Stachel Kaczmarek
Transkrypt
Stachel Kaczmarek
OCENA MOśLIWOŚCI WYKORZYSTANIA ENERGII GEOTERMICZNEJ DO ZASILANIA CIEPŁOWNI I ELEKTROCIEPŁOWNI Autor: Radomir Kaczmarek, Aleksander A. Stachel („Rynek Energii” – nr 6/2009) Słowa kluczowe: energia geotermiczna, wykorzystanie energii geotermicznej, wymiennik geotermiczny, podziemny zamknięty geotermiczny wymiennik ciepła, ciepłownie i elektrociepłownie geotermiczne Streszczenie. W pracy omówiono koncepcję budowy ciepłowni i elektrociepłowni zasilanych ciepłem pozyskiwanym z wnętrza ziemi za pomocą wymiennika geotermicznego. KaŜda 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 załoŜonych danych dotyczących PZGWC, takich jak: jego wymiary, strumień przepływającej cieczy, zastępczy współ-czynnik przekazywania ciepła, głębokość połoŜenia poziomej części wymiennika, z którą wiąŜe 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 załoŜenia dotyczące tych układów i warunków ich pracy, wykonano obliczenia pozwalające ocenić stopień wykorzystywania energii geotermicznej w kaŜdym z nich. 1. OPIS UKŁADÓW Celem pracy była ocena i porównanie moŜliwości wykorzystania energii geotermicznej w dwu róŜnych instalacjach, to jest w ciepłowni i elektrociepłowni, zasilanych z podziemnego zamkniętego geotermicznego wymiennika ciepła (PZGWC). KaŜda z rozpatrywanych instalacji składała się z dwóch współpracujących ze sobą systemów, to jest systemu pozyskiwania energii geotermicznej, który stanowił geotermiczny wymiennik ciepła oraz systemu wykorzystywania energii geotermicznej, który stanowiła ciepłownia lub elektrociepłownia wraz z systemem odbiorników ciepła. NaleŜy zaznaczyć, Ŝe idea poziomego geotermicznego wymiennika ciepła jest perspektywicznym rozwiązaniem technicznym umoŜliwiającym pozyskiwanie energii w warunkach charakteryzujących się odpowiednią temperaturą szkieletu skalanego i stanowi alternatywę dla tzw. technologii suchych gorących skał HDR (Hot Dry Rock). Bardziej szczegółowe informacje na temat technologii PZGWC moŜna znaleźć w pracach [2, 4, 5, 12, 13]. Rozpatrywany geotermiczny wymiennik ciepła składa się z zestawu podziemnych pionowych i poziomych rurociągów, usytuowanych na znacznej głębokości, przez które przepompowywana jest ciecz będąca nośnikiem ciepła słuŜącym do pozyskiwania energii geotermicznej zgromadzonej w górotworze [4]. Pierwszą analizowaną instalacją współpracującą z PZGWC jest ciepłownia, której schemat jest pokazany na rysunku 1, składająca się z dwóch przeciw-prądowych wymienników ciepła pracujących na potrzeby centralnego ogrzewania i przygotowania ciepłej wody uŜytkowej oraz sieci rurociągów transportujących nośnik ciepła. Uzupełnieniem instalacji jest kocioł szczytowy dogrzewający wodę krąŜącą w sieci grzewczej c.o. do wymaganych wartości temperatury. W ciepłowni (takŜe w członie ciepłowniczym elektro-ciepłowni omówionej poniŜej) strumień ݉ሶs2 dzielony jest na dwie części. Strumień ݉ሶs5 kierowany jest do wymiennika pracującego na potrzeby centralnego ogrzewania; aby uzyskać odpowiednią temperaturę zasilania odbiorników c.o. wykorzystuje się obejście E-F. Poza sezonem grzewczym ta część instalacji jest nieczynna. Z kolei strumień ݉ሶs6 przekazuje w wymienniku c.w.u. energię niezbędną do przygotowania ciepłej