ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΓΕΩΘΕΡΜΙΑΣ

Transcript

1 ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΓΕΩΘΕΡΜΙΑΣ ΤΥΠΟΙ, ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ, ΥΠΕΔΑΦΟΣ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΟ ΟΦΕΛΟΣ ΑΠΟ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΩΝ ΑΝΤΛΙΩΝ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΠΡΟΚΥΠΤΕΙ ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΚΑΤ ΕΠΕΚΤΑΣΗ ΑΠΟ ΤΗ ΜΕΙΩΣΗ ΤΩΝ ΕΚΠΟΜΠΩΝ ΑΕΡΙΩΝ ΤΟΥ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ. ΠΟΙΕΣ ΕΙΝΑΙ ΟΜΩΣ ΟΙ ΠΡΟΫΠΟΘΕΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗ ΣΩΣΤΗ ΚΑΙ ΑΠΟΔΟΤΙΚΗ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΕΝΟΣ ΤΕΤΟΙΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ; Παρουσίαση: ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΤΣΙΚΑΡΟΠΟΥΛΟΣ, πολιτικός μηχανικός, MSc PhD Can. Α.Π.Θ. Η γη είναι µια τεράστια θερμική μηχανή. Αν το σύνολο της γήινης θερμότητας, η οποία φθάνει στην επιφάνεια του πλανήτη, ήταν εκμεταλλεύσιμο, θα υπερκάλυπτε την παγκόσμια κατανάλωση ενέργειας. Υπολογίζεται ότι η γεωθερμική ισχύς φθάνει τα 33 TW, ενώ η παγκόσμια ενεργειακή ζήτηση το 2010 ήταν περίπου 17 TW. Όμως εκμεταλλεύσιμο είναι μόνο ένα μικρό μέρος της, διότι είναι από τη φύση της πολύ διασκορπισμένη στην επιφάνεια της γης. Γεωθερμικά πεδία είναι περιοχές στις οποίες οι συνθήκες για την εκμετάλλευση της γεωθερμικής ενέργειας είναι ευνοϊκές. Η εκμετάλλευση των γεωθερμικών πεδίων επιβάλλεται να γίνεται με ορθολογικό τρόπο. Η ενέργεια που προέρχεται από ένα γεωθερμικό πεδίο θεωρείται ανανεώσιμη, εφόσον ο ρυθμός άντλησης της θερμότητας δεν υπερβαίνει το ρυθμό επαναφόρτισης του κοιτάσματος. Τα γεωθερμικά πεδία χωρίζονται ανάλογα με τη δυναμικότητά τους σε χαμηλής, μέσης και υψηλής ενθαλπίας. Τα πεδία χαμηλής ενθαλπίας (25 C έως 80 C) χρησιμοποιούνται για θέρμανση χώρων, θερμοκηπίων, σε ιχθυοκαλλιέργειες, για την παραγωγή γλυκού νερού. Τα πεδία μέσης ενθαλπίας (80 C έως 150 C) χρησιμοποιούνται για θέρμανση ή και ξήρανση ξυλείας και αγροτικών προϊόντων, καθώς και μερικές φορές για την παραγωγή ηλεκτρισμού (π.χ. με κλειστό κύκλωμα φρέον, που έχει χαμηλό σημείο ζέσεως). Τα πεδία υψηλής ενθαλπίας (>150 C) χρησιμοποιούνται συνήθως για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Γεωθερμικές αντλίες θερμότητας Η πλέον ενδεδειγμένη χρήση της γεωθερμικής ενέργειας χαμηλής ενθαλπίας εξαρτάται από τη θερμοκρασία Τ g του γεωθερμικού νερού. Αν η Τ g ξεπερνά τους 70 C, τότε το γεωθερμικό νερό είναι κατάλληλο για θέρμανση κατοικιών με κλασικά θερμαντικά σώματα. 71

