Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Przyczyny i skutki przeciążenia dolnego źródła gruntowej pompy ciepła

Causes and consequences of overloading the ground heat exchanger of the heat pump
Zestawienie parametrów pracy gruntowego wymiennika ciepła w poszczególnych wariantach przyjętych do analizy
Zestawienie parametrów pracy gruntowego wymiennika ciepła w poszczególnych wariantach przyjętych do analizy
Fot. Redakcja RI

Stabilna temperatura gruntu na głębokości poniżej 15 m gwarantuje wydajną i ekonomiczną eksploatację gruntowych pomp ciepła. Wymaga to jednak szczególnej uwagi na etapie projektowania i wykonywania wymienników. Ważny jest zatem świadomy wybór wykonawcy z doświadczeniem oraz aktualną wiedzą wiertniczo-geologiczną. Końcowym ogniwem determinującym poprawną pracę układu jest jego eksploatacja, która w dużej mierze zależy od świadomości właściciela instalacji.

Gruntowe pompy ciepła umożliwiają wykorzystanie energii cieplnej zawartej w płytkich warstwach skorupy ziemskiej. Płytka geotermia stanowi wszechobecne, nieograniczone źródło czystej energii wykorzystujące zaabsorbowaną przez grunt energię słoneczną oraz geotermalną. Prawidłowo zaprojektowane, wykonane i eksploatowane systemy gruntowych pomp ciepła charakteryzują się długim czasem eksploatacji i jej niskimi kosztami – w porównaniu do klasycznych systemów ogrzewania i chłodzenia. Ponadto nie generują niskiej emisji, a w połączeniu z ogniwami fotowoltaicznymi możliwe jest całkowite wyeliminowanie emisji zanieczyszczeń do atmosfery. Pomimo tych zalet rynek gruntowych pomp ciepła w Polsce jest wciąż stosunkowo niewielki (w 2019 roku 5380 instalacji GPC wg PORT PC [1]), głównie ze względu na wysokie koszty inwestycyjne. Duże przyrosty sprzedaży mają natomiast powietrzne pompy ciepła.

Najbardziej rozpowszechnioną technologią pozyskiwania energii zawartej w gruncie są sondy pionowe, zwykle o konstrukcji w kształcie litery U. Sondy mają zazwyczaj długość od 30 do 200 m, a przestrzeń między rurą i gruntem wypełnia się materiałem na bazie bentonitu o wysokiej przewodności cieplnej, co zapewnia odpowiednią wymianę ciepła między sondą a gruntem oraz zmniejsza ryzyko zanieczyszczenia wód gruntowych czynnikiem roboczym. Najpopularniejszym czynnikiem roboczym jest 15-proc. roztwór glikolu propylenowego – w praktyce rzadko stosuje się inne czynniki [2].

Czytaj też: Jakie dolne źródło pompy ciepła dla konkretnej inwestycji? >>

Stabilna temperatura gruntu na głębokości poniżej 15 m gwarantuje wydajną i ekonomiczną eksploatację. Należy jednak zwrócić uwagę na fakt, że systemy takie wymagają szczególnej uwagi na etapie projektowania. Praktyka inżynierska w procesie projektowania gruntowego wymiennika ciepła opiera się na wykorzystaniu wskaźników jednostkowego uzysku ciepła z gruntu dla założonej litologii skał na terenie realizacji zadania projektowego. W przypadku dużych instalacji (powyżej 10 odwiertów) przeprowadza się proces dokładniejszej analizy gruntu, wykonuje odwiert pilotażowy, a nawet test odpowiedzi termicznej (TRT). Żadna z tych metod nie daje pewności co do występujących na danym terenie parametrów geofizycznych, jednak zdecydowanie poprawia dokładność przy projektowaniu gruntowego wymiennika ciepła [3]. Na końcowe efekty energetyczne i ekonomiczne eksploatacji systemu nie wpływają jednak tylko założenia projektowe. W celu zapewnienia dobrych warunków transportu ciepła w odwiercie niezbędne jest również zachowanie jak najwyższej jakości jego wykonania.

Według analizy przeprowadzonej na Uniwersytecie w Siegen wiele firm wiertniczych zastrzega sobie prawo do zmiany istniejących planów, np. dzieląc odwiert na kilka mniejszych, jeżeli ze względu na problemy mechaniczne niemożliwe jest osiągnięcie jego planowanej głębokości. W wielu przypadkach zaniechano nawet dalszego wykonywania odwiertu i zamontowano wymiennik ciepła bez ponownej kalkulacji jego wielkości. Z obserwacji dokonanych przez naukowców z Siegen można wnioskować, że proces kontroli jakości wykonania oraz zachowania wytycznych projektu w przypadku instalacji gruntowych wymienników ciepła jest niewystarczający [4]. Właściwe wykonanie gruntowego wymiennika ciepła zapewnia utrzymanie wysokiego poziomu wymiany ciepła pomiędzy U-rurą i ścianą odwiertu, ochronę warstwy wodonośnej oraz wydajną i ekonomiczną eksploatację. Istotny jest zatem świadomy wybór wykonawcy z doświadczeniem i aktualną wiedzą wiertniczo-geologiczną. Końcowym ogniwem determinującym poprawną pracę układu jest jego eksploatacja, która zależy w dużej mierze od świadomości właściciela instalacji. Tej problematyki dotyczy niniejszy artykuł.

