Dział: Pompy ciepła

 

Dowiedz się, jak działają pompy ciepła:

 

pompy ciepła


Pompy ciepła to nowoczesne i co bardzo ważne ekologiczne urządzenia grzewcze, które pozwalają w wydajny sposób ogrzewać dom oraz podgrzewać wodę użytkową.

Pompy ciepła wzbudzają coraz większe zainteresowanie pomimo wysokich kosztów inwestycyjnych, ponieważ są bezobsługowe, zautomatyzowane, ekonomiczne i bezinwazyjne. Dzięki pompom ciepła właściciel domu może liczyć na niskie koszty ogrzewania budynku oraz zmniejszenia zużycia paliw konwencjonalnych.

 pompy ciepła w pigułce »

fot. pixabay

 


 

Pobierz pełny numer miesięcznika Rynku Instalacyjnego 7-8/2017

WYDANIE BEZPŁATNE - ZAREJESTRUJ konto w portalu 

Kopalnie węgla kamiennego źródłem ciepła dla pomp ciepła

Coal mines as a source of heat for heat pumps
Z kopalń węgla kamiennego zlokalizowanych w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym dziennie pompowanych jest ok. 600 tys. m <sup>3,</sup> wód geotermalnych zdatnych do celów grzewczych.
Na zdjęciu: tereny byłej KWK Katowice, z której takie wody są wykorzystywane
Z kopalń węgla kamiennego zlokalizowanych w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym dziennie pompowanych jest ok. 600 tys. m 3, wód geotermalnych zdatnych do celów grzewczych. Na zdjęciu: tereny byłej KWK Katowice, z której takie wody są wykorzystywane
Fot. www.energetykacieplna.pl

Kopalnie węgla kamiennego w obrębie aglomeracji śląskiej, zarówno czynne, jak i nieczynne, wymagają odprowadzania znacznych ilości wody o stosunkowo wysokiej temperaturze, która może być wykorzystywana w celach energetycznych do zasilania pomp ciepła. Atutem kopalń na Śląsku jest bliskość potencjalnych odbiorców energii – osiedli i zabudowy mieszkalnej. Z uwagi na trwający proces restrukturyzacji górnictwa projekty inwestycji geotermalnych są jednak obarczone trudnym do oszacowania ryzkiem.

W artykule:

• O możliwościach wykorzystywania geotermalnych wód kopalnianych
• Przykłady zrealizowanych kopalnianych inwestycji geotermalnych:
— Centralny Zakład Odwadniania Kopalń – Pompownia Saturn
— Zakład Górniczy Sobieski

W kopalniach węgla kamiennego oprócz tradycyjnie wydobywanego surowca występują znaczne zasoby wodne i energetyczne. Obecnie są one wykorzystywane w niewielkim stopniu. Ich zagospodarowanie może znacznie poprawić efektywność ekonomiczną kopalń i przyczynić się do redukcji emisji zanieczyszczeń do atmosfery. Jest to szczególnie istotne w obrębie dotkniętego problemem niskiej emisji województwa śląskiego.

streszczenie

Z kopalń węgla kamiennego zlokalizowanych w obszarze Górnośląskiego Zagłębia Węglowego dziennie pompowanych jest ok. 600 tys. m3 wód. Ich temperatura wynosi od 13 do 25°C. Parametry pompowanych wód są wystarczające do wykorzystywania energii w nich zawartej do celów grzewczych.
W 2012 roku Centralny Zakład Odwadniania Kopalń uruchomił w zlikwidowanej kopalni Saturn instalację centralnego ogrzewania z wykorzystaniem dwóch pomp ciepła o łącznej mocy 118 kW. Inwestycja pozwala zredukować zużycie energii elektrycznej o 278 MWh/rok.
Zakład Górniczy Sobieski, będący częścią Tauron Wydobycie S.A., w 2015 roku zakończył realizację inwestycji mającej na celu budowę stacji pięciu pomp ciepła do podgrzewania ciepłej wody użytkowej dla łaźni.
Łączna moc instalacji wynosi 420 kW. Inwestycja pozwala na redukcję ilości ciepła zakupionego od zewnętrznego dostawcy o 780 GJ/miesiąc.



abstract

About 600 000 cubic meters of water are daily pumped out from coal mines in Upper Silesian Coal Basin. The temperature of pumped water range from 13 to 25°C. The parameters of pumped water are sufficient to use the energy contained in them for heating purposes.
In 2012 the Central Department of Mine Dewatering in the liquidated mine Saturn completed the investment to build a central heating installation using two heat pumps with a total power of 118 kW. The investment has reduced the demand for electricity by almost 278 MWh/year.
The heat recovery installation from the mine waters was also built at the Sobieski Coal Mine. In 2015 an investment of five heat pumps to domestic hot water preparation for baths was completed.
Total installed power is 420 kW. The investment allows to reduce the amount of heat purchased from the external supplier by 780 GJ/month.

