Search

Plitka, potpovršinska, temperatura (na dubinama plićim od 50 m) nije konstantna, niti u prostoru, niti vremenu. Takve promjene posljedica su utjecaja toplinskih „pulseva” različitoga podrijetla poput Sunčeva, geotermalnoga ili ljudskoga. Točna procjena temperature ključni je čimbenik kod planiranja energetskih sustava temeljenih na plitkoj geotermalnoj energiji. U takvim projektima, temeljenim na izmjenjivačima topline u plitkim bušotinama, potpovršinska je temperatura promjenjivija, što utječe na iznos pridobivanja topline, tj. utiskivanja fluida. Praćenje takvih promjena važno je stoga kod svih projekata toplinskih izmjenjivača vezanih uz plitka geotermalna ležišta. U radu je prikazan praktičan oblik toga, ali i glavni problemi koje je moguće susresti tijekom instaliranja, testiranja ili uporabe potrebne geotermalne opreme. Dan je primjer polja u kojemu je smješteno osam koaksijalnih izmjenjivača topline, 30 metara dugačkih te povezanih s prototipom uređaja dvostruke toplinske crpke (zračne i dubinske)., Ground temperature at shallow depth (< 50 m) is not stable, nor in space, neither in time, and its behaviour is the result of superimposition of effects of heat pulses of different origin: solar, geothermal and anthropic. The correct assessment of ground temperature is a crucial point when designing a shallow geothermal energy system. In geothermal closed loop projects, more the borehole heat exchangers are short, more the contribution of the ground temperature variability on the heat exchange is prominent. Monitoring ground temperature can be very useful to correctly understand the behaviour of a shallow geothermal reservoir subjected to heat extraction and/or injection by a ground source heat pump system. The present work illustrates the practical aspects and main issues occurred in the installation, testing and working phases of a monitoring system realised to record ground temperature in a geothermal application. The case study is a field of eight coaxial borehole heat exchangers, 30 m long, connected to a novel prototype of dual source (air and ground) heat pump.

Površinske temperature i hidrogeološki uvjeti ključni su parametri u mnogim inženjerskim primjenama poput izgradnje podruma i drugih podzemnih prostorija te kod procjene plitkoga geotermalnog potencijala. Međutim, teško je otkriti prirodne, tj. izvorne, toplinske uvjete, poglavito u plitkim, podzemnim, gradskim područjima. Razlog tomu je ljudski utjecaj. Stoga procjena toplinskih varijabli u takvim uvjetima postaje sve važnija, jer raste i uporaba geotermalne energije, posebice kao obnovljivoga izvora. Cilj rada bio je prikazati trodimenzionalni model takvih uvjeta, kalibriran eksperimentalnim podatcima. Tako je opisano ponašanje topline u podzemlju pod utjecajem građevina u odabranome seoskom području Italije. Temperaturne varijacije u prostoru i vremenu ovisile su o površinskim stijenama (i/ili tlu), klimi i svojstvima same građevine. Svi ti parametri razmatrani su unutar modela sezonskih promjena temperatura. Rezultati modela u područjima niske urbanizacije neizravno upućuju kako promatrani parametri imaju veliku važnost u visoko urbaniziranim područjima. Nadalje takvi rezultati mogu se uključiti u buduće modele plitkoga podzemlja i razmjenjivača topline te unaprijediti kako njih, tako i opću uporabu geotermalne energije., Ground temperature and hydrogeological conditions are key parameters for many engineering applications, such as the design of building basements and underground spaces and the assessment of shallow geothermal energy potential. Especially in urban areas, in the very shallow depths, it is diffi cult to fi nd natural undisturbed underground thermal conditions because of anthropic interventions. The assessment of underground behaviour in disturbed conditions will become more and more relevant because of increasing awareness to energy effi ciency and renewable energy topics. The purpose of this paper is to show a three-dimensional representation - based on models calibrated on experimental data - of the underground thermal behaviour aff ected by a building in a rural area in Italy. Temperature varies in space and time and it depends on ground, climate and building characteristics, and all these parameters are taken into account by the seasonal periodic modelling implemented. The results obtained in a context of low urbanization indirectly suggest the importance of these eff ects in dense urban areas; taking greater account of these aspects could lead to improvements in the design of underground spaces and geo-exchanger fi elds for geothermal energy exploitation.

Stijenska masa obično je obilježena pukotinama koje uzrokuju prirodno komadanje kamena. Rezanje blokova u takvim kamenolomima može prouzročiti preveliki udio „otpada” (nekorisne stijenske mase) ili pridobivanje raspucanih blokova. Prikazana su dva slučaja istražena uporabom niskofrekvencijskoga i visokofrekvencijskoga zemaljskoga prodirućeg radara (skr. ZPR), kojim su zabilježene pukotine u dvama dijelovima kamenoloma. U prvome slučaju snimanje visokim frekvencijama rabljeno je za: (i) usporedbu radarskih rezultata interpoliranih običnim krigiranjem, s kartom fraktura opaženih na površini stijenskoga ureza, te (ii) prikaz načina modeliranja približno okomitih pukotina u tri dimenzije, a na temelju radarskih mjerenja. Drugi slučaj temeljio se na uporabi niskih frekvencija, kojima su opažane pukotine većih promjera te praćene što dublje u kameni blok s ciljem određivanja dubine jedre stijene prije vađenja. To je načinjeno izučavanjem trodimenzionalnoga radarskog modela profila i transparentnosti. Na kraju je prikazan teorijski model planiranja pridobivanja koji je uključio trodimenzionalni prikaz pukotina, a s ciljem optimiziranja i/ili povećanja proizvodnje. Uporaba radara pokazala su korisnim alatom za procjenu ležišta ukrasnoga kamena, odnosno optimizaciju njegova pridobivanja., Rock mass is typically characterized by inherent fractures that cause natural blocks of rocks. Unplanned cutting of stone deposits in quarries may lead to over-producing waste (rock debris) or extracting unfit (fractured) stone blocks. This paper presents two case studies through the use of low and high frequency Ground Penetrating Radar (GPR) antennas to detect fractures in two benches of a quarry. In the first case study, a high frequency GPR antenna was used aiming to: (i) compare the GPR results with a map of the out-cropping fracture intensity in the bench surface, developed using the data of the GPR survey marks and interpolated by the Ordinary Kriging technique, and (ii) present how sub-vertical fractures can be numerically modelled in three dimensions from the GPR results. The second case study was focused on using a low frequency antenna to detect large aperture size of fracture surfaces as deep as possible in order to evaluate a deposit stratum before quarrying. This could be done through studying the reflections from a 3D cross-sectional GPR model and a 3D transparent GPR model. In the discussion section, an exploitation planning approach, based on modelling fractures as 3D surfaces, is theoretically and graphically proposed to optimize the stone production recovery. The two case studies showed that GPR is a successful tool for the assessment of ornamental stone deposits and a promising tool for recovery optimization.