Zobacz broszurę informacytjną ThermoCem®: Zalety zwiększonego

Zobacz broszurę informacytjną ThermoCem®: Zalety zwiększonego

ThermoCem®
Zalety zwiększonego przewodnictwa ciepła
Pytanie:
◊ jakie korzyści niesie ze sobą zwiększone przewodnictwo mieszanki
wypełniającej ThermoCem® w sondach geotermicznych ?◊
ThermoCem® to hydraulicznie wiąŜąca gotowa zaprawa, opracowana specjalnie na
potrzeby osadzania sond geotermicznych, odznaczająca się wysokim wskaźnikiem
przewodnictwa ciepła o wartości λ ≥ 2,0 W/mK.
Celem przedmiotowego studium jest wykazanie w teorii na podstawie symulacji
numerycznych róŜnic i/lub zalet stosowania przy sondach geotermicznych materiału
wypełniającego o zwiększonym przewodnictwie cieplnym. Przy czym obok zmiennych
parametrów geologicznych rozpatrywane będą takŜe róŜne pola zastosowania sond
geotermicznych.
Objaśnienia do tabeli wyników:
Tabele podzielone są na cztery kolumny nagłówkowe. W pierwszej kolumnie podany
jest wskaźnik przewodnictwa ciepła materiału wypełniającego. Przy czym jako
dotychczasowy standard wykazana jest wartość λ = 0,6 W/mK. W kolumnach 2 do 4
rozpatrywane jest podłoŜe o bardzo dobrym przewodnictwie ciepła λ = 3,4 W/mK, podłoŜe o
dobrym przewodnictwie λ = 2,8 W/mK oraz podłoŜe o przeciętnym przewodnictwie ciepła
λ = 2 W/mK .
Wynikiem symulacji numerycznej jest po pierwsze idealna długość sondy lub po
drugie zysk ciepła przy długoterminowej eksploatacji.
Oznacza to, Ŝe przy zachowaniu tych samych warunków brzegowych zwiększenie
wskaźnika przewodnictwa ciepła materiału wypełniającego skutkuje róŜną idealną długością
sondy. W kolumnie podrzędnej odczytać moŜna zmianę procentową w porównaniu do
standardu.
W drugim wariancie rozpatrywania wyników, przy stałej długości sondy, podwyŜszenie
wskaźnika przewodnictwa ciepła materiału wypełniającego skutkuje zwiększeniem
temperatury glikolu w sondzie oraz zyskiem ciepła wyraŜonym w °K w porównaniu do sondy
standardowej przy długoterminowej eksploatacji.
1
ThermoCem®
Zalety zwiększonego przewodnictwa ciepła
Wnioski:
Symulacja A) dotyczy domu jednorodzinnego z podwójną sondą typu U, średnicy 32
mm bez przepływu turbulentnego i pompą ciepła mocy ok. 7 kW. Osiągnięte wyniki
pokazują, Ŝe im korzystniejsze właściwości cieplne gruntu, tym wyraźniejsze jest działanie
ThermoCem® (zmiana procentowa z 16% na 22%). Dzięki zastosowaniu ThermoCem® jako
materiału wypełniającego moŜna uzyskać lepszy wynik, tzn. skrócenie idealnej długości
sondy.
Przy zachowaniu standardowej długości sondy, uŜycie jako materiału wypełniającego
produktu ThermoCem® wykazuje zysk temperatury rzędu co najmniej 1 °K przy 15-letniej
eksploatacji pompy. Jest to nadzwyczaj dobry wynik. Równocześnie staje się znów wyraźna
zaleŜność, Ŝe im korzystniejsze właściwości cieplne podłoŜa, tym wyraźniejsze działanie
ThermoCem® (zysk ciepła od 1,1 do 1,3 °K).
