Bergvärmeanläggningar där frysning i borrhål orsakar
hopklämda kollektorslangar
Bergvärme är en miljövänlig uppvärmningsmetod där ungefär 70 procent av värmen hämtas upp från berggrunden. Dessa 70 procent är ren förnyelsebar energi medan de resterande 30 procent behöver tillföras värmepumpen vid drift. Ett bergvärmesystem består av ett borrhål som borras till cirka 150 meters djup i marken, ett rörsystem och en värmepump. Rörsystemet går från botten av hålet till värmepumpen och är fylld med en köldbärarvätska. Denna vätska, som cirkuleras genom borrhålets rörsystem, har lägre temperatur än marken och eftersom markens värme strömmar mot det kalla borrhålet förhöjs köldbärarens temperatur en aning. Värmen som tas upp går vidare till värmepumpen som höjer temperaturen till en användbar temperatur, det vill säga till den temperatur som krävs för uppvärmningen. Denna temperatur kan variera från 30 till 50oC beroende på radiatorernas utformning. När köldbärarvätskan avgett sin värme till värmepumpen är den åter några grader kallare på tillbakavägen ner i berget. Värmeuttaget från borrhålet medför en liten nedkylning av berget. Under de första årens drift sjunker temperaturen i omgivande mark, men efter några år kommer systemet i balans genom att varje års temperatursänkning återställs under sommaren. I de borrhål där köldbärartemperaturens returtemperatur är under noll grader (från värmepumpen) sker det ofta en frysning i borrhålet. Detta sker oftast uppifrån och ner i hålet, vilket normalt inte ställer till något problem utan rent av kan vara bra då frysningen bidrar med tillskottsenergi. I vissa sällsynta fall kan frysningen ge upphov till problem, vilket rör sig om ungefär ett borrhål på 10.000. Det som sker är att isen, i dessa fall, orsakar så högt tryck att den klämmer ihop kollektorslangarna i hålet. För att detta höga tryck ska kunna uppstå måste vatten bli instängt mellan två frusna delar och när det instängda vattnet till slut fryser blir expansionstrycket så högt att slangarna pressas ihop. Det finns flera olika orsaker till varför vatten blir instängt av isen. Här redovisas ett flertal principiella förklaringar till problemet liksom även principiella lösningar på problemet.