Badanie rozkładu temperatury w pionowym gruntowym wymienniku ciepła podczas pracy pompy ciepła w północno-wschodniej Polsce

• Autorzy: Piotrowska-Woroniak J.

Warianty tytułu

EN

Research of the temperature distribution in the ground around the pipes of the vertical ground heat exchanger during the brine-to-water type heat pump operation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem badań jest ustalenie rozkładu temperatury w gruncie do głębokości 100 m w otworach z pracującymi pionowymi sondami ciepła i określenie, jak zmienia się temperatura gruntu na poszczególnych głębokościach podczas pracy pompy ciepła oraz porównanie uzyskanych wyników z profilem gruntu nieobciążonego pracą pompy ciepła. Zaprezentowane badania wykonane zostały w najzimniejszych miesiącach w północno-wschodniej Polsce w dwóch sezonach grzewczych w latach 2015-2016. Rozkład temperatury do głębokości 100m określono dla dwóch odwiertów z pionowymi sondami gruntowymi obciążonymi pracą pompy ciepła oraz wykonano pomiar wartości temperatury gruntu nieobciążonego pracą sondy gruntowej pionowej. Badane sondy gruntowe są wybranymi spośród 52 pracujących sond o głębokości 100 m każda, stanowiących dolne źródło dla pomp ciepła typu solanka-woda o mocy grzewczej 234,4kW i mocy chłodniczej 191,8kW zainstalowanych w budynku WBiIŚ Politechniki Białostockiej. Wyznaczono średni współczynnik efektywności pracy pompy ciepła COP_HP w miesiącach styczeń-luty w sezonie grzewczym w latach 2015 – 2016.

EN

The aim of the study is to determine the temperature distribution in the ground to a depth of 100m in the openings with working vertical heat probes and determine how the ground temperature changes at various depths during the heat pump works and to compare the results with the ground profile unloaded operation of the heat pump. The presented results of the research were made in the coldest months in the north-eastern Poland in two heating seasons 2015 and 2016. The distribution of temperatures to a depth of 100m was made in two wells with the vertical geothermal probes when the heat pump was working and the measurement of the ground temperature was made when the ground vertical exchanger wasn’t work. Studied geothermal probes are selected from 52 working probes 100m in depth each, which are the lower heat source for brine-to-water type heat pumps with heating power 234,4kW and cooling power 191,8kW installed in the building of The Faculty of Civil and Environmental Engineering, Bialystok University of Technology in Bialystok. Determined the average coefficient of performance of the heat pump COP_HP in January and February during the heating seasons 2015 and 2016, also.

Słowa kluczowe

PL

rozkład temperatury; sonda gruntowa pionowa; czujnik temperatury; pompa ciepła; odwiert

EN

temperature distribution; vertical ground probe; temperature sensor; heat pump; borehole

• Wydawca: Ośrodek Informacji "Technika instalacyjna w budownictwie''
• Czasopismo: Instal
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 6
• Strony: 9--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Piotrowska-Woroniak J.

