Konfiguracja odwiertów oraz obciążenie cieplne i chłodnicze obiektu a parametry pracy dolnego źródła pompy ciepła glikol/woda

Technologia pomp ciepła staje się popularnym rozwiązaniem zasilania niskotemperaturowych systemów ogrzewania, gwarantując wykorzystanie odnawialnych źródeł, tj. energii z powietrza, wody, gruntu czy ciepła odpadowego.

Pompy ciepła wykorzystywane są do ogrzewania i chłodzenia pomieszczeń, przygotowania ciepłej wody użytkowej czy procesów technologicznych. Przy projektowaniu dużych systemów pracujących w oparciu o pompy ciepła glikol/woda jedynie wstępny dobór urządzeń oraz wielkości dolnego źródła może być przeprowadzony w oparciu o metody proponowane dla małych systemów. W tym przypadku dla zapewnienia prawidłowej pracy całego układu niezbędne jest wykonanie testu odpowiedzi termicznej, szczegółowych analiz oraz innych działań umożliwiających sprawdzenie parametrów pracy i współczynników efektywności dla kolejnych lat eksploatacji.

Geologia i hydrogeologia

Przy projektowaniu dolnych źródeł gruntowych pomp ciepła (liczby odwiertów, ich głębokości itd.) konieczna jest znajomość warunków geologicznych terenu, na którym ma zostać wykonana instalacja. Zależeć będą od nich nie tylko sprawność systemu i początkowe koszty instalacji, ale także wybór najkorzystniejszej techniki wiercenia (zarówno szybkiej, jak i niedrogiej) [1].

Hydrogeologia jest drugim ważnym czynnikiem, który należy rozważyć na etapie projektowania. Obecność wód gruntowych ma istotny wpływ na wydajność dolnego źródła ciepła [2].

Parametry gruntu

W Polsce największy wpływ na charakter geologiczny gruntu miały zlodowacenia. Są one powodem zróżnicowanych warunków geologicznych. Każdy rodzaj formacji ma swoje właściwości termiczne, tak więc aby określić całkowitą wydajność termiczną gruntu, każda warstwa musi być traktowana oddzielnie. Termiczne właściwości gruntu charakteryzowane są między innymi poprzez przewodność cieplną, pojemność cieplną oraz dyfuzyjność [3].

Przewodność cieplna gruntu, λ_gruntu [W/(m·K)], zależy od jego porowatości (im mniejsza, tym lepszy współczynnik przewodności cieplnej), wilgotności (im wyższa, tym lepszy współczynnik wilgotności) oraz gęstości (im wyższa, tym lepszy współczynnik przewodności).

Dyfuzyjność cieplna gruntu, α_gruntu [mm²/s], jest miarą tego, jak szybko poruszający się w odwiercie płyn może przenosić ciepło z otaczającego terenu, tworząc relację między gęstością, ciepłem właściwym i przewodnością cieplną.

W celu wykonania szczegółowych analiz w programach symulacyjnych należy zweryfikować mapy geologiczne z wykonanymi odwiertami pilotażowymi, sporządzić charakterystykę gruntów występujących na terenie objętym opracowaniem oraz oszacować przybliżone współczynniki przewodności cieplnej, objętościowej pojemności cieplnej oraz dyfuzyjności. Wartości tych współczynników są również podane w programie symulacyjnym Earth Energy Designer. Dane dla gleb typowych dla regionu Wrocławia podano w tabeli 1.

Wartości te uśredniono, otrzymując przewodność cieplną gruntu we Wrocławiu 1,72 W/(m·K) i pojemność cieplną gruntu 2,32 MJ/(m³·K). Średnie wartości parametrów wprowadza się do programu w celu wykonania analizy pracy projektowanej instalacji. Wartości te umożliwiają obliczenie dyfuzyjności cieplnej gruntu.

Jednostkowa wydajność cieplna gruntu

Producenci pomp ciepła oferują wiele danych tabelarycznych opisujących parametry gruntu służące do doboru dolnego źródła projektowanej pompy ciepła.