W przypadku kopalń zlokalizowanych w obrębie aglomeracji śląskiej znacznym atutem jest bliskość potencjalnych odbiorców energii – osiedli i zabudowy mieszkalnej. Istotnym odbiorcą energii cieplnej mogą być same kopalnie.

Szacuje się, że zapotrzebowanie na moc cieplną w czynnych zakładach górniczych wynosi od kilku do kilkunastu MW, w przypadku zlikwidowanych kopalń prowadzących odwadnianie ok. 2–6 MW.

W okresie letnim zapotrzebowanie na moc spada do poziomu ok. 10% pierwotnej mocy zainstalowanej i jest ona wykorzystywana głównie do zaspokojenia potrzeb łaźni górniczych [2].

Wody pochodzące z odwadniania kopalń zgodnie z Prawem wodnym [3] traktowane są jak ścieki i w zdecydowanej większości odprowadzane do cieków powierzchniowych. Każdy zakład górniczy zobowiązany jest do posiadania pozwolenia wodnoprawnego na prowadzenie odwadniania, co umożliwia znaczne skrócenie procedury formalno-prawnej przy realizacji inwestycji związanej z pozyskiwaniem ciepła. Z uwagi na konieczność odwadniania wszystkich czynnych kopalń oraz części zlikwidowanych potencjalny inwestor instalacji nie poniesie kosztów związanych z pompowaniem wody.

Pierwsze instalacje pomp ciepła oparte na wodach kopalnianych powstały w Centralnym Zakładzie Odwadniania Kopalń w Czeladzi oraz w Zakładzie Górniczym Sobieski w Jaworznie.

Centralny Zakład Odwadniania Kopalń – Pompownia Saturn

Centralny Zakład Odwadniania Kopalń (CZOK) powstał w 2000 roku w ramach Spółki Restrukturyzacji Kopalń (SRK). Jego głównym zadaniem jest ochrona czynnych kopalń przed zagrożeniem wodnym poprzez prowadzenie odwadniania zlikwidowanych zakładów górniczych. Jednym z nich jest Pompownia Saturn (dawna KWK Saturn) zlokalizowana w Czeladzi, gdzie mieści się również siedziba CZOK. Działalność zakładu finansowana jest z budżetu państwa.

W 2008 roku SRK przystąpiła do międzynarodowego projektu Remining-Lowex mającego na celu ocenę możliwości wykorzystana ciepła z wód kopalnianych w krajach Unii Europejskiej.

Celem projektu było m.in. wybudowanie pilotażowej instalacji do odzysku ciepła w siedzibie CZOK w Czeladzi. Środki finansowe na jego realizację pozyskano z dotacji budżetowej oraz UE.

Tabela 1. Parametry wód pompowanych w Pompowni Saturn

W ramach inwestycji przeprowadzonej w 2012 roku dokonano termomodernizacji głównego budynku administracji CZOK, zbudowano też instalację grzewczą bazującą na wodach kopalnianych, zastępującą dotychczasowe ogrzewanie elektryczne [4].

Odwadnianie zlikwidowanej KWK Saturn prowadzone jest w celu zabezpieczenia czynnych kopalń północnej części GZW. Kopalnia ta należała do najbardziej zawodnionych w całym górnictwie węgla kamiennego w Polsce. W 2011 roku w celu redukcji kosztów przeprowadzono modernizację i uproszczono istniejący system odwadniania. W szybie Paweł zatopiono agregaty pompowe, a powierzchniową infrastrukturę zlikwidowano. Ilość pompowanych wód wynosi obecnie ok. 15 m3/min (900 m3/h), a ich temperatura ok. 13°C. Są to wody o stosunkowo niskiej mineralizacji, charakteryzujące się wysokim stężeniem związków żelaza oraz manganu [5]. Parametry wód pochodzących z odwadniania Pompowni Saturn przedstawiono w tabeli 1.

