Upload
hoangdat
View
230
Download
6
Embed Size (px)
Citation preview
WP4 – Traininig ProgramP4 – Potentialul sistemelor geotermale
de mica adancime in atingereaobiectivelor UE 2020
Autor – Robert GavriliucPresedintele Societatii ROMANE GEOEXCHANGE
Cladiri publice
- nationale, regionale, cladiri ale autoritatilor publice locale
- spitale, policlinici, dispensare
- unitati de invatamant – licee, scoli, gradinite
Condominii
Cladiri de birouri
Cladiri rezidentiale
Cladiri comerciale
Aplicatii industriale
ENERGIA GEOTERMALA SE POATE UTILIZA IN
“Available and clean energy”, 7-9 June 2012
ÎNTREBĂRI DE BAZĂ
Este permis un sistem GSHP pe o anumită locaţie?
Care sunt informaţiile privind geologia subterană a locaţiei şi ce ştim despre:- parametrii termici;- sistemele de forare;- probleme de mediu?
Care sunt sarcinile termice ce trebuie acoperite?
Cum poate fi evaluat preliminar solul destinat implementării?
…şi in final:poate fi sistemul propus fezabil economic???
SURSA GEOTERMALA - POTENTIALUL GEOTERMAL DE SUPRAFATA IN EUROPA
Harta Europei şi datelecentralizate de către BRGMprivind locaţiile rocilorsedimentare/cristaline şitemperatura pământului laadâncimile curente de forarea puţurilor geoexchange(BHE)
Valori conform VDI 4640Tipul rocii Conductivitate termică
W/(m∙K)Capacitate termică specifică legată de
volumMJ/(m3∙K)
Densitate103 kg/m3
Domeniul valoric
Valoare recomandată
Nec
onso
lidat
Argilă / nămol, uscat 0.4-1.0 0.5 1.5-1.6 1.8-2.0Argilă / nămol, saturat de apă 1.1-3.1 1.8 2.0-2.8 2.0-2.2
Nisip, uscat 0.3-0.9 0.4 1.3-1.6 1.8-2.2Nisip, umed 1.0-1.9 1.4 1.6-2.2 1.9-2.2
Nisip, saturat de apă 2.0-3.0 2.4 2.2-2.8 1.9-2.3Pietriş / pietre, uscat 0.4-0.9 0.4 1.3-1.6 1.8-2.2
Pietriş / pietre, saturate de apă 1.6-2.5 1.8 2.2-2.6 1.9-2.3Lut 1.1-2.9 2.4 1.5-2.5 1.8-2.3
Turbă, lignit moale 0.2-0.7 0.4 0.5-3.8 0.5-1.1
Rocă
sed
imen
tară
Argilă / nămol întărit 1.1-3.4 2.2 2.1-2.4 2.4-2.6Gresie 1.9-4.6 2.8 1.8-2.6 2.2-2.7
Conglomerat / roci tari 1.3-5.1 2.3 1.8-2.6 2.2-2.7Marne 1.8-2.9 2.3 2.2-2.3 2.3-2.6Calcar 2.0-3.9 2.7 2.1-2.4 2.4-2.7
Roci dolomatice 3.0-5.0 3.5 2.1-2.4 2.4-2.7Anhidrit 1.5-7.7 4.1 2.0 2.8-3.0
Gips 1.3-2.8 1.6 2.0 2.2-2.4
SURSA GEOTERMALA CATACTERISTICILE TERMICE ALE SOLULUI
SURSA GEOTERMALA - POTENTIALUL GEOTERMAL DE ADANCIME IN ROMANIA
SURSA HIDROTERMALA Sistem de schimb de caldura hidrotermal in canalizarea urbana
NECESARUL DE ENERGIE - ZONAREA CLIMATICA A ROMANIEI
POSIBILE APLICATII PENTRU UTILIZAREA ENERGIEIGEOTERMALE
CONSIDERENTE DE MEDIUÎN REALIZAREA BHE
Posibile probleme de mediu cu GSHPPoluarea solului şi a apelor subterane:• scurgeri de antigel;• conectarea diferitor strate acvifere între ele sau conectarea acviferelor la suprafaţă (calitatea cimentării /etanşeitatea pe termen lung);
• foraj în ape arteziane.
