Projektování vrtů pro tepelná čerpadla na základě geologických předpokladů vliv na vodní režim, rizika. Mgr. Michal Havlík

Podobné dokumenty
TEPELNÉ VLASTNOSTI HORNIN A JEJICH VLIV NA VYUŽITÍ ZEMNÍHO TEPLA

Geologie a tepelné vlastnosti hornin Projektování vrtů pro tepelná čerpadla na základě geologických předpokladů vliv na vodní režim, rizika

Primární okruh s vrty pro tepelná čerpadla. Ing. Arch. Pavel Cihelka. Představení systémů

Hydrogeologie a právo k část 3.

Rizikovéčinnosti ovlivňující vodárenské využívání podzemních vod

ŽÁDOST O UDĚLENÍ SOUHLASU

Hydrogeologie a právo k část 2.

Využitelné množství p.v. hydrologický bilanční model x hydraulický model

Zadavatel: Zhotovitel: Odpovědný řešitel: Zpracoval: Datum zpracování: Číslo zakázky: P

METODIKA PRO PROJEKTOVÁNÍ, POVOLOVÁNÍ A PROVÁDĚNÍ ZEMNÍCH TEPELNÝCH SOND PRO TEPELNÁ ČERPADLA SYSTÉMU ZEMĚ X VODA

Vrty pro tepelná čerpadla versus ochrana vodárensky využívaných vodních zdrojů

Hydrogeologie a právo k část 1.

OHGS s.r.o. Ústí nad Orlicí RNDr. Svatopluk Šeda, GE-TRA s.r.o. Imrich Drapák Blok 3. Stavební povolení a stavba studní

Požadavky tepelných čerpadel

HYDROPRŮZKUM Č. BUDĚJOVICE s.r.o. V I M P E R K 02

ZAJEČÍ - prameniště. projekt hloubkového odvodnění

Geotechnický průzkum hlavní úkoly

MĚSTO RALSKO NÁHLOV OVĚŘOVACÍ VRT PODKLAD PRO VÝBĚROVÉ ŘÍZENÍ

HYDROPRŮZKUM Č. BUDĚJOVICE s.r.o. V I M P E R K N A D T R A T Í

edb žný hydrogeologický pr zkum Hodov ... z provedené erpací zkoušky na vrtu

Problematika vsakování odpadních vod v CHKO

Metodický pokyn ČAH č. 2/2008 k vyhlášce č. 590/2002 Sb. o technických požadavcích pro vodní díla

Řešení problémů nedostatečných zdrojů vody v důsledku sucha

ŽÁDOST O VYDÁNÍ ZÁVAZNÉHO STANOVISKA dle ust. 37 zák. č. 164/2001 Sb.

Geologické průzkumy v praxi ověřování hydrogeologických poměrů a provádění polních testů pro posouzení možností vsakování vod do půdních vrstev

GEOoffice, s.r.o., kontaktní

Hydrogeologický posudek. Louka u Litvínova - k.ú st.p.č.157

OHGS s.r.o. Ústí nad Orlicí RNDr. Svatopluk Šeda VRTANÉ STUDNY

ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov. 125ESB Energetické systémy budov. prof. Ing. Karel Kabele, CSc. ESB1 - Harmonogram

Analýza rizik po hlubinné těžbě uranu Bytíz. DIAMO, státní podnik odštěpný závod Správa uranových ložisek Příbram

Podzemní vody -možná rizika zanedbávání přírodních zákonitostí

Předběžné výsledky technických prací, realizovaných v rámci projektu v Olomouckém kraji

TEPELNÁ ČERPADLA. Bořivoj Šourek Ústav techniky prostředí, Fakulta strojní ČVUT v Praze

Poptávka služeb Zajištění hydrodynamických zkoušek na vrtu SM-2 v lokalitě Ševarlije Doboj, Bosna a Hercegovina Technické zadání vč. přílohy I.