wody uŜytkowej i ewentualnie wody do celów technologicznych. Odpowiednią temperaturę zasilania uzyskuje się stosując obejście G-J (w sezonie grzewczym) lub G-H (poza sezonem grzewczym). Niewykorzystana część strumienia cieczy roboczej ݉ሶs7 jest kierowana do otworu zatłaczającego. Drugą analizowaną instalacją jest elektrociepłownia (EC), której zasadniczy schemat stanowi układ ciepłowni pokazany na rysunku 1, rozbudowany o blok siłowni ORC (rys. 2). Odpowiedzialna za produkcję energii elektrycznej siłownia pracuje wg obiegu Clausiusa-Rankinea, w którym czynnikiem obiegowym jest odpowiednio dobrany czynnik niskowrzący (najczęściej substancja organiczna). Energia geotermiczna jest doprowadzana w elektrociepłowni do parowacza i podgrzewacza siłowni ORC wraz ze strumieniem cieczy roboczej, która podwyŜsza swą temperaturę w geotermicznym wymienniku ciepła. Strumień cieczy z kanału wydobywczego PZGWC jest początkowo kierowany do parowacza, gdzie w wyniku przekazania energii do niskowrzącego czynnika obiegowego jego temperatura obniŜa się o ∆T =10K. Następnie część strumienia cieczy roboczej ( ݉ሶ s3 ), niezbędna do podgrzania czynnika obiegowego do wymaganej temperatury, przepływa do podgrzewacza. Schłodzona w podgrzewaczu ciecz robocza jest kierowana do otworu zatłaczającego. Z pozostałego strumienia cieczy roboczej, strumień ݉ሶs4 kierowany jest do zasilenia obejścia A-B, co ma na celu zwiększenia strumienia cieczy dopływającego do parowacza i jest jednym ze sposobów poprawy efektywności pracy siłowni (zagadnienie to omówiono szczegółowo w pracy [3]). Pozostały strumień cieczy ݉ሶ s2 kierowany jest do członu EC odpowiedzialnego za produkcję ciepła. 2. ZAŁOśENIA I DANE WYJŚCIOWE PoniŜej podano podstawowe dane wyjściowe i wyszczególniono przyjęte załoŜenia niezbędne do pro-wadzenia obliczeń i analiz, charakterystyczne dla rozpatrywanych wariantów ciepłowni i elektrociepłowni zasilanych z podziemnego zamkniętego geotermicznego wymiennika ciepła. 2.1. System pozyskiwania energii - wymiennik geotermiczny Wykorzystując model obliczeniowy podziemnego zamkniętego geotermicznego wymiennika ciepła podany i obszernie omówiony w [5] oraz przyjmując odpowiednie załoŜenia, takie jak: średnica zewnętrzna rur stanowiących korpus wymiennika: Dz = 219,1 mm, grubość ścianki rurociągu: δ = 3,76 mm, zastępczy współczynnik przekazywania ciepła między płynem a skałą, w której jest osadzony wymiennik: kz = 25 W/(m2K), długość części pionowej wymiennika (kanał zatłaczający lub wydobywczy): H = 5000 m, długość części poziomej wymiennika: L = 15000 m, temperatura skały na głębokości 5000 m: TSH = 150 °C temperatura skały przy powierzchni ziemi: TS0 = 10 °C, określono, Ŝee rozpatrywany wymiennik geotermiczny umoŜliwia umo liwia przepływ strumienia cieczy roboczej = 54 kg/s i tym samym uzyskanie na wypływie z kanału wydobywczego s temperatury: Ts =105 °C. 2.2. System wykorzystania energii - ciepłownia łownia / człon ciepłowniczy elektrociepłowni Zgodnie z rysunkiem 1 i przyjętymi przyj załoŜeniami, ciepłownia płownia jest zasilana bezpośrednio bezpo z wymiennika, a tym samym strumień strumie jest równy strumieniowi cieczy roboczej s2 s przepływającej cej przez PZGWC, co oznacza, Ŝe temperatura Ts2 jest równa