Efectele termice=> trebuie respectate reglementările de protecţie a apelor subterane !!!- alte efecte cum ar fi umflarea argilelor, a anhidritului, etc
CONSIDERENTE DE MEDIU
Fantânăarteziană
Puţ în acvifer limitat
Zonă de alimentare
acvifer
Argilă (aquitard)
Nisip / pietriş (acvifer)
Niciodată nu încercaţi să instalaţi un BHE într-un acvifer artezian!Cimentarea nu va fi suficientă (posibil doar în cazul unor suprapresiuni mici)
Probleme posibile de presiune ale apelor subterane
SISTEME GEOTERMALE TIP ATES
SISTEME GEOTERMALE TIP ATES
Energy Engineering Conference (CIE), Băile Felix, Romania
“Available and clean energy”, 7-9 June 2012
HOT WATER CEREREA DE ENERGIEPENTRU PREPARAREAAPEI CALDE DE CONSUM
CLĂDIREA[
COOLINGCEREREA DE ENERGIE
PENTRU RĂCIRE
VENTILATIONCEREREA DE ENERGIE PENTRU PREPARAREAAERULUI PROASPĂT
HEATINGCEREREA DE ENERGIE
PENTRU ÎNCĂLZIRE
CONSUMATORUL DE ENERGIE
PROIECTARE DE SISTEM/ REZERVĂ DE ENERGIE
Capacitate mare şi ieftină de stocare a energiei (ex: 0,6 kWh/m³.K pentru Peninsula Scandinava)
PĂMÂNTUL – SURSĂ PENTRU POMPE DE CĂLDURĂ
Căldura extrasă 1.150 MWh/an Suprafaţa proprietăţii 11.000 m²
Exemplu: cazul SuedieiCapacitatea de extracţie a pompelor de caldura: cca 100 kWh/m².an.
Capacitatea rezervei de căldură 2.000 MWh/K.anCapacitatea rezervei de căldură poate fi sporită prin foraje mai adânci
Suprafata climatizata 11.000 m²
SISTEM CU BUCLĂ ÎNCHISA
TOAMNĂ – IARNĂ
Pompa de căldură (HP) extrage energie de la pământ prin intermediul sondelor.Sondele sunt foraje verticale cu buclă închisă.
1kW intrare (electricitate) = 3-5 kW ieşire (căldură)Răcire liberă dacă este necesar (free cooling)
ÎNCEPUTUL VERII
Răcire liberă
1kW intrare => 30-50 kW ieşire (rece)
SISTEM CU BUCLĂ ÎNCHISA
Vara şi sfârşitul verii
Pompa de căldură funcţionează ca o maşină de răcireapă prin inversarea ciclului frigorific
1kW intrare (electricitate) – 3-5 kW ieşire (rece)
Căldura reziduală de la condensator este stocatăîn sol
SISTEM CU BUCLĂ ÎNCHISA
BILANŢ ENERGETIC?
CALD FRIG
Bilanţul energetic pentru sol determină lungimea schimbătorului de căldură cu pământul
Schimbătorul de căldură cu pământul
Gerul iernii Căldura verii
Aerul exterior
Apă de suprafaţă
Zăpadă şi gheaţă
Aerul exterior
Apă de suprafaţă
Căldura solară
PĂMÂNT
RĂCIREÎNCĂLZIRE
REÎNCĂRCAREA ENERGIEI REGENERABILE ÎN SOL
RĂCIREA CLĂDIRILOR VARA APORTURILE TERMICE
Aporturi termice solare prin ferestre
Aporturi termice prin
infiltrare
Fluxul de căldurătransmis prin
pereţii exteriori
Fluxul de căldurătransmis prin
pereţii interiori
Aporturi termice prin
ventilaţie
APORTURI TERMICE EXTERNE +
APORTURI TERMICE INTERNE
Iluminat artificial
Oameni Echipamente
APORTURI TERMICE ŞI SARCINA DE RĂCIRE A CLĂDIRII
APORTURI TERMICE EXTERIOARE
APORTURI TERMICE
SARCINA DE RĂCIRE
[kW]
FLUXUL DE CĂLDURĂCONVECTIVĂ ÎN AER
APORTURI TERMICE INTERIOARE
FLUXUL DE CĂLDURĂRADIANTĂ PRIN
FERESTRE ŞI PEREŢI FLUXUL DE CĂLDURĂCONVECTIVĂ ÎN AER
(comportamentul termic al masei)
ANALIZA ENERGETICA A SISTEMELOR TERMICE CU POMPE DE CALDURA - Consumul de energie primara
ANALIZA ENERGETICA A SISTEMELOR TERMICE CU POMPE DE CALDURA - Consumul de energie primara
ANALIZA ENERGETICA A SISTEMELOR TERMICE CU POMPE DE CALDURA - Emisiile de CO2
SISTEME BIVALENTE PC + CAZAN
