RAUGEO rendszerek talajhő-hasznosításhoz 827600 Műszaki tájékoztató www.rehau.hu Érvényes 2007. májustól A műszaki változtatás jogát fenntartjuk! Construcion Automotive Industry
Tartalomjegyzék Oldal 1......Alkalmazási terület............................ 3 2......A PE-Xa és a PE 100 tulajdonságai...4 3......Programleírás................................ 5 3.1...A szondák áttekintése........................... 5 3.2...RAUGEO PE-Xa szonda.......................... 6 3.3...RAUGEO PE 100 szonda.......................... 7 3.4...RAUGEO PE-Xa kollektor......................... 8 3.5...RAUGEO PE-Xa plus kollektor...8 3.6...RAUGEO PE100 kollektor...9 3.7...RAUGEO energiacölöpök........................ 10 4......Kiegészítő elemek...11 4.1...RAUGEO szonda és kollektor...11 4.2...RAUGEO energiacölöp.......................... 12 4.3...RAUGEO általános tartozékok...12 Oldal 5.8...Hőhordozó közeg...26 5.8.1...Általános előnyök...26 5.8.2...Talajhőszondák feltöltése........................ 26 5.9...A munkagödör, ill. a vezetékárok feltöltése...27 5.9.1...Általános tudnivalók...27 5.9.2...Fektetés kültéren...27 6......Bevezetés az épületbe......................... 28 6.1...Szigetelés................................... 28 6.2...Falátvezetés................................. 28 7......Nyomásveszteség számítása................... 29 7.1...Általános tudnivalók...29 7.2...Méretezés...29 8......Kapcsolódó szabványok, előírások............... 30 8.1...Kapcsolódó szabványok, irányelvek, előírások stb...30 5......Talajhő-hasznosító berendezések kialakítása...16 5.1...A felszínhez közeli talajhő-hasznosítás alapjai......... 16 5.2...A környezetre gyakorolt hatások...16 5.3...A szonda, felületi kollektor vagy energiacölöp kiválasztása......................... 16 5.4...Talajhőkollektorok méretezése és fektetése...17 5.5...Talajhőszondák méretezése és beépítése............. 20 5.6...Energiacölöpök méretezése és beépítése............ 23 5.7...Az osztó-gyűjtő szerelése...25 5.7.1...Az osztó-gyűjtő helyzete...25 5.7.2...Az osztó-gyűjtő elhelyezése...................... 25 5.7.3...Az osztó-gyűjtő csatlakoztatása................... 25 5.7.4...Osztó-gyűjtő talajszondákhoz..................... 25 5.7.5...A csövek csatlakoztatása az osztó-gyűjtőre........... 25 5.7.6...Az osztó-gyűjtő csatlakoztatása................... 25 5.7.7...Osztó-gyűjtő energiacölöpökhöz................... 25 2
1 Alkalmazási terület Ez a műszaki tájékoztató a RAUGEO csőrendszerek tervezésére, fektetésére és összekötésére érvényes az ábrázolt összekötőszerelvényeket, tartozékokat és szerszámokat beleértve, a következőkben részletezett felhasználási területek, szabványok és irányelvek tekintetében. A RAUGEO csőrendszerek víz- vagy hőhordozó sóoldat szállítására szolgálnak a talajhő hasznosításánál, hűtési, fűtési vagy hőtárolási célból. Alapvetően a következő alkalmazásokat támogatják a rendszerek: - Épületfűtés (padló-, fal- vagy mennyezetfűtés és épülettömeg temperálás) - Épülethűtés (padló-, fal- vagy mennyezethűtés és épülettömeg temperálás) - Szabadtéri fűtések 1. ábra: Talajhőszonda A rendszerek általában hőszivattyút, ill. hűtőberendezést használnak a fűtéshez és hűtéshez a szükséges üzemi hőmérsékletek elérése érdekében. Felületi fűtés esetén, különösen épülettömeg temperálásnál, közvetlen hűtés is lehetséges közbeiktatott hőszivattyú/hűtőberendezés nélkül, általában az átmeneti időszakban (free-cooling). A talajhő-hasznosítás előnyei A talajhő-hasznosítás a következő előnyöket nyújtja: - időjárástól és évszaktól messzemenően független és ingyenes energiaforrás, amely a Föld belsejéből és a napsugárzás által folyamatosan regenerálódik - a CO 2 -kibocsátás jelentős csökkentése - akár 75%-os energiamegtakarítás fűtésnél és hűtésnél - felületfűtéssel kombinálva lehetőség nyílik arra, hogy egyetlen berendezés szolgálja a hűtést és a fűtést - napkollektoros rendszerrel kombinálva a felesleges hő a talajban tárolható 2. ábra: Talajhőkollektor A REHAU ezekhez az alkalmazásokhoz a következő rendszereket kínálja: - RAUGEO talajhőszondák - RAUGEO talajhőkollektorok - RAUGEO energiacölöpök. 3. ábra: Energiacölöp 3
2 A PE-Xa és a PE 100 tulajdonságai A REHAU kínálatában megtalálhatók mind a nagy nyomáson térhálósított polietilénből (PE-Xa), mind a nem térhálósított polietilénből (PE 100) készült RAUGEO vezetékek. A PE-Xa legfontosabb előnyei a PE 100-zal szemben: - nem terjednek a karcolások és kezdődő repedések - alacsony hőmérséklet mellett is kis hajlítási sugár lehetséges - nincs szükség homokágyra - 40 C feletti hőmérsékleten is alkalmazható, ezáltal használható hőtárolási célokra is - robusztus, gyors és időjárástól független tolóhüvelyes csatlakozási technika alkalmazható A különbségek részletesen az 1. táblázatban láthatók: Tulajdonságok PE-Xa PE 100 Csőtípusok ábrái Anyag Nagy nyomáson térhálósított polietilén Polietilén Szabvány DIN 16892/16893 DIN 8074/8075 Időtállóság SDR 11 csövek (biztonsági tényező SF=1,25) (20 x 1,9, 25 x 2,3, 32 x 2,9, 40 x 3,7) 20 C 100 év/15 bar 100 év/15,7 bar 30 C 100 év/13,3 bar 50 év/13,5 bar 40 C 100 év/11,8 bar 50 év/11,6 bar 50 C 100 év/10,5 bar 15 év/10,4 bar 60 C 50 év/9,5 bar 5 év/7,7 bar 70 C 50 év/8,5 bar 2 év/6,2 bar 80 C 25 év/7,6 bar - 90 C 15 év/6,9 bar - Tartós üzemi hőmérséklet -40 C-tól 95 C-ig -20 C-tól 30 C-ig Minimális fektetési hőmérséklet -30 C -10 C Minimális hajlítási sugár 20 x 1,9 25 x 2,3 32 x 2,9 40 x 3,7 25 x 2,3 32 x 2,9 40 x 3,7 20 C 20 cm 25 cm 30 cm 40 cm 50 cm 65 cm 80 cm 10 C 30 cm 40 cm 50 cm 65 cm 85 cm 110 cm 140 cm 0 C 40 cm 50 cm 65 cm 80 cm 125 cm 160 cm 200 cm Érzékenység bemetszésekre nagyon csekély csekély Repedésterjedés FNCT-nél nincs meghibásodás meghibásodás (teljes bemetszés-terjedési vizsgálat) 200-2000 óra után Ágyazat anyaga meglévő talaj homok A cső érdessége 0,007 mm 0,04 mm Közepes termikus 0,15 mm/(m*k) 0,20 mm/(m*k) hossztágulási együttható Építési anyagosztály a DIN 4102 szerint B2 B2 Vegyi ellenállóképesség l. a DIN 8075 1. sz. mellékletét l. a DIN 8075 1. sz. mellékletét Sűrűség 0,94 g/cm³ 0,95 g/cm³ Robusztusság extrém robusztus robusztus (a szállításnál vagy beépítésnél keletkezett horzsolások (a szállításnál vagy beépítésnél keletkezett horzsolások és karcolások nem terjednek tovább) és karcolódások lassan terjednek tovább) Az anyaggal szemben támasztott követel- kiemelt anyag homokágy a csővezeték területén (általában jobb hővezető képességgel rendelkezik, mint a homok) Alkalmasság hőtárolásra korlátozás nélkül nem (üzemi hőmérséklet 95 C-ig) (maximális üzemi hőmérséklet csak 30 C) Alkalmasság hűtőgéppel történő hűtésre igen korlátozott Alkalmazható hőszállító közeg a 4640 VDI-irányelv szerint MFR olvadási index - 0,2-0,5 g/10 perc MFR-csoport - 003, 005 1. táblázat 4