2 ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΣΕΛΙΔΕΣ ΑΡΘΡΑ Επαγωγή αέρα Προσαγωγή θερμαινόμενου ή ψυχρού αέρα Εναλλάκτης θερμότητας ΜΕΡΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗΣ ΑΝΤΛΙΑΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Αντλία θερμότητας Γεωεναλλάκτης σε γεώτρηση ΧΕΙΜΩΝΑΣ: ΘΕΡΜΑΝΣΗ ΚΑΛΟΚΑΙΡΙ: ΨΥΞΗ Σύστημα θέρμανσης χαμηλής θερμοκρασίας Σύστημα ψύξης Γεωθερμική αντλία θερμότητας Γεωθερμική αντλία θερμότητας Σύστημα εναλλαγής θερμότητας υπεδάφους Σύστημα εναλλαγής θερμότητας υπεδάφους ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΗΣ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗΣ ΑΝΤΛΙΑΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΤΟ ΧΕΙΜΩΝΑ ΚΑΙ ΤΟ ΚΑΛΟΚΑΙΡΙ Αν 50 ο C Τ g 70 ο C, τότε μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε κατοικίες με ενδοδαπέδιο σύστημα θέρμανσης. Αν η Τ g είναι ακόμη μικρότερη, το γεωθερμικό νερό μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε κολυμβητήρια, γυμναστήρια ή σε θερμοκήπια. Αν η Τ g δεν είναι υψηλή για την επιθυμητή χρήση, τότε μπορεί να ενσωματωθεί στο σύστημα αντλίας θερμότητας. Λειτουργία & τύποι γεωθερμικών αντλιών θερμότητας Ένα γεωθερμικό σύστημα θέρμανσης, που έχει αρκετές διαφορές από τα κλασικά συστήματα τηλεθέρμανσης, περιλαμβάνει: το πηγάδι ή τα πηγάδια άντλησης του γεωθερμικού νερού, τον εναλλάκτη θερμότητας, το δίκτυο των σωλήνων μεταφοράς και διανομής, την αντλία θερμότητας, τη βοηθητική πηγή θέρμανσης για την κάλυψη των αιχμών της ζήτησης, το πηγάδι ή τα πηγάδια επαναφοράς του γεωθερμικού νερού στον υδροφορέα. Τα γεωθερμικά συστήματα αξιοποιούν τις σταθερές θερμοκρασίες κάτω από την επιφάνεια του εδάφους, για να δεσμεύσουν την "ελεύθερη" ενέργεια. Το χειμώνα το ρευστό που κυκλοφορεί μέσα στο κύκλωμα του γεωεναλλάκτη απορροφά την αποθηκευμένη θερμότητα του εδάφους και τη φέρνει στη μονάδα εσωτερικά του κτιρίου, η οποία αντλεί αυτή τη θερμότητα σε μια υψηλότερη θερμοκρασία και τη διανέμει στο κτίριο. Το καλοκαίρι το σύστημα αντιστρέφεται, απάγει τη θερμότητα από το κτίριο, τη μεταφέρει στο κύκλωμα του γεωεναλλάκτη και την αποθέτει στην πιο δροσερή γη. Με άλλα λόγια, το σύστημα πραγματοποιεί εναλλαγή θερμότητας μεταξύ του εδάφους και των εσωτερικών χώρων. Σε αντίθεση με τα συμβατικά συστήματα, οι γεωθερμικές αντλίες θερμότητας δεν καίνε ορυκτά καύσιμα για την παραγωγή θερμότητας. Ένα σωστά σχεδιασμένο και κατασκευασμένο σύστημα γεωθερμικής αντλίας θερμότητας λειτουργεί με 30% υψηλότερη ενεργειακή απόδοση από αυτή του καλύτερου αερόψυκτου συστήματος αντλίας θερμότητας. Τα γεωθερμικά συστήματα που εκμεταλλεύονται την αβαθή γεωθερμική ενέργεια διακρίνονται σε δύο κατηγορίες: α. κλειστού κυκλώματος και β. ανοικτού κυκλώματος. Οι γεωθερμικοί εναλλάκτες κλειστού κυκλώματος αποτελούνται από υπόγειο δίκτυο με πλαστικούς σωλήνες υψηλής αντοχής, το οποίο λειτουργεί ως εναλλάκτης θερμότητας. Οι σωλήνες συνδέονται με την αντλία θερμότητας, στην οποία και ολοκληρώνεται κύκλωμα, εντός του οποίου κυκλοφορεί διάλυμα νερού με φιλικό προς το περιβάλλον αντιψυκτικό. Ένα κλειστό κύκλωμα συνεχώς ανακυκλοφορεί υπό πίεση το διάλυμα, που