Geothermische boring

Boringen

Een goed gedimensioneerde en goed uitgevoerde bron levert een ruim aanbod aan energie en zorgt dat de geothermische installatie werkt met een gunstig rendement. Om deze reden worden het aantal en diepte van de boringen in detail berekend zodat de bron de gewenste temperaturen kan leveren. Meestal worden minstens twee boringen uitgevoerd. De diepte van de meeste boringen varieert van 20 tot 200 m. Mogelijk wordt ook dieper geboord.
Geothermische boringen vallen onder het wettelijk kader van VLAREM I. Dit betekent dat rubriek 55.1 van toepassing is, nl.: “verticale boringen”. Bij bestelling staan wij ter beschikking voor hulp bij het opmaken van deze formaliteiten.

In België zijn hiervoor 2 boortechnieken gebruikelijk: nl. spoelboren en hamerboren.

Een spoelboring wordt uitgevoerd in een bodem die uit vnl. uit zachte sedimenten en gesteenten bestaat (bvb leem, zand, klei, zandsteenbanken, krijt, mergel, etc.). Dit is in het grootste deel van Vlaanderen het geval. Bij spoelboringen wordt met behulp van een destructieve boorkop de grond losgewoeld. Door middel van de boorspoeling worden de deeltjes naar boven gebracht. De verschillende fracties worden gescheiden en het water wordt voor hergebruik terug in het boorgat gepompt.

In Wallonië en in een klein deel van Vlaanderen stoten we vrij ondiep op harde gesteenten (zandsteen, schist, kalksteen, dolomiet, etc.). Om deze harde gesteenten te doorboren wordt gebruik gemaakt van de hamerboortechniek. Hierbij zakt een hamer in het boorgat die het rotsgesteente verbrijzelt. De hamer wordt aangedreven door een luchtcompressor. De gegenereerde luchtstroom brengt bovendien de boorcuttings naar boven.

Plaatsen bodemwarmtewisselaars

Als bron voor het geothermisch systeem wordt de energie benut die beschikbaar is in de bodem. Om die energie te kunnen aanwenden worden er bodemwarmtewisselaars  aangebracht. Dit zijn leidingen die verticaal in de ondergrond worden geplaatst tot op een diepte van 30 tot 150 m ( afhankelijk van het soort ondergrond). In de sondes circuleert een medium, een mengsel van 25% monopropyleen en 75 % water dat de warmte uit de bodem opneemt (in de winter) en afgeeft aan het koelcircuit in de warmtepomp. Het afgekoelde medium kan zo opnieuw door de (warmere) bodem stromen waar het terug de bodemwarmte kan opnemen. In de zomer kan het proces voor koeldoeleinden omgekeerd worden en wordt er warmte toegevoerd naar de bodem.Om een sonde te plaatsen wordt een boring uitgevoerd tot op de gewenste diepte. Er zijn twee technieken gebruikelijk: in een bodem die bestaat uit sedimenten (zand, leem, klei) of zachte steen (bv krijt) wordt er een spoelboring uitgevoerd. In het boorgat wordt continu water ingebracht dat via een pomp dan weer wordt opgepompt waarbij het boormateriaal terzelfdertijd wordt afgevoerd. In Vlaanderen wordt meestal deze techniek toegepast. Bij een rotsachtige bodem wordt een hamerboring toegepast. Een compressor zorgt voor een heel grote luchtdruk in het boorgat. Die luchtdruk wordt ten dele benut om de boorkop in beweging te houden en ten dele om het uitgeboorde materiaal naar boven te brengen.Het boorgat wordt nadien van onder naar boven opgevuld met een thermische grout. Terwijl de boorgatvulling nog vloeibaar is, wordt de bodemwarmtewisselaar in het boorgat op diepte gebracht. In de weken nadien hardt de grout volledig uit, zodat de sonde in goed thermisch contact staat met de bodem en zo ook de eventuele verschillende watervoerende lagen afsluit en beschermd.Een goed gedimensioneerde bron levert een ruim aanbod aan energie en zorgt dat de geothermische installatie werkt met een gunstig rendement. Om deze reden worden het aantal en diepte van de boringen in detail berekend zodat de bron de gewenste temperaturen kan leveren. Meestal worden minstens twee boringen uitgevoerd. De afstand tussen de boringen bedraagt ca 7m. Bovengronds worden de verschillende warmtewisselaars samengebracht in collectoren. Deze collectoren kunnen zowel binnen in het gebouw staan of buiten zijn onder gebracht in een collectorput. De collectoren en de sondes zijn vervaardigd uit HDPE en hebben een levensduur van meer dan 50 jaar.

Horizontale verbinding

Als tweede fase na het boren van de aardwarmtewisselaars worden sleuven gegraven en worden de verschillende boringen horizontaal met elkaar verbonden en binnengebracht in de technische ruimte van de woning of het gebouw. De leidingen worden op vorstvrije diepte aangelegd.

De manier van aansluiten kan op verschillende manieren gebeuren. Bij een beperkt aantal boringen wordt binnenshuis een collector geplaatst. Bij grotere projecten wordt vaak gebruik gemaakt van 1 of meerdere collectorputten die op hun beurt horizontaal worden verbonden met de binneninstallatie.

Na een uitvoerige druktest op lekdichtheid worden de aardwarmtewisselaars en horizontale leidingen volledig gevuld met een mengsel van 25% monopropyleenglycol (voedingsglycol) en 75 % water. Het systeem wordt onder druk gezet en is na aansluiting op de binneninstallatie gebruiksklaar.

De collectoren en de sondes zijn vervaardigd uit HDPE en hebben een levensduur van meer dan 50 jaar.