Distributia costurilor intr-un proiect de utilizare a energieigeotermale de mica adancime
• În studiul de fezabilitate, proiectantul trebuie să calculeze:
1) Investiţia preconizată:
• Spre orientare: preţuri unitare în Europa Centrală• BHE cu preţ unitar (e.g. 50 €/m)
• Pompe de căldură cu preţ unitar (e.g. 800 €/kW)
• Investiţia totală (echipare interioară HVAC, echipare exterioară BHE): 2100 ÷ 2800 €/kW• 2) Costuri de operare preconizate:• Consumul de energie electrică, preţul energiei electrice (rate speciale / off-peak)
• Mentenanţă
• Spre orientare: în practica curentă 2÷5 €/m2an (funcţie de capacitatea pompelor de căldură instalate)•• ... Şi comparaţi acestea cu investiţia şi costurile de operare ale unui sistem HVAC convenţional pentru
aceleaşi condiţii de confort interioare: orientativ 1100 – 1800 €/kW si 18-22 €/m2an.• Studiul va lua în considerare toate cheltuielile cerute de exploatarea celor două variante analizate pentru o
durată de referinţă de 20-25 ani conform HG 28/2008. Metoda “Life Cycle Cost Analysis” este prevazută de reglementarile ASHRAE şi este cerută de către Directiva 2010/31/EC cunoscută sub numele de EPBD-RECAST.
UTILIZAREA EFICIENTA A ENERGIEI LA UTILIZATOR – CONCEPTUL nZEB
Izolarea termica a anvelopei (pereti exteriori, terasa, pardoseala, triple-glazing Ar)
Echipamente de inalta eficienta (ventilare cu recuperare de caldura, VC, LED)
3
12
4
Sistemele “geothermal district heating and cooling”Contorizarea inteligenta
UTILIZAREA EFICIENTA A ENERGIEI LA UTILIZATOR – CONCEPTUL nZEB
C.H.P.C.H.P.
Study case Components
Loses
supply
Fuel
ComponentsLoses
supply
Fuelsavings
Efficiency
Separate producing of
heat and power
High efficiencycogeneration powered by Diesel / Otto
engine
Cogenerarea de inalta eficienta pe
baza turbinelorcu gaze si a
recuperarii de caldura
PRODUCEREA EFICIENTA A ENERGIEI COGENERAREA
PĂMÂNTUL – SURSĂ PENTRU POMPE DE CĂLDURĂ
Date provenite din aplicaţii în Suedia: CASE INSIRUITECa urmare a aglomerarii urbane scade capacitatea termica de extracţie la cca. 35kWh/m².an datorita influenţei termice a vecinătăţilor (distanta 125m) in cazul echiparii cu pompe de căldură 7KW/locaţie pentru o capacitate de încălzire pe locaţie de cca 80MWh/K si o căldura extrasă din sol de cca. 20MWh/an.
PĂMÂNTUL – SURSĂ PENTRU POMPE DE CĂLDURĂ
PĂMÂNTUL – SURSĂ PENTRU POMPE DE CĂLDURĂ
Complex de locuinţe în Suedia în afara orasuluiCreşterea capacitatii de extracţie la cca 100kWh/m².an
SISTEM URBAN GSHP
Exemplu : Suedia Cererea de extracţie a căldurii pe suprafaţă este de 250 kWh/m².anCapacitatea termică a solului este 800 MWh/K.an, căldura extrasă de pompele de caldura este1600 MWhCererea este solvabila?
Dezechilibru rezervă sol
Reîncărcare?
GSHP – CLADIRI TERTIARE*
Încălzire/RăcireEchilibru/Dezechilibru rezervă solSistem hibridRezervă de energie
Nota* Cladiri cu alta destinatie decat locuinte: Birouri; Cladiri comerciale; Spitale; Crese; Universitati
112 foraje, adancime 70m
Exemplu Auto Showroom, Birouri si Service MIDOCAR VITAN - Bucuresti, Romania
Energy Globe Award 200“ROMANIA – a Clean Country
for a Clean EUROPE”
ContactROMANIAN GEOEXCHANGE SOCIETY
ROMANIA, Bucarest,66 Pache Protopopescu Street,E-mail: [email protected] /
[email protected] / [email protected]
Visit regeocities.eu !
VA MULTUMESC PENTRU ATENTIE!