μεταφέρει τη θερμότητα. Το κύκλωμα της γης και του σπιτιού, είναι κλειστό και κατά συνέπεια δεν παρουσιάζονται επικαθίσεις αλάτων, με αποτέλεσμα οι απαιτήσεις για συντήρηση του συστήματος να είναι μικρές. Το κύκλωμα μπορεί να είναι οριζόντιο ή κατακόρυφο, ανάλογα με τον τρόπο τοποθέτησης των σωλήνων. Για την ομαλή τροφοδοσία της αντλίας θερμότητας είναι απαραίτητος ο κυκλοφορητής. Υπάρχουν τρεις τύποι κλειστού κυκλώματος γεωεναλλακτών, ανάλογα με τη διάταξη του δικτύου σωληνώσεων στο έδαφος: οριζόντιο, κάθετο ή σπειροειδές. Παρόλο που οι κατακόρυφοι γεωεναλλάκτες έχουν υψηλότερο κόστος, χρησιμοποιούνται στις περισσότερες περιπτώσεις, επειδή απαιτείται μικρότερος χώρος. Οι γεωθερμικοί εναλλάκτες ανοικτού κυκλώματος χρησιμοποιούν επιφανειακά ή υπόγεια ύδα- 72 ΚΤΙΡΙΟ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ

3 Σπειροειδές κλειστό κύκλωμα. τα (από λίμνη, πηγάδι, ποτάμι, γεώτρηση ή θάλασσα) ως πηγή θερμότητας - ψύξης και χώρους απόθεσης επιστροφής του νερού. Αντλούν νερό από υπόγειο ταμιευτήρα με χρήση γεώτρησης και ενδιάμεσου εναλλάκτη νερού / νερού, που παρεμβάλλεται μεταξύ της γεωθερμικής αντλίας θερμότητας και του ανοικτού κυκλώματος και προσδίδουν ή απορροφούν ενέργεια στο σύστημα, πριν να επιστρέψει το νερό στον ταμιευτήρα. Αυτό το σύστημα ενδείκνυται σε περιοχές με ρηχό βάθος υδροφόρου ορίζοντα. Και σ αυτή την περίπτωση αξιοποιείται η ιδιότητα της σταθερής θερμοκρασίας που έχουν τα νερά του υπόγειου ταμιευτήρα καθ όλο τον χρόνο, ανεξάρτητα από τις ατμοσφαιρικές συνθήκες που επικρατούν. Ενδεικτικά, ένα σπίτι 280 m 2 απαιτεί περίπου 30 έως 50 λίτρα ανά λεπτό παροχής νερού. Οι σωλήνες του εναλλάκτη τοποθετούνται είτε οριζόντια στο έδαφος σε μικρό βάθος (περίπου 2 m), όταν υπάρχει μεγάλη διαθέσιμη επιφάνεια οικοπέδου, είτε κατακόρυφα σε μεγάλο βάθος (περίπου 80 με 100 m), όπου δεν απαιτείται μεγάλη διαθέσιμη επιφάνεια οικοπέδου. Απόδοση Ένα σύστημα γεωεναλλάκτη είναι τρεις έως πέντε φορές πιο αποδοτικό από ένα συμβατικό σύστημα. Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση του συστήματος είναι: ο σχεδιασμός του συστήματος, η αποδοτικότητα της αντλίας θερμότητας, η ποιότητα της εγκατάστασης, το επίπεδο θερμοκρασίας στο σύστημα διανομής θερμότητας, οι απώλειες θερμότητας από το κέλυφος του κτιρίου, οι κλιματικές συνθήκες στο σημείο τοποθέτησης της αντλίας θερμότητας. Οι γεωθερμικές αντλίες θερμότητας, όπως όλοι οι άλλοι τύποι αντλιών θερμότητας, βαθμονομούνται σύμφωνα με το συντελεστή απόδοσης (COP), ο οποίος προσδιορίζει την ενέργεια που το σύστημα παράγει σε σχέση με αυτή που χρησιμοποιεί. Τα περισσότερα συστήματα γεωθερμικών αντλιών θερμότητας έχουν COP 3 έως 5. Αυτό σημαίνει ότι για κάθε μία μονάδα ενέργειας που χρησιμοποιείται για να τροφοδοτήσει το σύστημα, 3 έως 5 μονάδες παρέχονται ως θερμότητα. Ένας καυστήρας ορυκτών καυσίμων μπορεί να είναι 78% έως 95% αποδοτικός, ενώ μια γεωθερμική αντλία θερμότητας είναι 300% έως 500%. Τα συστήματα γεωεναλλακτών πρακτικά δεν χρειάζονται συντήρηση. Με ορθή εγκατάσταση Α Β Γ Οριζόντιο κλειστό κύκλωμα (Α), κατακόρυφο κλειστό κύκλωμα (Β), ανοιχτού κυκλώματος (Γ). 73