3 Programleírás 3.1 Áttekintés Alkalmazások A rendszer megnevezése RAUGEO PE-Xa szonda RAUGEO PE 100 szonda RAUGEO PE-Xa kollektor RAUGEO PE-Xa plus RAUGEO PE 100 kollektor RAUGEO PE-Xa kollektor RAUGEO PE-Xa plus Alkalmazási területek Talajhőszonda Talajhőszonda Felületi kollektor Felületi kollektor Felületi kollektor Energiacölöp Energiacölöp Szerkezeti anyag PE-Xa PE 100 PE-Xa PE-Xa EVOH és PE 100 PE-Xa PE-Xa EVOH és PE köpeny PE köpeny Szín (felület) szürke fekete szürke narancssárga/szürke fekete szürke narancssárga/szürke Oxigéndiffúzió nincs záróréteg nincs záróréteg nincs záróréteg záróréteg a DIN 4726 szerint nincs záróréteg nincs záróréteg záróréteg a DIN 4726 szerint Fektetési mód furat furat meglévő talaj meglévő talaj talaj homokággyal kiöntés betonnal kiöntés betonnal homokágy nélkül homokágy nélkül Méretek 32 mm és 40 mm 32 és 40 mm 20, 25, 32 és 40 mm 20, 25, 32 és 40 mm 25, 32 és 40 mm 20 és 25 mm 20 és 25 mm szondaláb ø szondaláb ø (SDR 11) (SDR 11) (SDR 11) (SDR 11) (SDR 11) 110, ill. 134 mm 84, ill. 104 mm Alkalmazás - korlátozott rendelkezésre álló hely - bőséges rendelkezésre álló hely - egyébként is szükséges alapozó cölöpök - magas hatásfok igénye - nincs igény magas hatásfokra a hűtésnél vagy résfalak - a talajhő hasznosítása fűtéshez és hűtéshez - a RAUGEO PE-Xa plus kollektor különösen alkalmas olyan rendszerekhez, ahol nincs hőcserélő. A PE réteg védi az oxigénzáró réteget a talajba fektetésnél. A környezet Hűtési rendszereknél a talajvíz enyhe melegedése. A vegetáció csekély befolyásolása. Hűtési rendszereknél a talajvíz melegedése. befolyásolása Felhasználási Fűtés hőszivattyún keresztül és közvetlen hűtés és/vagy Fűtés hőszivattyún keresztül és korlátozott közvetlen hűtés és/vagy hőszivattyún keresztül. Fűtés hőszivattyún keresztül és közvetlen hűtés és/vagy terület hőszivattyún keresztül. Közvetlen hűtés általában igen kis teljesítménnyel. Kivéve, ha hőszivattyún keresztül. pl. áramló talajvíz áll rendelkezésre. 2. táblázat 5
3.2 PE-Xa RAUGEO szonda 3.2.1 Leírás A RAUGEO PE-Xa szonda egy négycsöves talajszonda, mely két, egymással keresztirányban összekötött U-szondából áll. A PE-Xa szondának a különlegessége, hogy mellőzi a hegesztést, mivel a PE-Xa-csöveket a szondalábnál a gyártás során meghajlítják, és ezáltal megszakítás nélküli vezeték jön létre a talajban, mindenféle hegesztett kötés nélkül. A hajlított szondalábat ezen felül speciális üvegszálerősítésű poliésztergyanta védi. D d A közegcsövek várható élettartama a DIN 16892/93 szerint 20 C-on és max. 15 bar üzemi nyomáson 100 év. 3.2.2 Tulajdonságok A PE-Xa kiemelkedő anyagtulajdonságai a gyakorlatban a következő alkalmazástechnikai előnyöket nyújtják: - különösen üzembiztos, mivel nem áll fenn a szivárgás veszélye a hegesztési pontoknál vagy más kötéseknél a szondalábnál - optimális biztonság a furatba történő behelyezésnél, mivel a PE-Xa csövek nem érzékenyek karcolásokra és bevágásokra, és a repedések nem terjednek tovább - a szondalábat nagy szilárdságú speciális műgyanta védi - a két fél szonda könnyen egymáshoz rögzíthető és ezáltal egyetlen szilárd egységet képeznek - a szonda elektrofittinggel vagy bármilyen időjárási körülmény esetén alkalmazható REHAU tolóhüvelyes csatlakozással csatlakoztatható a szállító vezetékhez 4. ábra: RAUGEO PE-Xa szonda behelyezése 6. ábra: A RAUGEO PE-Xa szonda keresztmetszete 3.2.3 Méretek, szállítási egység A szondaláb átmérője a cső átmérőjétől függ: Szondacső [d] Szondalábátmérő [D] 32 mm x 2,9 mm 110 mm 40 mm x 3,7 mm 134 mm 5. ábra: A RAUGEO PE-Xa szondaláb Szállítási hossz: lásd az árlistát Szállítási egység: 4 csöves U-szonda (= 2 db 2 csöves szonda) EUraklapon, fóliába csomagolva, összekötő csavarokkal 3.2.4 A szondaláb összeszerelése Illessze össze a két egyedi U-szondát egymást keresztezve, majd kösse össze őket csavarszárral. A szondalábhoz szondasúly szintén menetes szárakkal rögzíthető. A menetes szárak mellékelve vannak a szondasúlyokhoz. 6
3.3 RAUGEO PE 100 szonda 3.3.1 Leírás A RAUGEO PE 100 szonda egy 4 csöves talajszonda, amely két PE 100 anyagból készült U-szondából áll, amelyek a szondalábnál egy-egy gyárilag felhegesztett V alakú összekötőidommal vannak összekötve. A RAUGEO PE 100 szonda, illetve a szondalábak gyártása az SKZ HR 3.26 vizsgálati és felügyeleti rendszer szerint történik. D d 3.3.2 Tulajdonságok A RAUGEO PE 100 szonda a gyakorlatban a következő előnyöket nyújtja: - extrém kis méretű szondaláb - szondalábanként csak két hegesztett kötés - a súllyal egyszerűen összecsavarozható a két szondaláb, és ezáltal egyetlen egységgé illeszthetők össze - a szondacsövek alkalmasak tompahegesztésre és a REHAU elektrofittinghez 7. ábra: Egy RAUGEO PE 100 szonda behelyezése 9. ábra: A RAUGEO PE 100 szonda keresztmetszete 3.3.3 Méretek, szállítási egység A szondaláb átmérője a cső átmérőjétől függ: Szondacső [d] Szondalábátmérő [D] 32 mm 84 mm 40 mm 104 mm Szállítási hossz: lásd az árlistát Szállítási egység: Egy négy csöves U-szonda (= 2 db 2 csöves U-szonda) EU-raklapon, zsugorfóliába csomagolva 8. ábra: A RAUGEO PE 100 szondaláb 7
3.4 RAUGEO PE-Xa kollektor 3.4.1 Leírás A RAUGEO PE-Xa kollektor egy rendkívül robusztus talajhőkollektorcső nagy nyomáson térhálósított PE-Xa polietilénből, amely UV-stabilizált szürke külső réteggel van bevonva. A program kiegészül a REHAU tolóhüvelyes kötés-technikájával, illetve a REHAU elektrofittingekkel, osztógyűjtőkkel és fali átvezetésekkel. 3.4.2 Tulajdonságok A PE-Xa kiemelkedő anyagtulajdonságai a gyakorlatban a következő előnyöket nyújtják: - nem érzékeny bevágásokkal, horzsolásokkal és pontszerű terhelésekkel szemben, ezáltal lehetséges a kiemelt anyag felhasználása ágyazásként - ellenálló feszültségi repedési korrózióval szemben - üzembiztos szűk hajlítási sugaraknál is: 20 x 1,9 25 x 2,3 32 x 2,9 40 x 3,7 20 C 20 cm 25 cm 30 cm 40 cm 10 C 30 cm 40 cm 50 cm 65 cm 0 C 40 cm 50 cm 65 cm 80 cm - nem terjednek tovább a repedések - rendkívül kopásálló - rugalmas, ezáltal könnyen fektethető alacsony hőmérsékleten is - óvintézkedések nélkül fektethető fagyban is - rendkívül hosszú élettartam nagy üzemi terhelés mellett is 10. ábra: A RAUGEO PE-Xa kollektor fektetése 3.4.3 Méretek, szállítási egység Méretek: 20 x 1,9 25 x 2,3 32 x 2,9 40 x 3,7 Szállítási egység: 100 m-es tekercsekben, kérésre egyedi hosszban is. 3.5 RAUGEO PE-Xa plus kollektor 3.5.1 Leírás A RAUGEO Xa plus kollektor egy talajhőkollektor-cső a DIN 4726-nak megfelelő kiegészítő oxigénzáró réteggel és egy PE-réteggel, amely az oxigénzáró réteget védi a sérülésektől a talajba fektetés során. 3.5.2 Tulajdonságok Szintén érvényesek a PE-Xa kiemelkedő anyagtulajdonságai a 3.4.1-3.4.3 pontok szerint, az elektrofittinges csatlakozási technika kivételével, amely nem alkalmazható az oxigénzáró réteg miatt. 11. ábra: A RAUGEO PE-Xa és PE-Xa plus kollektorok fektetési keresztmetszete 3.5.3 Méretek, szállítási egység Méretek: 20 x 1,9 25 x 2,3 32 x 2,9 40 x 3,7 Szállítási egység: 100 m-es kötegekben, kérésre egyedi hosszban is. 8
