Γεωθερμικά Συστήματα Ανοικτού Κυκλώματος

Abstract

Geothermal open circuit or open loop systems use surface water or groundwater (from the lake, well, river, drilling or the sea), as a source of heat - cooling and waste disposal sites/return water. These systems are appropriate in areas with shallow depth of aquifer. This chapter is an extensive report on hydrogeology elements and factors affecting the hydrogeological behavior, since it is a critical parameter for the design and operation of these systems. Because the exploitation of the underground water heat requires the construction of boreholes and the calculation of the hydraulic characteristics of the aquifer, pumping test may be performed in order to estimate the hydraulic characteristics. That is a brief description of the technology of pumping tests and related calculations is provided.<br/>Then, the design methodology is presented for such systems with reference to critical issues such as the determination of the optimum water supply, treatment of the water and the choice of location of the borehole. Alternative types of open geothermal systems are presented and information is provided related to their construction.

Τα γεωθερμικά συστήματα ανοικτού κυκλώματος ή ανοικτού βρόχου χρησιμοποιούν επιφανειακά ή υπόγεια νερά (από λίμνη, πηγάδι, ποτάμι, γεώτρηση ή τη θάλασσα), ως πηγή θερμότητας - ψύξης και χώρους απόθεσης/επιστροφής του νερού. Τα συστήματα αυτά ενδείκνυνται σε περιοχές με ρηχό βάθος υδροφόρου ορίζοντα. Στο παρόν κεφάλαιο γίνεται εκτενής αναφορά σε στοιχεία υδρογεωλογίας και στους παράγοντες που επηρεάζουν την υδρογεωλογική συμπεριφορά, αφού αποτελεί κρίσιμη παράμετρο για το σχεδιασμό και τη λειτουργία αυτών των συστημάτων. Επειδή η εκμετάλλευση της θερμότητας του υπόγειου νερού προϋποθέτει την κατασκευή γεωτρήσεων και απαιτείται ο υπολογισμός των υδραυλικών χαρακτηριστικών του υδροφόρου ορίζοντα για την άντληση και την επανεισαγωγή του ρευστού, εκτελούνται δοκιμαστικές αντλήσεις με σκοπό τον υπολογισμό των υδραυλικών χαρακτηριστικών. Για αυτό γίνεται μία συνοπτική περιγραφή της τεχνολογίας των δοκιμαστικών αντλήσεων και των σχετικών υπολογισμών. Στη συνέχεια, παρουσιάζεται η μεθοδολογία σχεδιασμού τέτοιων συστημάτων με αναφορά σε κρίσιμα θέματα όπως ο προσδιορισμός της βέλτιστης παροχής νερού, ο χειρισμός του νερού και η επιλογή της τοποθεσίας της γεώτρησης. Παρουσιάζονται εναλλακτικοί τύποι εγκατάστασης ανοικτών γεωθερμικών συστημάτων ενώ παρέχονται πληροφορίες που αφορούν στην κατασκευή τους.