W tabeli 2 zestawiono przykładowe proponowane przez producentów wartości jednostkowych uzysków ciepła z metra bieżącego odwiertu. Wartości te determinują wielkość dolnego źródła, stają się więc kluczowym elementem dla projektantów systemów zasilanych gruntowymi sondami pionowymi.

Należy zwrócić uwagę, że wartości jednostkowego uzysku ciepła dla różnych typów gruntu różnią się nawet o ponad 100%. Jeżeli projektant nie ma podstawowych informacji na temat rodzaju gruntu czy przepływu wody gruntowej, może w dużym stopniu przewymiarować dolne źródło bądź zaprojektować je zbyt małe. Skutkować to może zwiększeniem kosztów zarówno inwestycyjnych, jak i eksploatacyjnych.

Odwiert pilotażowy

Dobrych danych wejściowych do projektowania sond gruntowych dostarcza wiercenie otworu pilotażowego. Proces ten wraz z odpowiednią kontrolą geologiczną pozwala uzyskać wiele informacji dotyczących: litologii skał, stopnia uziarnienia gruntu, hydrogeologii, parametrów oraz kosztów wiercenia.

Odwiert jest narzędziem pozwalającym na uzyskanie informacji na temat rodzaju gruntu na poszczególnych głębokościach, ale na tej podstawie możemy odczytać tylko przybliżone wartości parametrów poszczególnych rodzajów gruntu.

Jednym z istotnych parametrów, którego wartości nie poznamy w trakcie wykonywania takiego odwiertu, jest poziom wilgotności danej warstwy gruntu. Jest on niezbędny do dokładnego przyjęcia wartości przewodności cieplnej.

Odwiert pilotażowy możemy zatem nazwać narzędziem pomocniczym przy projektowaniu dolnych źródeł pomp ciepła. Nie jest on metodą samą w sobie. Odwiert pilotażowy może prowadzić do montażu wymiennika w celu wykonania testów TRT [2].

Test TRT

Jednym z narzędzi służących do racjonalnej oceny właściwości termicznych gruntu mającego pełnić funkcję dolnego źródła ciepła dla pomp ciepła są testy TRT (ang. Thermal Response Test). W Polsce są one coraz częściej stosowane, znane również pod nazwą TOT (Test Odpowiedzi Termicznej). W uproszczeniu wykonanie testu ma na celu uzyskanie informacji dotyczącej reakcji gruntu na dostarczanie do niego ciepła.

Badanie wykonywane jest w dwóch etapach. Rozpoczyna się od wtłaczania czynnika do sondy bez dostarczenia mocy cieplnej. Płyn w kontakcie z gruntem ogrzewa się i pozwala na wyznaczenie temperatury gruntu na danej głębokości.

Kolejnym etapem testu jest dostarczenie do układu energii cieplnej.

W trakcie testu temperatura rejestrowana jest na zasilaniu i powrocie sondy. Badanie odbywa się w określonym czasie i przy znanej mocy cieplnej, dzięki czemu możliwe jest wyznaczenie przewodności cieplnej gruntu oraz całkowitego oporu cieplnego odwiertu [5].

Przewagą wykonywania takich testów w stosunku do obliczeń teoretycznych jest to, że w każdej metodzie obliczeniowej przyjmuje się szereg uproszczeń, które mogą doprowadzić do dużego błędu w oszacowaniu właściwości termicznych badanego gruntu.

Podstawowym błędem jest uwzględnianie takiej samej przewodności cieplnej gruntu na całej długości odwiertu czy nieuwzględnianie wpływu wód gruntowych. Czynności takie nie mają dużego znaczenia w przypadku projektowania małych systemów, duże instalacje wymagają jednak bardziej szczegółowych analiz, które często pozwalają na istotne ograniczenie kosztów wykonania inwestycji.

Szacuje się, że wykonanie testu TRT dla instalacji, w której liczba sond pionowych przekracza 10, jest opłacalne i prowadzi do znacznego zmniejszenia jej przewymiarowania [2].