Metodické doporučení ČAH č. 1/2013 k projektování a provádění vrtaných (trubních) studen v intencích současného vodního a stavebního práva *

Milan Trs, GEROtop TEPELNÁ ČERPADLA SYSTÉM ZEMĚ VODA TOPENÍ A CHLAZENÍ V JEDNÉ TECHNOLOGII

GEOoffice, s.r.o., kontaktní

ŽÁDOST O POVOLENÍ K NAKLÁDÁNÍ S POVRCHOVÝMI NEBO PODZEMNÍMI VODAMI NEBO JEHO ZMĚNU

Geotechnický průzkum

ŽÁDOST O UDĚLENÍ SOUHLASU

Svatopluk Šeda, Jana Vrbová OHGS s.r.o. Ústí nad Orlicí

EU peníze středním školám digitální učební materiál

ZÁVĚREČNÁ ZPRÁVA o inženýrskogeologickém posouzení

ŽÁDOST O UDĚLENÍ SOUHLASU

Hydrogeologie a právo k část 5.

Svatopluk Šeda OHGS s.r.o. 17. listopadu 1020, Ústí nad Orlicí

V I M P E R K P O D H R A B I C E M I - J I H

Vsakování srážkových vod do půdních vrstev. Nejdůležitější přehled právních a jiných předpisů

METROPROJEKT Praha a.s. I.P.Pavlova 2/1786, Praha 2

ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra Technických zařízení budov

1. Zajištění průzkumných prací pro stabilizaci vodohospodářské situace v hraničním prostoru Cínovec/Zinwald

Součásti AVTČ je VRTNÁ SEKCE, jejíž cílem je sdružovat vrtné firmy realizující vrty pro tepelná čerpadla při dodržování vysokých standardů kvality

EU peníze středním školám digitální učební materiál

432/2001 Sb. VYHLÁŠKA. Ministerstva zemědělství. ze dne 3. prosince 2001

Náhradní jímací vrt PH-3

ŽÁDOST O POVOLENÍ K ODBĚRU PODZEMNÍCH VOD PRO POTŘEBY JEDNOTLIVÝCH OBČANŮ (DOMÁCNOSTÍ) NEBO O JEHO ZMĚNU

G-Consult, spol. s r.o.

ZÁKLADOVÁ KONSTRUKCE část nosné konstrukce přenášející zatížení od stavby do základové půdy. Fakulta stavební ČVUT v Praze

Parametry nových jímacích objektů pro veřejné zásobování

VYUŽITÍ SYSTÉMU EXPERT PRO ZPRACOVÁNÍ A INTERPRETACI HYDROGEOLOGICKÝCH DAT. RNDr.František Pastuszek VODNÍ ZDROJE, a.s.

Součásti AVTČ je VRTNÁ SEKCE, jejíž cílem je sdružovat vrtné firmy realizující vrty pro tepelná čerpadla při dodržování vysokých standardů kvality

0 SANGEO, v. o. s. Bylany 75, Bylany. EMPLA spol. s r. o. Za Škodovkou Hradec Králové

Jímací území Podlažice. Institut minimální hladiny podzemní vody a jeho význam

Projekt SOPOR Systematická ochrana vodních zdrojů před rizikem znečištění pesticidy a jejich metabolity

Vybrané zákony, normy a vyhlášky. Zákon o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon) Zákon o ochraně a využití nerostného bohatství (horní zákon)

VYHLÁŠKA. ze dne 3. prosince Předmět úpravy

01. Identifikační kód. 02. Kód. 03. Pojmenování (název) životní situace. 04. Základní informace k životní situaci

Adresa příslušného úřadu ČÁST A

Odpadní vody a možnosti jejich zneškodňování

ŽÁDOST O ZÁVAZNÉ STANOVISKO VODOPRÁVNÍHO ÚŘADU VYDÁVANÉ V RÁMCI SPOLEČNÉHO ŘÍZENÍ

STUDIUM ELEKTROCHEMICKÝCH PARAMETRŮ PODZEMNÍCH VOD VE VELKÝCH HLOUBKÁCH POMOCÍ SONDY YSI EXO1. Mgr. Jan Holeček.