Literatura

  1. Pompy ciepła, raport rynkowy PORT PC, 2019.
  2. Stefanowicz Ewelina, Piechurski Krzysztof, Szulgowska-Zgrzywa Małgorzata, Czynniki robocze stosowane w dolnych źródłach gruntowych pomp ciepła, „Rynek Instalacyjny” nr 10/2017, s. 24–28, rynekinstalacyjny.pl.
  3. Stefanowicz Ewelina, Piechurski Krzysztof, Metody wyznaczania parametrów gruntu do projektowania pionowych wymienników dla pomp ciepła solanka/woda, „Rynek Instalacyjny” nr 6/2018, s. 24–28, rynekinstalacyjny.pl.
  4. Research Project: Drilling techniques for the installation of ground source heat exchangers and development of tools for technology and economic planning, Universität Siegen, 2010.
  5. Stefanowicz Ewelina, Szulgowska-Zgrzywa Małgorzata, Konfiguracja odwiertów oraz obciążenie cieplne i chłodnicze obiektu a parametry pracy dolnego źródła pompy ciepła glikol/woda, „Rynek Instalacyjny” nr 3/2017, s. 84–89, rynekinstalacyjny.pl.
  6. Fidorów-Kaprawy Natalia, Stefanowicz Ewelina, Analysis of the power extraction rate change for boreholes in time and in different heat load conditions, E3S Web of Conferences, 2019.
  7. Fidorów-Kaprawy Natalia, Stefanowicz Ewelina, Mazurek Wojciech, Szulgowska-Zgrzywa Małgorzata, Bryszewska-Mazurek Anna, The analysis of the differences between the results of the thermal response test and the data from the operation of the brine-to-water heat pump’s vertical exchanger, E3S Web of Conferences, 2017.
  8. Lachman Paweł, Nadmierne koszty ogrzewania w niedostatecznie wysuszonych nowych budynkach, „Instal Reporter” nr 3/2012.
  9. BLOCON, Earth Energy Designer, Stockholm 2015.

streszczenie

W artykule przedstawiono przyczyny oraz konsekwencje niewłaściwej eksploatacji gruntowych pomp ciepła. Problem został omówiony na przykładzie danych eksploatacyjnych pracy instalacji grzewczej z pompą ciepła solanka/woda oraz symulacji komputerowych wykonanych w programie Earth Energy Designer.



abstract

Causes and consequences of overloading the ground heat exchanger of the heat pump

The article presents the causes and consequences related to improper operation of brine-to-water heat pumps. The problem is discussed on the example of operational data of the heating system with a brine-to-water heat pump and computer simulations performed in Earth Energy Designer software.

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[parametry gruntu, test TRT, pompa ciepła, gruntowy wymiennik ciepła, EED, gruntowa pompa ciepła, ogrzewanie, OZE, odnawialne źródła energii, instalacja grzewcza]

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 ► ZAMÓW
Pakiet: dwuletnia prenumerata papierowa (20 numerów) + dwuletni dostęp do portalu - 240,00 zł
Prenumerata + dostęp do treści portalu ► ZAMÓW
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:
   30.09.2019
inż.  Krzysztof  Piechurski
inż.  Krzysztof  Piechurski
Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Wrocławska więcej »
mgr inż.  Ewelina  Stefanowicz
mgr inż.  Ewelina  Stefanowicz
Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Wrocławska więcej »

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 



Jak zapewnić bezpieczeństwo prac serwisowych » Któremu producentowi systemów grzewczych i wodociagowych zaufać »
bezpieczeństwo instalatora rury wielowarstwowe
czytam więcej » poznaj go dziś »

 


Zdradzamy sposób na projektowanie instalacji najwyższej jakości »

projektowanie

 



Z jakiego powodu tworzywa sztuczne zdominowały rynek wod-kan » Jak bez problemowo przeprowadzić iniekcję mikropali, kotew i gwoździ gruntowych »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go dziś »

 


Czy można dobrze odseparować wodę kanalizacyjną od gruntowej »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jak zabezpieczyć wentylatory dachowe »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Jaka pompa ciepła zwalcza bakterię Legionella »

pompy ciepła

 



Czy łatwo zainstalować podwieszaną toaletę » Z jakego powodu ta pompa wyprzedza przyszłość »
podwieszana toaleta pompy ciepła
wiem więcej » wiem 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
11/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 11/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Dobór wymienników płytowych
  • - Rekuperatory ścienne a prawo
Zobacz szczegóły
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