Ocena możliwości wykorzystania energii geotermicznej do zasilania ciepłowni i elektrociepłowni

• Autorzy: Kaczmarek R. , Stachel A. A.

Warianty tytułu

EN

Evaluation of utilization of a geothermic energy in heat and heat-power plant

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy omówiono koncepcję budowy ciepłowni i elektrociepłowni zasilanych ciepłem pozyskiwanym z wnętrza ziemi za pomocą wymiennika geotermicznego. Każda z rozpatrywanych instalacji składa się z dwóch współpracujących ze sobą systemów, to jest systemu pozyskiwania energii geotermicznej w postaci podziemnego zamkniętego geotermicznego wymiennika ciepła (PZGWC) oraz systemu wykorzystania pozyskanej energii geotermicznej w ciepłowni / elektrociepłowni wykorzystującej niskotemperaturowy obieg Clausiusa-Rankinea, w którym jako czynnik obiegowy zastosowano organiczne substancje robocze o niskiej temperaturze wrzenia. Dla założonych danych dotyczących PZGWC, takich jak: jego wymiary, strumień przepływającej cieczy, zastępczy współczynnik przekazywania ciepła, głębokość położenia poziomej części wymiennika, z którą wiąże się temperatura otaczających skał, wykonano obliczenia pozwalające ustalić temperaturę cieczy na dopływie do analizowanych instalacji wykorzystywania energii. Następnie, stosując odpowiednie modele ciepłowni i elektrociepłowni oraz przyjmując niezbędne założenia dotyczące tych układów i warunków ich pracy, wykonano obliczenia pozwalające ocenić stopień wykorzystywania energii geotermicznej w każdym z nich.

EN

In the paper a concept of construction of a heat and heat-power plant supplied with heat from a geothermal heat exchanger has been presented. Considered system consists of two cooperating systems, i.e. a system of acquisition of geothermal energy in the form of a closed-loop underground heat exchanger and a system for utilization of geothermal energy such as a heat or heat-power plant operating according to low-temperature Clausius-Rankine cycle, where a substance with reduced boiling temperature has been used. Calculations have been accomplished for assumed data about the heat exchanger such as its dimensions, flow rate of circulating liquid, overall heat transfer coefficient, depth of the location of the horizontal part of the exchanger, which is related to temperature of surrounding rocks, which subsequently enabled determination of working fluid temperature leaving the exchanger and supplying the power plant. On that basis, using the appropriate analytical model and taking up indispensable assumptions about the system and conditions of its operation, determined was the amount of energy possible to be produced in the analysed plants.

Słowa kluczowe

PL

energia geotermiczna; wykorzystanie energii geotermicznej; wymiennik geotermiczny; podziemny zamknięty geotermiczny wymiennik ciepła; ciepłownie geotermalne; elektrociepłownie geotermiczne

EN

geothermic energy; utilization of geothermic energy; geothermic heat exchanger; underground closed-loop heat exchanger; geothermic heat and heat-power plants

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2009
• Tom: nr 6
• Strony: 82--89
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kaczmarek R.

autor

Stachel A. A.

• Wydział Inżynierii Mechanicznej, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Al. Paiastów 19, 70-310 Szczecin,

Bibliografia

• [1] http://www.ure.gov.pl
• [2] Kujawa T., Kaczmarek R.: Heat flow characteristics of underground closed geothermal heat exchange. XIII. Symposium: Nutzung Regenerativer Energiequellen und Wasserstofftechnik, Stral-sund, 2-4.11.2006.
• [3] Nowak W., Kaczmarek R.: Analiza cieplno-przepływowa poziomego zamkniętego geotermicznego wymiennika ciepła. XIII Sympozjum Wymiany Ciepła i Masy PAN. Darłówek, 3-6.09.2007, t. 2.
• [4] Nowak W., Kaczmarek R.: Assessment of the influence of municipal water flowrate in evaporator on the effectiveness of geothermic power plant. 19th International Conference on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy Systems, Greece 2006.
• [5] Nowak W. i inni: Charakterystyki cieplno-przepływowe współpracy odbiorników ciepła z geotermicznymi wymiennikami ciepła, Sprawozdanie końcowe z realizacji projektu badawczego, Nr 3T10B 075 27, KTC PS, Szczecin 2008 (materiały niepublikowane).
• [6] Nowak W. i inni: Ocena efektywności energetycznej i ekonomicznej systemów ogrzewczych zasilanych wodą geotermalną o średniej i niskiej entalpii. Sprawozdanie końcowe z realizacji projektu badawczego, Nr 8 T10B 047 21, KTC PC, Szczecin 2004, (materiały niepublikowane).
• [7] Nowak W., Borsukiewicz-Gozdur A., Stachel A.: Ocena efektywności pracy hybrydowej elektrowni z ORC zasilanej parą wodną z kotła opalanego biomasą. Rynek Energii 2008, nr 5.
• [8] PN-82/B-02403, Temperatury obliczeniowe zewnętrzne,
• [9] REFPROP - Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties, version 7.0.
• [10] Stachel A., Kaczmarek R.: Porównanie i ocena efektywności pracy trzech systemów wykorzystania energii zasilanych z poziomego wymiennika geotermicznego. II Kongres Geotermalny, Bukowina Tatrzańska, 22-26.09.2009. Materiały konferencyjne CD.
• [11] Szargut J., Ziębik A.: Podstawy energetyki cieplnej, PWN, Warszawa 1993
• [12] Wolff H., Schmidt S., Möller F., Legarth B., Oppelt J., Treviranus J.: Geothermische Stromerzeugung. Projekt BMU – ZIP 0327506, Status-Quo, Juni 2002, Vortrag, Symposium „Geothermische Stromerzeugung“, Landau 20.-21. Juni 2002.
• [13] Wolff H., Möller F., Besser T., Schmidt S., Oppelt J., Treviranus J.: Ansätze fortschrittlichen Bohr- und Komplettierungstechnik für die Errichtung eines Unterträging Geschlossenen Geothermischen Wärmetauscher. Projekt BMU – ZIP 0327506. 20 Jahre Tiefe Geothermie in Deutschland, 7. Geothermische Fachtagung, 06.-08. November 2002 in Waren (Müritz).