Z uwagi na dużą zawartość związków żelaza w pompowanych wodach oraz możliwość ich wytrącania na powierzchni wymiennika pośredniego niemożliwe jest podanie wód kopalnianych do instalacji pomp ciepła bez wcześniejszego uzdatnienia. Wymagało to utworzenia stacji uzdatniania wody kopalnianej.

Fot. 1. Przekrój przez rurociąg obiegu wody kopalnianej; na wewnętrznych ściankach widoczne wytrącenia związków żelaza; fot. Spółka Restrukturyzacji Kopalń Centralnego Zakładu Odwadniania Kopalń (SRK CZOK)
Fot. 1. Przekrój przez rurociąg obiegu wody kopalnianej; na wewnętrznych ściankach widoczne wytrącenia związków żelaza; fot. Spółka Restrukturyzacji Kopalń Centralnego Zakładu Odwadniania Kopalń (SRK CZOK)

Woda surowa pobierana jest ze zbiornika przelewowego zlokalizowanego przy szybie Paweł, skąd rurociągiem zasilającym przepompowywana jest do budynku SUW. Po jej oczyszczeniu w stacji filtrów kierowana jest rurociągiem na wymiennik obiegu pierwotnego zlokalizowany w budynku CZOK. Po oddaniu ciepła trafia ponownie do zbiornika przelewowego, a jej nadmiar zrzucany jest do rzeki Brynicy.

Woda kopalniana uzdatniana jest w technologii opartej na utlenianiu związków żelaza i manganu za pomocą powietrza pochodzącego ze sprężarki oraz filtracji na mieszaninie złóż kwarcowego i hydroantracytowego.

Woda w ilości 23 m3/h kierowana jest do kolumny napowietrzającej. Następnie trafia do filtrów (w układzie: dwa pracujące, jeden w regeneracji), gdzie następuje usunięcie wytrąconych związków żelaza oraz manganu. Odżelaziona i odmanganiona woda trafia rurociągiem do wymiennika instalacji pomp ciepła.

Część uzdatnionej wody jest retencjonowana w dwóch zbiornikach o pojemności 13 m3 każdy, zapewniających wodę na potrzeby płukania filtrów [6]. Z uwagi na dużą zawartość żelaza w wodzie surowej niezbędne jest okresowe czyszczenie rurociągów zasilających SUW.

Rys. 1. Roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną do celów grzewczych przed i po realizacji inwestycji w Rejonie Saturn
Rys. 1. Roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną do celów grzewczych przed i po realizacji inwestycji w Rejonie Saturn

Na fot. 1 pokazano rurociąg obiegu wody kopalnianej wraz z wytrąconymi w nim tlenkami żelaza.

  • Zasilająca sieć centralnego ogrzewania centrala cieplna składa się z dwóch pomp ciepła typu woda/woda Vitocal 300-G: typ WW145 o mocy 58,9 kW – pierwszy stopień oraz WWS145 – drugi stopień.
  • Całkowita moc grzewcza instalacji wynosi 117,8 kW.
  • Do spełnienia potrzeb grzewczych budynku kaskada pomp ciepła wymaga dostarczenia ok. 0,31 m3/min (18,6 m3/h) wody kopalnianej (mniej niż 5% całkowitej ilości pompowanych wód).
  • W instalacji c.o. zastosowano ogrzewanie wodne o parametrach 55/45°C z grzejnikami płytowymi.
  • W wybranych pomieszczeniach zaprojektowano ogrzewanie za pomocą klimakonwektorów z funkcją chłodzenia w okresie letnim.
  • Klimakonwektory do celów grzewczych zasilane są wodą o parametrach 55/45°C, a do celów chłodniczych 12/20°C.
  • W układzie grzewczym zastosowano również pięć buforowych zasobników ciepła o pojemności 1000 dm3 każdy. W razie awarii pozwala to zapewnić ciągłość dostaw ciepła.
  • Podczas awarii jednej z pomp ciepła druga pracuje z ograniczoną mocą.
  • Szczytowe zapotrzebowanie na ciepło występuje tylko kilka dni w roku, dlatego krótkookresowa praca jednej pompy ciepła pozwala zabezpieczyć potrzeby grzewcze budynku [7].

