HAGYOMÁNYOS ÉS ÚJ GEOTERMIKUS MEGOLDÁSOK HŐSZIVATTYÚS RENDSZEREKHEZ NÉMETH IVÁN GREENWATT KFT. GREENWATT Kft. 2092 Budakeszi, József Attila u. 163. T/F: 06 (1) 200 0459 E:
[email protected] W: www.greenwatt.hu
Témakörök 2
FRANK HAGYOMÁNYOS SZONDÁS RENDSZEREK TESZT, MÉRETEZÉS, MÉRÉS, MONITORING ÚJ SZONDÁS RENDSZEREK GEOKOAX, JANSEN FRANK LIMA FOLYÓ ÉS TÓHŐ HASZNOSÍTÓ RENDSZER FRANK PKS SZENNYVÍZHŐ HASZNOSÍTÓ RENDSZER
HAGYOMÁNYOS SZONDARENDSZER 3
MAGAS MINŐSÉGŰ TERMÉKEK PE 100 ALAPANYAGBÓL
SZONDA PE 100 RC ANYAGBÓL MECHANIKAI SÉRÜLÉSEKKEL SZEMBEN ELLENÁLLÓ
HIDRAULIKAILAG OPTIMALIZÁLT TERMÉKEK
SKZ ÁLTAL BEVIZSGÁLVA
SZONDÁS RENDSZER ELEMEI 4
GYÁRILAG NYOMÁSPRÓBÁZOTT ÉS BEVIZSGÁLT SZONDA HIDRAULIKAILAG OPTIMALIZÁLT OSZTÓ (O 110mm) VDI 4640 SZABVÁNY SZERINT ALÚLRÓL FELFELÉ TÖMEDÉKELÉS TERMIKUSAN JAVÍTOTT TÖMEDÉKELŐ ANYAG KÖRNYEZETBARÁT FAGYÁLLÓ MEGFELELŐ HIGÍTÁSBAN ELLENŐRIZHETŐ ELEKTROFITTINGES KÖTÉS MEGFELELŐ TERVEZÉS, MÉRETEZÉS, MÉRÉS
GEORT tömedékelők anyagok 5
talajszondás hőszivattyús rendszerek működési alapfeltétele a megfelelő minőségben kitömedékelt talajszonda a jó kivitelezés két legfontosabb része:
felhasznált tömedékelőanyag minősége illetve a tömedékelési technológia
Tömedékelő anyag jellemzői 6
20-25 % szondamektakarítás magas hővezetőképesség λ>2-2,5 W/mk fagyállóság Zsugorodásmentes Töltőszivattyú-kimélő Vízzáró Magas mechanikai szilárdság Környezetbarát Könnyű feldolgozhatóság
Tömedékelés kivitelezése 7
VDI 4640 német szabvány: szondacsövekkel
együtt plusz feltöltő cső letolása ezen keresztül alulról felfelé történő tömedékelés a felszínen a tömedékelő anyag megjelenik, így biztosan megtörtént a tömedékelés a teljes szondahosszban
Tömedékelés szerepe 8
Környezetvédelmi
felszín alatti vizek összezárásának megakadályozása
Energetikai szonda
energiahatékonyság növelés hosszútávú megbízható működés
GEORT MIX termékpaletta 9
GEORT MIX standard Gazdaságos
GEORT MIX premium Magas
kivitelezéshez
energiahatékonyság
GEORT MIX premium + Agresszív
talajvizekre
tanusítványok 10
A tömedékelő anyagok az ÉMI – TŰV SÜD által bevizsgálva A gyártás TŰV – NORD által bevizsgálva Saját hazai fejlesztés és gyártás
Szondateszt (>30kW) 11
A mérıberendezés a következı értékeket határozza meg:
talaj hıvezetı képesség (λ)
termikus fúrólyuk ellenállás (Rb)
nyugalmi talaj hımérséklet (T0)
Mérőberendezés 12
maximális fűtésterhelés 9 kW fokozatmentes szabályozás számítógéppel vezérelt
Szondateszt (>30kW) 13
egy földhőszondás rendszer tervezésénél, a legfontosabb paraméter a talaj hővezető képessége (λ), ez a paraméter helyspecifikus és nem lehet tapasztalati illetve geológiai adatok alapján meghatározni a termikus kapcsolat a furat falától, a szondában keringő folyadékig a következő paraméterek függvénye:
furat átmérő szonda méret szonda anyaga a tömedékelő anyag típusa és a kivitelezési minősége lamináris/turbulens áramlás
ezen paraméterek összegzését hívjuk „termikus fúrólyuk ellenállás”-nak (R ) talaj nyugalmi hőmérséklete (T ) b
0
Hőmérsékletprofil geológiával 14
A hőmérsékletprofil információi: zavartalan talajhőmérséklet meghatározása a hőmérséklet gradiens meghatározása információt nyújt a különböző rétegek hővezető képességéről megmutatja a felszín alatti vizek hatását
15
MÉRÉSEK, MODELLEZÉSEK Edelény, L’Hullier-Coburg kastély
fűtési igény: 505 kW
hűtési igény: -
λeff = 1,73 W/mK
Rb = 0,063 K(W/m)
T0 = 13,26 °C
A kalkulációt az alábbi esetre végeztük el: • fűtés 130 db szonda (víz!!!)