• Politechnika Białostocka, Katedra Ciepłownictwa, Ogrzewnictwa i Wentylacji

Bibliografia

• [1] Szewczyk J. (2002). Ślady zmian klimatycznych plejstocenu oraz holocenu w profilach temperatury w głębokich otworach wiertniczych na Niżu Polskim. Przegląd Geologiczny 50, s. 1109-1113.
• [2] Piotrowska-Woroniak J., Załuska W., Woroniak G. (2015). Analiza pracy poziomego gruntowego wymiennika ciepła współpracującego z pompą ciepła typu solanka-woda, Instal 10/2015. S. 26-32
• [3] Rybach L., Sanner B. (2000). Ground-source heat pump systems the European experience, GHC BULLETIN, vol 21, No 1, s. 16-26.
• [4] Majorowicz J., Wróblewska M., Krzywiec P., Interpretacja i modelowanie ziemskiego strumienia cieplnego na obszarze eksperymentu sejsmicznego Polonaise 97 - analiza krytyczna, Przeglqd Geologiczny 50, s. 1082-1091.
• [5] Majorowicz J., Plewa S. (1979). Study of Heat Flow in Poland with Special Regard to Tedonophysical Problems. [W]: Ćermak V. & Rybach L (ed.), Terrestial Heat Flow in Europe. Springer-Verlag, 8erlin, 240-252.
• [6] Szewczyk J. (2005).Wpływ zmian klimatycznych na temperaturę pod powierzchniowej Ziemi, Przegląd Geologiczny, vol. 53, nr 1.
• [7] Foit H. (2011). Zastosowanie odnawialnych źródeł ciepła w ogrzewnictwie i wentylacji. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice.
• [8] Wytyczne projektowania, wykonania i odbioru instalacji z pompami ciepła, cz.1 Dolne źródła do pomp ciepła, pod red. Lachman P. Polska Organizacja Rozwoju Technologii Pomp Ciepła, Kraków 2013.
• [9] Jun Zhao, Huajun Wang, Xinguo Li, Chuanshan Dai (2008). Experimental investigation and theoretical model of heat transfer of saturated soil around coaxial ground coupled heat exchanger, Applied Thermal Engineering 28, p.116-125.
• [10] Michael de Paly, Jozsef Hecht-Méndez, Markus Beck, Philipp Blum, Andreas Zell, Peter 8ayer (2012): Optimization of energy extraction for closed shallow geothermal systems using linear programming, Geothermics 43, p. 57-65.
• [11] Acuna J. (2010). Improvements of U-pipe Borehole Heat Exchanger. Licentiate Thesis 2010 KTH School of Industrial Engineering and Management Division of Applied Thermodynamic and Refrigeration, Stockholm.
• [12] Rybach L., Eugster W. J. (2010). Sustainability aspects of geothermal heat pump operation, with experience from Switzerland. Geothermics 39, 365-369.
• [13] Kurowski K. (2014). Trwałość sond gruntowych pomp ciepła. Instal 10/2014, s. 16-20.
• [14] Mironowicz M., Szmolke N., Skoruppa D. (2014). Rozwiązania dolnych źródeł dla pomp ciepła Instal 10/2014, s. 10-15.
• [15] Projekt robót geologicznych na wykonanie otworów wiertniczych w celu wykorzystania ciepła z ziemi, Firma hydrogeologiczna PAN-GEA Zbigniew Bigaj, Chrzanów 11.2013.
• [16] Projekt techniczny wielopunktowego systemu pomiaru i monitoringu temperatury. Firma Elektrokomplex, W. Jarmoc, 12.2014.
• [17] Projekt wykonawczy. Przebudowa budynku WBilS Politechniki Białostockiej wraz z budową wewnętrznej instalacji monitoringu w ramach projektu „Poprawa efektywności energetycznej infrastruktury PB z wykorzystaniem odnawialnych źródeł ciepła", Zakres: budowa instalacji pomp ciepła, Biuro projektowe Technika Grzewcza Solarsystem s.c, M. Łapa, Myślenice 2014.
• [18] Kapuściński J., Rodzoch A.(2006). Geotermia niskotemperaturowa w Polsce - stan aktualny i perspektywy rozwoju, Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, Warszawa.
• [19] Stachel A., Szaflik W.: Variation in the ground- temperature profile while absorbing the heat by means of the vertical heat exchanger, Acta Mechanica Slovaca, 3 (2001), s. 501-506.
• [20] Stachel A., Szaflik W: Temperature profile in the ground surrounding a vertical ground - heat exchanger of constant calorific effect. Acta Mechanica Slovaca, 3 (2000), s. 261-266.
• [21] Rozporządzenia Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 27 lutego 2015 roku w sprawie metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku lub części budynku oraz świadectw charakterystyki energetycznej.

Uwagi

Wykonano w ramach projektu „Badanie skuteczności aktywnych i pasywnych metod poprawy efektywności energetycznej infrastruktury z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii" w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Podlaskiego na lata 2007-2013 Osi Priorytetowej I. Wzrost innowacyjności i wspierania przedsiębiorczości w regionie 1.1 Tworzenie warunków dla rozwoju innowacyjności B-DO-120.362/40/14 oraz w ramach pracy nr S/WBIŚ/4/2014 i sfinansowane ze środków na naukę MNiSW.