczby odwiertów w trakcie realizacji robót. Zaleca się wcześniejsze przygotowanie Projektu Robót Geologicznych obejmującego większą liczbę odwiertów, a w przypadku korzystnych warunków geologicznych, rezygnację z części z nich. Przy większych inwestycjach warto rozważyć wykonanie testu reakcji termicznej na etapie przedprojektowym, aby dokładnie ocenić warunki geologiczne i zoptymalizować projekt dolnego źródła ciepła.
Wykonanie Projektu Robót Geologicznych (30 dni plus czas potrzebny na przygotowanie dokumentacji). W przypadku głębszych odwiertów należy przygotować opinię do Planu Ruchu i złożyć ją w Urzędzie Miasta, a następnie w Okręgowym Urzędzie Górniczym. Cała procedura w przypadku odwiertów powyżej 100 m lub w obszarze górniczym trwa około 3 miesięcy.
Wykonanie odwiertu próbnego – Odwiert próbny powinien być wykonany na materiałach, które będą użyte w przyszłej instalacji. Inwestor lub projektant powinien podjąć decyzję dotyczącą m.in.: materiału (PE-100RC lub PE-Xa), konstrukcji wymiennika, zaczynu cementacyjnego, nośnika ciepła.
Podgrzewanie otworu – Do wymiennika ciepła w otworze wprowadzane jest ciepło przez 48 do 72 godzin. W tym czasie temperatura w otworze jest stale monitorowana.
Zbieranie danych – Temperatury w otworze są rejestrowane za pomocą specjalistycznych urządzeń.
Analiza wyników – Po analizie danych sporządzany jest raport końcowy, który zawiera informacje o efektywnej przewodności cieplnej górotworu i oporności cieplnej otworowego wymiennika ciepła. Etap ten można rozszerzyć o wykonanie analizy geoenergetycznej.
Test Reakcji Termicznej to kluczowy krok w projektowaniu dolnego źródła ciepła dla systemów gruntowych pomp ciepła. Jego wyniki dostarczają precyzyjnych danych, które pozwalają na optymalizację całego systemu, zarówno pod względem efektywności, jak i kosztów eksploatacyjnych. Jeśli masz dodatkowe pytania lub chciałbyś dowiedzieć się więcej o naszych usługach, skontaktuj się z nami – zapewniamy kompleksową obsługę i doradztwo na każdym etapie realizacji projektu.
Zapoznaj się z naszymi metodami wykonywania odwiertów, które są kluczowe dla efektywności gruntowych pomp ciepła. Dowiedz się, jak nasze podejście może zrewolucjonizować Twoje dolne źródło ciepła!
Poznaj nasze Gruntowe Pompy Ciepła oraz to jak wykonujemy przyłącza dolnych źródeł ciepła, montaż komór zbiorczych oraz monitoring dolnego źródła ciepła. Dowiedz się więcej o naszych kompleksowych rozwiązaniach.
Sprawdź jak przebiega proces projektowania i uzyskiwania niezbędnych pozwoleń na odwierty dla gruntowych pomp ciepła. Dowiedz się, jak możemy Cię wesprzeć od początku aż do finalizacji projektu.