16
MÉRÉSEK, MODELLEZÉSEK Szlovákia, Liptovsky Mikulas
fűtési igény: 200 kW (560MWh)
hűtési igény: 140 kW (70MWh)
λeff = 2,09W/mK
Rb = 0,116 K(W/m)
T0 = 9,45 °C
tervezett szondaszám: 40db
szükséges szondaszám: 76db
szükséges szondaszám (125m-es szondák esetén): 56db
17
MÉRÉSEK, MODELLEZÉSEK Ausztria, Mödling
fűtési igény: 12,4 kW
hűtési igény: 5 kW
λeff = 1,67 W/mk
Rb = 0,084 K(W/m)
T0 = 12,03 °C
18
MÉRÉSEK, MODELLEZÉSEK Montenegro, Budva
fűtési igény: 250 kW
hűtési igény: 400 kW
λeff = 2,02 W/mk
Rb = 0,054 K(W/m)
T0 = 17,26 °C
19
MÉRÉSEK, MODELLEZÉSEK Erdély, Marosvásárhely
fűtési igény: 170 kW
hűtési igény: 190 kW
λeff = 1,86 W/mk
Rb = 0,103 K(W/m)
T0 = 12,51 °C
Szondatípus 20
Példa: 150 kW fűtés 2000 óra teljes terhelés, 150kW hűtés 800 óra teljes terhelés 2,5 W/m/K a talaj hővezető képessége
Dupla U szonda (Ø32mm)
Szimpla U szonda (Ø40mm)
30 F o ly a dé k h ı m é rs é k le t [°C ]
25 20 15 10 5
g b c d e f b c d e f g b c d e f g
Folyadék hımérséklet Maximális hőtési terhelés Maximális főtési terhelés
F o ly a d é k h ı m é r s é k le t [°C ]
g b c d e f b c d e f g b c d e f g
25 20 15 10 5 0
JAN. FEB.
ÁPR.
JÚN. JÚL. Év 25
SZE.
NOV.
JAN. FEB.
ÁPR.
JÚN. JÚL. Év 25
SZE.
NOV.
Folyadék hımérséklet Maximális hőtési terhelés Maximális főtési terhelés
Szondatípus 21
Példa: 150 kW fűtés 2000 óra teljes terhelés, 150kW hűtés 800 óra teljes terhelés 2,5 W/m/K a talaj hővezető képessége
Dupla U szonda (Ø32mm)
teljes szondahossz 2300 m
Szimpla U szonda (Ø40mm)
teljes szondahossz 2500 m
a dupla U-szonda 8-10%-kal hatékonyabb mint a szimpla U-szonda
Szondahossz 22
Példa: 2,5 W/m/K a talaj hővezető képessége 150 kW fűtés 2000 óra teljes terhelés, 150kW hűtés 800 óra teljes terhelés 150 kW fűtés 2000 óra teljes terhelés, hűtés nélkül
Fűtés (hűtés nélkül)
3400 m
8
g b c d e f b c d e f g b c d e f g
Foly adék hımérs ék let [°C]
7 6 5 4 3 2 1 0 JAN. FEB.
2500 m
30
Folyadék hımérséklet Maximális hőtési terhelés Maximális főtési terhelés
F o ly ad é k h ı m é rs ék le t [°C ]
Fűtés+hűtés
g b c d e f b c d e f g b c d e f g
25 20 15 10 5 0
ÁPR.
JÚN. JÚL. AUG. Év 25
OKT.
DEC.
JAN. FEB.
ÁPR.
JÚN. JÚL. Év 25
SZE.
NOV.