Projektowanie dolnych źródeł dla pomp ciepła glikol/woda

Podstawowym problemem przy projektowaniu dolnych źródeł gruntowych pomp ciepła jest zbilansowanie dostawy i odbioru energii.

Pionowe odwierty gruntowej pompy ciepła mogą być eksploatowane zarówno jako źródło energii grzewczej, jak i chłodniczej.

Wzajemne bilansowanie poboru i dostawy energii należy uwzględnić w procesie projektowania poprzez analizę zmian temperatury dolnego źródła. W przypadku bowiem kiedy w projektowanym obiekcie występuje duża dysproporcja w zapotrzebowaniu na ciepło i chłód, system może zawieść wkrótce po rozpoczęciu pracy z powodu nadmiernej zmiany temperatury gruntu. Skutkiem tego może być spadek efektywności systemu, a w konsekwencji straty ekonomiczne, wydłużony czas zwrotu inwestycji oraz dyskomfort użytkowania. W dodatku znacząca zmiana temperatury może powodować problemy ekologiczne.

Badania pokazują, że regiony o bardzo zimnym lub ciepłym klimacie powodują, że temperatura gruntu może nadmiernie wzrosnąć/spaść poprzez pracę pompy ciepła, jeżeli nie zostaną przedsięwzięte niezbędne środki ostrożności [6].

W Polsce, klasyfikowanej jako kraj o klimacie zimnym, najbardziej prawdopodobny problem to za niska temperatura gruntu do utrzymania dobrego parametru COP, a w skrajnej sytuacji niemożność realizacji potrzeb grzewczych.

Sytuacja może wyglądać inaczej w obiektach o dużym zapotrzebowaniu na energię chłodniczą. Ujawni się wtedy typowy problem charakteryzujący instalacje w klimacie ciepłym: przegrzanie gruntu i niemożność realizacji potrzeb chłodniczych.

Wzajemne bilansowanie dostawy i poboru energii jest szczególnie trudne do zrealizowania w budynkach mieszkalnych. W Polsce rzadko są one wyposażane w centralne systemy wentylacji i chłodzenia. Nawet wtedy istnieje jednak problem niedopasowania ilości energii regeneracyjnej do ilości energii cieplnej odbieranej z gruntu w ciągu roku. Jest to zwykle wynikiem dużego zapotrzebowania na energię związanego z ogrzewaniem i przygotowaniem ciepłej wody użytkowej.

W układach bez bilansowania energii poprzez naprzemienną eksploatację odwiertów w trybie grzewczym i w trybie chłodniczym lub z niewystarczającym udziałem energii regeneracyjnej analiza zmian temperatury dolnego źródła jest szczególnie istotna.

Analiza pracy pionowych sond gruntowych w programie Earth Energy Designer

Earth Energy Designer (EED) jest programem obliczeniowym pozwalającym na wykonanie symulacji pracy pionowego wymiennika gruntowej pompy ciepła w kolejnych latach eksploatacji przy różnym obciążeniu cieplnym gruntu. Program ten pozwala na obliczenie średniej temperatury glikolu w poszczególnych miesiącach roku dla zadanej konfiguracji dolnego źródła.

Możliwe jest dobranie optymalnego wariantu projektowanej instalacji, tym samym czyniąc ją w przyszłości bardziej niezawodną i efektywną. W celu optymalizacji program kieruje się jednak całkowitym kosztem wykonania instalacji oraz najmniejszą powierzchnią terenu potrzebną do wykonania odwiertów. Wdrożenie symulacji komputerowych i ich analiza jest istotnym aspektem projektowania instalacji o dużym obciążeniu cieplnym. Pozwala to na wybór rozwiązania, które będzie służyło użytkownikom przez wiele lat [7].