temperaturze na wypływie z wymiennika Ts. Z kolei w elektrociepłowni łowni do celów ciepłowniczych jest wykorzystana energia niesiona ze strumieniem cieczy ms2 o temperaturze Ts2 = 75 °C (strumień cieczy czy opuszczający opuszczaj człon siłowni ORC). W analizie przyjęto następujące pujące załoŜenia zało dotyczące ce parametrów przygotowania wody na cele uŜytkowe ytkowe oraz na cele centralnego ogrzewania [1, 8]: - minimalna temperatura zewnętrzna: zewn Tzmin = -16 16 ºC (strefa klimatyczna - I), regulacja: jakościowa ciowa (stały strumień strumie wody sieciowej), graniczna temperatura zewnętrzna, zewn przy której rozpoczyna się ogrzewanie: Tzg = 12 °C, czas trwania okresu grzewczego: τ o = 4368 godz. (ilość godzin w roku: τ c = 8760 godz.), równość pojemności ci cieplnych wody sieciowej i cieczy roboczej, róŜnica nica temperatur cieczy między mi wlotem a wylotem tem z wymienników co. i c.w.u.: ∆T = 2 K, średnie ciepło właściwe ciwe cieczy roboczej i wody sieciowej (stałe): cp = 4,18 kJ/kgK, temperatura wody zimnej przeznaczonej na cele sanitarne: Tcwup = 13 °C, temperatura wody ciepłej łej przeznaczonej prze na cele sanitarne: Tcwuz = 60 °C, temperatura wody sieciowej powrotnej z instalacji ogrzewania: Tcop = 40 °C (stała), maksymalna temperatura wody na zasilaniu ogrzewania (przy Tz = -16ºC): Tcozgmax = 95 °C, temperatura wody sieciowej sieciowe zasilającej cej zmienna liniowo w funkcji temperatury zewnętrznej: - równanie ównanie zredukowanej temperatury zewnętrznej zewn trznej w funkcji czasu zredukowanego [11]: - maksymalna temperatura wody sieciowej na cele c.o. uzyskiwana w wymienniku Tcozgmax dobrana w sposób umoŜliwiają liwiający zaspokojenie średniego redniego zapotrzebowania na moc cieplną. ciepln Przyjęto, Ŝe średni redni pobór mocy cieplnej na potrzeby potrz grzew-czo-wentylacyjne wentylacyjne w sezonie grzewczym jest około 2-krotnie krotnie mniejszy od szczytowego poboru mocy cieplnej: strumień wody na cele c.w.u. mocy): cwu (moc cieplna równa około 15 % szczytowego poboru 2.3. System wykorzystania energii - człon siłowni ORC elektrociepłowni owni Przyjęto, Ŝee medium obiegowym w członie cz elektrociepłowni wytwarzającym cym prąd pr elektryczny jest czynnik niskowrzący. cy. Jako kryterium doboru czynnika załoŜono za ono maksymalną maksymaln moc obiegu C-R przypadającą na 1 kg/s cieczy cie roboczej przepływającej cej przez PZGWC (rys. 1 i 2). Metodykę obliczeń siłowni przedstawiono przedsta szczegółowo owo w pracy [3]. Pod uwagę uwag wzięto czynniki niskowrzące, których rych temperatura punktu krytycznego mieściła mie sięę w przedziale od 95 do 125 °C. Niezbędne dne do obliczeń oblicze dane uzyskano za pomocą specjalizowanego programu Refprop [9]. Wyniki obliczeń siłowni owni podano graficznie na rysunku ry 3, z którego rego wynika, Ŝe największą moc moŜna uzyskać stosującc jako czynnik obiegowy substancję R227ea, przy temperaturze parowania 70 °C. W obliczeniach załoŜono, Ŝe róŜ óŜnica temperatur w parowaczu między dzy czynnikiem grzejącym grzej a grzanym wynosi (od strony czynnika grzejącego): grzej na dopływie ywie 15K a na wypływie wyp 5K; natomiast w podgrzewaczu: na dopływie dop 5K, a na wypływie 2K. 3. METODYKA OBLICZEŃ Podana poniŜej ej metodyka obliczeń oblicze