3.6 RAUGEO PE 100 kollektor 3.6.1 Leírás A RAUGEO PE 100 kollektor egy talajhőkollektor-cső, amely fekete színezésű, UV-stabilizált polietilénből (PE 100) készül a DIN 8074 szerint. A program kiegészül a REHAU elektrofittinges csatlakozási technikával, illetve osztó-gyűjtőkkel és fali átvezetésekkel. 3.6.2 Tulajdonságok Az anyagtulajdonságok miatt a gyakorlatban a következő előírásokat kell betartani: - a PE 100 csöveket védeni kell a pontszerű terhelésektől stb., ezért homokba kell őket ágyazni - csak 40 C hőmérsékletig stabil a cső anyaga - a megengedett hajlítási sugarak nagy mértékben függenek a fektetéskor uralkodó hőmérséklettől: 12. ábra: A RAUGEO PE 100 kollektor fektetése 25 x 2,3 32 x 2,9 40 x 3,7 20 C 50 cm 65 cm 80 cm 10 C 85 cm 110 cm 140 cm 0 C 125 cm 160 cm 200 cm 4. táblázat: RAUGEO PE 100 hajlítási sugarak 3.6.3 Méretek, szállítási egység Méretek: 25 x 2,3 32 x 2,9 40 x 3,7 Szállítási egység: 100 m-es kötegekben, kérésre egyedi hosszban is. 13. ábra: A RAUGEO PE 100 kollektor fektetési keresztmetszete 9
3.7 RAUGEO energiacölöpök 3.7.1 A rendszer leírása A modern magasépítészet gyenge teherbírású talaj esetén statikai okokból fúrt cölöpöket alkalmaz épületek alapozásához. Ha ezekbe a cölöpökbe csővezetékeket is beépítenek a felülethez közeli geotermikus energia hasznosításához, energiacölöpök jönnek létre. A geológiai feltételeknek megfelelően ilyen energiacölöpök segítségével hőt lehet elvonni a talajból az épület fűtéséhez, és hőt lehet elvezetni az épület hűtéséhez. A RAUGEO PE-Xa kollektor talajhőkollektor-cső kiválóan alkalmas alapozó cölöpökbe történő beépítéshez is. A beépítésnél a csövek nagy ellenállóképessége mellett különösen a kis hajlítási sugár jelent kimagasló előnyt. Választhatóan a RAUGEO PE-Xa plus kollektorcső is felhasználható. Az integrált oxigénzáró réteg, amellyel ez a cső rendelkezik, megakadályozza ennél az alkalmazásnál a teljes rendszerben jelen lévő acél alkatrészek korróziójának lehetőségét. 14. ábra: RAUGEO energiacölöp A csővezetékek fektetése általában meandervonalban történik a cölöpvasalat hosszirányában. A csővezetékek REHAU energiacölöpcsőrögzítőkkel vagy kábelkötözőkkel rögzíthetők a cölöpvasalathoz. 3.7.2 Tulajdonságok A PE-Xa kiemelkedő anyagtulajdonságai a gyakorlatban a következő alkalmazástechnikai előnyöket nyújtják: - a csövek nagy ellenállóképességgel rendelkeznek bemetszésekkel, horzsolásokkal és feszültségi repedések terjedésével szemben, így ideálisan alkalmazhatók a következő építkezési körülmények mellett - rugalmasak, ezáltal könnyen fektethetők alacsony hőmérsékleten is - nagy üzembiztonság szűk hajlítási sugaraknál is. Hajlítási sugár: - 20 cm a 20 x 1,9 cső esetében - 25 cm a 25 x 2,3 cső esetében 3.7.3 Szállítási egység Méretek: RAUGEO PE-Xa és PE-Xa plus kollektor 20 x 1,9 és 25 x 2,3 méretekben. Szállítási egység: 100 m-es tekercsekben, kérésre egyedi hosszban is. 15. ábra: RAUGEO PE-Xa kollektorcsövek cölöpvasalatra szerelve 10
4 RAUGEO kiegészítő elemek 4.1 RAUGEO szonda és kollektor tartozékok 16. ábra: PE-Xa szonda súly 4.1.1 PE-Xa és PE 100 szonda súlyok Segédeszköz a szonda beépítéséhez, rögzítőanyagokkal a szondalábhoz történő szilárd rögzítéshez. A készlet tartalma: 1 súly 2 M10 menetes csavarszár Anyag: acél Átmérő: 80 mm Hossz 12,5 kg-os súly: kb. 330 mm 25,0 kg-os súly: kb. 650 mm 4.1.2 Betolóeszköz a RAUGEO PE 100 szondához Toldat a fúrószárhoz M10 menettel a szondalábnál, amellyel a szondák behelyezhetők a furatba. Anyag: Hossz: V2A kb. 200 mm 17. ábra: Betolóeszköz A készlet tartalma: 1 betolóeszköz 2 M8 hatlapfejű menetes csavarok 2 Menetes alátét 4.1.3 Nadrágelem A talajhőszonda előre- és visszamenő ágainak egyesítéséhez a furat végénél. A csatlakozóvezetékek felének megtakarítása. Alacsonyabb költségek, illetve kevesebb hely szükséges az elosztó számára. A szerelése tokos hegesztéssel vagy a tokok eltávolítása után elektorfittinggel, illetve tompa hegesztéssel lehetséges. Méretek: 32-32-40 40-40-50 18. ábra: Nadrágelem Anyag: PE 100 4.1.4 Távtartó Meghatározott távolság biztosításához a szondacsövek között a furatban, a feltöltő cső számára fenntartott hellyel. Rögzítés 1,5 m-2 m távolságonként. Anyag: PE 100 A következő méretekhez: 32 x 2,9 40 x 3,7 19. ábra: Távtartó 11
4.1.5 RAUGEO ideiglenes rögzítőelem A RAUGEO kollektorcsövek rögzítéséhez vagy az alapvezetékhez, a csőárokban vagy a munkagödörben a fordulópontoknál. A tüske beütésével a RAUGEO csöveket a talajhoz lehet rögzíteni egészen a betemetésig. Fektetés után ki lehet húzni a tüskét; ezáltal újra felhasználható. Anyag: Hossz: acél/pe 200 mm 20. ábra: Ideiglenes rögzítőelem 4.2 RAUGEO energiacölöp tartozékok 4.2.1 Energiacölöp-csőrögzítő A REHAU EP-csőrögzítő műanyag bevonatú huzalból készül. A csővezetékek biztos rögzítéséhez alkalmas a fúrt cölöp vasalatához. Anyag: Huzal Ø: Hossz: Szín: műanyag bevonatú huzal 1,4 mm 180 mm fekete 21. ábra: Energiacölöp-csőrögzítő 4.2.2 REHAU sodrószerszám A műanyag bevonatú fémből készült REHAU sodrószerszám a REHAU EP-csőrögzítők szakszerű és gyors összesodrásához alkalmazható. A csővezetékek rögzítési munkálatai során kerül felhasználásra a fúrt cölöp vasalatához. Anyag: Hossz: Sodrószerszám Ø: Szín: acél 310 mm 30 mm fekete 22. ábra: Sodrószerszám 4.2.3 REHAU kábelkötöző A REHAU kábelkötöző választhatóan alkalmazható a REHAU EP-csőrögzítő helyett a csővezetékek rögzítési munkálatai során a fúrt cölöp vasalatához. Anyag: Hossz: Szélesség: Szín: PA 178 mm 4,8 mm natúr 23. ábra: Kábelkötöző 4.3 RAUGEO általános tartozékok 24. ábra: Geotermikus osztó-gyűjtő 4.3.1 RAUGEO geotermikus osztó-gyűjtő Sárgarézből készült osztó-gyűjtő kézi légtelenítő szeleppel. Opció: A beépítésnél a kézi légtelenítő szelep helyett beszerelhető egy légtelenítő automata. Minden kör lezárását egy golyós csap biztosítja az előremenő és a visszamenő ágban. Robusztus, hangszigetelt és horganyzott konzolok. Anyag: MS63 sárgaréz Alapcső: 1 1/2" vagy 2" Bekötés: G1 1/2" vagy G2" Az elosztó méretei: lásd az árlistát 12