Opis budynku

• W niniejszym opracowaniu przeanalizowano pracę pompy ciepła glikol/woda będącej źródłem ciepła dla budynku mieszkalnego wielorodzinnego, zlokalizowanego w II strefie klimatycznej.
• Łączna powierzchnia ogrzewana budynku to 5700 m².
• Projektowe obciążenie cieplne na cele grzewcze wynosi 75 kW.
• W tabeli 3 zamieszczono wartości COP analizowanej pompy ciepła (uzyskane na podstawie PN-EN 14 511 [8]) przyjęte jako dane wejściowe w niniejszej analizie.

• Całkowite zapotrzebowanie na energię końcową do ogrzewania wynosi 77 208 kWh/rok.
• Zakładając użytkowanie budynku przez 150 osób i zużycie ciepłej wody na poziomie 35 litrów na osobę oraz przyjmując temperaturę wody wodociągowej na podstawie modelu opisanego w opracowaniu [9], obliczono zapotrzebowanie na energię końcową do przygotowania c.w.u., które wyniosło 159 971 kWh/rok.
• W jednej z przeprowadzonych analiz założono wykorzystanie systemu również do chłodzenia, dla którego określono zapotrzebowanie na energię końcową wynoszące 36 691 kWh/rok.
• Wartości zapotrzebowania na energię końcową w poszczególnych miesiącach roku dla budynku przedstawiono na rys. 1.

Opis analizy

Pierwszym krokiem obliczeń było oszacowanie wartości SCOP pompy ciepła glikol/woda dla analizowanego systemu.

• Średnioroczny wskaźnik efektywności pompy ciepła (zarówno dla ogrzewania, jak i przygotowania c.w.u.) jest informacją niezbędną do przeprowadzenia analizy pracy dolnego źródła w programie EED.
• Oszacowanie SCOP urządzenia przeprowadzono dla zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania oraz przygotowania c.w.u. pokazanego na rys. 1.
• Przyjęto następującą temperaturę górnego źródła: 40°C dla ogrzewania i 60°C dla ciepłej wody użytkowej.
• Temperaturę dolnego źródła, glikolu na wejściu do parownika pompy ciepła, w pierwszym przybliżeniu przyjęto jako 5°C.

Uzyskano wyniki: SCOP 4,73 dla trybu pracy pompy ciepła na cele ogrzewania i SCOP 3,09 dla trybu pracy pompy ciepła na cele przygotowania c.w.u.

Dla tych wartości wykonano analizę pracy dolnego źródła zaprojektowanego na podstawie jednostkowego uzysku ciepła z gruntu przyjętego na poziomie 35 W/mb. odwiertu.

W wyniku takiego założenia wyznaczono wymaganą długość odwiertów, wynosi ona 3000 mb.

W pierwszej analizie (wariant 1A) założono układ 3×10 sond o długości 130 mb. w rozstawie co 6 metrów (rys. 2).

Kolejne analizy polegały na zmianie odległości między sondami (w Wariancie 1B na 10 m) oraz zmianie konfiguracji rozkładu sond na zamkniętą pętlę (wariant 2A i 2B) – rys. 4.

Do symulacji przyjęto 25 lat eksploatacji, rozpoczynającej się w październiku.

Uzyskano wyniki: SCOP 4,73 dla trybu pracy pompy ciepła na cele ogrzewania i SCOP 3,09 dla trybu pracy pompy ciepła na cele przygotowania c.w.u.

Jako nośnik ciepła przyjęto glikol, którego właściwości przedstawiono w tabeli 4.

Przepływ glikolu wynoszący 0,29 l/h zapewnia przepływ turbulentny, niezbędny dla osiągnięcia odpowiednich współczynników wymiany ciepła.

W tabeli 5 zestawiono parametry gruntu przyjęte do analizy.

Dane dotyczące parametrów wymiennika ciepła podano w tabeli 6.

Celem zaproponowanych korekt w konfiguracji dolnego źródła było ograniczenie jego wychłodzenia w 25. roku eksploatacji do 3 K w stosunku do poziomu temperatury w pierwszym pełnym roku pracy instalacji.

Jako miarę wychłodzenia przyjęto średnią wartość temperatury glikolu w kolejnych latach.