4 ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΣΕΛΙΔΕΣ ΑΡΘΡΑ ΕΡΓΑΣΙΕΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΕΝΟΣ ΟΡΙΖΟΝΤΙΟΥ ΣΠΕΙΡΟΕΙΔΟΥΣ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ ΓΕΩΕΝΑΛΛΑΚΤΗ Εκσκαφή τάφρων. Για την προστασία του κυκλώματοσ συνιστάται η τοποθέτηση μιας στρώσης άμμου. Τοποθέτηση σπείρας κυκλώματος. Σύνδεση των αγωγών σε φρεάτιο επιθεώρησης. Ολοκλήρωση της εγκατάστασης με επίχωση. ο γεωεναλλάκτης θα λειτουργεί για πολλές δεκαετίες. Τα υπόλοιπα μέρη του συστήματος, η αντλία θερμότητας, οι κυκλοφορητές και το εσωτερικό σύστημα διανομής της θερμότητας, βρίσκονται εντός του κτιρίου, προστατευμένα από τις εξωτερικές συνθήκες. Συνήθως οι περιοδικοί έλεγχοι για τη σωστή λειτουργία είναι η μόνη απαραίτητη συντήρηση. Προϋποθέσεις εγκατάστασης, στάδια γεωθερμικής έρευνας Για να εγκατασταθεί ένα σύστημα κλιματισμού με γεωθερμική αντλία θερμότητας, θα πρέπει να τηρούνται κάποιες προϋποθέσεις, οι οποίες εξαρτώνται από τον τύπο του συστήματος. Όσον αφορά στους εναλλάκτες κλειστού κυκλώματος, απαιτείται ελεύθερη έκταση ανάλογα με το μέγεθος του εναλλάκτη, το οποίο καθορίζεται με βάση τις απαιτήσεις θέρμανσης - ψύξης. Για εναλλάκτες ανοικτού τύπου χρειάζεται κάποια πηγή θερμότητας (π.χ. πηγάδι, λίμνη, γεώτρηση) και ένας χώρος απόρριψης επιστροφής του νερού μετά την ολοκλήρωση του κύκλου. Οι θέσεις των κατακόρυφων γεωτρήσεων συστήνεται να απέχουν τουλάχιστον 6 m μεταξύ τους και 3 m από το όριο του τεμαχίου. Για την εγκατάσταση της αντλίας θερμότητας δεν υπάρχουν κάποιες αναγκαίες προϋποθέσεις, αφού το μέγεθος της αντλίας και των εξαρτημάτων της είναι αρκετά μικρότερο από αυτό των συμβατικών συστημάτων. Για το σύστημα μεταφοράς θερμικής ενέργειας από και προς το κτίριο υπάρχουν κατασκευαστικοί περιορισμοί, οι οποίοι όμως δεν διαφέρουν από οποιοδήποτε άλλο συμβατικό σύστημα. Όταν επιλεγεί ενδοδαπέδιο σύστημα θέρμανσης - δροσισμού, η εγκατάσταση ενδείκνυται να υλοποιείται κατά την κατασκευή του κτιρίου, καθώς το σύστημα ενσωματώνεται στο δάπεδο. Όλες οι λύσεις θα πρέπει να γίνονται πάντοτε σε στενή συνεργασία με το μελετητή του έργου για αποφυγή προβλημάτων, ειδικά στον ενδοδαπέδιο δροσισμό. Ως προς την ερευνητική διαδικασία για την καταλληλότητα του υπεδάφους, αυτή διαρθρώνεται στα ακόλουθα στάδια: Γεωλογική, υδρολογική και γεωχημική έρευνα. Έρευνα με γεωφυσικές μεθόδους. Ερευνητικές γεωτρήσεις μεγάλου βάθους. Οι ειδικές ερευνητικές μέθοδοι, που θα χρησιμοποιηθούν σε κάθε στάδιο, καθορίζονται από το είδος της γεωθερμικής πηγής που αναζητείται. Άλλες μέθοδοι είναι καταλληλότερες για πηγές παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, οπότε απαιτείται γεωθερμικό ρευστό με υψηλή θερμοκρασία, και άλλες για πηγές που θα χρησιμοποιηθούν για θέρμανση χώρων. Οπωσδήποτε, όμως, πρέπει να ακολουθείται η σειρά που αναφέρθηκε, διότι υπάρχει σημαντική διαφορά κόστους μεταξύ των διαδοχικών ερευνητικών σταδίων. 74 ΚΤΙΡΙΟ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ

5 Έρευνα και κατασκευή κατακόρυφου γεωθερμικού κυκλώματος. Προϋποθέσεις & προμελέτη καταλληλότητας υπεδάφους Γεωλογική, υδρογεωλογική, γεωχηµική και γεωφυσική έρευνα Η γεωλογική έρευνα αποσκοπεί στο γεωγραφικό καθορισμό των ορίων της περιοχής που παρουσιάζει γεωθερμικό ενδιαφέρον και περιλαμβάνει τις εξής μελέτες: Μελέτη των επιφανειακών θερμικών εκδηλώσεων. Τα υδροθερμικά συστήματα εντοπίζονται εύκολα, όταν συνοδεύονται από θερμές πηγές, θερμοπίδακες κτλ., που σχηματίζονται από το γεωθερμικό ρευστό, το οποίο βρίσκει διέξοδο προς την επιφάνεια του εδάφους. Μελέτη της στρωματογραφίας και της τεκτονικής της περιοχής και καθορισμό των θέσεων πρόσφατων ρηγμάτων. Η υδρολογική μελέτη περιλαμβάνει μετρήσεις θερμοκρασίας και παροχής των θερμών αλλά και των ψυχρών πηγών της περιοχής, καθορισμό της στάθμης του υπόγειου υδροφορέα και εκτίμηση της κίνησης των επιφανειακών και υπόγειων νερών. Η γεωχημική ανάλυση περιλαμβάνει εργαστηριακή ανάλυση του γεωθερμικού νερού, το οποίο εμφανίζεται στην εξεταζόμενη περιοχή. Με βάση τη σύσταση των δειγμάτων που εξετάζονται, καθορίζεται η αναλογία μετεωρικού και μαγματικού νερού στον υπόγειο υδροφορέα, που βοηθά στην εκτίμηση του δυναμικού της γεωθερμικής πηγής. Αν το νερό είναι μαγματικό, τότε πιθανόν να προέρχεται από απόθεμα περιορισμένου όγκου, οπότε το δυναμικό της πηγής εξαρτάται από την αποθηκευτικότητα και τις διαστάσεις του υδροφορέα. Αν πρόκειται για μετεωρικό νερό και θερμαίνεται σε μεγάλο βάθος, τότε το δυναμικό της πηγής εξαρτάται κυρίως από την τροφοδοσία του συστήματος. Επίσης κατά τη γεωχημική ανάλυση προσδιορίζονται η περιεκτικότητα σε SiO 2 και η σχέση Na-K-Ca, βάσει των οποίων μπορεί να υπολογιστεί η θερμοκρασία του υδροφορέα. Η περιεκτικότητα σε SiO 2 χρησιμεύει ακόμη για τον προσδιορισμό της αναλογίας επιφανειακού και γεωθερμικού νερού στο εξεταζόμενο δείγμα. Η γεωφυσική έρευνα περιλαμβάνει απευθείας μετρήσεις θερμοκρασιών ή θερμικής ροής. Σ αυτό το ερευνητικό στάδιο χρησιμοποιούνται ακόμη: ηλεκτρικές μέθοδοι, σεισμικές μέθοδοι, βαρυτομετρικές μέθοδοι. Μετρήσεις θερμοκρασιών και θερμικής ροής Οι μετρήσεις της θερμοκρασίας στο έδαφος γίνονται με ηλεκτρικές μετρητικές συσκευές, όπως τα θερμόμετρα αντιστάσεως, οι θερμίστορες (αντιστάσεις, των οποίων η τιμή μεταβάλλεται ανάλογα με τη θερμοκρασία) και τα θερμοζεύγη. Αυτές οι μετρήσεις γίνονται σε δύο διαφορετικά βάθη. Το ελάχιστο βάθος μέτρησης πρέπει να είναι μεγαλύτερο από 0,7 m, για να μην επηρεάζεται η μετρούμενη τιμή από την ημερήσια μεταβολή της θερμοκρασίας