dotyczy zarówno ciepłowni jak i członu onu ciepłowniczego ciep EC odpowiedzialnego dzialnego za produkcję produkcj ciepła uŜytecznego. Bazując na załooŜeniach i danych wyjściowych podanych w punktach 2.1, 2.2 i 2.3 moŜna mo wyznaczyć: - maksymalną temperaturęę wody sieciowej s na potrzeby co. (Tcozgmax) uzyskiwaną w wymienniku (zgodnie z załoŜeniem Ŝeniem maksymalny strumień strumie energii uzyskiwanej w wymienniku jest równy połowie szczytowego zapotrzebowania na energię): ener - współczynniki a oraz b określające okreś zaleŜność między temperaturą wody sieciowej zasilającej zasilaj system centralnego ogrzewania, a temperaturą temperatur zewnętrzną: Tcoz=a + b * Tz Dodatkowe równania umoŜliwiaj Ŝliwiające wyznaczenie wartości tych ych współczynników przyjęto przyj na podstawie prac [3, 6]: Po rozwiązaniu układu równańń otrzymano: Wyznaczenie wartości współczynnik czynników umoŜliwia sporządzenie dzenie wykresu zmian temperatury tempe wody sieciowej zasilającej cej odbiorniki centralnego ogrzewania w funkcji temperatury zewnętrznej, trznej, co pokazano graficznie gr na rysunku 4. Dodatkowo na rysunku zaznaczono zazna wszystkie zmiany temperatury czynników czynników w okresie grzewczym (oznaczenia zgodne z rys. 1). Symbol Ts9 oznaczający cy temperaturę temperatur cieczy zatłaczanej nej do wymiennika (PZGWC) dotyczy * elektrociepłowni, natomiast atomiast symbol Ts9 dotyczy ciepłowni. Zgodnie odnie z przyjętymi przyj załoŜeniami w obu rozpatrywanych nych przypadkach pozostałe pozosta wartości temperatur są takie same. Analizującc wykres podany na rysunku 4 naleŜy nale podkreślić, Ŝee kolorem jasnym oznaczono rozkłady temperatury związane zane z nośnikiem no doprowadzającym ciepłoo do wymienników wymiennik instalacji centralnego ogrzewania wania (c.o.) i ciepłej ciep wody uŜytkowej ytkowej (c.w.u.), natomiast nat kolorem ciemnym - temperatury czynników czynnik podgrzewanych w wymiennikach ennikach c.o. i c.w.u. Z wykresu wynika, Ŝee w zakresie temperatur zewnętrznych z od -16 16 do +1,67 °C niezbędne jest dodatkowe datkowe podgrzewanie wody sieciowej w kotle szczytowym. W zakresie tym temperatura cieczy roboczej zatłaczanej nej do wymiennika wy jest stała. W zakresie sie temperatur zewnętrznych zewn od +1,67 do +12 °C występuje puje niewykorzystana nadwyŜka nadwy energii, która obejściem obej C-K jest odprowadzana do wymiennika. NadwyŜka Nad ta powoduje duje wzrost temperatury cieczy zatłaczanej do wymiennika.. Dla temperatur zewnętrznych zewn wyŜszych niŜ +12 °C, następuje na wyłączenie układu adu ogrzewania, a pozyskiwana w PZGWC energia energia geotermiczna jest wykorzystywana jedynie do przygotowania ciepłej cie wody uŜytkowej i na cele technologicz nologiczne. W przypadku elektrociepłowni zasadnicza cza części cz ci tej energii jest wykorzystywana do zasilania zasila siłowni ORC w celu produkcji energii elektrycznej. elektrycz Wykorzystując równania wnania bilansu masy i energii dla kolejnych wymienników wymiennik oraz węzłów w poszczególnych układach instalacji, stalacji, wyznaczono parametry pracy w kolejnych punktach charakterystycznych ciepłowni owni oraz elektrociepłowni. elektrociep Wyniki tych oblicze czeń zestawiono w tabeli 1 i 2. PoniŜej podano zarys obliczeńń ilości energii moŜliwej liwej do pozyskania wraz z przykładowymi przyk wynikami od-niesionymi niesionymi do elektrociepłowni. elektrociep W przypadku ciepłowni owni tok obliczeniowy jest analogiczny, z uwzględnieniem nieniem niezbędnych niezb róŜnic istniejących pomiędzy dzy tymi instalacjami. 