Sprawdzono również wpływ temperatury glikolu na wartość SCOP pompy ciepła. Pozwoliło to na ocenę wpływu pracy systemu na środowisko naturalne (temperaturę gruntu) oraz wpływu wychłodzenia dolnego źródła na efektywność pompy ciepła.

Po uzyskaniu satysfakcjonujących wyników w zakresie wartości temperatury dolnego źródła w ciągu analizowanych 25 lat, przeprowadzono korektę założonego do symulacji SCOP pompy ciepła.

Korektę przeprowadzono, wykorzystując wartość SCOP dla 10. roku eksploatacji. Dla tej wartości obliczono nowe temperatury glikolu w rozpatrywanym wariancie.

Jako uzupełnienie analiz związanych ze zmianą konfiguracji dolnego źródła przeprowadzono analizę pracy systemu w sytuacji, gdy część energii pobranej w ciągu roku bilansowana jest oddawaniem energii z instalacji chłodzenia budynku, eksploatowanej w okresie letnim.

Wyniki analizy pracy dolnego źródła dla układu kratowego

Dużym ograniczeniem dla projektantów instalacji z gruntowymi pompami ciepła jest ilość miejsca możliwa do wykorzystania na dolne źródło. Powszechnie stosowany jest więc układ kratowy.

ASHRAE [6] zaleca projektowanie sond gruntowych w odległości 6 m, jeśli są one projektowane w układzie kratowym. Wytyczne te wskazują również, że odległość ta może zostać zmniejszona, jeśli odwierty zostaną umieszczone w jednej linii, nie opisano jednak metody pozwalającej na obliczenie korekty tej odległości.

W przeprowadzonej analizie wykazano, że spadek temperatury glikolu dla wariantu 1A (rys. 3) jest na tyle duży, że już w 10. roku eksploatacji niskie temperatury dolnego źródła będą powodowały znaczne osłabienie wydajności całego systemu, a w konsekwencji wyższe koszty eksploatacji, dłuższy czas zwrotu inwestycji oraz dyskomfort użytkowników.

W 25. roku eksploatacji temperatury glikolu spadają poniżej zera, czego konsekwencją mogą być awaryjne wyłączenia pompy ciepła. Wychłodzenie dolnego źródła wynosi 8 K.

Rozwiązaniem pozwalającym na poprawę tych parametrów jest zwiększenie odległości między sondami do 10 m – wariant 1B (rys. 3). Dzięki takiemu rozwiązaniu uzyskano znacznie lepsze parametry glikolu.

W 25. roku eksploatacji są one na takim samym poziomie jak w 10. roku eksploatacji dla odległości 6 m. Jest to jednak rozwiązanie, które może być zastosowane tylko w przypadku, gdy projektant ma do dyspozycji teren o znacznej powierzchni.

Należy również zauważyć, że parametry glikolu są w dalszym ciągu niezadowalające – w 25. roku eksploatacji wynoszą ok. 2°C, a wychłodzenie dolnego źródła sięga 5 K.

Wyniki analizy pracy dolnego źródła dla układu pętli zamkniętych

Innym proponowanym rozwiązaniem, dużo mniej popularnym, jest rozmieszczenie sond w zamkniętej pętli (wariant 2 –  rys. 4.).

Układ ten może być wykorzystany na niewielkim terenie dostępnym pod zabudowę, np. wokół projektowanego budynku.

Konfiguracja w postaci pętli pozwala na znaczne poprawienie parametrów glikolu w obu wariantach (rys. 5).

Dla wariantu 2A temperatury glikolu w kolejnych latach eksploatacji są wyższe niż dla wariantu 1A, mimo że sondy rozmieszczone są w odległości 6 m względem siebie.

Dla konfiguracji tej otrzymano temperatury glikolu na poziomie jak dla wariantu 1B.

Zwiększając odległości pomiędzy sondami dla układu zamkniętej pętli (wariant 2B), otrzymano parametry glikolu gwarantujące stabilną i wydajną pracę układu nawet w 25. roku eksploatacji. W tym przypadku wychłodzenie dolnego źródła wynosi 3 K.