W ramach realizowanego projektu przeprowadzono również termomodernizację siedziby CZOK.

  • Budynek składa się z dwóch kondygnacji oraz części podpiwniczonej.
  • Użytkowa kubatura ogrzewana wynosi 6040 m3.
Rys. 2. Efekt ekologiczny uzyskany w wyniku ograniczenia zużycia energii elektrycznej w Centralnym Zakładzie Odwadniania Kopalń w Czeladzi
Rys. 2. Efekt ekologiczny uzyskany w wyniku ograniczenia zużycia energii elektrycznej w Centralnym Zakładzie Odwadniania Kopalń w Czeladzi

Dotychczasowym źródłem ciepła była instalacja elektryczna z grzejnikami konwektorowymi. Roczne zużycie energii elektrycznej na potrzeby ogrzewania wynosiło przed termomodernizacją 410,7 MWh/rok.

W ramach termomodernizacji ocieplono budynek i stropodach oraz wymieniono stolarkę okienną.

Po rozpoczęciu eksploatacji instalacji pomp ciepła zużycie energii elektrycznej na potrzeby grzewcze spadło do 132,9 MWh/rok. Oznacza to zmniejszenie zapotrzebowania na energię elektryczną o niemal 278 MWh/rok (rys. 1).

Szacuje się, że zysk netto wyniesie 101 tys. zł/rok, a czas zwrotu nastąpi po 10 latach [4].

Efekt ekologiczny uzyskany dzięki ograniczeniu zapotrzebowania na energię elektryczną przedstawiono na rys. 2.

Literatura

1. Solik-Heliasz E., Wody termalne regionu górnośląskiego i ich zasoby energetyczne, Prace Naukowe GIG, Katowice 2012.
2. Solik-Heliasz E., Ocena możliwości odzysku ciepła z wód pompowanych z kopalń węgla kamiennego, Prace Naukowe GIG „Górnictwo i Środowisko” nr 2/2002.
3. Ustawa z dnia 20 lipca 2017 r. Prawo wodne (DzU 2017, poz. 1566).
4. Tokarz M., Mucha W., Wykorzystanie energii geotermalnej pochodzącej z odwadniania zakładów górniczych, na przykładzie rozwiązań zastosowanych w SRK S.A. Zakładzie CZOK w Czeladzi, „Technika Poszukiwań Geologicznych Geotermia, Zrównoważony Rozwój” nr 1/2013.
5. Charakterystyka Rejonu Saturn w zakresie gospodarki wodnej pompowanych wód kopalnianych, Materiały SRK CZOK, 2008.
6. Projekt budowlano-wykonawczy montażu filtrów obsługujących pompy ciepła w Rejonie Saturn, Dolnośląska Agencja Energii i Środowiska, 2012.
7. Projekt wykonawczy termomodernizacji budynku administracji CZOK w Czeladzi wraz z ociepleniem, przebudową i remontem, Dolnośląska Agencja Energii i Środowiska, 2011.
8. Zagospodarowanie ciepła odpadowego, jako cennego i taniego źródła energii. Możliwości i efektywność produkcji ciepła z zastosowaniem pomp ciepła na wybranych przykładach, materiały Geo-Term Polska, 2015.
9. Wątor L., Dodatek nr 1 do dokumentacji określającej warunki hydrogeologiczne w związku z projektowaniem odwodnień do wydobywania węgla kamiennego ze złóż Zakładu Górniczego „Sobieski” Południowego Koncernu Węglowego S.A. wg stanu na 31.12.2010 r., PUPH Progeo Sp. z o.o., Katowice 2011.
10. Materiały wewnętrzne Tauron Wydobycie S.A.
11. Materiały Geo-Term Polska.

