1. Wiercenie studni i otworów wiertniczych – co trzeba wiedzieć?

1.1. Ogólnie o wierceniu

Głębokie otwory wierci się najczęściej, gdy chce się eksploatować coś, co jest ukryte głęboko pod ziemią. Na naszym terenie jest to oczywiście woda, która może być wykorzystywana w systemach pomp ciepła do ogrzewania domów lub może być przechwytywana i wykorzystywana do innych celów. Głębokie wiercenie jest również niezbędne w przypadku systemu pomp ciepła ziemia-woda, wykorzystującego energię geotermalną gleby.

2. Głębokie wiercenie dla pomp ciepła

2.1. Pompy ciepła

W ostatnich latach pompy ciepła stały się bardzo popularne jako element systemów grzewczych, zwłaszcza indywidualnych. Jest to niezwykle ekologiczny sposób ogrzewania, dotowany przez coraz więcej krajów właśnie ze względu na te cechy. Od 7 do nawet 21 tys. zł dotacji będzie można dostać na zakup i montaż pompy ciepła w domu jednorodzinnym w ramach nowego programu „Moje Ciepło”, który Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej uruchomi na przełomie I i II kwartału 2022 r. Ze wsparcia finansowego skorzystają właściciele tylko nowych budynków mieszkalnych o podwyższonym standardzie energetycznym. Obowiązywać ma zasada: najpierw inwestycja – potem wypłata. Wsparcie finansowe z NFOŚiGW ma być udzielane w formie bezzwrotnych dotacji stanowiących od 30 do 45 proc. kosztów kwalifikowanych inwestycji. Kolejnym bardzo ważnym czynnikiem są dalsze koszty eksploatacji i utrzymania systemu. Koszty te są zdecydowanie najniższe ze wszystkich. Nie bez znaczenia jest również posiadanie własnego źródła ciepła, co oznacza, że ​​nie jesteś związany np. z dostawami gazu, wahaniami cen paliw i gazu itp.

2.2. Rodzaje pomp ciepła i wiercenia

Istnieje kilka rodzajów pomp ciepła: pompa ciepła grunt-woda, która wykorzystuje energię geotermalną gruntu, pompa ciepła powietrze-woda do pozyskiwania energii z powietrza oraz pompa ciepła woda-woda do wykorzystywania ciepła z wody. System powietrze-woda nie wymaga wiercenia. Jednostkę zewnętrzną pompy umieszcza się na placu, bez żadnych dodatkowych prac. Głębokie wiercenie jest wymagane w przypadku pomp ciepła typu woda-woda i grunt-woda. W tym drugim przypadku można zdecydować się na wersję powierzchniową, w której sieć rur rozłożona jest na większym, dokładnie obliczonym obszarze, około metr pod powierzchnią ziemi. Jeśli jednak zdecydujesz się na pompę ciepła grunt-woda z geosondą, będzie to oznaczać konieczność wykonania studni o głębokości kilkudziesięciu metrów.

2.3. Pompa ciepła woda-woda

Ponieważ woda znajduje się głęboko pod powierzchnią ziemi i rzadko unosi się ku powierzchni – tylko w przypadku ulewnych deszczy – należy do niej dotrzeć głębokim wierceniem. Ten system grzewczy jest niezwykle wydajny, ponieważ jego współczynnik cieplny osiąga wartość wyższą niż 5, co w przełożeniu na język praktyki oznacza wyjątkowo niskie roczne koszty ogrzewania.

2.4. Pompa ciepła grunt-woda

Pompę ciepła grunt-woda można zainstalować na dwa sposoby; pierwszy jest powierzchowny, gdzie sieć rur rozłożona jest zaledwie kilka metrów pod ziemią, choć na dość dużym obszarze. Wątpliwe dla tego systemu jest wykorzystanie tej części działki, ponieważ rośliny słabo tu rosną, a drzewa nie mogą być sadzone, aby korzenie nie uszkodziły wbudowanego systemu. Dlatego większość użytkowników preferuje system pompy ciepła ziemia-woda z geosondą. W tej metodzie instalacji wykonawca kopie studnię o głębokości kilkudziesięciu metrów, do której następnie wprowadza się geosondę, która najbardziej przypomina bardzo długą i wąską kapsułę. Jej czubek sięga głęboko pod ziemię (nawet 100 metrów lub więcej) i wykorzystuje zgromadzone tam ciepło.

2.5. Głębokość studni dla pompy woda-woda

Głębokość wiercenia dla pompy woda-woda nie jest tak duża jak dla typu grunt-woda. Zwykle rura kolektora lub sonda sięga dziesiątki metrów pod powierzchnię, ale różni się to w zależności od miejsca, ponieważ poziom wód gruntowych nie wszędzie jest taki sam. Wyspecjalizowani oferenci, odnośnie producenci pomp i wykonawcy, u których zamawiane są pompy ciepła, mają ekspertów, którzy wiedzą, jak obliczyć głębokość wiercenia.