Wyniki analizy pracy dolnego źródła dla układu z regeneracją aktywną

• Przy projektowaniu dolnych źródeł pomp ciepła glikol/woda z regeneracją aktywną trzeba wziąć pod uwagę dysproporcję w zapotrzebowaniu na ciepło i chłód.
• Zgodnie z literaturą zbalansowany system to taki, w którym stosunek wartości ciepła do chłodu mieści się w zakresie 1,6–1,8:1,0.
• Istnieje konieczność zrozumienia i rozważenia problemu dla budynków, których wskaźniki zapotrzebowania kształtują się poza wymienionym obszarem [6].
• Oszacowane zapotrzebowanie na energię chłodniczą w analizowanym budynku nie zrównoważy poboru ciepła z gruntu.
• Stosunek energii cieplnej do chłodniczej wynosi 6,5 i jest daleki od zalecanego.
• Włączenie regeneracji aktywnej w pracę dolnego źródła z odwiertami rozmieszczonymi w odległości 6 m (warianty: W1A i W2A) daje oczywiście pozytywne rezultaty (warianty: W1A(CH) i W2A(CH)). Zobrazowano to na rys. 6 poprzez porównanie temperatury glikolu w 10. roku eksploatacji systemu. Wpływ tej regeneracji jest jednak średniorocznie mniejszy niż wpływ odsunięcia odwiertów z 6 m do 10 m (warianty: W1B i W2B).

Podsumowanie analiz

Temperatury glikolu bezpośrednio przekładają się na wartość SCOP pompy ciepła.

Na rys. 7 zestawiono wartości SCOP dla 2. i 10. roku eksploatacji, oszacowane na podstawie wynikowych temperatur dolnego źródła z wartością SCOP oszacowaną dla temperatury glikolu wynoszącej 5°C, SCOP (5°C). Niższe temperatury dolnego źródła mogą oczywiście występować, ale jedynie przy dłuższej pracy z wysokim obciążeniem cieplnym.

• W układach, w których temperatura glikolu osiąga wartości bliskie 0°C poza okresem występowania szczytowych obciążeń cieplnych, dolne źródło jest przeciążone.
• Temperaturę glikolu wynoszącą 5°C przyjęto w niniejszym opracowaniu jako graniczną wartość tego parametru. Przeprowadzone porównanie wykazało, że tylko w przypadku wariantu 2B dla 10. roku eksploatacji zachowana została wartość SCOP wyższa od wyjściowej.
• Korektę współczynnika SCOP przeprowadzono dla wariantu 2B.
• Do oszacowania SCOP przyjęto temperatury glikolu w 10. roku eksploatacji. Na tej podstawie ponownie wykonano analizę pracy dolnego źródła w programie EED.

Uzyskano wyższe wartości temperatury glikolu w kolejnych latach, co wynika z przyjęcia do pierwszej symulacji SCOP niższego niż uzyskany dla parametrów pracy dolnego źródła obliczonych dla wariantu 2B.

Podobna korekta wykonana dla pozostałych wariantów wykazałaby spadek temperatury dolnego źródła względem pierwszej wersji symulacji ze względu na niższe od założonej początkowo wartości SCOP.

Otrzymane wyniki (rys. 8) pokazują, że dzięki prawidłowemu zaprojektowaniu dolnego źródła parametry glikolu zostają utrzymane na wysokim poziomie nawet po 10. roku eksploatacji. Wychłodzenie dolnego źródła wynosi 3 K.

Wnioski

W analizach zaprezentowanych w artykule kluczowym parametrem była temperatura glikolu w kolejnych latach eksploatacji. Dzięki wykonanym symulacjom dobrano wariant dolnego źródła pozwalający na znaczne ograniczenie spadku średniej temperatury glikolu w kolejnych latach eksploatacji.