25. ábra: Műanyag elosztó 4.3.2 Műanyag geotermikus osztó-gyűjtő Olyan építményeknél, amelyekhez nem áll rendelkezésre sárgaréz osztó megfelelő méretben, az projektekhez egyedileg illeszkedő műanyag osztó szállítható. Az elosztócsövek anyaga PE 100. A leágazások a DVS 2207-nek megfelelő hegesztési eljárással és ellenőrzéssel készülnek a gyárban. Az elosztók elzárókkal, átfolyásmérőkkel és légtelenítőkkel szállíthatók. Anyag: PE 100 Alapcső: 110/90 Bekötés: 90 x 8,2 Az elosztó méretei: kérésre d s 26. ábra: Feltöltő, elosztó- és csatlakozócsövek 4.3.3 RAUGEO feltöltő, elosztó- és gyűjtőcsövek A szonda furatának feltöltéséhez és gyűjtőcsőként az elosztó és a hőszivattyú között. Méretek (külső átmérő, AD): - PE-Xa: 20-160 mm - PE 100: 20-400 mm A RAUGEO csövek SDR 11 kivitelben kaphatók. (SDR = Standard Dimension Ratio = a külső átmérő [d] és a cső falvastagságának [s] aránya.) Méret Súly Térfogat d x s [mm] [kg] [l] 20 x 1,9 0,112 0,20 25 x 2,3 0,171 0,32 32 x 2,9 0,272 0,54 40 x 3,7 0,430 0,83 50 x 4,7 0,666 1,30 63 x 5,8 1,05 2,10 5. táblázat: Műszaki adatok SDR 11 csövek 4.3.4 Átfolyás-mérő Sárgaréz átfolyás-mérő a szondakörök beszabályozásához golyós csappal. Az átfolyásmérő a sárgaréz elosztókra előre fel van szerelve. A műanyag elosztókhoz előre szerelt műanyag adapterekkel kerülnek kiszállításra az átfolyásmérők. Anyag: MS63 sárgaréz Alapcső: 3/4 Átfolyás: 8-30 l/perc Méretek: lásd az árlistát 27. ábra: Átfolyás-mérő 4.3.5 RAUGEO falátvezetés A házba történő bevezetés tömítéséhez nyomás nélküli és nyomás alatt álló vízhez. RAUGEO csövekhez 20 és 63 mm közötti külső átmérővel. A RAUGEO béléscsővel együtt vagy magfurat esetén 1,5 bar víznyomásig. Tudnivaló: A magfuratot konzerválni kell. Lemezek: V2A rozsdamentes acél Csavarok: V4A rozsdamentes acél Tömítőanyag: EPDM 28. ábra: Falátvezetés 4.3.6 Béléscső A RAUGEO csövek házba történő bevezetéséhez magfuraton keresztül, gáz vagy víz behatolása ellen. Anyag: Belső átmérő: Külső átmérő: Hossz: PVC 100 mm 106 mm 400 mm 29. ábra: Béléscső 13
4.3.7 Zsalurögzítő RAUGEO béléscsövekhez (belül elhelyezve), de más béléscsövekhez is használható. A RAUGEO zsalurögzítővel a béléscsövek pontosan rögzíthetők a zsaluzáshoz, és így egyből bebetonozhatók. Belső átmérő: Külső átmérő: 100 mm 106 mm 30. ábra: Zsalurögzítő 4.3.8 Furatkonzerváló A készlet kétkomponensű epoxi műgyantából áll. Jóváhagyás a KTW ajánlása alapján beton, ill. falazat szigeteléséhez. Készletben ecsettel (hossz: kb. 40 cm) és egy pár latex kesztyűvel. Szerelési útmutató mellékelve van a készlethez. Vegye figyelembe a biztonsági adatlapokat. 31. ábra: Furatkonzerváló 4.3.9 Hőszigetelő csőköpeny A REHAU hőszigetelő csőköpeny párazáró kaucsukból készül vezetékek szigeteléséhez épületekben. Az illesztési helyeket kaucsukragasztóval kell tömíteni, amely szintén kapható a REHAU vállalatnál. Szigetelő vastagság: Hossz: Méretek: 13 mm 2 m 20-63 mm 32. ábra: Hőszigetelő csőköpeny 4.3.10 Csőtartó A REHAU csőtartó két héjból áll, amelyek szigetelő betétként szolgálnak a cső és a csőbilincs között a páralecsapódás elkerülése érdekében. Szigetelő vastagság: Méretek: 13-15 mm 20-63 mm 33. ábra: Csőtartó 4.3.11 Nyomjelző szalag A RAUGEO figyelmeztető szalag PE-fóliából készül a geotermikus gerincvezeték jelöléséhez a talajban. A figyelmeztető szalagot 30 cm-rel a RUGEO csövek fölé kell fektetni. Anyag: Szélesség: Hossz: Szín: PE 40 mm 250 m zöld 34. ábra: Nyomjelző szalag 14
35. ábra: REHAU tolóhüvely 4.3.12 Tolóhüvely A tolóhüvelyes csatlakozási technikát a REHAU vállalat fejlesztette ki és szabadalmaztatta a következő tulajdonságokkal: - gyors és azonnal terhelhető, - rendszerfüggően biztonságos, - időjárástól független, - tartósan tömített összekötőként a RAUGEO PE-Xa és PE-Xa plus csövek számára. Csupán egy fittingből és a tolóhüvelyből áll. A tolóhüvelyes csatlakozások a REHAU tolóhüvelyszerszámokkal készíthetők el. Az összeszerelésnél figyelembe kell venni a szerszámhoz mellékelt szerelési útmutatót. 36. ábra: Elektrofitting 4.3.13 Elektrofitting A REHAU elektrofittingek (ESM) beépített fűtőhuzallal rendelkező öntött alkatrészek. Ez a fűtőhuzal a villamos áram hatására felmelegszik a hegesztéshez szükséges hőmérsékletre, és ezáltal létrehozza a hegesztett kötést a hüvely és a csővégek között. Minden fitting beépített felismerő ellenállással rendelkezik, amely biztosítja a hegesztési paramétereket a REHAU hegesztőkészüléknél (cikkszám: 244762-001). Az összes REHAU elektrofittingen megtalálható vonalkód által valamennyi kereskedelemben kapható, leolvasóceruzával rendelkező hegesztőkészülék alkalmazható. Az összeszerelésnél figyelembe kell venni a szerszámhoz mellékelt kezelési útmutatót. 4.3.14 RAUGEO védőszalag A RAUGEO védőszalag önhegesztő tulajdonságokkal rendelkező butilkaucsukból készül, és a szigetelt RAUGEO plus csövek vagy sárgaréz fittingek szigeteléséhez használható a talajban. Anyag: Szélesség: Hossz: Szín: 50 mm 5 m fekete 37. ábra: Védőszalag 4.3.15 REHAU zsugortömlő A REHAU tolóhüvelyes fittingek alapvetően különösebb védelem nélkül fektethetők a talajba. Azonban léteznek különböző anyagok, amelyek egyes területeken néha előfordulnak, és károsíthatják a tolóhüvelyes fittinget. Gyanú vagy kétségek esetén a csatlakozás REHAU zsugortömlővel védhető. Anyag: Zsugorodási tartomány: Hossz: Szín: VPE 20-55 mm 1200 mm fekete 38. ábra: Zsugortömlő 15