2.6. Głębokość studni dla pompy grunt-woda

W przypadku tego typu pompy ciepła w Twoim najlepszym interesie jest, aby geosonda sięgała jak najgłębiej - im głębiej, tym więcej ciepła można wykorzystać, ponieważ ciepło jest łatwiej zatrzymywane w głębszych warstwach. Ważne jest, aby głębokość odwiertu dla geosondy została określona przez eksperta; obliczy on optymalną głębokość w zależności od położenia i rodzaju gruntu, tak aby geosonda wykorzystywała jak najwięcej energii geotermalnej, a koszty głębokich odwiertów były racjonalne i uzasadnione. Powinieneś także wiedzieć, że nie ma standardu głębokości wiercenia, ponieważ wszystkie parametry różnią się w zależności od lokalizacji i zależą od wielu czynników. Jednym z najważniejszych, jest skład gleby – w kamienistych i wyjątkowo twardych glebach znacznie trudniej jest wiercić w porównaniu z miękkimi glebami. Studnia dla geosondy ma zatem zasięg od 50 do 150 m i może sięgać nawet do 300 m, chociaż jest to raczej wyjątek niż reguła dla potrzeb domów jednorodzinnych. Jest wiele przypadków, w których wykonawca woli zdecydować się na więcej geosond w różnych częściach działki, wtedy nie muszą one być tak głębokie.

3. Wiercenie w celu poboru wód gruntowych

Kolejnym obszarem wymagającym głębokich odwiertów jest pobór wód gruntowych. Wykorzystywane są one przez producentów wód mineralnych, gminy i uzdrowiska, tak że nie jest to praktyką przy domach jednorodzinnych. W przeszłości, kiedy nie było bieżącej wody i rur, każdy dom miał studnię o głębokości od kilku do kilkudziesięciu metrów. Studnia służyła do wydobywania świeżej wody gruntowej na potrzeby gospodarstw domowych, a większość z nich istnieje do dziś.

4. Uzyskanie pozwolenia na głębokie odwierty

4.1. Analizy i uprawnienia

Głębokie wiercenie jest uważane za poważną ingerencję w środowisko naturalne lub teren, dlatego przed rozpoczęciem prac należy uzyskać odpowiednie zgody. Niezbędne jest również wykonanie ekspertyzy geologiczno-hydrologicznej dotyczącej położenia i właściwości gruntu, na którym będą prowadzone wiercenia. Najważniejszym aktem prawnym regulującym proces planowania, wykonania i dokumentowania wykopów i otworów wiertniczych w celu wykorzystania ciepła Ziemi jest ustawa PGG. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 15 grudnia 2011 r. w sprawie szczegółowych wymagań dotyczących innych dokumentacji geologicznych (Dz. U. nr 282, poz. 1656) zawiera dokładny spis treści dokumentacji geologicznej w celu wykorzystania ciepła Ziemi (Zał. 4). Według aktualnie obowiązujących przepisów (2014 r.) na wszystkich terenach nie stanowiących obszarów górniczych planowanie i wykonanie gruntowej pompy ciepła o głębokości otworu wiertniczego (i sondy) nie głębszej niż 30 m nie podlega przepisom PGG. Dla pomp ciepła od 30 do 100 m głębokości istnieje obowiązek wykonania projektu robót geologicznych zgodnie z ustawą PGG i przedłożenia go do właściwego urzędu w starostwie powiatowym. W każdym razie zalecamy najpierw skonsultowanie się z ekspertami wybranej firmy wykonawczej. Są oni najlepiej poinformowani o sytuacji w terenie, a także wymaganiach władz lokalnych i najlepiej wiedzą, co zrobić, aby uzyskać to, czego chcesz i w cenie, która Ci odpowiada, zgodnie z wszelkimi przepisami.

4.2. Kiedy wymagane są pozwolenia

Pozwolenie na kolektory poziome

- Uzyskanie pozwolenia w przypadku wymiennika poziomego nie jest wymagane.

Pozwolenie na kolektory pionowe ( odwiert do pompy ciepła )

- Jeżeli wybierzesz rozwiązanie z kolektorami pionowymi i chcesz zastosować je na obszarach górniczych lub poza nimi o głębokości powyżej 30 metrów, konieczne będzie sporządzenie i zaakceptowanie projektu robót geologicznych. Przygotowany projekt należy zgłosić staroście. Jeżeli w ciągu 30 dni od zgłoszenia starosta nie wniesie sprzeciwu, można przystąpić do robót geologicznych.

