1
- dosadašnja istraživanja geotermalne energije u RH većinom zasnivana na dubokim geotermalnim ležištima i vodonosnicima naftnih i plinskih polja
-pojam ‘’plitka geotermalna energija’’ i način energetskog iskorištavanja potencijala pomoću dizalica topline
- terminologija GHP GCHP GSHP ?
- zakonodavni okvir- EU - 2009/28/EC (strateški cilj “3x20%”) i 2007/742/EC (certificiranje dizalica topline)HR - NN 110/08 (“Tehnički propis o racionalnoj uporabi energije i toplinskoj zaštiti u zgradama”)
Plitka geotermalna energijaPlitka geotermalna energija
2
Modeliranje sustava polja bušotinskih izmjenjivača topline i korištenje tla kao obnovljivog izvora energije u funkcionalnoj je vezi s pet osnovnih varijabli koje je nužno poznavati:
1) geološke i termodinamičke značajke tla i stijena,2) hidrogeološke karakteristike tla i stijena, 3) geotermalni gradijenti i toplinski tok,4) klimatski uvjeti i 5) tehnoekonomski parametri
Plitka geotermalna energijaPlitka geotermalna energija
3
Pretežno nekonsolidirani klastiti (pijesci, šljunak, gline)
Pojava podzemnih voda, zasićenost tla vodom!
Pretežno karbonatne stijene (vapnenci i dolomiti)
Izražena sekundarna poroznost (krš)
GeoloGeološške karakteristikeke karakteristike
Primjer geološkog profila bušotine duboke 90 m na području Maksimira, za ugradnju bušotinskog izmjenjivača topline u sustavu s dizalicom topline.
GeoloGeološške karakteristikeke karakteristike
5
Toplinska vodljivost i toplinska provodljivost tla Toplinska vodljivost i toplinska provodljivost tla
(TRT - Thermal Response Test), promatranje brzine promjene temperature radnog fluida pri protjecanju unutar bušotinskog izmjenjivača topline u funkciji narinutog toplinskog izvora i termogeoloških karakteristika tla i stijena.
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
ln(t)
Sred
nja
tem
pera
tura
(°C
)
Procjena statičke temperature tla
Uključenje grijača
Podaci valjani za procjenu koeficijenta toplinske vodljivosti
Početak cirkulacije fluida unutar U-izmjenjivača
6
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Temperatura tla, °C
Dubi
na, c
m
SiječanjVeljačaOžujakTravanjSvibanjLipanjSrpanjKolovozRujanListopadStudeniProsinac
Prikaz mjerenih srednjih mjesečnih temperatura tla do 100 cm i izračunatih vrijednosti prigušivanja temperature tla u zavisnosti o promjeni dubine upotrebom sinusne funkcije za lokaciju Zagreb- Maksimir
StatiStatiččka temperatura tlaka temperatura tla
HidrogeoloHidrogeološške karakteristike ke karakteristike
Klimatske karakteristike Klimatske karakteristike
prva dizalica topline instalirana 1938. u Zurichu, za grijanje Gradskog poglavarstva. mirovina s 73 godine?
Dizalice topline s tlom kao izvorom toplinske energijeDizalice topline s tlom kao izvorom toplinske energije
dizalica topline: uređaj koji premješta toplinsku energiju iz okoliša u grijani ili hlađeni prostor
reverzibilan način rada: grijanje, hlađenje (moguće i istovremeno) i PTV
koristi geotermalnu energiju (obnovljivi izvor energije)
dugotrajni radni vijek
manji operativni troškovi i troškovi održavanja u odnosu na konvencionalna goriva (do 60%)
omjer iskoristivosti ~ 1:4
znatno smanjena emisija CO2
Geotermalne dizalice toplineGeotermalne dizalice topline
Dizalice topline s tlom kao izvorom toplinske energijeDizalice topline s tlom kao izvorom toplinske energije
VERTIKALAN SUSTAViskorištavanje plitkih geotermalnih potencijala
GEOTERMALNE DIZALICE TOPLINE
HORIZONTALAN POVRŠINSKI SUSTAVsolarna energija pohranjena u tlu
SUSTAV S POVRŠINSKOM VODOMsolarna energija pohranjena u površinskim vodama
Dizalice topline s tlom kao izvorom toplinske energijeDizalice topline s tlom kao izvorom toplinske energije
DVIJE BUŠOTINE (PROIZVODNA I UTISNA)većinom solarna energija ukoliko se
proizvodi iz plitkih vodonosnika (do 10 m)
Geotermalne dizalice topline Geotermalne dizalice topline
Geotermalne dizalice topline Geotermalne dizalice topline
Geotermalne dizalice topline Geotermalne dizalice topline
Geotermalne dizalice topline Geotermalne dizalice topline
Geotermalne dizalice topline Geotermalne dizalice topline
Geotermalne dizalice topline Geotermalne dizalice topline
liberalizacija plinskog tržišta i cijena prirodnog plina u RH u budućnosti?
diverzifikacija energetskih izvora? Sigurnost opskrbe (83% ukupne energije RH nastaje iz nafte i plina)?
povećanje energetske učinkovitosti i konkurentnosti gospodarstva smanjenjem energetske intenzivnosti?