Przykładowo w 10. roku eksploatacji średnia temperatura glikolu dla wariantu 1A wynosi 1,78°C, natomiast dla wariantu 2B po wykonaniu korekty SCOP jest to 5,56°C. Jest to różnica ponad 3,5°C, mająca już wpływ na SCOP pompy ciepła.

Dla poprawnie zaprojektowanego systemu średnioroczna wartość SCOP jest wyższa o 7% względem wariantu o najniższych temperaturach dolnego źródła.

Celem artykułu było zwrócenie uwagi na problemy wynikające z braku indywidualnego podejścia do projektowania dużych systemów zasilanych pompami ciepła. Istnieje szereg działań, które należy wdrożyć w celu zapewnienia niezawodnego, bezawaryjnego i ekonomicznego działania systemów z gruntowymi pompami ciepła.

Projektując takie układy, należy mieć na uwadze konsekwencje złego doboru dolnego źródła. W pierwszych latach eksploatacji zmiany zachodzące w gruncie są niewielkie, więc niezauważalne w nieopomiarowanych instalacjach.

Pompy ciepła są nadal rozwiązaniem, które wymaga dużych nakładów inwestycyjnych. Projektując takie systemy, należy mieć na uwadze ich niezawodność nie tylko w pierwszych latach eksploatacji, ale i w szerszej perspektywie czasowej.

Podjęte decyzje wpływać będą na koszty eksploatacji, komfort użytkowania oraz czas zwrotu inwestycji. Wykonanie szczegółowych analiz może służyć projektantom nie tylko jako narzędzie wspomagające projektowanie, ale również pomóc w negocjacjach z kontrahentem, wykonawcą czy zleceniodawcą.

Na proces projektowy powinno się składać wiele często pomijanych etapów.

W celu prawidłowego zaprojektowania dolnego źródła należy się szczegółowo zapoznać z charakterystyką gruntu występującego na terenie objętym projektem. Należy wykonać co najmniej jeden odwiert pilotażowy, dzięki któremu możliwe będzie wykonanie testu TRT i/lub wyznaczenie współczynników przewodności cieplnej gruntu, niezbędnych do wykonania analiz w programie symulacyjnym.

Projektant powinien rozważyć różne konfiguracje rozmieszczenia sond gruntowych i wybrać taką, która pozwoli na długotrwałą niezawodną pracę instalacji.

Należy mieć tu na uwadze odległości pomiędzy sondami, ich długość, średnicę i układ.

Literatura

1. Wójcik M., Wykorzystanie metod wiertniczych do wykonywania dolnych źródeł pomp ciepła. Cz. 1. Bezpłuczkowe wiercenia kolektorów pionowych, „Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne” nr 6/2009, s. 37–39.
2. Geotrainet, Geotrainet training manual for designers of shallow geothermal systems, Brussels 2011.
3. Wajman M., Technical and economical analysis of ground source heat pump systems with BHE in Poland, Master of Science Thesis, Stockholm 2011.
4. PORT PC, VDI 4650 Wytyczne projektowania, wykonania i odbioru instalacji z pompami ciepła. Cz. 1. Dolne źródła ciepła, wyd. 01/2013.
5. Wajman M., Metody pomiarowe badania warunków pracy pionowych sond gruntowych TRT i DTRT, „Technika Chłodnicza i Klimatyzacyjna” nr 12/2011, s. 546–557.
6. Law Y.L.E., Dworkin S.B., Characterization of the effects of borehole configuration and interference with long term ground temperature modeling of ground source heat pumps, „Applied Energy” No. 179 (2016), p. 1032–1047.
7. Blocon, Earth Energy Designer; Stockholm 2015.
8. PN-EN 14 511 Klimatyzatory, ziębiarki cieczy i pompy ciepła ze sprężarkami o napędzie elektrycznym, do grzania i ziębienia.
9. Haller M.Y., Dott R., Ruschenburg J., Ochs F., Bony J., The Reference Framework for System Simulations of the IEA SHC Task 44/HPP Annex 38, Part A: General Simulation Boundary Conditions. Technical Report; International Energy Agency, 2013.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!