5 Talajhő-hasznosító berendezések kialakítása 5.1 A felszínhez közeli talajhő-hasznosítás alapjai A geológiában a felszínhez közeli kifejezés a föld felszínétől néhány száz méter mélységet jelöl (általában kb. 400 m). Ez a tartomány hasznosítható talajhőkollektorokkal, energiacölöpökkel és talajhőszondákkal. A 39. ábrán az éves hőmérséklet-futási görbe látható 20 m mélységig. Eszerint 1,2-1,5 m mélységben az év során 7 C és 13 C közötti hőmérséklet uralkodik, kb. 18 m mélységben pedig az egész évben körülbelül 10 C. Ez a hőmérséklet 100 méterenként általában 2-3 C-kal növekszik. 100 m mélységben a hőmérséklet általában kb. 12 C, 200 m mélységben kb. 15 C. Ez a hőmérsékletszint egy hőszivattyú segítségével igen hatékonyan alkalmazható fűtési célokra, vagy közvetlen hűtéssel, ill. hűtőberendezés segítségével hűtési célokra. A geotermikus rendszerek méretezésénél meg kell különböztetni a fűtési, ill. hűtési teljesítményt és az éves szinten lehetséges fűtési, ill. hűtési munkát. A talaj kb. 1-3 W/mK értékű korlátozott hővezető képessége miatt a talajhő-hasznosító rendszerek csak rövid ideig üzemeltethetők nagy hőelvonási teljesítménnyel, mialatt a csövek, ill. szondák környezete pufferként használható, amely a föld belsejéből érkező hőáram segítségével, amely értéke csupán 0,015-0,1 W/m*K, időeltolódással regenerálódik. Kisebb méretű rendszereknél 30 kw hőteljesítményig a VDI 4640 irányelv egyszerű méretezési szabályokat ír elő, amelyek közül a legfontosabbak ebben a műszaki tájékoztatóban is megtalálhatók. Nagyobb rendszereknél érdemes pontos számításokat végezni egy szakértő által felvett talajtani vizsgálat alapján (Thermal Response Test). hőmérséklet 0 C 5 C 10 C 15 C 20 C 0 m 2 3 1 4 5.2 A környezetre gyakorolt hatások A hőszivattyúhoz képest alulméretezett kollektorok helyileg korlátozottan, de hatással lehetnek a környezetre (a hideg periódus meghosszabbodása). Az alulméretezés általában alacsonyabb hőforráshőmérsékleteket okozza, ezzel csökken az éves hatásfok. Extrém esetekben a hőforrás hőmérséklete a hőszivattyú alsó felhasználási határaihoz is közel kerülhet. Alulméretezett talajszondák is okozhatnak teljes terhelés mellett a hőszivattyú alsó felhasználási határaihoz közelítő igen alacsony hőforrás-hőmérsékleteket. Az alulméretezés továbbá hosszú távon fűtési időszakról fűtési időszakra csökkenő hőforrás-hőmérsékletet is előidézhet, amennyiben nem áll rendelkezésre megfelelő idejű regeneráció. 5.3 A szonda, felületi kollektor vagy energiacölöp kiválasztása A rendszer kiválasztásához a kiindulási pont mindig az elpárologtatási teljesítmény, azaz a talajból elvont hőmennyiség, ill. hűtés esetén a talajba vezetett hőmennyiség. A tervezésnél a helyszínen rendelkezésre álló legkedvezőbb hőforrást kell kiválasztani, és a fűtési rendszert, illetve a rendszer többi részét ehhez kell illeszteni. A két leggyakrabban előforduló rendszer: - a vízszintes talajhő-közvetítő (talajhőkollektor) és - a függőleges talajhő-közvetítő (talajhőszonda, energiacölöp). A vízszintes vagy függőleges talajhő-közvetítő kiválasztását a helyszín geológiai adottságai, a helyszükséglet és az építészeti körülmények határozzák meg. Fontos rendszertechnikai kritériumok: - a hőforrásrendszer névleges teljesítménye - a hőszivattyú elpárologtatási teljesítménye (pl. a fűtési teljesítményből és a hatásfokból számítható) - éves üzemórák, ill. teljes terhelési üzemórák száma - a hőforrás csúcsterhelése (peak load) A geológia és a hidrogeológia pontos ismeretében le lehet vonni következtetéseket a talaj termikus és hidraulikus tulajdonságaira vonatkozóan, és ezáltal lehetővé válik a megfelelő hőelvonási technika kiválasztása. 5 m mélység 10 m 15 m 20 m A hónapok a 39. ábrán látható diagramon 1. vonal = február 1. 2. vonal = május 1. 3. vonal = november 1. 4. vonal = augusztus 1. 39. ábra Éves talajhőmérséklet-szint különböző mélységekben 16
5.4 Talajhőkollektorok méretezése és fektetése A talajhőkollektorok méretezése a VDI 4640 irányelv leírásában található; a következőkben a legfontosabb szempontok összefoglalását olvashatja. 5.4.1 Méretezés A hőszivattyúval összekapcsolt talajhőkollektor-rendszerek méretezéséhez szükséges kiindulási adatok a következők: - fűtési hőszükséglet és a hőszivattyú munkaszáma, amelyből az elpárologtatási teljesítmény adódik - a hőszivattyú térfogatárama (a hőszivattyú adatlapján található) - a talaj fajlagos hőelvonási teljesítménye A hőszivattyú méretezését igen pontosan kell elvégezni, ezért a méretezéshez tájékoztatást kell kérni a hőszivattyú gyártójától, hogy a teljesítménytényezőt hozzá lehessen rendelni a kiszámított fűtési teljesítményekhez és üzemmódokhoz. Ezután az elpárologtatási teljesítmény a következőkből adódik: Elpárologtatási teljesítmény = Fűtési teljesítmény X (jóságfok-1) Jóságfok Példa: Fűtési teljesítmény: 12 kw Jóságfok: 4 12 kw X (4-1) 4 = 9 kw A fajlagos hőelvonási teljesítmény a 6. táblázatnak megfelelően az éves üzemidőtől függ: Talaj Fajlagos hőelvonási teljesítmény 1800 óra 2400 óra Nem kötött talaj 10 W/m² 8 W/m² Kötött talaj, nedves 20-30 W/m² 16-24 W/m² Vízzel telített talaj 40 W/m² 32 W/m² 6. táblázat: Forrás: VDI 4640 Példa: Elpárologtatási teljesítmény: 9 kw Üzemórák száma: 1800 óra/év Talaj: kötött, nedves Minél nagyobb a hőelvonási teljesítmény, annál magasabb a térfogatáram adott hőmérséklet-különbség mellett, és annál nagyobb a szükséges cső átmérője. Tájékoztató jellegű adatokat a 7. táblázatban találhat. Talajfajta AD x s (mm) Nem kötött talaj 20 x 1,9 Kötött talaj, nedves 25 x 2,3 Vízzel telített talaj 32 x 2,9 7. táblázat: A cső méretezése A VDI 4640 által javasolt fektetési távolság a kollektorcsövek között 50-80 cm. Ha a fektetési távolságot 75 cm (0,75 m) értékűnek választja, a következő összefüggéssel: Csőhossz = Talajhőkollektor felülete (m²) Fektetési távolság (m) 480 m csőhossz adódik. Tudnivaló: A hőelvonási teljesítményt és munkát nem szabad túllépni, mivel ebben az esetben a csővezeték területének lényegében nem kívánt eljegesedése túlságosan megnövekszik, és összenőnek a jégsugarak. Tavasszal az olvadáskor ilyen esetekben az eső- és olvadékvíz felszívódása, amely jelentősen hozzájárul a talaj felmelegedéséhez, erősen korlátozott. Mivel a talajhőkollektor megváltoztatja a talaj hőmérsékletszintjét, a csöveket fáktól, bokroktól és érzékeny növényektől megfelelő távolságban kell fektetni. Az egyéb közművezetékekhez és épületekhez 70 cm fektetési távolságot kell tartani. Amennyiben nem tartható be ez a távolság, a vezetékeket megfelelő szigeteléssel kell védeni. A talajhőkollektorok épületek közvetlen hűtésére csak bizonyos feltételek esetén alkalmasak: - áramló talajvíz < 0,5 m távolságban, vezetőképes talajjal: 2,5-3 W/mK - a talajvíz hőmérséklete nyáron < 12 C A hűtési csúcsterheléseket talajhoz csatolt hűtőberendezéssel is le lehet fedni. A csövek hossza ne lépje túl a 100 métert, mivel ebben az esetben fennáll a túl nagy nyomásveszteség veszélye. Ebből következik: Hőelvonási teljesítmény: Elpárologtatási teljesítmény = Elpárologtatási teljesítmény (W) Hőelvonási teljesítmény (W/m²) Talajhőkollektor felülete = 360 m² 25 W/m² A cső méretének kiválasztása a lehetséges hőelvonási teljesítménytől függ, amelyet a talajból ki szeretnénk nyerni: 6.4.2 Fektetés Talajhőkollektor-rendszereknél a VDI 4640 szerint a csöveket 1,2-1,5 m mélységben, 50-80 cm távolságban kell beépíteni. A talajhőkollektorok regenerálódása elsősorban felülről történik napsugárzás és csapadék által. A geotermikus hőáram ehhez viszonyítva csekély. A kollektorok fölé ezért alapvetően nem szabad építkezni, és nem szabad szigetelt felületek alatt elhelyezni őket! A kivételeket e szabály alól tervezéssel kell igazolni. Ez pl. olyan esetekben lehetséges, ha a talajhőkollektort mind fűtéshez, mind hűtéshez használják, és ezáltal mindkét üzemmód hozzájárul a talaj 17