3.1. Ilość energii elektrycznej wytworzonej w elektrociepłowni elektrociep w ciągu gu roku Ilość energii elektrycznej wytworzonej w członie cz siłowni owni ORC elektrociepłowni elektrociep określono z zaleŜności: 3.2. Ilość ciepłaa wytworzonego w członie cz ciepłowniczym elektrociepłowni owni Ilość ciepłaa dostarczonego na potrzeby ogrzewania w całym ym okresie grzewczym obliczono ze wzoru: Wykorzystując zaleŜności ci (1), (2) oraz = τ / τo , otrzymano ostatecznąą zaleŜność: zale Ilość energii doprowadzonej w wymienniku co. w zakresie temperatur -16 16 °C < Tz < 1,67 °C wyznaczono przy załoŜeniu, eniu, Ŝe dla Tz=1,67 °C -> t = 1329,75 godz. oraz t = 0,3044 Ilość energiii doprowadzonej w wymienniku co. w zakresie temperatur 1,67°C < Tz < 12 °C obliczono wykorzystującc zaleŜności zaleŜ (1) i (2) oraz wzór: Tym samym całkowita ilość ciepła ciep doprowadzonego w wymienniku c.o. wynosi: Ciepłoo doprowadzone w kotle: Ilość ciepłaa dostarczonego w okresie całego ca ego roku na potrzeby przygotowania ciepłej ciep wody uŜytkowej określono z zaleŜno ności: Całkowita ilość ciepłaa dostarczonego do odbiorców odbiorc stanowiąca sumę energii doprowadzonej na potrzeby ogrzewania i przygotowania ciepłej ciep wody, wynosi: Wyniki przykładowych adowych obliczeń oblicze cieplno-energetycznych nych analizowanej elektrociepłowni elektrociep zestawiono w tabeli 3 oraz przedstawiono graficznie na rysunku 5. Zarówno w elektrociepłowni owni jak i w ciepłowni ciep strumień energii zasilającej zasilaj zaleŜy od temperatury zewnętrznej. trznej. Zgodnie z wykresem podanym na rysunku rysunku 3 w zakresie zakre temperatur zewnętrznych -16 ÷ 1,67 °C temperatura tempera zatłaczania jest stała. Ilość pozyskiwanej pozysk energii wynosi wówczas: W zakresie temperatur zewnętrznych trznych 1,67 ÷ 12 °C, temperatura zatłaczanej aczanej cieczy zmienia się, si a ilość energii moŜna wyznaczy znaczyć ze wzoru: PowyŜej 12 °C C temperatura zatłaczanej zat cieczy jest ponownie stała, a ilość pozyskiwanej energii w wymienniku mienniku geotermicznym, potrzebnej do zasilania układu, moŜna na wyznaczyć wyznaczy ze wzoru: Całkowita ilość energii pozyskiwana w wymienniku zasilającym zasilaj cym elektrociepłownię elektrociep w ciągu całego roku równa jest: 3.3. Ciepłownia W przypadku ciepłowni owni tok obliczeniowy jest analogiczny analo do zastosowanego tosowanego dla wariantu elektrociepłowni. owni. Wykorzystując Wykorzystuj odpowiednie zaleŜności podane powyŜŜej określono ilość energii zuŜytej ytej na potrzeby grzewcze i przygotowanie ciepłej ciep wody uŜytkowej, ytkowej, a takŜe tak ilości energii geotermicznej oraz energii doprowadzonej w kotle szczytowym. Wyniki przykładowych adowych obliczeń oblicze cieplno-energetycznych ciepłowni owni zestawiono w tabeli 4 oraz przedstawiono wiono graficznie na rysunku 6. 