Mapy geotermiczne Zastosowanie praktyczne dla wszystkich

Transkrypt

1 Mapy geotermiczne Zastosowanie praktyczne dla wszystkich TransGeoTherm 20 listopada 2014, Zgorzelec mgr geoekologii. Karina Hofmann, LfULG, Wydział 10 Geologii, Zespół projektowy Geotermia

2 Zalety geotermii Zawsze dostępne źródło energii: niezależnie od pór roku, dnia/nocy, pogody Zmniejszone koszty eksploatacji Wielorakie możliwości stosowania: ogrzewanie, przygotowanie ciepłej wody i chłodzenie Energia odnawialna: przy prawidłowym planowaniu według wszelkiego prawdopodobieństwa jest źródłem niewyczerpalnym Ochrona środowiska redukcja CO 2 Możliwości łączenia ( np. z ogniwami fotowoltaicznymi ) 2

3 Geotermia podpowierzchniowa Główna forma użytkowania: sonda geotermiczna = gruntowa pompa ciepła Sondy geotermiczne wpuszczane są do gruntu pionowo. Głębokość sond wynosi najczęściej od 40 do130 m. 3

4 Geotermia podpowierzchniowa Główna forma użytkowania: sonda geotermiczna 4

5 Wykonanie instalacji geotermicznej / pompy ciepła Zapewnienie jakości Łańcuch procesów wykonania istalacji geotermicznej Informacja / podjęcie decyzji Planowanie / wymiarowanie Wiercenie / instalacja Użytkowanie / monitoring 5

6 Wykonanie obiektu geotermicznego Lista działań do wykonania 1. Informacja wstępna 2. Informacje odnośnie techniki budynku 3. Planowanie i wymiarowanie sond geotermicznych 4. Informacje technicznobudowlane o działce 5. Certyfikowana firma wiertnicza 6. Wszystkie pozwolenia uzyskane? 7. Roboty wiertnicze i zainstalowanie sondy geotermicznej 8. Podłączenie sond geotermicznych do pompy ciepła 9. Uruchomienie pompy ciepła 10.Efektywne użytkowanie pompy ciepła 6 20 listopada 2014 mgr geoekologii Karina Hofmann

7 Powstawanie map geotermicznych Geotermiczne mapy tematyczne Hydrogeologiczne mapy tematyczne Geologiczne modele 3D Inne mapy tematyczne Dane otworów Dane powierzchniowe (kartowanie) 7

8 Stosowanie map geotermicznych Wersja publiczna : Zbiór 8 map dla wskaźnika mocy cieplnej w W/m dla 1800 rbg w roku pracy pompy ciepła (tylko w trybie ogrzewania) i dla głębokości: dla 2400 rbg w roku pracy pompy ciepła (tryb ogrzewania + tryb przygotowania ciepłej wody) i dla głębokości: Wersja profesjonalna : Zbiór 4 map dla przewodności cieplnej w W/m*K i dla głębokości: 0-40 m 0-40 m 0-40 m 0-70 m 0-70 m 0-70 m m m m m m m 8

9 Wersja publiczna Wybór lokalizacji i powiększanie 9

10 Wersja publiczna Przykład zastosowania: Dom jednorodzinny, 12 kw zapotrzebowania mocy, tylko dla ogrzewania 40 metrów Odczyt wskaźnika mocy cieplnej Porównanie niezbędnych głębokości Legenda: Wskaźnik mocy cieplnej w watach na metr [W/m] do głębokości 40 metrów i dla 1800 roboczogodzin rocznie pracy pompy ciepła < <=40 40,0-42,5 42,5-45,0 45,0-47,5 47,5-50,0 50,0-52,5 52,5-55,0 55,0-57,5 57,5-60,0 >60,0 X 40 m = W = 1,8... 1,9 kw kw 1,8 kw = 6,6 Wynik: do wykonania 7 wierceń na głębokość 40 m

11 Wersja publiczna Przykład zastosowania: Dom jednorodzinny, 12 kw zapotrzebowania mocy, tylko do ogrzewania 130 metrów Odczyt wskaźnika mocy cieplnej Porównanie niezbędnych głębokości Legenda: Wskaźnik mocy cieplnej w watach na metr [W/m] do głębokości 130 metrów i 1800 roboczogodzin rocznie pracy pompy ciepła <=40 < 40,0-42,5 42,5-45,0 45,0-47,5 47,5-50,0 50,0-52,5 52,5-55,0 55,0-57,5 57,5-60,0 >60,0 X 130 m = W = 6,5... 6,8 kw kw 6,5 kw = 1,8 Wynik: do wykonania 2 wiercenia na głębokość 130 m

12 Wersja publiczna Porównanie lokalizacji Przykład stosowania: Dom jednorodzinny, 12 kw zapotrzebowanie ciepła, tylko ogrzewanie A C B 130 metrów Legenda: Wydajność odpływu w watach na metr [W/m] na głębokości 130 metrów i 1800 roboczogodzin rocznie geotermicznej pompy cieplnej <=40 < 40,0-42,5 A 42,5-45,0 X 130 m 5,5 do 5,8 kw 45,0-47,5 47,5-50,0 B 50,0-52,5 X 130 m 6,5 do 6,8 kw C 52,5-55,0 55,0-57,5 57,5-60,0 >60,0 = = X 130 m = 6,8 do7,2 kw 12