Obnovitelné zdroje energie Budovy a energie

SLOVENSKO-ČESKÁ KONFERENCIA Znečistené územia 2019

Riziko sucha a nouzové zásobování v malých vodárenských systémech

Březovský vodovod - voda pro Brno. Josef Slavík

GEOLOGICKÝ PRŮZKUM PRO ZEMĚDĚLSKÉ VYUŽÍVÁNÍ KRAJINY TNV

Studium vlivu pokračováním těžby hnědého uhlí v dole Turów na podzemní a povrchové vody v ČR. Mgr. Zdeněk Venera, Ph.D. a kol.

ŽÁDOST O POVOLENÍ K NAKLÁDÁNÍ S POVRCHOVÝMI NEBO PODZEMNÍMI VODAMI NEBO JEHO ZMĚNU

6. V 1 písm. c) se slovo povolení nahrazuje slovy rozhodnutí, opatření obecné povahy a slova ve věcech uvedených pod písmenem a) se zrušují.

PODZEMNÍ VODA. J. Pruška MH 9. přednáška 1

lního profilu kontaminace

[ 8 odst. 1 písm. b) bod 1. a 15 vodního zákona]

Tepelná čerpadla. levné teplo z přírody. Tepelná čerpadla

Technický list. Elektrické parametry. Bivalentní zdroj. Max. výkon bivalentního zdroje při velikosti jističe *

Městský úřad Strakonice

Městský úřad Strakonice

HLAVNÍ MĚSTO PRAHA MAGISTRÁT HLAVNÍHO MĚSTA PRAHY ODBOR ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ

[ 8 odst. 1 písm. b) bod 1. a 15 vodního zákona] 1. Žadatel 2) Jméno, popřípadě jména, příjmení... Adresa místa pobytu

Zájmová oblast M 1 :

Studny ZDENĚK ZELINKA. Kopané a vrtané studny bez sporů se sousedy a škodlivých látek ve vodě

Doklady pro vydání povolení k nakládání s povrchovými nebo podzemními vodami [K 8 odst. 1 písm. a) nebo b) vodního zákona]

Vrty pro tepelná čerpadla versus ochrana vodárensky využívaných vodních zdrojů. OHGS s.r.o., 17. listopadu 1020, Ústí nad Orlicí,

ŽÁDOST O POVOLENÍ K NAKLÁDÁNÍ S POVRCHOVÝMI NEBO PODZEMNÍMI VODAMI NEBO JEHO ZMĚNU

ŽÁDOST O POVOLENÍ K NAKLÁDÁNÍ S POVRCHOVÝMI NEBO PODZEMNÍMI VODAMI NEBO O JEHO ZMĚNU

HYDROPRŮZKUM Č. BUDĚJOVICE s.r.o. Pekárenská 81, České Budějovice, ÚS V I M P E R K 01. RNDr. Marcel Homolka

Žádost o povolení k nakládání s povrchovými nebo podzemními vodami nebo o jeho změnu

vodních zdrojů podzemních a povrchových vod

Vsakovací prvky a opatření pro vsakování srážkových vod v urbanizovaném prostředí

Transkript:

