Materiały na wypełnienia odwiertów pionowych

Do wypełnienia otworów wiertniczych z sondami pionowymi jako dolnym źródłem dla pomp ciepła należy stosować materiały wypełniające przeznaczone do tego celu, spełniające określone parametry. Poniżej prezentujemy kilka z nich dostępnych na rynku.

RAUGEO therm /firma REHAU

Po umieszczeniu sondy w odwiercie pionowym lub promienistym otwór wiertniczy należy całkowicie wypełnić. W tym celu firma REHAU oferuje specjalnie stworzony dla sond geotermalnych mrozoodporny materiał wypełniający w różnych wariantach:

RAUGEO therm 2.0
Termicznie ulepszony materiał wypełniający o przewodności cieplnej ok. 2,0 W/mK i wydajności ok. 1,0 t/m³

RAUGEO therm 1.2
Materiał wypełniający o przewodności cieplnej 1,2 W/mK i wysokiej wydajności ok. 0,7 t/m³

STÜWATHERM /firma HYDROGLOBAL

Materiał ten to specjalna mieszanka bentonitowo-cementowa z dodatkami składników podnoszących przewodność cieplną masy wypełniającej.
Sposób użycia: STÜWATHERM mieszamy z wodą i zatłaczamy w postaci masy błotnej do otworu z zainstalowaną sondą (sonda powinna być umieszczona centralnie w otworze). Pozostawiamy otwór na 24h do czasu zacementowania (zastygnięcia masy). Sprawdzonym sposobem zatłaczania jest tłoczenie poprzez rurkę injekcyjną zainstalowaną wraz z sondą.

 Charakterystyka produktu:
· bardzo wysoka przewodność cieplna (2,0 W/mK) dzięki małemu rozmiarowi granulek i naturalnych dodatków;
· rozmiar ziarna ok. 0,8 mm (dopuszczalne max.1,0 mm), przesiane ziarna kwarcu i ponownie wymieszane, dodano specjalną mieszankę cementową – ulepszoną charakterystykę tixotrofenu;
· Stüwatherm jest substancją chemicznie obojętną dla środowiska naturalnego;
· kolor: brązowo-biały, beżowy;
· zawartość gliny: 25-30%. Glina dodawana jest dla polepszenia właściwości chłonnych dla wody.
1 m³ mieszanki gotowej do wypełniania otworu uzyskuje się według następującej receptury: na 1 tonę Stüwatherm dodajemy 150 kg cementu i 650 l wody. Przy użyciu Stüwatherm-Z nie jest konieczne dodawanie cementu ze względu na fabrycznie przygotowaną i zoptymalizowaną mieszankę.

Zalety:

· używanie Stüwatherm w budowie otworów geotermalnych prowadzi do korzystnej redukcji zużycia energii elektrycznej przez pompę ciepła (dotychczasowe doświadczenia wykazały spadek zużycia energii o 10-15%);
· zauważono też znacznie mniejszą różnicę spadku temperatury dolnego źródła w stosunku do konwencjonalnego wypełnienia otworów geotermalnych

Preparat przeznaczony jest do otworów, gdzie medium krążące (najczęściej roztwór wodny glikolu monoetylenowego) pracuje w temperaturach powyżej punktu zamarzania.

ThermoCem PLUS/ GRUPA GÓRAŻDŻE

ThermoCem PLUS jest to spoiwo hydraulicznie wiążące, o podwyższonym przewodnictwie cieplnym. W porównaniu z tradycyjnymi materiałami stosowanymi do wypełnień, ThermoCem PLUS osiąga dwa razy większe wskaźniki przewodnictwa ciepła (λ = 2,0 W / mK).

Zastosowanie w składzie ThermoCem PLUS wybranych składników ilastych ma pozytywny wpływ na szczelność i plastyczność otworu z sondą. Pozwala również na izolację horyzontów wodnych przewierconych w trakcie wykonywania otworu wiertniczego. Wybór specjalnych środków wiążących gwarantuje odporność na wszelkiego rodzaju wodę zawierającą siarczany. Ten ekologiczny produkt może być również stosowany w bezpośredniej i pośredniej strefie ochrony ujęcia wody pitnej. ThermoCem PLUS odpowiada wymogom uszczelnień punktów pomiaru jakości wody gruntowej zgodnie z DVGW instrukcja W 121.

ThermoCem PLUS jest gotową, suchą mieszanką, która wymaga jedynie dodania wody na placu budowy. Odpowiednie parametry techniczne ThermoCem PLUS może osiągnąć tylko wtedy, gdy jest wymieszany z wodą w określonych proporcjach. Oznacza to, że najważniejszym czynnikiem podczas przygotowywania zaczynu jest to, czy znany jest wskaźnik woda/spoiwo (W/S). Jest to parametr określający ilość wody w stosunku do masy suchego spoiwa. Parametr W/S jest podany w „Instrukcji technicznej” dla produktu.

Jeśli ThermoCem jest mieszany przy użyciu mieszarki o działaniu periodycznym, należy pamiętać o określonej ilości poszczególnych składników na pojedynczy zarób. Objętość zarobu powinna byś tak dobrana, by stanowić około 85 % pojemności mieszarki. W ten sposób można uniknąć „przelania się” zarobu z mieszarki.

Przykładowo, aby wypełnić pustkę o objętości 1000 litrów potrzebne jest:
810 kg ThermoCem + 650 litrów wody = gęstość zawiesiny około 1.460 kg/m³
Korzystając ze wskaźnika W/S (woda/spoiwo), można obliczyć wymaganą ilość wody na 25 kg worek.
25 kg ThermoCem x 0,8 = 20 litrów wody
W ten sposób, zarób uzyskany z 25 kg worka ThermoCem będzie miał objętość około 31 litrów.

Zalety:

• wysokie przewodnictwo ciepła (λ ≥ 2,0 W/m K),
• łatwe przygotowanie,
• prosta aplikacja,
• dobra wydajność (810 kg/m³),
• stabilność parametrów przygotowanej zawiesiny,
• optymalne połączenie rur sondy z otaczającym górotworem,
• wysoka odporność na cykliczne zamrażanie i odmrażanie
• izolacja horyzontów wodnych,
• stała objętość w procesie twardnienia
• odporność na agresywne środowisko