13 Wersja publiczna Przykład zastosowania: Dom jednorodzinny, 12 kw zapotrzebowanie ciepła, tylko ogrzewanie A C B 130 metrów Porównanie lokalizacji Legend heat Lokalizacja extraction in watts per Ameter [W/m] at B a depth of 130 C meters and 1800 annual operation hours of a geothermal heat pump <=40 Wydajność wskaźnika < 40,0-42,5 42,5-45,0 50,0-52,5 52,5-55,0 mocy cieplnej w W/m A 42,5-45,0 X 130 m = 5,5 bis 5,8 kw Wydajność użyteczna 45,0-47,5 w kw dla odwiertu 47,5-50,0 o 5,6 6,6 7,0 głębokości130 B 50,0 m- 52,5 X 130 m 6,5 bis 6,8 kw C Ogólna długość wierceń dla zapotrzebowania ciepła 12 kw 52,5-55,0 55,0-57,5 57,5-60,0 >60,0 = X 130 m = 6,8 bis 7,2 kw 260 m 234 m 222 m Oszczędność 26 m 10% 38 m 15% 13

14 Wersja profesjonalna Wybór lokalizacji i powiększanie 14

15 Wersja profesjonalna Legenda: Średnia przewodność cieplna w watach na metr i kelwin (W/m K) do głębokości 40 m 15

16 Wersja profesjonalna 40 m Legenda Średnia przewodność cieplna w watach na metr i kelwin (W/m K) do głębokości 40 m λ w W/m K 130 m Legenda Średnia przewodność cieplna w watach na metr i kelwin (W/m K) do głębokości 130 m 16

17 Wersja profesjonalna Wariant: możliwe wiercenie do 130 m λ= 2,1 W/m K Prawidłowe wymiarowanie instalacji geotermalnej na okres eksploatacji minimum 25 lat Wymiarowanie instalacji np. za pomocą programu Earth Energy Designer EED Dane wejściowe np.: - Dane pompy cieplnej - Miesięczny bilans energetyczny - Dane materiałowe odnośnie nie sondy geotermicznej i środka do wtłaczania - Informacje o danej lokalizacji: - Średnia temperatura roczna - Pojemność cieplna podłoża - Przewodność cieplna λ podłoża 17

18 Wersja profesjonalna Wariant: możliwe wiercenie do 130 m λ= 2,1 W/m K Prawidłowe wymiarowanie obiektu na okres eksploatacji minimum 25 lat Wymiarowanie obiektu np. za pomocą programu Earth Energy Designer EED - Obliczenie średnich temperatur płynu warunek po 25 latach 0 C - Obliczenie niezbędnej głębokości odwiertu i liczby sond 18

19 Porównanie wersji publicznej z wersją profesjonalną Wersja publiczna Wersja profesjonalna Wynik Wydajność = wskaźnik mocy cieplnej w watach na metr (W/m) do poziomu głębokości: 40 m, 70 m, 100 m, 130 m Przewodność cieplna w watach na metr i kelwin (W/m K) do poziomu głębokości: 40 m, 70 m, 100 m, 130 m Użytkownik Mieszkańcy, urzędy Planiści, przedsiębiorstwa wiertnicze, urzędy Możliwość stosowania Cel 19 Dla pomp ciepła o wydajności (mocy) ogrzewania maksimum 30 kw (domy jednorodzinne), ocena szacunkowa dla standardowego typu domu Ocena szacunkowa niezbędnych głębokości wiercenia i liczby otworów, porównanie lokalizacji, wykonalność! standardowy typ domu! Projektowanie instalacji geotermicznych o wydajności ogrzewania mniejszej i większej niż 30 kw Ukierunkowanie na wymiarowanie przy pomocy danych projektowych (zastosowanie własnej wydajności ogrzewania, własne dane pompy cieplnej), obliczanie głębokości wiercenia i liczby otworów Mapy geotermiczne mogą wspomagać, lecz żadnym razie nie mogą zastępować starannego planowania/projektowania i konkretnego obliczenia przewodności cieplnej dla instalacji geotermicznej!

20 Wyniki projektu Interaktywne aplikacje internetowe: Geologiczny model przeglądowy 3D Hydrogeologiczny model specjalny 3D Mapy geotermiczne Średni geotermiczny wskaźnik mocy cieplnej dla różnych głębokości (40m, 70m, 100m, 130m) wersja standardowa ( inwestorzy, urzędy) Średnie przewodności cieplne dla różnych różnych głębokości (40m, 70m, 100m, 130m) wersja ekspercka (planiści, przedsiębiorstwa wiertnicze, urzędy) Broszura informacyjna na temat korzystania z geotermii podpowierzchniowej 20

21 Dziękuję za uwagę! 21