στην επιφάνεια του εδάφους. Χρησιμεύουν στον καθορισμό της έκτασης της θερμικής περιοχής. Ακριβέστερες πληροφορίες δίνουν οι μετρήσεις της θερμικής ροής, που περιλαμβάνουν παράλληλες μετρήσεις θερμοκρασίας και θερμικής αγωγιμότητας των πετρωμάτων. Οι γεωθερμικοί υδροφορείς παρουσιάζουν αυξημένη ηλεκτρική αγωγιμότητα σε σχέση με τα εδαφικά στρώματα που τους περιβάλλουν. Αυτό οφείλεται στην παρουσία νερού, στην αλατότητα και στη θερμοκρασία. Γεωηλεκτρικές μετρήσεις Οι γεωηλεκτρικές μέθοδοι διακρίνονται σε δύο κατηγορίες. Στη μια κατηγορία ανήκουν όσες μετρούν το ηλεκτρικό δυναμικό φυσικών ηλεκτρικών πεδίων και στην άλλη αυτές, που χρησιμοποιούν τεχνητό ηλεκτρικό πεδίο. Μέθοδοι και των δύο κατηγοριών έχουν χρησιμοποιηθεί με αρκετή επιτυχία στη διερεύνηση περιοχών με γεωθερμικό ενδιαφέρον. Σεισμικές μέθοδοι Για τη διερεύνηση περιοχών γεωθερμικού ενδιαφέροντος (με θερμοκρασία γεωθερμικού νερού άνω των 100 C) προσφέρονται κυρίως οι παθητικές σεισμικές μέθοδοι, που περιλαμβάνουν καταγραφή των φυσικών μικροσεισμών και του σεισμικού θορύβου της περιοχής. Αυτοί οι μικροσεισμοί οφείλονται σε μικροεκρήξεις που συμβαίνουν, όταν υπέρθερμο νερό, το οποίο ανεβαίνει μέσα από ρήγματα, μετατρέπεται απότομα σε υδρατμό, καθώς συναντά μικρότερες πιέσεις. Επομένως, η χαρτογράφηση των επικέντρων αυτών των μικροσεισμών βοηθά στον καθορισμό των ζωνών ανόδου του γεωθερμικού ρευστού. Οι ενεργητικές σεισμικές μέθοδοι, που στηρίζονται στη διάθλαση και στην ανάκλαση ελαστικών κυμάτων στα διάφορα εδαφικά στρώματα, προσφέρουν κυρίως έμμεσες πληροφορίες, 75

6 ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΣΕΛΙΔΕΣ ΑΡΘΡΑ Επιτόπια χημική ανάλυση εδάφους. Εξοπλισμός ελέγχου ηλεκτρικής αγωγιμότητας εδάφους. Εξοπλισμός σεισμικής μεθόδου. βοηθώντας στη διαπίστωση της στρωματογραφίας της περιοχής. Μπορούν όμως να βοηθήσουν και στον απευθείας εντοπισμό γεωθερμικών πηγών, διότι η ταχύτητα των επιμήκων κυμάτων μειώνεται, η μορφή τους αλλάζει και η απορρόφησή τους είναι μεγαλύτερη σε περιοχές με θετική θερμική ανωμαλία. Βαρυτομετρικές μέθοδοι Μετρήσεις του πεδίου βαρύτητας (δηλαδή της τοπικής τιμής του g) χρησιμοποιούνται για τον καθορισμό της γεωλογικής δομής της περιοχής, αλλά και για τον εντοπισμό ηφαιστειακών πετρωμάτων, μαγματικών διεισδύσεων ή υδροθερμικά μεταμορφωμένων πετρωμάτων, η παρουσία των οποίων προκαλεί τοπικές ανωμαλίες του πεδίου βαρύτητας. Επειδή όμως αυτές οι τοπικές ανωμαλίες μπορεί να μη σχετίζονται με γεωθερμικά συστήματα, οι βαρυτομετρικές μέθοδοι πρέπει να συνδυάζονται με άλλες ερευνητικές μεθόδους. Όρυξη ερευνητικών γεωτρήσεων Το τελευταίο στάδιο κάθε προγράμματος γεωθερμικών ερευνών περιλαμβάνει τη διάνοιξη ερευνητικών γεωτρήσεων μεγάλου βάθους. Επειδή το κόστος των γεωτρήσεων είναι μεγάλο, η θέση τους καθορίζεται ακριβώς με βάση τα στοιχεία που συγκεντρώνονται στα προηγούμενα στάδια της έρευνας. Σκοπός