Projektování vrtů pro tepelná čerpadla na základě geologických předpokladů vliv na vodní režim, rizika Mgr. Michal Havlík Stavební Geologie - Geosan, s.r.o. Hydrogeologické poměry v ČR a vliv na využití geotermálních zdrojů Pestré geologické a hydrogeologické poměry ČR mají vliv na využití geotermálních zdrojů na našem území. Při projektování různých druhů zemních sond nebo jímacích vrtů pro tepelná čerpadla musí být kladen důraz zejména na minimalizování zásahů do stávajícího vodního režimu daného území. V ČR je vymezeno několik desítek různých hydrogeologických rajonů s různým režimem podzemní vody. Konstrukce sond a jímacích vrtů pro tepelná čerpadla musí být proto přizpůsobena konkrétním přírodním podmínkám. Do geotermálních zdrojů v širším slova smyslu patří podzemní vody mělkého i hlubšího oběhu a zohlednění jejich režimu a vzájemné komunikace při projektování zemních sond a jímacích vrtů pro tepelná čerpadla má rozhodující vliv pro eliminaci rizik spojených s realizací těchto zařízení. Pro přímé využití podzemních vod pro tepelná čerpadla systému voda x voda je důležitá i jakost jímaných vod a to zejména s ohledem na jejich korozní vlastnosti na použité technologie Podzemní voda, kolektory s volnou hladinou, s napjatou hladinou, oddělené hydrogeologickými izolátory s horninami se sníženou propustností (Arnošt Grmela,VŠB-TU Ostrava) Tepelné vlastnosti zvodněného horninového prostředí a vliv na systémy vyžití zemského tepla Tepelná energie, vyzařovaná sluncem a tepelná energie, která je předávána do atmosféry zemským povrchem je rozhodující pro teploty do tzv. indiferentní hloubkové úrovně, tj. do hloubky cca 15 m pod povrchem terénu. Pod touto úrovní se již na teplotě neprojevuje vliv ročních období a rozhodující je zde zejména: - typ horniny - porozita - vlhkost - hladina podzemní vody - směr a rychlost proudění - morfologická pozice Zemský tepelný tok je z pohledu využití mělké geotermální energie málo významný v porovnání s výše uvedenými faktory. Hlavním producentem vnitřního tepla Země je rozpad radioaktivních prvků.

Vliv geologických podmínek na zemní vrty pro tepelná čerpadla (zdroj: Stavení geologie- Geosan s.r.o.) Typické teplotní profily hornin z měření v ČR (zdroj: Stavení geologie- Geosan s.r.o.) Nejčastěji používané systémy tepelných čerpadel k získávání zemského tepla jsou zemní tepelné sondy (s vestavenými vertikální kolektory). Zemní tepelné sondy mohou být používány k vytápění a chlazení budov, popř. k ukládání tepelné energie. Tyto sondy se instalují do vrtů o hloubkách převážně 50 150 m, výjimečně mohou být ukládány i v hloubkách menších nebo větších. Obvyklý průměr vrtů ve svrchní části horninového souboru v oboru nezpevněných sedimentů je CCA 160-180 mm, v níže ležících skalních nebo podskalních horninách cca 120 140mm. Nejčastěji používaným typem sondy je dvojitá sonda U skládající se ze spojené dvojice umělohmotných potrubních smyček ve tvaru U. Běžně jsou používány i jednoduché sondy U, které se skládají pouze z jedné smyčky umělohmotné trubky. Podmínkou dobrého přenosu tepla na jedné

