Už před více než deseti lety jsme upozorňovali na nebezpečí propojování kolektorů tepelných čerpadel nedostatečně injektovanými zemními výměníky. Na různých konferencích jsme dokládali, že hypotetické hydrogeologické sucho, údajně zaviněné pouhou instalací tepelných čerpadel země-voda, může být způsobeno špatně provedenými vrtnými pracemi či chybně injektovanými zemními výměníky.
Výtah z článku, který vyšel v časopise Energie 21 č. 1/2021.
Z důvodu možnosti zjistit příčiny možného úbytku vody po vyvrtání instalaci tepelných čerpadel země-voda byl vyvinut systém metod k měření kvality injektáže v zemních tepelných výměnících pro tepelná čerpadla. Nově vyvinuté metody měření kvality injektáže a následné sanace vrtu dovolují proměřovat a likvidovat již stavebně zabudované výměníky i pod základy staveb bez nutnosti významných stavebních zásahů a příjezdu těžké techniky na lokalitu.
Již v roce 2015 byly na PřF UK zahájeny první testy s měřením hustoty hornin maloprůměrovou sondou, tzv. gama-gama karotáž (GGK) na principu Comptonova rozptylu záření gama. Na podkladě úspěšných testů si oddělení karotáže firmy Aquatest objednalo vyrobení sondy na měření injektáže zemních výměníků tepelných čerpadel.
Na jaře roku 2018 byla nedaleko Prahy ověřena kvalita prací spojených s budováním zemních výměníků pro tepelná čerpadla v horninách krystalinika štěchovické skupiny barrandienského proterozoika. V rámci měření došlo i na ověření kvality injektáže maloprůměrovou sondou na GGK.
Měření maloprůměrovou GGK sondou bylo ověřeno také v obci Kuks, kde došlo vlivem nedostatečné injektáže zemního výměníku ke ztrátě vody v pramenech zásobující obec vodou. Výsledky tohoto měření spolu s litologickou stavbou jsou uvedeny na obrázku 3.
Na proudění vody vrtem se v rámci karotážních měření standardně používá mimo jiné i měření přirozeného vertikálního tepelného gradientu země. Termometrie je druhou metodou, která se v kombinaci s gama – gama karotáží běžně používá pro kontrolu kvality zaplášťového těsnění.
Prakticky se jedná o modifikaci v karotáži oblíbené metody ředění označené kapaliny.
V praxi ale nejde jenom o detekci vadné injektáže zemních výměníků na tepelná čerpadla, ale i o možnost absenci injektáže opravit. V roce 2019 byly realizovány práce v obci Kuks s cílem zamezit ve vrtech osazené zemními výměníky vertikálnímu proudění podzemní vody.
Navržený systém měření umožní v maximální míře eliminovat ztráty podzemních vod do hlubších kolektorů vlivem nekvalitních vrtných prací realizovaných v rámci budování zemních výměníků tepelných čerpadel.
Mgr. Petr Nakládal a kol.
Obrázky:
Nedaleko Prahy byla pomocí sondy GGK ověřena kvalita prací spojených s budováním zemních výměníků pro tepelná čerpadla. Foto autor
Výsledky měření na vrtu v obci Kuks: Podle křivek gama-gama karotáže lze zjistit oblasti s funkční injektáží a bez injektáže. Zdroj: Archiv autora