regenerálódásához. Különösen figyelembe kell venni épületek alatti fektetésnél, hogy az üzemi hőmérséklet ne érje el a fagypontot, mivel ebben az esetben az épületek károsodhatnak a talajvíz fogyása során bekövetkező térfogatváltozás által. A RAUGEO kollektorok beépítéséhez mind árokba fektetés, mind felületi fektetés alkalmazható. Az árokba fektetésnél (lefolyóárok) egy markolóval először az árok egyik oldalát kell elkészíteni, ezt követi a cső fektetése, majd az árok másik oldalának a talajával kell feltölteni az árkot, lásd a 40. ábrát. 41. ábra Csiga fektetési alakzat 42. ábra: Kettős meander fektetési alakzat 40. ábra: Árokba fektetés A felületi fektetésnél a kollektor teljes felülete egyszerre áll rendelkezésre, lásd a 44. ábrát. Tudnivaló: A meglévő talajt csak a PE-Xa csövek alkalmazása esetén lehet újra felhasználni. A PE 100 csövek beépítéséhez homokot kell használni. Lásd a 4.6 fejezetet. A PE-Xa kollektorcsöveket ne fektesse kavics- vagy sóderágyba, mivel a levegőzárványok csökkentik a hővezető képességet. Ezért ilyen jellegű talaj esetén a csövek körül finom talajt kell használni, amely biztosítja a nedvesség felvételét. A talajban lévő kövekre a PE-Xa csövek alkalmazásánál nem kell ügyelni. 43. ábra: Tichelmann fektetési alakzat A szokásos fektetési alakzatok a 41-43. ábrákon láthatók. A csiga fektetési alakzatot, amely a 41. ábrán látható, felületi fektetésnél lehet alkalmazni. A kettős meander fektetési alakzat, amely a 42. ábrán látható, és a Tichelmann fektetési alakzat, 43. ábra, különösen alkalmas árokba fektetéshez. A RAUGEO csövek 100 m-es csőkötegekben kerülnek kiszállításra. A kollektor felületét úgy kell kialakítani, hogy minden csőköteg egyenlő hosszú legyen. Ezáltal elkerülhető az időigényes beszabályozás az elosztónál. A csöveket nagy felületű fektetés esetén rögzíteni lehet a REHAU rögzítő segédeszközzel. Ennek segítségével egyszerűen felépíthetők a csőregiszterek. A kollektor szükséges felületének és a kollektorcső hosszának kiszámítása a hőszivattyú 4-es (0/35) COP értéke esetén, 25 W/m² hőelvonási teljesítmény és 0,6 m fektetési távolság mellett: Szükséges Elpárologtatási Min. RAUGEO javasolt fűtési teljesítmény teljesítmény felület kollektorcső [kw] [kw] [m²] [m] 4 3 120 200 6 4,5 180 300 8 6 240 400 10 7,5 300 500 12 9 360 600 14 10,5 420 700 16 12 480 800 18 13,5 540 900 20 15 600 1000 44. ábra: Felületi fektetés 18
5.4.3 Talajhőkollektorok szerelése 1. szerelési lépés - Az elosztó helyét a kollektorrendszer legmagasabb pontjára helyezze. - Az elosztókat műanyag aknákba, de mindenképpen a talajszint alá kell telepíteni. Tudnivaló: A szerelőaknákat napsugárzás esetén le kell fedni, mivel a csővezetékeket védeni kell az UV-sugárzástól. - Csatlakoztassa a csővezetékeket az osztó-gyűjtőhöz a Tichelmannféle eljárás szerint. Lásd az 5.7 fejezetet. 45. ábra: Az elosztó helyének kiválasztása 2. szerelési lépés, felületi fektetés - Fektesse le és igazítsa el a csöveket, majd rögzítse őket talajszegekkel. - Feltétlenül tartsa be a PE-Xa és a PE 100 hajlítási sugarára vonatkozó előírásokat (lásd a 2. szakasz 1. táblázatát). 46. ábra: A csövek fektetése és rögzítése 3. szerelési lépés - Miután betemette a csöveket talajjal/homokkal, húzza ki a talajszegeket. Tudnivaló: A RAUGEO 100 kollektorcsöveket homokágyba kell fektetni. 47. ábra: A csövek betemetése talajjal vagy homokkal 4. szerelési lépés - Töltse fel a csővezetéket készen bekevert hőhordozó közeggel (a fagyálló és a víz arányát a hőszivattyú gyártója írja elő). A fagyvédelemnek 7 K-nel a minimális elpárologtatási hőmérséklet alatt kell lennie. - Légtelenítse a csővezetékeket, amíg légmentessé nem válnak. - A csővezetéket és a berendezés részeit (elosztó, csatlakozóvezetékek stb.) 1,5-szörös üzemi nyomással kell bevizsgálni. 48. ábra: A csővezeték feltöltése és betemetése 19
5.5 Talajhőszondák méretezése és beépítése A talajhőszondák méretezésére és beépítésére vonatkozó részletes előírásokat a VDI 4640-ben találhat. 5.5.1 Méretezés A talajhőszondák méretezésénél hőszivattyúval történő üzemeltetéshez szintén a hőelvonási, ill. elpárologtatási teljesítmény mérvadó. A 8. táblázatban olyan értékek szerepelnek, amelyek 30 kw alatti kisebb teljesítményű, hőszivattyúval fűtött létesítményekben, és maximum 100 m hosszú szondák esetében használhatók fel. Üzemórák száma 1800 óra 2400 óra Talaj Fajlagos hőelvonási teljesítmény szonda W/m mértékegységben Ált. irányértékek: Rossz talaj 25 20 (száraz üledék) ( < 1,5 W/mK) Normál szilárd kőzettalaj és 60 50 vízzel telített üledék ( < 3,0 W/mK) Nagy hővezető képességű kőzettalaj 84 70 ( < 3,0 W/mK) Kőzetek szerint: Száraz kavics, homok < 25 < 20 Vízzel telített kavics, homok 65-80 55-85 Erős talajvízáramlás kavicsban és 80-100 80-100 homokban, egyedi berendezéseknél Nedves agyag, iszap 35-50 30-40 Mészkő (tömör) 55-70 45-60 Homokkő 65-80 55-65 Savas magmás kőzet (pl. gránit) 65-85 55-70 Lúgos magás kőzet (pl. bazalt) 40-65 35-55 Gnájsz 70-85 60-70 (Az értékek a kőzetképződéstől függően, pl. hasadások, rétegződés, porladás miatt jelentősen ingadozhatnak.) 