straně a potřebou oddělit od sebe jednotlivé zvodnělé polohy horninového souboru a stabilizovat stěny vrtu je úprava zaplášťového prostoru, tj. výplň mezikruží mezi stěnou vrtu a vertikálním kolektorem vhodným materiálem. Obvykle se používá směs bentonitu a cementu, v závislosti na místních geologických podmínkách je na výplň mezikruží možné i použití jiných typů materiálů, zejména v kombinaci s případnou potřebou etážového vrstvení zaplášťových vrstev. Do kategorie systému využívajících zemské teplo patří i tepelná čerpadla systému voda x voda, kdy k přenosu zemského tepla mezi odběrovým objektem (vrtem, studnou, aj.) a výměníkem tepelného čerpadla slouží sama podzemní voda se svým tepelným potenciálem. Obecně se rozlišují typy koaxiální, kdy k odběru vody a jejímu vypouštění zpět do zvodněného prostředí je využit pouze jeden objekt a systémy duální, kdy z jednoho objektu se voda čerpá a do druhého objektu se zasakuje. Pro systém voda x voda je v podmínkách ČR s víceméně konstantní teplotou vody od 7 do 9 C rozhodující dostatečná vydatnost odběrového objektu. Pro 10 kw topného výkonu tepelného čerpadla je potřebný průtok asi 0,5 l/sec. Pokud bychom použili vodu povrchovou s proměnlivou teplotou, je nezbytný zdroj o průtoku přibližně dvojnásobném (cca 0,8 1 l/s). Velmi závažnou okolností je energetická náročnost ponorného čerpadla, tzn. že tento systém by neměl být využíván tam, kde je hladina podzemní vody hluboko zakleslá (optimum do 20 m, maximálně 50 metrů). Hydrogeologické průzkumy a měření Ve vztahu k účelu vrtů je třeba v některých případech ověřit podmínky výtěžnosti zemského tepla formou teplotních testů), nebo vydatnosti odběrového objektu. Nejsou-li proto geologické prostředí, údaje o výskytu podzemní vody, vlivu vrtů na okolí nebo údaje o výtěžnosti zemského tepla dostatečně známy, je třeba před projekcí vrtů provést ve smyslu vyhlášky č. 501/2006 Sb. geologický průzkum. V daném případě představuje tento průzkum činnost prováděnou dle zákona č. 62/1988 Sb. a zahrnuje zpravidla vrtnou sondáž a soubor doprovodných prací jako jsou teplotní testy, čerpací zkoušky, režimní měření hladiny podzemní vody, apod. Při vrtné sondáži se budují průzkumné vrty, které jsou určeny pouze k účelu definovanému zákonem č. 62/1988 Sb., tj. pro geologický výzkum nebo geologický průzkum. Jejich projektování, provádění a vyhodnocování musí být plně v souladu s tímto zákonem a prováděcími vyhláškami uvedenými v úvodu tohoto doporučení. Po ukončení průzkumu se vrty odborně likvidují nebo zabezpečují, a to na základě projektu likvidačních nebo zajišťovacích prací. Pouze v případě, že vrty provedené v rámci geologického průzkumu jsou příhodně umístěny, mají vyhovující technické parametry a výtěžnost zemského tepla se ukáže být dostatečná, je možno tyto průzkumné vrty po příslušném správním řízení (v případě vrtů země x voda po vydání souhlasu vodoprávního úřadu a územním řízení, v případě vrtů voda x voda po územním řízení, stavebním povolení a povolení k nakládání s vodami) upravit a využívat. Tato možnost musí již být uvedena v projektu průzkumných prací. Jestliže se však v rámci příslušného správního řízení ukáže nereálnost využití průzkumných vrtů, bude třeba tyto následně na základě projektu likvidačních prací likvidovat. Měření tepelných parametrů hornin v terénu tzv. TRT testy, GRT testy atp. (zdroj: Stavení geologie- Geosan s.r.o.)