είναι να συλλεγούν τα απαραίτητα στοιχεία για το γεωθερμικό υδροφορέα με περιορισμένο αριθμό γεωτρήσεων. Τέτοια στοιχεία είναι η κατανομή της θερμοκρασίας και της πίεσης με το βάθος, το πορώδες και τη διαπερατότητα του γεωθερμικού υδροφορέα, η σύνθεση του γεωθερμικού ρευστού, η λιθολογική και στρωματογραφική δομή. Αυτά τα στοιχεία χρησιμεύουν στην τελική εκτίμηση των δυνατοτήτων της ενεργειακής πηγής. Οικονομικά στοιχεία Κόστος αγοράς & εγκατάστασης αντλιών θερμότητας με γεωεναλλάκτη Σήμερα το ενδεικτικό κόστος αγοράς - εγκατάστασης ενός συστήματος αντλίας θερμότητας με γεωεναλλάκτη για κατοικία 220 έως 250 m 2 ανέρχεται στα Αυτό το κόστος διαφοροποιείται ανάλογα με την περιοχή εγκατάστασης και το είδος του γεωεναλλάκτη. Οικονομική βιωσιμότητα των γεωθερμικών αντλιών θερμότητας Οι γεωθερμικές αντλίες θερμότητας αποτελούν τεχνολογία εξοικονόμησης ενέργειας. Επομένως, η οικονομική βιωσιμότητά τους προκύπτει από τη σύγκριση της ενέργειας που καταναλώνει ένα συμβατικό σύστημα θέρμανσης και ψύξης με την ενέργεια που καταναλώνει ένα γεωθερμικό σύστημα. Επιπλέον, ο γεωεναλλάκτης δεν απαιτεί σημαντική συντήρηση, ενώ η αντλία θερμότητας και τα εσωτερικά συστήματα θέρμανσης - ψύξης έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής από εκείνη των αντίστοιχων συμβατικών συστημάτων, ενώ απαιτούν ελάχιστη συντήρηση. Καθώς τα συστήματα γεωθερμικών αντλιών θερμότητας έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής (μεγαλύτερη από 25 έτη) το οικονομικό όφελος είναι σημαντικό σε βάθος χρόνου. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ European Geothermal Energy Council, Τελευταία επίσκεψη 20/9/2016. European Heat Pump Association, Τελευταία επίσκεψη 20/9/2016. Project GroundReach, Οι γεωθερμικές αντλίες θερμότητας, Τελευταία επίσκεψη 23/9/2016. Νational Renewable Energy Laboratory, Τελευταία επίσκεψη 23/9/2016. Ινστιτούτο Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών, Ι.Γ.Μ.Ε., Τελευταία επίσκεψη 28/9/2016. Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας, Τελευταία επίσκεψη 30/9/2016. Υπουργείο Ανάπτυξης, Περιβαλλοντικός οδηγός γεωθερμίας, Κωνσταντίνος Λ. Κατσιφαράκης, Γεωθερμική ενέργεια χαμηλής ενθαλπίας, Ενότητα 5, Γεωθερμία, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Α.Π.Θ., Κωνσταντίνος Λ. Κατσιφαράκης, Θερμά άνυδρα πετρώματα, ενότητα 6, Γεωθερμία, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Α.Π.Θ., Κωνσταντίνος Λ. Κατσιφαράκης, Μέθοδοι εντοπισμού και εκτίμησης γεωθερμικών ενεργειακών πηγών, ενότητα 7, Γεωθερμία, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Α.Π.Θ., ΣΧΕΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΣΤΟ ''ΚΤΙΡΙΟ'' Γεωθερμικές εφαρμογές στα σύγχρονα κτίρια. Τεύχος 4/2011, σελ Θέρμανση & κλιματισμός με εκμετάλλευση της αβαθούς γεωθερμικής ενέργειας. Τεύχος 174, σελ ΚΤΙΡΙΟ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