Geotermalne dizalice topline Geotermalne dizalice topline
Geotermalne dizalice topline Geotermalne dizalice topline
Geotermalne dizalice topline Geotermalne dizalice topline
Geotermalne dizalice topline Geotermalne dizalice topline
Geotermalne dizalice topline Geotermalne dizalice topline
Geotermalne dizalice topline Geotermalne dizalice topline
Geotermalne dizalice topline Geotermalne dizalice topline
Količina Ukupno, € (a) Sati Ukupno, € (b)
1.0 54232,741.1 1,0 45266,76 4,0 190,03 45456,791.2 1,0 2698,55 4,0 190,03 2888,581.3 1,0 383,20 383,201.4 1,0 204,72 204,721.5 1,0 654,84 654,841.6 2336,28 2308,33 4644,611.6.1 1,0 779,89 16,0 785,821.6.2 20m 99,14 20,0 982,271.6.3 20m 465,98 4,0 196,451.6.4 4,0 34,95 0,4 19,641.6.5 2,0 47,03 0,2 9,821.6.6 14,0 289,96 1,4 68,761.6.7 1,0 619,33 5,0 245,57
2.0 75413,262.1 1954,5 m 59436,35 59436,352.1.12.2 15584,01 392,91 15976,922.2.1 3909,0 m 6840,752.2.2 0,372 m3 316,462.2.3 1,0 89,882.2.4 1,0 1657,502.2.5 1,0 5526,45 4,0 196,452.2.6 1,0 686,12 2,0 98,232.2.7 1,0 466,85 2,0 98,23
3.0 907,783.1 1,0 404,78 1,0 49,11 453,893.2 1,0 404,78 1,0 49,11 453,89
4.0 1080,494.1 12,0 589,36 589,364.2 2,0 98,23 98,234.3 8,0 392,90 392,9
5.0 131634,286.0 93320,06
(6.0 = 5.0 - 1.2 - 1.3 - 1.4 - 1.5 - 1.6 - Plinski kotao - Rashladni uređaj)
Ukupno €
Testiranje upravljačkog mehanizma i puštanje u pogonSmjernice za rad i instruktaža korisnikaUkupni kapitalni trošak sustava geotermalne dizalice topline gledano do priključka na distribucijski sustav potrošačaKapitalni trošak iznad ukupnih kapitalnih troškova konvencionalnog sustava grijanja i hlađenja
Završno spajanje dizalice topline s električnim sustavomSpajanje upravljačkog mehanizma
Testiranje i puštanje uređaja u pogonTestiranje dizalica topline EKW130 i puštanje u pogon
Montiranje vanjske glavne sabirne cijevi i spojniceCirkulirajuća pumpa Grundfos TPD 32-200/2polePomoćni materijal za spajanje Grundfos TPD 32-200/2pole u sustavBetonsko postolje s amortizerima za cirkulacijsku pumpu
Oprema za bušotinski izmjenjivač toplinePE U-cijev 32 mm + U-koljeno + utegCirkulirajuća antifriz otopina 30% Propilen GlikolTlačna proba i puštanje u rad
Cijevna oprema: nosači 1,5 m, Size 63 mmDvosmjerni regulacijski ventil
Bušenje, cementiranje i testiranje izmjenjivača toplineBušotinski sustav 18 bušotinax108,60m; Mreža bušotina 9x2
Cijevna oprema: glavni cijevni razdjeljivač 63 mmCijevna oprema: glavna sabirna cijev 63 mmCijevna oprema: distančni ulošci 63 mmCijevna oprema: koljenasti ulošci 63 mmm
Dizalica topline & Strojarnica - Materijali & ugradnja
Bušotinski izmjenjivač topline - Materijali i ugradnja
Upravljački mehanizam i električni krug
Waterfurnace EKW130: Dizalica topline R-410A (50 Hz)Međuspremnik ogrjevne vode 1000 LUpravljački sklop FX-10 DDC Control (Bac Net w/interface)Doprema uređaja Dostava uređaja na lokacijuPomoćni sustavi unutar strojarniceCijevna oprema: spojnice, koljena, nazuvci prema dizalicama topline
Materijal Izvođenje radova Ukupno (a) + (b)Pregled materijala i radova Zagreb
Geotermalne dizalice topline Geotermalne dizalice topline
15,0
25,0
35,0
45,0
55,0
65,0
75,0
85,0
100 1000 10000 100000
Ukupna dužina izmjenjivača, m
Cije
na b
ušen
ja, €
/m
Godišnji prosječni rast cijene goriva 3,0%
Inflacija 3,0%
Diskontna stopa 7,0%
Tok novca
Godina Ušteda, € Kumulativno, €
0 -93 320 -93 3201 6071 -87 2492 6 253 -80 9973 6 440 -74 5564 6 634 -67 9235 6 833 -61 0906 7 038 -54 0537 7 249 -46 8048 7 466 -39 3389 7 690 -31 648
10 7 921 -23 72711 8 158 -15 56912 8 403 -7 16613 8 655 1 49014 8 915 10 40515 9 182 19 58716 9 458 29 04517 9 742 38 78618 10 034 48 82019 10 335 59 15520 10 645 69 80021 10 964 80 76422 11 293 92 05723 11 632 103 68924 11 981 115 67025 12 340 128 01026 12 711 140 72127 13 092 153 81328 13 485 167 29729 13 889 181 18730 14 306 195 492
Ekonomski pokazatelji isplativosti projekta
Povrat kapitalnih troškova iznad troška konvencionalnog sustava 12,8
Neto sadašnja vrijednost 10 053
Interna stopa povrata 7,9%
Omjer koristi i troškova projekta 1,11Godišnje ušteda na troškovima goriva 47,5%
Period povrata investicija 12,8 godina ukoliko se gleda povrat investicija na razliku iznad kapitalnog troška konvencionalnog sustava (tablica lijevo).
Geotermalne dizalice topline Geotermalne dizalice topline
Geotermalne dizalice topline Geotermalne dizalice topline
ZakljuZaključčakak
ZakljuZaključčakak