4. WNIOSKI Na podstawie analizy uzyskanych wyników wynik obliczeń moŜna stwierdzić, Ŝee najwyŜszy najwy stopień wykorzystania stania energii geotermicznej występuje wyst w przypadku uŜycia ycia jej do zasilania elektrociepłowni. Wynika to głównie g z faktu, Ŝee zapotrzebowanie na wytwarzaną wytwarzan w EC energię elektryczną występuje puje przez cały ca rok i jest realizowane na stałym ym i niezmiennym poziomie. Dodatkowo energia ia geotermiczna jest wykorzystywana wykorzysty do celów ciepłowniczych, owniczych, to jest do zasilania instalacji centralnego ogrzewania i przygotowania ciepłej ej wody uŜytkowej. u Najmniejszy stopień wykorzystania energii geotermicznej w skali roku stwierdzono w przypadku zasilanej z PZGWC ciepłowni (w warunkach porówny-walnych do EC), co wynika z kształtowania się zapotrzebowania na ciepło do celów c.o. i c.w.u. Maksymalne zapotrzebowanie, a tym samym największe wykorzystanie energii geotermicznej, występuje w okresie sezonu grzewczego, i to w sposób zaleŜny od parametrów zewnętrznych (temperatura otoczenia). Natomiast w sezonie letnim ciepłownia wykorzystuje energię geotermiczną tylko to procesu przygotowania ciepłej wody uŜytkowej. W wyniku tego znaczna część pozyskanego strumienia energii zatłaczana jest z powrotem do wymiennika. Reasumując, omawiana w pracy koncepcja budowy i wykorzystania do pozyskiwania energii poziomego zamkniętego geotermicznego wymiennika ciepła jest rozwiązaniem perspektywicznym, charakteryzującym się znacznym stopniem skomplikowania technicznego realizacji oraz wysokimi kosztami. Jednocześnie spotykane jest twierdzenie, Ŝe techniczne wykonanie PZGWC jest realnie moŜliwe. Prowadzone w tym zakresie prace omówiono między innymi w publikacjach [12, 13]. Ponadto ocenia się, Ŝe instalacje pozyskiwania energii za pomocą podziemnego zamkniętego geotermicznego wymiennika ciepła stanowią alternatywę dla nie mniej skomplikowanych i kosztownych technologii tzw. suchych gorących skał HDR (Hot Dry Rock), których eksperymentalne instalacje znajdują się obecnie na etapie realizacji. Praca wykonana w ramach grantu badawczego MNiSzW nr N N513 419334 LITERATURA [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, Stralsund, 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] [9] PN-82/B-02403, Temperatury obliczeniowe zewnętrzne, 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 Stromerzeu-gung“, 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 Wärmetau-scher. Projekt BMU – ZIP 0327506. 20 Jahre Tiefe Geothermie in Deutschland, 7. Geothermische Fachta-gung, 06.-08. November 2002 in Waren (Müritz). EVALUATION OF UTILIZATION OF A GEOTHERMIC ENERGY IN HEAT AND HEAT-POWER PLANT Key words: geothermic energy, utilization of geothermic energy, geothermic heat exchanger, underground closed-loop heat exchanger, geothermic heat and heat-power plants Summary. 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. Radomir Kaczmarek, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Wydział InŜynierii Mechanicznej i Mechatroniki, Katedra Techniki Cieplnej, al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, e-mail: [email protected] Aleksander A. Stachel, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Wydział InŜynierii Mechanicznej i Mechatroniki, Katedra Techniki Cieplnej, al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, e-mail:[email protected]