Geoterminiam šildymui reikia ir mokslinio pagrindimo

Tyrimai atliekami formaliai

Įvairiose tarptautinėse konferencijose pabrėžiama, kad  geoterminis šildymas leidžia panaudoti žemėje sukauptą šilumą. Per gręžinius ji paimama iš grunto ir perduodama šilumos siurbliui, kuris ją panaudoja pastato šildymui ar vėsinimui. Tinkamai suprojektuota sistema gali patikimai veikti kelis dešimtmečius ir tai puiki alternatyva dujoms, mazutui ar net biokurui.

Tačiau realybėje rezultatai ne visada tokie, kokių tikimasi. Vieni namų savininkai džiaugiasi stabilia ir efektyvia sistema, kiti po kelių metų susiduria su didelėmis sąskaitomis už elektrą ar mažėjančiu šildymo efektyvumu. Itin retai priežastys slypi technologiniuose sprendimuose, kur kas dažniau „valdiškame“ projektavime ar atsainiame įrengime.

Geoterminės sistemos efektyvumas priklauso nuo geologinių sąlygų. Jei projektuojama didesnė nei 50 kilovatų sistema, Lietuvoje galiojantys reikalavimai numato atlikti geoterminius tyrimus ir nustatyti tikrąjį uolienų šiluminį laidumą – tai yra gebėjimą perduoti šilumą. Remiantis šiais duomenimis apskaičiuojamas reikalingas gręžinių gylis ir bendras sistemos dydis.

Tačiau kartais neatsakingos įmonės taip „pagerina“ šiluminio laidumo vertę, kad net viršija teoriškai įmanomas ribas. Dažniausiai šiluminio laidumo rodikliai įvertinami pernelyg optimistiškai, ir suprojektuojamas per mažas geoterminės sistemos bendras metražas. Tokia sistema iš pradžių veikia gerai, tačiau po kelių metų aplink gręžinius esantis gruntas gali pernelyg atšalti, o šildymo efektyvumas sumažėja.

Akivaizdus to įrodymas – viename Žemaitijos didmiesčių po kapitalinio daugiabučio remonto, įrengus geoterminį šildymą, pavasarį pradėjo slinkti gruntas. Buvo pastebėta net konstrukcijų deformacijų. Viena iš galimų priežasčių – netinkamai įrengta geoterminė sistema. Įrodyti tai yra be galo sudėtinga, bet specialistams tokios rizikos – akivaizdžios. Viena galimų priežasčių – peršalę tam tikri sluoksniai.

Itin svarbu, kad geoterminius tyrimus atliktų kvalifikuoti specialistai – geologai, turintys patirties vertinant požemines sąlygas ir taikant tinkamas vos ne mokslines metodikas.

Svarbus ir gręžinių išdėstymas

Kita vertus, projektuojant geoterminę sistemą svarbus ne tik gręžinių gylis, bet ir jų išdėstymas. Teisės aktuose yra numatytas minimalus 6 metrų atstumas tarp gręžinių, tačiau optimalus atstumas priklauso nuo konkrečių geologinių sąlygų ir sistemos apkrovų.

„Per arti įrengti gręžiniai gali stipriai veikti vienas kitą, o per dideli atstumai reiškia ilgesnius jungiamuosius vamzdynus ir didesnes įrengimo sąnaudas“, – sako Audrius Skrupskelis  bendrovės „Gelmita“ vadovas, kurio teigimu, kiekvienu atveju svarbu atlikti skaičiavimus, įvertinančius ne tik pastato šildymo poreikius, bet ir ilgalaikį grunto temperatūrinį režimą“.

Modeliai turi atitikti realybę

Ekspertų vertinimu, projektuojant geotermines sistemas dažnai naudojami matematiniai modeliai, leidžiantys prognozuoti, kaip sistema veiks per 10, 20 ar net daugiau metų. Tačiau,  jei modeliuojant neįvertinama gręžinių tarpusavio „glaudus ryšys“ ar tikrosios geologinės sąlygos, rezultatai gali būti pernelyg optimistiniai.

Gruntai po žiemos atšąla

Tai išryškėja tik po kelerių metų, kai gruntas aplink gręžinius pernelyg atšąla, o šilumos siurblys turi dirbti kur kas intensyviau. „Išvada pakankamai aiški – šilumos siurbliai turėjo būti galingesni arba neteisingai suprojektuotas geoterminių gręžinių laukas“, – sako „Gelmitos“ vadovas. 

Pastaraisiais metais Lietuvoje pradėtos taikyti ir naujos gręžimo technologijos, pavyzdžiui, pasvirieji gręžiniai, pasvirę 15–20 laipsnių kampu, kai keli gręžiniai gręžiami iš vieno taško skirtingais kampais. Technologiškai tai įmanoma ir kai kuriais atvejais gali būti naudinga, tačiau tokie sprendimai reikalauja ypač tikslaus projektavimo.

„Jei gręžiniai įrengiami per arti vienas kito po žeme, jų tarpusavio sąveika gali būti didesnė nei tradicinių vertikalių gręžinių. Todėl tokios sistemos turi būti vertinamos kur kas kruopščiau, ypač tankiai užstatytose teritorijose ar šalia pastatų konstrukcijų“, – perspėja A. Skrupskelis.

Geoterminis šildymas gali būti viena efektyviausių ir tvariausių energijos formų. Tačiau jo sėkmė priklauso nuo kelių svarbių veiksnių: kokybiškų geologinių tyrimų, realaus ir profesionalaus įrengimo. „Įvertinus realius geologinius duomenis gruntai neperšaltų, o pastatų konstrukcijos būtų atsparios deformacijoms. Tai ir yra ilgalaikis pastato tvarumas“, – sakė A. Skrupskelis, kurio teigimu, būtent šios žiemos „solidi“ minusinė temperatūra ir išryškino atsainiai į darbus žiūrinčias  įmones.

„Gelmita“ informacija