Czytaj też: Produkcja energii elektrycznej i cieplnej w wysokosprawnej kogeneracji >>>

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[energia, pompy ciepła, wykorzystanie energii odpadowej, wykorzystanie wód kopalnianych, kopalnia, odwadnianie kopalń, wody kopalniane ]

Ten artykuł jest PŁATNY. Aby go przeczytać, wykup dostęp.
DOSTĘP ABONAMENTOWY
DOSTĘP SMS
Dostęp za pomocą SMS czasowo zawieszony







Reklamacje usługi prosimy zgłaszać przez formularz reklamacyjny
Masz już abonament - zaloguj się:
:
:
zapomniałem hasła
Nie posiadasz konta - kliknij i załóż »
Nie masz abonamentu - wykup dostęp:
Abonament umożliwia zalogowanym użytkownikom dostęp do wszystkich płatnych treści na naszym portalu.
Dostępne opcje abonamentowe:
Bezpłatny dostęp dla prenumeratorów magazynu (365 dni) - 0,00 zł
Dostęp do treści elektronicznych portalu rynekinstalacyjny.pl dla prenumeratorów miesięcznika "Rynek Instalacyjny", którzy mają opłaconą roczną prenumeratę papierową.
Bezpłatny dostęp dla prenumeratorów magazynu (730 dni) - 0,00 zł
Dostęp do treści elektronicznych portalu rynekinstalacyjny.pl dla prenumeratorów miesięcznika "Rynek Instalacyjny", którzy mają opłaconą 2-letnią prenumeratę papierową.
Pakiet: roczna prenumerata papierowa (10 numerów) + roczny dostęp do portalu - 130,00 zł
Prenumerata + dostęp do treści portalu
Pakiet: dwuletnia prenumerata papierowa (20 numerów) + dwuletni dostęp do portalu - 240,00 zł
Prenumerata + dostęp do treści portalu
Prenumerata edukacyjna - wersja papierowa + NOWOŚĆ: roczny dostęp do portalu - 90,00 zł
dla studentów: prenumerata + dostęp do treści portalu
Prenumerata elektroniczna (30 dni) - 18,00 zł
30-dniowy dostęp do wszystkich płatnych treści portalu
Prenumerata elektroniczna (365 dni) - 98,00 zł
Roczny dostęp do wszystkich płatnych treści portalu
Prenumerata elektroniczna (730 dni) - 180,00 zł
Dostęp dwuletni do wszystkich treści publikowanych w portalu
Bezpłatny dostęp dla prenumeratorów magazynu (30 dni) - 0,00 zł
Bezpłatny dostęp dla prenumeratorów magazynu (30 dni), tylko w ramach promocji redakcyjnych.
Regulamin korzystania z portalu RynekInstalacyjny.pl - zobacz regulamin
Uwagi prosimy zgłaszać na adres:
   09.05.2018

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Z jakich urządzeń powinieneś skorzystać, żeby ogrzewać ekologicznie »

ogrzewanie ekologiczne



Czy wiesz, w jaki sposób obniżyć koszty zużycia energii? » Wybierz właściwy system wentylacji do budynku, domu, mieszkania »
oszczedzanie energii oprogramowanie
Niskie zużycie energii jest ważne zarówno ze względów ekonomicznych jak i ochrony środowiska. W systemie grzewczym jest wiele czynników, które wpływają na całkowitą wydajność. (...) czytam więcej »  czytam więcej »

 



Dobierz klimatyzator do swojego mieszkania » Nowoczesne rozwiązania dla oczyszczalni ścieków  »
program lojalnościowy dla instalatorów oczyszczanie ścieków
czytam więcej » spróbuj już dziś »

 

Co zrobić aby ocieplić dom jeszcze lepiej »

ocieplanie domu

Dowiedz się więcej »


 



Poznaj nowe style w kolekcji sanitarnej » Zdradzamy błędy przy projektowaniu systemów tłocznych kanalizacji ściekowej »
kolekcja sanitarna  klimatyzator
czytam więcej » Na system tłoczny składają się przepompownie (pompy), współpracujące z nimi rurociągi tłoczne oraz studnie rozprężne. Najprostszym układem jest współpraca jednej przepompowni z rurociągiem tłocznym bez bocznych dopływów ciśnieniowych (...) czytam więcej »

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
12/2018

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 12/2018
W miesięczniku m.in.:
  • - Szkoła niemal zeroenergetyczna
  • - Systemy różnicowania ciśnienia
Zobacz szczegóły
DAB PUMPS POLAND Sp. z o.o. DAB PUMPS POLAND Sp. z o.o.
DAB oferuje innowacyjne rozwiązania technologiczne , zapewniające niezawodność, efektywność oraz optymalizację zużycia energii w...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl