PL 71 958 Y1 2 Opis wzoru Przedmiotem wzoru uzytkowego jest glowica sondy geotermalnej z rura aplikacyjno-iniekcyjna przeznaczona do wspólpracy z pionowym wymiennikiem dolnego zródla gruntowej z pompy ciepla. Zgodnie z uwarunkowaniami prawodawstwa unijnego jak i w aspekcie ekonomicznym, wykorzy- stywanie odnawialnych zródel energii, w tym energii cieplnej czerpanej z ziemi, cieków i akwenów wod- nych dla celów uzytkowych staje sie standardem. W tym kontekscie nieodzowne staje sie równiez ze- standaryzowanie i optymalizacja technicznych aspektów wykonawczych i materialowych dajacych gwa- rancje optymalnej i bezawaryjnej pracy instalacji odzysku ciepla. Omawiana we wniosku glowica sondy geotermalnej z rura aplikacyjno-iniekcyjna jest jednym z najbardziej istotnych jej elementów. W stanie techniki w ukladach instalacyjnych dolnych zródel gruntowych pomp ciepla wykorzysty- wane sa przede wszystkim wymienniki pionowe, tzw. sondy geotermalne, których przewody rurowe sta- nowiace wymiennik ciepla pomiedzy gruntem a przeplywajacym w nich medium polaczone sa U–ksztaltnym kolanem 180 st. wymuszajacym wymagany przeplyw. Kolano to zwane w nomenklaturze branzowej glowica sondy, szczególnie narazone na uszkodzenia mechaniczne w czasie aplikacji wy- miennika do odwiertu oraz znajdujace sie na najwiekszej jego glebokosci stanowi najbardziej istotny element calego wymiennika. Konstrukcja glowicy sondy, zabezpieczenie przed uszkodzeniem w czasie aplikacji oraz sposób jej polaczenia z przewodami rurowymi stanowia podstawe bezpieczenstwa pracy i trwalosci calego ukladu instalacji dolnego zródla. Istotne sa równiez jej ksztalt i wymiary pozwalajace na latwosc aplikacji oraz zminimalizowanie gabarytów zewnetrznych bez koniecznosci zmniejszania srednic przewodów ru- rowych wymiennika. Osiagniecie tego stanu, jak równiez mozliwosc oddolnej iniekcji pluczki wiertniczej i/lub mieszanki bentonitowej – prawidlowego wypelnienia przestrzeni pierscieniowej odwiertu zabezpie- czajacego przewody rurowe wymiennika na calej jego dlugosci – pozwala na pobranie zakladanej ilosci ciepla z gruntu, z odwiertu o ekonomicznie uzasadnionej glebokosci i srednicy. Rozwiazania ujawnione w dokumentach patentowych dotyczacych sond geotermalnych dotycza odpowiednio: DE 202005004815U1 – obudowy z poliuretanu kolana U-ksztaltnego sondy, EP1036974A1 – konstrukcji kolana 180 st. stanowiacego zakonczenie sondy geotermalnej, DE202009015391U1 oraz v US20080289705A1 – róznych konfiguracji geotermalnego wymiennika cie- pla – sondy wspólosiowej zas WO2011015342 urzadzenia do montazu sondy geotermalnej wspólpra- cujacego z wiertnia wykonujaca odwiert. Zadne z nich nie posiada wlasciwosci i cech przypisanych glowicy sondy geotermalnej z rura aplikacyjno-iniekcyjna bedacej przedmiotem – omawianym wzorem uzytkowym. Majac na uwadze, iz konstrukcja glowicy sondy geotermalnej winna umozliwiac bezpieczna i la- twa aplikacje do odwiertu – montaz calego wymiennika, którego jest zakonczeniem praktycznie w kaz- dym odwiercie wykonywanym w ramach budowy dolnego zródla pompy ciepla, winna umozliwiac sku- teczna i równomierna na calej dlugosci odwiertu iniekcje pluczki wiertniczej i/lub mieszanki bentonitowej wypelniajacej przestrzen pierscieniowa odwiertu oraz gwarantowac dlugotrwala, bezawaryjna eksploa- tacje wymiennika geotermalnego stwierdzic nalezy, ze zadne z powolanych rozwiazan jak i konstrukcja aktualnie dostepnych na rynku glowic sondy geotermalnej nie spelnia jednoczesnie wszystkich wyzej przytoczonych kryteriów, w szczególnosci nie posiada wymaganej dla bezpiecznej aplikacji oraz iniekcji pluczki i/lub wypelnienia, zespolonej z nia w sposób trwaly ruty aplikacyjno-iniekcyjnej. Celem bylo opracowanie jako wzoru uzytkowego konstrukcji glowicy sondy geotermalnej gwa- rantujacej zabezpieczenie samej glowicy i przewodów w jej obrebie przed uszkodzeniem w trakcie mon- tazu, umozliwiajacej oddolna iniekcje pluczki wiertniczej i/lub materialu wypelniajacego przestrzen pier- scieniowa odwiertu, zapewniajacej jednorodnosc materialu, minimalizacje oporów hydraulicznych oraz gabarytów bez koniecznosci zmniejszania srednic przewodów rurowych wymiennika, uzyskanie trwa- lego, monolitycznego polaczenia z przewodami rurowymi wymiennika a takze latwosc aplikacji do naj- mniejszego realizowanego standardowo odwiertu dla wymiennika geotermalnego. Glowica sondy geotermalnej z rura aplikacyjno-iniekcyjna bedaca omawianym wzorem uzytko- wym spelnia wszystkie wymienione powyzej kryteria. Glowica sondy geotermalnej z rura aplikacyjno-iniekcyjna wykonana w calosci z polietylenu wy- sokiej gestosci HDPE PE 100 umozliwia jej polaczenie z wykonanymi z tego samego materialu przewo- dami rurowymi wymiennika dolnego zródla pompy ciepla na drodze polifuzji termicznej realizowanej zgrzewarka elektrooporowa w omawianym wzorze uzytkowym charakteryzuje sie tym, ze posiada po- PL 71 958 Y1 3 dluzne wglebienie w którym znajduje sie na trwale zespolona z korpusem glowicy rura aplikacyjno-in- iekcyjna, a takze tym, ze sklada sie z co najmniej dwóch kanalów przylaczeniowych przewodów ruro- wych wymiennika geotermalnego tworzacych calkowicie zabudowane kolano U-ksztaltne 180 st. oslo- niete plozami w ksztalcie grota ulatwiajacymi aplikacje do odwiertu geotermalnego poczynajac od sred- nicy 100 mm. Zaproponowane jako wzór uzytkowy rozwiazanie spelnia pokladane w nim oczekiwania. Wzór uzytkowy – glowice sondy z rura aplikacyjno-iniekcyjna uwidoczniono w przykladzie wyko- nania na rysunkach. Gdzie fig. A przedstawia widok glówny glowicy sondy geotermalnej z rura aplika- cyjno-iniekcyjna z zaznaczeniem miejsc przekroju B-B i C-C, fig. B – przekrój pionowy glowicy sondy geotermalnej z rura aplikacyjno-iniekcyjna C-C, fig. C – widok z dolu glowicy sondy geotermalnej z rura aplikacyjno-iniekcyjna, fig. D – przekrój poziomy glowicy sondy geotermalnej z rura aplikacyjno-iniek- cyjna B-B, fig. E – widok z boku glowicy sondy geotermalnej z rura aplikacyjno-iniekcyjna z zaznacze- niem miejsca przekroju A-A, fig. F – przekrój pionowy glowicy sondy geotermalnej z rura aplikacyjno- -iniekcyjna A-A. Glowica sondy geotermalnej z rura aplikacyjno-iniekcyjna 1, z plozami 2 w ksztalcie grota osla- najacymi zbudowane kolano U-ksztaltne 180 st. 3 wienczace dwa kanaly przylaczeniowe zasilajacy 4 i powrotny 5 przewodów rurowych wymiennika z podluznym zaglebieniem 6, w którym zamontowana jest w sposób trwaly rura aplikacyjno-iniekcyjna 1. PL PL PL PL PL PL PL