Podklady pro projektanty, role geologa Výsledky geologického posouzení lokality se zahrnutím stávajících vodních poměrů pomáhají projektantovi stanovit okrajové podmínky realizace zemních sond na daném pozemku. - nejvhodnější rozmístění sond - maximální hloubka a technické parametry sond s ohledem na místní geologii - zajištění ochrany okolních vodních zdrojů - tepelné parametry hornin návrh a dimenzování potřebného počtu sond - posouzení dosahu tepelného ovlivnění okolních pozemků, střety zájmů Stanovení okrajových podmínek pro realizaci zemních sond na pozemku rizika pro vodní režim Výsledkem geologických průzkumů je podklad pro projektanta s doporučením vhodného typu a umístění zemních sond, jejich hloubkové omezení a nejvhodnější technické parametry s ohledem na místní podmínky. Součástí geologického posouzení je i vypořádání rizik spojených s prováděním zemních tepelných sond. Tato rizika lze shrnout do několika skupin Je to např. vliv na vodní režim, protože zemní tepelné sondy prakticky vždy zastihnou minimálně jeden, zpravidla však více útvarů podzemní vody, z nichž každý je charakteristický specifickou formou svého výskytu, vlastnostmi a znaky hydrologického režimu. Do třetí skupiny náleží vliv na okolní stavby či zařízení, ať již se jedná o vliv krátkodobý (při provádění zemních tepelných sond) nebo o vliv trvalý, projevující se především objemovými změnami základové půdy v důsledku měnícího se teplotního pole v okolí sond. Vliv na vodní režim - Z návrhu na vybudování zemních tepelných sond musí být zřejmé, jaké vodní útvary budou vrtnou sondáží zastiženy, jaké jsou vlastnosti těchto útvarů, jaké může být jejich primární ovlivnění v průběhu prací a jak budou muset být vrty upraveny, aby nemohlo po instalaci zemních tepelných sond dojít k ovlivnění těchto vodních útvarů. Nejjednodušším, ale současně nejčastějším příkladem změny vodního režimu je propojení přírodně oddělených vodních útvarů podzemní vody nově prováděnými vrty. Platí základní pravidlo, že existuje-li ve vrtu několik zvodní pod sebou, může být ve vrtu otevřena maximálně jedna zvodeň, ostatní zvodně musejí být ve vrtu trvale odtěsněny. Kontrola injektáže vrtů pro tepelná čerpadla minimalizace ovlivnění vodního režimu (zdroj: Stavení geologie- Geosan s.r.o.) Dalším rizikem je např. zakalení okolních studní při vrtání. Při hloubení vrtů se při převážně používané technologii příklepového vrtání se vzduchovým výplachem vhání do vrtu vzduch pod tlakem okolo 20bar, který vynáší na povrch rozvrtanou horninu a vodu. Je-li v blízkosti vrtu zdroj podzemní vody, může být voda v tomto zdroji krátkodobě zakalena.

Vliv na okolní stavby a zařízení- Případy ovlivnění staveb či zařízení jsou poměrně řídké. Jedná se např. o vydutí podlahy ve sklepních prostorech, o zanesení či destrukci kanalizačního potrubí, apod. Předcházet těmto jevům je nutné důkladnou projektovou přípravou se zmapováním všech těchto rizikových prvků a v případě potřeby volbou šetrnějších vrtných technologií (bezvýplachové vrtání, průběžné pažení, apod.). Namrzání sond - Odběrem tepla dojde v podzemí k ochlazení prostředí a případech nesprávného dimenzování topné soustavy může dojít k přeměně vody v led do vzdálenosti až několika desítek centimetrů od potrubí zemních sond. Při obrovském objemu okolní horniny nebude hrát tato lokální změna objemu (voda vers. led) významnější roli, může však být významná v připovrchové vrstvě, kde se může projevit např. sedáním terénu. Proto bývá na rizikových lokalitách, tj. při průchodu vrtu silně namrzající zeminou nebo horninou, nutné jak horní část kolektorů do hloubky až několika metrů, tak propojovací potrubí ke strojovně tepelného čerpadla tepelně izolovat, zejména v případech křížení s inženýrskými sítěmi, v případě průchodu pod zpevněným povrchem, apod. Posouzení dosahu tepelného ovlivnění a vodního režimu Při projektování a zejména při legislativním procesu povolování zemních sond pro tepelná čerpadla často vyvstává nutnost posouzen a přesné kvantifikace změn proudění podzemních vod a šíření teplotních změn do širšího okolí. To je složitý úkol, který většinou není možné řešit pouze odbornými odhady. K tomuto účelu se u větších aplikací používají komplexní 3D matematické modely proudění podzemních vod a přenosu tepla na vymezeném bloku zvodněných hornin. Výstupy těchto modelů má význam z hlediska řešení různých střetů zájmů a dopadu na životní prostředí a z hlediska dlouhodobého zajištění správné funkce zemních sond. Matematické modely proudění podzemních vod a přenosu tepla - Ukázky výstupů (zdroj: Stavení geologiegeosan s.r.o.) V textu použity Metodické pokyny pro provádění zemních sond pro tepelná čerpadla, AVTČ 2010/S.Šeda. www.avtc.cz