Τι είναι το τεστ Θερμικής Απόκρισης (TRT) και πώς χρησιμεύει στα Κλειστά Γεωθερμικά Συστήματα;

Το Thermal Response Test- TRT, η αλλιώς το τεστ θερμικής απόκρισης έχει να κάνει με την γεωθερμία και εφαρμόζεται στα κλειστά κάθετα γεωθερμικά συστήματα. Η διεξαγωγή της συγκεκριμένης δοκιμής είναι απαραίτητη για την ομαλή λειτουργία του συνολικού συστήματος, την αποφυγή αστοχιών, την ανίχνευση και επιδιόρθωση ενδεχόμενων βλαβών αλλά και την βελτιστοποίηση της συμπεριφοράς της εγκατάστασης. Το τεστ θερμικής απόκρισης έχει ως κύριο σκοπό να προβλέψει τη μελλοντική συμπεριφορά του συστήματος και πραγματοποιείται κατά τη φάση του σχεδιασμού αλλά και κατά τη φάση λειτουργίας του.

Το τεστ θερμικής απόκρισης που εκπονείται κατά τη φάση σχεδιασμού του κάθετου γεωθερμικού συστήματος έχει ως κύριο στόχο την πρόβλεψη των ιδιοτήτων του υπεδάφους, όπου είναι θαμμένοι οι σωλήνες, και κατ’ επέκταση την πρόβλεψη της συμπεριφοράς του γεωσυλλέκτη αλλά και του συνόλου της εγκατάστασης. Μέσω της δοκιμής μετρούνται καθοριστικές παράμετροι του συστήματος όπως είναι η θερμική αγωγιμότητα και η θερμοκρασία του υπεδάφους, καθώς και η θερμική αντίσταση της οπής. Επίσης μελετάται και η επιρροή που μπορεί να έχει ο υπόγειος ή επιφανειακός υδροφόρος ορίζοντας στις κάθετες οπές.

Αναλυτικότερα, κατά τη φάση του σχεδιασμού πραγματοποιούνται δύο δοκιμές. Η μία δοκιμή έχει ως στόχο τη μέτρηση της μέσης θερμοκρασίας του εδάφους χωρίς την πρόσδοση ή απορρόφηση κάποιου ποσού θερμότητας και η επόμενη δοκιμή έχει ως στόχο την μελέτη της απόκρισης του εδάφους στην πρόσδοση θερμότητας. Ο μελετητής επεξεργάζεται τις ανωτέρω παραμέτρους και αποτελέσματα με σκοπό να κάνει τις ανάλογες παρεμβάσεις που θα οδηγήσουν το σύστημα σε ομαλή και αποδοτική λειτουργία. Η διεξαγωγή του τεστ θερμικής απόκρισης κατά τη φάση σχεδιασμού κρίνεται απαραίτητη για την πρόβλεψη της μακροχρόνιας συμπεριφοράς του εδάφους και τη σωστή διαστασιολόγηση του κάθετου γεωσυλλέκτη. Επίσης μπορούν να γίνουν οι ανάλογες παρεμβάσεις στο υλικό πλήρωσης της κάθετης οπής ώστε αυτό να έχει την κατάλληλη θερμική αγωγιμότητα, στις διαμέτρους και το υλικό των κάθετων σωλήνων, στη διαρρύθμιση των οπών, για τη μέγιστη απόδοση του συστήματος.

Το τεστ που εκπονείται κατά τη φάση λειτουργίας του συστήματος έχει ως στόχο την ανίχνευση βλαβών, τον εντοπισμό της αιτίας της βλάβης και την άμεση επιδιόρθωσή του συστήματος. Η δοκιμή που πραγματοποιείται κατά τη λειτουργία του συστήματος βοηθά στην εύρεση του ακριβούς σημείου της οπής που έχει βλάβη, καθώς και την αιτία της βλάβης, δηλαδή αν υπάρχει μια ρωγμή, διαρροή ή ελλιπής τσιμέντωση. Όταν αναγνωριστεί η βλάβη πραγματοποιείται  επιδιόρθωση με τα κατάλληλα μέσα και έπειτα το τεστ διεξάγεται ξανά για να διαπιστωθεί ότι τα αποτελέσματα είναι εντός ορίων και ότι η βλάβη έχει διορθωθεί.

Το τεστ θερμικής απόκρισης λαμβάνει χώρα σε μία πιλοτική οπή με όμοια χαρακτηριστικά με τις κάθετες οπές που πρόκειται να εγκατασταθούν. Ο εξοπλισμός του τεστ θερμικής απόκρισης είναι μικρός και ευέλικτος και μπορεί εύκολα να μεταφερθεί στην τοποθεσία του έργου. Τα βασικά συστατικά μέρη του είναι η συσκευή μετρήσεων, οι κυκλοφορητές ανακυκλοφορίας του εργαζόμενου μέσου, οι σωλήνες σύνδεσης της συσκευής με την κάθετη οπή (οι οποίοι θα διαθέτουν την κατάλληλη μόνωση), η συσκευή πρόσδοσης θερμότητας, καθώς και τα ανάλογα μετρητικά όργανα και όργανα προστασίας της εγκατάστασης.

Οι δοκιμές θα πρέπει να πραγματοποιούνται με βάσει τις ανάλογες διεθνείς προδιαγραφές και τους γενικούς κανόνες. Έχουν αναπτυχθεί διάφορες αριθμητικές μέθοδοι και μοντέλα επεξεργασίας των αποτελεσμάτων. Βασικός παράγοντας για σωστές μετρήσεις είναι η διάρκεια του τεστ, η οποία σύμφωνα με διεθνείς οδηγίες δε θα πρέπει να είναι μικρότερη από 50 περίπου ώρες.

Στόχος των παραπάνω δοκιμών, είναι ο σχεδιασμός ενός γεωθερμικού συστήματος σωστά διαστασιολογημένου.  Ένα γεωθερμικό σύστημα υποδιαστασιολογημένο λειτουργεί με χαμηλό βαθμό απόδοσης, με αποτέλεσμα να έχει υψηλό κόστος λειτουργίας και το σημαντικότερο είναι ότι ενδέχεται να οδηγηθεί σε αστοχία. Από την άλλη, ένα σύστημα υπερδιαστασιολογημένο έχει υψηλό κόστος εγκατάστασης και αποτελεί μία υψηλή επένδυση. Εξίσου χρήσιμο εργαλείο είναι το τεστ θερμικής απόκρισης στην ανίχνευση βλαβών, καθότι οδηγεί στον άμεσο εντοπισμό και επίλυσή τους.