Wskazówka:
Jeśli oszacuje się koszt metrów sondy zaoszczędzonych dzięki zwiększeniu przewodnictwa
cieplnego materiału wypełniającego, włącznie z kosztem samej sondy i materiału
wypełniającego, da się łatwo obliczyć istniejący potencjał oszczędności przy kosztach
inwestycji przedmiotowego systemu ogrzewania geotermalnego.
Krzysztof Szerszeń
InŜynier Specjalista ds. Nowych Produktów
Literatura:
Przedstawiony w tym opracowaniu wyniki oparte są na podstawie badań i symulacji
przeprowadzonych przez:
Geologische Planungsbüro „Systherma”
Planungsbüro für Erdwärmesysteme GmbH
Finkenstrasse 1
72181 Starzach
2
ThermoCem®
Zalety zwiększonego przewodnictwa ciepła
Wyniki odnośnie symulacji dla: dom jednorodzinny tylko ogrzewanie – idealna długość sondy
0,6
2,1
ThermoCem®
λ2
warstwy wodonośne lub podłoŜe krystaliczne
wapień masywny
PodłoŜe margliste, ilaste, mulaste
Temp. sondy
przy 15Idealna
Moc
tetniej
długość sondy pobieranej
eksploatacji
(m)
energii (W/m) podstawowej
(°C)
192
149
40,2
51,9
Temp. sondy
przy 15Idealna
Moc
tetniej
długość sondy pobieranej
eksploatacji
(m)
energii (W/m) podstawowej
(°C)
Min.
Min.
- 0,18
- 0,14
Maks.
Standard
204
37,8
Maks.
Temp. sondy
przy 15Idealna
Moc
tetniej
długość sondy pobieranej
eksploatacji
(m)
energii (W/m) podstawowej
(°C)
Min.
Standard
225
34,3
0,01
Maks.
7,26
7,62
8,55
Min.
Min.
Min.
- 0,77
- 0,75
Maks.
6,57
22,4 %
163
47,2
Maks.
6,88
Zmiana [%]
Umiarkowane przewodnictwo ciepła
λ 2,8
Zmiana [%]
Materiał
wypełniający
Dobre przewodnictwo ciepła
λ 3,4
Zmiana [%]
λ
Bardzo dobre przewodnictwo ciepła
20,1 %
190
40,6
- 0,63
Maks.
Standard
15,6 %
7,7
3
ThermoCem®
Zalety zwiększonego przewodnictwa ciepła
Wyniki odnośnie symulacji dla: dom jednorodzinny tylko ogrzewanie – zysk ciepła
0,6
2,1
ThermoCem®
λ2
warstwy wodonośne lub podłoŜe krystaliczne
wapień masywny
PodłoŜe margliste, ilaste, mulaste
Temp. sondy
przy 15Idealna
Moc
tetniej
długość sondy pobieranej
eksploatacji
(m)
energii (W/m) podstawowej
(°C)
115
115
43,5
43,5
Temp. sondy
przy 15Idealna
Moc
tetniej
długość sondy pobieranej
eksploatacji
(m)
energii (W/m) podstawowej
(°C)
Min.
Min.
2,34
2,32
Maks.
Standard
122
40,7
Maks.
Temp. sondy
przy 15Idealna
Moc
tetniej
długość sondy pobieranej
eksploatacji
(m)
energii (W/m) podstawowej
(°C)
Min.
Standard
136
36,6
2,34
Maks.
8,79
8,98
9,49
Min.
Min.
Min.
3,66
3,56
Maks.
8,79
+ 1,32 °K
122
40,7
Maks.
8,98
Zysk ciepła (°K)
Umiarkowane przewodnictwo ciepła
λ 2,8
Zysk ciepła (°K)
Materiał
wypełniający
Dobre przewodnictwo ciepła
λ 3,4
Zysk ciepła (°K)
λ
Bardzo dobre przewodnictwo ciepła
+ 1,24 °K
136
36,6
3,44
Maks.
Standard
+1,1 °K
9,49
4