8 táblázat: Talajhőszondák fajlagos hőelvonási teljesítménye (forrás: VDI 4640) A talajfajták, amelyek a talajhőszonda hőelvonási teljesítményét jelentősen befolyásolják, vagy a bányakapitányságnál, vagy a fúrást végző vállalatnál rendelkezésre állhatnak, esetleg a fúrást végző vállalatnak meg kell határoznia őket az első fúrásnál. Méretezési példa: Elpárologtatási teljesítmény: 6,8 kw (6800 W) Üzemórák száma: 2400 óra/év Nedves talaj Ebből következik: Ebből adódik a Hőelvonási teljesítmény: 50 W/m Elpárologtatási teljesítmény (W) Szonda hossza = Hőelvonási teljesítmény (W/m) azaz 136 m. 5.5.2 Nagy méretű berendezések méretezése Nagyobb fűtési rendszereknél 30 kw hőszivattyú fűtési teljesítmény felett vagy a hőforrás további használata esetén (például hűtésre) pontosabb számítást javasolt elvégezni. Ehhez kiindulásként meg kell határozni az épület fűtési és hűtési szükségletét. A 49. ábrán látható egy épület fűtési és hűtési szükséglete egy éven keresztül, egy szimulációs program számításának eredményeként. A szondaberendezés méretezéséhez nem egyértelmű geológiai, ill. hidrogeológiai helyzet esetén próbafúrást javasolt végezni. Ezt a furatot adott esetben geofizikailag fel lehet mérni, vagy egy Thermal Response Test talajtani vizsgálattal meg lehet mérni a talaj hőelvonási teljesítményét. Az eredmények alapján egy szimulációs programmal szintén ki lehet számítani a lehetséges éves hőelvonási teljesítményt a rendszer meghatározandó üzemidejére. A szükséges szondahossz (fúrt hossz) kiszámítása a hőszivattyú 4-es (0/35) COP értéke esetén, 50 W/m hőelvonási teljesítmény mellett: 100, 0 80, 0 Fűtési-hűtési szükséglet jelleggörbe H E A T [ K W ] C O O L [ K W ] Szükséges Elpárologtatási Minimális RAUGEO javasolt fűtési teljesítmény teljesítmény szondahossz szonda [kw] [kw] [m] [darabszám] 4 3 60 1 db 60 m-es szonda 60, 0 6 4,5 90 2 db 50 m-es szonda 40, 0 8 6 120 2 db 60 m-es szonda 20, 0 10 7,5 150 2 db 80 m-es szonda 12 9 180 2 db 90 m-es szonda 0, 0 14 10,5 210 3 db 70 m-es szonda - 20, 0 16 12 240 3 db 80 m-es szonda - 40, 0-60, 0 1 1001 2001 3001 4001 5001 6001 7001 8001 18 13,5 270 3 db 90 m-es szonda 20 15 300 3 db 100 m-es szonda 49. ábra: Példa egy épület fűtési és hűtési szükségletének jelleggörbéjére 20
5.5.3 Beépítés A szondarendszerek általában a víz- és bányajogi szabályozás szerint engedélykötelesek. Figyelembe kell venni a minimálisan 2 m védőtávolságot az épülethez. Nem szabad károsítani az épületek stabilitását. Több talajhőszonda esetén 50 m szondahossz alatt min. 5 m, 50 m szondahossz felett min. 6 m távolságot kell tartani. Olyan talajhőszondáknál, amelyeket hűtési célokra is alkalmaznak, az elrendezést lehetőleg nyitottan kell kialakítani a kölcsönös befolyásolás elkerülése érdekében. Az egyéb közművezetékekhez 70 cm védőtávolságot kell tartani. Amennyiben nem tartható be ez a távolság, a vezetékeket megfelelő szigeteléssel kell védeni. A szonda behelyezésének megkönnyítése érdekében nedves (vízzel telített) furatok esetében javasolt a szonda feltöltése vízzel. A RAUGEO szondasúllyal vagy választhatóan a RAUGEO betolóeszközzel még egyszerűbb a szonda behelyezése. Száraz furatok esetében a szondát legkésőbb a szonda behelyezése előtt fel kell tölteni vízzel a felúszás elkerülése érdekében. A feltöltő csövet a szondával együtt kell betolni a furatba. Nagyobb mélységeknél szükség lehet egy további feltöltő csőre az egyenletes feltöltés biztosítása érdekében. A szonda betolása a furatba általában egy lecsévélő berendezéssel történik, amely a fúróeszközhöz van rögzítve. A szondát a behelyezés előtt le is lehet göngyölni, és be lehet tolni a furatba egy hurok segítségével, amely a fúróeszközhöz van rögzítve. A letekercseléssel a szondacsövek maradék görbülete egy kevéssel csökken. Tudnivaló: A csövek kigöngyölítését és ily módon furatba tolását nem javasoljuk a PE 100 szondák esetében, mivel a bemetszések, horzsolások stb., amelyek a talajon húzás által keletkezhetnek, jelentősen csökkentik a csövek élettartamát. A szonda behelyezése után javasoljuk egy átfolyási és nyomáspróba elvégzését. Tudnivaló: A szondák furatba juttatását a VDI 4640 2. részének megfelelően úgy kell elvégezni, hogy biztosított legyen a szonda fizikailag és vegyileg tartósan stabil bekötése a kőzetbe, és a besajtolásnál ne maradjanak levegőzárványok vagy üregek. Csak a furat gyűrűterének ilyen szabályszerű, VDI 4640 szabvány szerinti besajtolása esetén biztosítható a mélyebb szondák működőképessége. A furat feltöltése után kell elvégezni a befejező vizsgálatokat: A vízzel feltöltött szonda működésvizsgálata, és nyomáspróba legalább 6 bar nyomással; Előterhelés: 30 perc; Vizsgálat időtartama: 60 perc; Elfogadható nyomáscsökkenés: 0,2 bar. Amennyiben fagyveszély áll fenn, a felszíntől 2 m mélységig ki kell üríteni a szondát. Ezt az egyik oldalon csatlakoztatott sűrített levegővel és alacsony nyomáson lehet elvégezni. A másik oldalon ezáltal kitolódik a víz. A nyomás megszüntetésekor a vízoszlop egyensúlyba áll a szondában. A szondacsöveket a bekötésig tömören le kell zárni. A gyűrűtér hiánytalan feltöltéséhez a geológiai körülményektől függően olyan anyagokat kell használni, amelyeket az adott üzemmódok függvényében kell meghatározni. A talajhőszonda-csöveket párhuzamosan kapcsolt körökben kell az elosztóhoz vezetni. Az elosztót a legmagasabb ponton kell telepíteni. Megfelelő helyen be kell iktatni egy légtelenítő berendezést. Az elosztókat fel lehet szerelni átfolyásmérőkkel a szondák beszabályozásához. A teljes rendszer üzembe helyezése előtt nyomáspróbát kell végezni 1,5-szörös üzemi nyomással. Ellenőrizni kell az összes szonda egyenletes átfolyását. Fektetési mélység 1,2 és 1,5 m között (fagymentesség) A csöveket PE 100 szonda esetén homokágyba kell fektetni! (A PE-Xa esetében nem szükséges) Előremenő ág Visszamenő ág RAUGEO PE-Xa vagy PE 100 szonda Feltöltő anyag 50. ábra Furat 21
5.5.4 Talajhőszondák szerelése 1. szerelési lépés - Ellenőrizze a tekercseket a fektetés előtt sérülések szempontjából - Helyezze a szondát a lecsévélő berendezésre vagy fektesse ki - Szükség esetén rögzítse a szondasúlyt vagy a betolóeszközt a szondalábhoz 51. ábra: Ellenőrzés és a szonda előkészítése 2. szerelési lépés - Töltse fel a szondát vízzel, hogy az ne ússzon fel - Helyezze be a szondát a feltöltő csővel együtt a furatba - Eressze le a szondát és a feltöltő csövet teljesen a furatba 52. ábra: A szonda behelyezése 3. szerelési lépés - Végezzen nyomás- és átfolyásvizsgálatot a vízzel feltöltött szondán - Töltse fel hiánytalanul a furat gyűrűterét - Végezzen befejező működésvizsgálatot a feltöltött talajhőszondán legalább 6 bar nyomással, és jegyzőkönyvezze a megvalósult nyomást. 53. ábra: A szonda furatba juttatása 4. szerelési lépés - Kösse össze a szondát a csatlakozóvezetékekkel - Kösse be a vezetékeket az elosztóba a rendszer legmagasabb pontján - Töltse fel a rendszert a készen bekevert hőhordozó közeggel - Légtelenítse a csővezetékeket, amíg légmentessé nem válnak - Végezzen befejező nyomáspróbát a teljes rendszeren legalább 1,5-szörös üzemi nyomással 54. ábra: Összekötés a csatlakozóvezetékekkel 22