Podstawa prawna ( Ustawa z dnia 9 czerwca 2011 r. - Prawo geologiczne i górnicze )

Pozwolenie na wymiennik wodny ( odwiert pod pompę ciepła woda-woda )

- W przypadku tego typu wymiennika wykonuję się studnię która jest urządzeniem wodnym. W tym przypadku należy wziąć pod uwagę przepisy prawa geologicznego i górniczego, oraz przepisy prawa wodnego. Pozwolenie będzie wymagane jeżeli studnia będzie miała głębokość powyżej 30 m ( lub pobór wody powyżej 5m3 na dobę). Do wniosku o pozwolenie wodnoprawne trzeba dołączyć m.in. operat wodnoprawny.

Pozwolenie wodnoprawne wydaje starosta.

Podstawa prawna ( Ustawa z dnia 9 czerwca 2011 r. - Prawo geologiczne i górnicze ).

4.3. Czas trwania postępowania

Procedura trwa zwykle 30 dni, a cena, jaką zapłacisz za całą dokumentację, zależy głównie od tego, co jest potrzebne, czyli od stopnia skomplikowania dokumentacji. W przypadku ściśle chronionych akwenów mogą być potrzebne dalsze badania. Może będziesz musiał wynająć kogoś do analiz geologicznych i hydrologicznych, co z kolei wiąże się z dodatkowymi kosztami.

5. Charakterystyki odwiertu

Sposób wiercenia zależy od miejsca, w którym zostanie ono wykonane i do czego będzie służyło. Przy lokalizacji wiercenia należy wziąć pod uwagę skład gleby, ponieważ wiercenie jest znacznie trudniejsze na twardych, skalistych glebach niż na miękkich, gliniastych lub w pobliżu sąsiednich budynków.

5.1. Twardość gruntu

Wiercenie na twardym, skalistym terenie trwa dłużej i wymaga więcej pracy, co spowoduje, że koszt wiercenia będzie relatywnie wyższy niż w przypadku wiercenia na bardziej miękkiej glebie na terenach podmokłych. Zaletą gruntów kamiennych jest ich wodoodporność, co oznacza, że ​​wykonawca nie natknie się na duże ilości wody, którą trzeba wypompować podczas wiercenia, co może być problemem na terenach podmokłych.

5.2. Bliskość sąsiednich budynków

W przypadku wykonywania wierceń w bezpośrednim sąsiedztwie obiektów stosuje się zabieg wiertniczy kombinowany z prewentorem (urządzeniem zapobiegającym wybuchom), który jednocześnie pozwala na odprowadzenie wierconego materiału i szlamu bezpośrednio do kolektora.

6. Konserwacja i rekultywacja studni

6.1. Czynniki zagrażające studniom

Podobnie jak wszystkie inne rzeczy, studnie i odwierty z czasem ulegają zabrudzeniu i mogą się zatkać. Najczęstszą przyczyną uszkodzeń lub zanieczyszczenia studni, odwiertów i geosond jest agresywna struktura chemiczna i biologiczna wód gruntowych oraz niewłaściwie wykonane studnie, jak i moc samej pompy. Na problem ze studnią, odwiertem lub geosondą, wskazuje błotnista i brudna brunatno-szara woda zmieszana ze szlamem, która wylewa się na powierzchnię. Wskazuje na to również gorsza praca pompy oraz mniejsza ilość pompowanej wody w przypadku poboru wód podziemnych. W ten sposób może również zatkać się wymiennik ciepła, prowadząc do awarii całego systemu grzewczego. W takich przypadkach najlepiej skontaktować się z wykonawcą, który zainstalował system, zwłaszcza jeśli nie upłynął jeszcze okres gwarancji.

6.2. Jak czyścić/naprawiać

Jeśli coś się stanie, konieczne jest pilne działanie. Studnia, musi być odpowiednio oczyszczona i naprawiona oraz należy sprawdzić, czy nie ma uszkodzeń geosondy. W najgorszym przypadku należy wywiercić nową studnię, jeśli okaże się, że pierwotna od samego początku nie była odpowiednia technicznie.

Firmy oferują czyszczenie studni i odwiertów do 1800 m, co w zupełności wystarcza na potrzeby każdej pompy ciepła. Czyszczenie zasadnicze odbywa się zwykle za pomocą narzędzia mechanicznego, częściej tzw. pompy błotnej, która podnosi osad i tym samym odblokowuje rury i przepływ. W razie potrzeby do usuwania bakterii i mikroorganizmów stosuje się różne preparaty chemiczne. Można również wymienić rury ciśnieniowe. Są one zastępowane rurami ze stali nierdzewnej lub PCV.

7. Głębokie wiercenie – cena

Cena metra odwiertu i ułożenia rur zależy od kilku czynników, a przede wszystkim od przeznaczenia. W przypadku studni cena uzależniona jest od wymaganej ilości dopływu wody, ponieważ na tej podstawie obliczana jest średnica odwiertu oraz montaż rur i pomp głębinowych o określonej mocy i przepływie. Cena wiercenia studni nawadniających lub geosond do pomp ciepła na terenie średniej kategorii waha się od 200 do 400 PLN/mb.