– Hvordan dimensjonere et geoenergianlegg riktig?

– Varmepumper med grunnen som energikilde, såkalte geoenergianlegg, er en teknologi som de siste årene har opplevd en kraftig vekst. Høy energi- og miljøeffektivitet, god lønnsomhet, lang teknisk levetid, sikker drift med mer er bakgrunnen for at denne teknologien i stadig større grad velges for oppvarming og kjøling av nye og eksisterende bygninger.

Dette sier daglig leder Bjørn Gleditsch Borgnes i Futurum Energi AS. Selskapet har de siste seks årene utført nærmere hundre termiske responstester i ulike prosjekter i Norge.

En forutsetning for et vellykket geoenergianlegg er at energibrønnparken er riktig dimensjonert. Berggrunnens evne til å transportere energi, varmeledningsevnen, varierer betydelig fra sted til sted. Det samme gjelder starttemperaturen i berggrunnen, og grunnvannsnivået.

 

 

Her utføres en termisk responstest ved det nye sykehuset i Østfold, på Kalnes ved Sarpsborg. Foto: Futurum Energi

 

– Hvis man ikke har kontroll på disse parametrene, så gambler man veldig med dimensjoneringen av energibrønnparken. Både varmeledningsevne, starttemperatur og grunnvannsnivå avdekkes når man gjør en termisk responstest, sier Borgnes.

Han mener termiske responstester bør utføres for prosjekter der det antas at det skal bores 8-10 brønner eller mer (fra cirka 2 000 brønnmeter), eller der man antar en varmepumpeytelse på cirka 75 kW eller mer. For mindre prosjekter bør minimum temperatur og grunnvannsnivå måles.

– Selve responstesten viser hvor effektivt fjellet er til å overføre energi. I tillegg måler man temperaturen i fjellet, slik at man vet hvor høy temperatur man har i fjellet i utgangspunktet. Man får også en indikasjon på eventuell grunnvannsbevegelse i området, sier Borgnes. – Temperaturgradient-målinger utføres både før og etter en termisk responstest, slik at det dannes et godt bilde av eventuelle grunnvannsbevegelser i og rundt brønnen.

Testbrønnen som bores for en termisk responstest, gjenbrukes normalt som en del av den ferdige brønnparken. Erfaringer fra boring av testbrønnen som dybde til fjell, borehastighet, sprekker etc. er også nyttig informasjon som er med på å legge grunnlaget for den endelige dimensjoneringen av hele brønnparken. – Er det for eksempel dypt til fast fjell, kan det være mer kostnadsoptimalt å bore færre, men dypere brønner enn først antatt, sier Borgnes.

Energibrønnene er kun effektive i den vannfylte delen

– Og ikke minst må man måle grunnvannsnivået. Dette er viktig fordi en energibrønn bare er effektiv i den vannfylte delen av brønnen, sier Borgnes. – Om man ikke tar hensyn til grunnvannsnivået, kan man risikere å miste betydelig effekt fra energibrønnene. Grunnvannsnivået må måles for alle geoenergiprosjekter, helt fra eneboligprosjekter med kun én energibrønn. 

– Det tar ofte tid før grunnvannsnivået er tilbake på normalt nivå etter boring, og nivået bør derfor måles først cirka én uke etter at brønnen er boret, sier Borgnes. – Hvis det da viser seg at nivået er veldig lavt, går det an å injisere en termisk masse i den tørre delen av brønnen, for å få effekt i hele brønndybden. Alternativt må det kompenseres med boring av flere meter.

 

 Bildet viser måling av temperaturgradienten. Foto: Futurum Energi

Må tolke resultatene av responstesten riktig

– Når responstesten er utført, er det selvfølgelig helt avgjørende at resultatene tolkes riktig. Her ligger det en del matematikk og formler til grunn som man må ha kontroll på, sier Borgnes. I tillegg må resultatene tolkes i forhold til eventuelle påvirkninger fra grunnvannsbevegelser.

Hvordan brukes resultatene fra responstesten videre?

I tillegg til resultatene fra responstesten må man vite hvilke energi- og effektbelastninger brønnparken skal utsettes for. – Alt for ofte dimensjoneres energibrønner kun ut fra varmepumpens ytelse, det vil si hvilken effekt som skal hentes ut fra brønnene. Man glemmer at fjellvolumet brønnene favner om er en treg masse, som ikke bare påvirkes av effekten i en begrenset periode, men også av hvor mye energi du over året belaster brønnparken med. Jo større energiuttak, desto større volum må energibrønnene favne om, sier Borgnes.

Dette er et utdrag av en sak som du i sin helhet  finner i EnergiRapporten nr. 7/2015. Du kan bestille abonnement på EnergiRapporten her!

 

 

Følg oss på Facebook

FORETAK

 

Tekniske Nyheter DA

Fjellveien 24
1678 Kråkerøy

Kontakt oss

ANSVARLIG REDAKTØR

 

Stig Granås

 

Se personvernerklæring

FACEBOOK OG RSS

Følg oss på Facebook Abonner på RSS feed

Kopirett © 2013
Tekniske Nyheter

 

Webdesign & drift: JKWEB