5.6 Energiacölöpök méretezése és beépítése Az energiacölöpök méretezésére és beépítésére vonatkozó részletes előírásokat a VDI 4640-ben találhat. 5.6.1 Méretezés Az energiacölöpök méretezése a talajhőszondákéhoz analóg módon történik, lásd az 5.1 pontot. Vegye figyelembe, hogy az energiacölöpöket nem szabad a fagyott tartományban üzemeltetni. Erre figyelmet kell fordítani a számításnál is. Be kell iktatni egy hőmérséklet-vezérelt lekapcsolást is. Gazdaságossági okokból csak a statikailag szükséges cölöpök számát kell számításba venni a tervezésnél. A további cölöpök költségei nem állnának arányban a nyereséggel. A fennmaradó fűtési vagy hűtési teljesítményt más, független rendszerekkel kell biztosítani. 6 m cölöphossztól válhat gazdaságossá a felhasználás. Az alapozó cölöpöket általában talajvízbe ültetik. Hűtővízrendszerként történő használat esetén a talajvíz hőmérséklete megemelkedik. Ezt egyeztetni kell az illetékes hivatalokkal. 55. ábra: Energiacölöp csőfektetése 5.6.2 Fektetési változatok A csövek fektetésénél a függőleges meander és az U-szonda változatok alkalmazhatók. Függőleges meander A csövek fektetése a cölöpvasalatba meanderszerű csőhurkokban történik. A csövek ilyen jellegű fektetésének előnyei elsősorban az egyszerű szerelésben rejlenek. A cölöpfejnél történik az előre- és visszamenő vezetékek bekötése a csőhálózatba. U-szonda A csövek fektetése a cölöpvasalatba U-alakban történik. A cölöpfejnél történik az egyes csőhurkok összekapcsolása a bevált, alakzáró REHAU tolóhüvelyes csatlakozással. A csövek ilyen jellegű fektetésének előnyei elsősorban a csővezetékek légtelenítésében rejlenek. A cölöpfejnél történik az előre- és visszamenő vezetékek bekötése a csőhálózatba. 56. ábra: Függőleges meander csőfektetés 57. ábra: U-szonda csőfektetése 23
5.6.3 REHAU energiacölöpök szerelése 1. szerelési lépés Fektesse a csővezetékeket az építkezésnél már rendelkezésre álló cölöpvasalatba A csövek fektetése a cölöpvasalat hosszirányában történik. Rögzítse a csöveket a REHAU energiacölöp-csőrögzítőkkel 0,5 m-es távolságokban a vasalaton, illetve a csőfordulók területén. 58. ábra: A csővezetékék felszerelése a cölöpvasalatra 2. szerelési lépés - Lássa el a csővezetékeket védőcsővel a cölöpfej területén, majd rögzítse őket és vágja méretre a csöveket - Jelölje meg a csővezetékeket A bekötő vezetékeket a cölöpfejnél méretre kell vágni és védőcsővel kell ellátni. Az energiacölöp jelölése a szerelési terv szerint történik. 59. ábra: Az előre- és visszamenő ág összefogása a védőcsőben 3. szerelési lépés - Csatlakoztasson egy nyomásvizsgáló egységet - Hozzon létre 6 bar vizsgálati nyomást Csatlakoztasson egy nyomásvizsgáló egységet a csövek végeihez egy REHAU nyomásmérős adapter segítségével. Hozzon létre 6 bar vizsgálati nyomást, és jegyzőkönyvezze a megvalósult vizsgálati nyomást. 60. ábra: A nyomásvizsgáló egység csatlakoztatása 4. szerelési lépés - Betonozási művelet - Végezzen el egy második nyomásvizsgálatot a betonozás után - Kösse be a csővezetékeket az elosztóvezetékekhez Jegyzőkönyvezze a vizsgálati nyomást a betonozás után. Az energiacölöpök közvetlenül az elosztóvezetékekhez, vagy közvetlenül a fűtő-, ill. hűtőkör elosztójához köthetők be. 61. ábra: Nyomásvizsgálat 6 bar mellett 24
5.7 Az osztó-gyűjtő szerelése 5.7.1 Az osztó-gyűjtő helyzete Az osztót a legmagasabb ponton kell elhelyezni. A csővezetéket enyhe lejtéssel kell az osztóhoz vezetni. Amennyiben nem biztosítható a szondacsövek azonos hossza az osztóig, átfolyás-szabályzókat kell alkalmazni. Víz/glikol keverék esetén az átfolyás-szabályzó csupán az egyes körök beszabályozásához használható, az átfolyási mennyiség meghatározásához azonban nem. Ennek oka a víz/glikol keverék nagyobb sűrűsége és viszkozitása. 5.7.2 Az osztó-gyűjtő elhelyezése A szondavezetéken gyakran képződik páralecsapódás, ezért az épületekben ezeket párazáró szigeteléssel kell ellátni. Mivel az osztót csak nagyon körülményesen lehet szigetelni, javasolt az épületen kívüli telepítés. 5.7.3 Az osztó-gyűjtő csatlakoztatása Az osztó a G 1 1/2", ill. G 2" külső menetes csavarzattal csatlakoztatható. A gőzbuborék-képződés veszélye miatt korlátozott az elosztó alkalmazhatósága. Az átfolyási mennyiség felső határa a 2 alapcső esetében 8000 l/óra, 34% fagyállót tartalmazó hőszállító közeg alkalmazása esetén. Alacsonyabb fagyálló hányad vagy tiszta vízzel történő üzemeltetés esetén nagyobb átfolyási mennyiséget lehet elérni. Amennyiben > 8000 l/óra feletti átfolyási mennyiségre van szükség, 2 elosztócső összeköthető középen egy T-idommal. Ezáltal 16000 l/óra térfogatáram érhető el. 64. ábra: Átfolyás-szabályzó 5.7.5 A csövek csatlakoztatása az osztó-gyűjtőre Annak érdekében, hogy az átfolyás az összes csőben, amely a kollektor-/szondaelosztókhoz van csatlakoztatva, egyenletes legyen, a Tichelmann elv szerint kell bekötni a csöveket. Lásd a 66. és 67. ábrákat előre előre vissza vissza 62. ábra: RAUGEO sárgaréz osztó-gyűjtő 65. ábra: Egyoldali előre- és visszamenő ágak 66. ábra: Váltott oldali előre- és visszamenő ágak Tudnivaló: A sárgaréz osztókat csak vízzel vagy víz/glikol keverékkel szabad üzemeltetni. Amennyiben korrozív hatású közeget szeretne alkalmazni, műanyag osztókat kell használni. Olyan berendezéseknél, amelyeknél nincs elegendő hely a szabványos osztók számára, szintén műanyag osztókat kell alkalmazni. A műanyag osztók árait kérésére közöljük. 5.7.6 Az osztó csatlakoztatása Az elosztót vízszintesen vagy függőlegesen is fel lehet szerelni. A csöveket az elosztóhoz történő csatlakoztatás előtt 90 -os ívben kell fektetni. Ezáltal a csövekben a hőmérséklet miatt létrejövő hosszváltozások nem az elosztót terhelik, hanem a csőív kompenzálja ezeket. Ha az elosztót aknában szereli fel, akadályozza meg, hogy a RAUGEO csövek érintkezzenek a ház falával. 4 cm vastag, kemény PU hablemezekkel megakadályozhatja, hogy a fal benedvesedjen a kondenzátum képződése által, vagy hogy a csövek megsérüljenek a hosszváltozások miatt. 63. ábra: Műanyag osztó 5.7.4 Osztó-gyűjtő talajhőszondákhoz A talajhőszondák előre- és visszamenő ágait a szondafejnél egyesíteni lehet egy-egy nadrágelemmel, vagy egyenként lehet az osztóhoz vezetni. 5.7.7 Osztó-gyűjtő energiacölöpökhöz A REHAU felületi fűtés- és hűtésrendszerekhez hasonlóan a RAUGEO energiacölöpöket hűtési és fűtési körosztóval csatlakoztathatja az elosztások csőhálózatához. Az elzáráshoz és beszabályozáshoz golyós csapok és átfolyás-szabályzók ajánlatosak. A méretezésnél max. 300 mbar nyomásveszteséggel, illetve közel azonos méretű körökkel kell számolni körönként. Az elosztó vezetékek csöveinek Tichelmann módszer szerinti fektetése esetén ezekben közel egyenletes nyomásveszteség jön létre. 25