Folyadék hımérséklet Maximális hőtési terhelés Maximális főtési terhelés
Szondahossz 23
Példa: 2,5 W/m/K a talaj hővezető képessége 150 kW fűtés 2000 óra teljes terhelés, 150kW hűtés 800 óra teljes terhelés 150 kW fűtés 2000 óra teljes terhelés, hűtés nélkül
Fűtés (hűtés nélkül)
teljes szondahossz 3400 m
Fűtés+hűtés
teljes szondahossz 2500 m
Fűtési/hűtési célból létesült szondamező esetén kevesebb szondahossz szükséges
Szondamélység 24
Példa: 2,5 W/m/K a talaj hővezető képessége 150 kW fűtés 2000 óra teljes terhelés, hűtés nélkül
Mély szondák
24x120m (2880m)
11
g b c d e f b c d e f g b c d e f g
F oly adék hım érs ék let [°C ]
10 9 8 7 6 5 4 3
36x80m (2880m)
Folyadék hımérséklet
8
Maximális hőtési terhelés
7
Maximális főtési terhelés
6
F oly adék hım ér s ék let [°C ]
Sekély szondák
5 4 3 2 1 0
2
-1
1
-2
JAN. FEB.
ÁPR.
JÚN. JÚL. Év 25
SZE.
NOV.
g b c d e f b c d e f g b c d e f g
JAN. FEB.
ÁPR.
JÚN. JÚL. Év 25
SZE.
NOV.
Folyadék hımérséklet Maximális hőtési terhelés Maximális főtési terhelés
Szondamélység 25
Példa: 2,5 W/m/K a talaj hővezető képessége 150 kW fűtés 2000 óra teljes terhelés, hűtés nélkül
Mély szondák
24x120m (2880m)
Sekély szondák
36x80m (2880m)
csak fűtési célból mélyebb szondák hatékonyabbak mint a sekélyebb szondák
Szondák távolsága 26
Példa: 2,5 W/m/K a talaj hővezető képessége 150 kW fűtés 2000 óra teljes terhelés, hűtés nélkül
g b c d e f b c d e f g b c d e f g b c d e f g
16 14 12 10 8 6 4 2 0 -2 -4
7,0m-es szondatávolság
Csúcsterhelés minimuma Csúcsterhelés maximuma Alapterhelés minimuma Alapterhelés maximuma
Év es m in-m ax foly adék hım érs ék let [°C ]
Év es m in-m ax foly adék hım érs ék let [°C ]
4,0m-es szondatávolság
g b c d e f b c d e f g b c d e f g b c d e f g
16 14 12 10 8 6 4 2 0
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20 22 24 Év
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20 22 24 Év
Csúcsterhelés minimuma Csúcsterhelés maximuma Alapterhelés minimuma Alapterhelés maximuma
Szondák távolsága 27
Példa: 2,5 W/m/K a talaj hővezető képessége 150 kW fűtés 2000 óra teljes terhelés, hűtés nélkül
4,0m-es szondatávolság
7,0m-es szondatávolság
csak fűtési célból a nagyobb szondatávolság kedvezőbb
Fúrólyuk átmérő 28
Példa: 150 KW fűtés 2000 óra teljes terhelés, 150kW hűtés 800 óra teljes terhelés 2,5 W/m/K a talaj hővezető képessége
Kis fúrólyuk
152 mm átmérő
F o ly a d é k h ı m é rs é k le t [°C ]
30
g b c d e f b c d e f g b c d e f g
25 20 15 10 5
30
Folyadék hımérséklet Maximális hőtési terhelés Maximális főtési terhelés
g b c d e f b c d e f g b c d e f g
25 20 15 10 5 0
0 JAN. FEB.
180 mm átmérő
F oly a dé k h ım é rs ék le t [°C ]
Nagy fúrólyuk
ÁPR.
JÚN. JÚL. Év 25
SZE.
NOV.
JAN. FEB.
ÁPR.
JÚN. JÚL. Év 25
SZE.
NOV.
Folyadék hımérséklet Maximális hőtési terhelés Maximális főtési terhelés
Fúrólyuk átmérő 29
Példa: 150 KW fűtés 2000 óra teljes terhelés, 150kW hűtés 800 óra teljes terhelés 2,5 W/m/K a talaj hővezető képessége
Kis fúrólyuk
Nagy fúrólyuk
152 mm átmérő teljes szondahossz 2500 m
180 mm átmérő teljes szondahossz 2700 m
a kisebb fúrólyuk átmérő nagyobb hatékonyságú
Tömedékelő anyag 30
Példa: 150 KW fűtés 2000 óra teljes terhelés, 150kW hűtés 800 óra teljes terhelés 2,5 W/m/K a talaj hővezető képessége
Termikusan javított
Hagyományos bentonit
F o ly a d é k h ı m é r s é k le t [°C ]
25 20 15 10 5 0 JAN. FEB.
ÁPR.
JÚN. JÚL. Év 25
SZE.
NOV.
g b c d e f b c d e f g b c d e f g
Folyadék hımérséklet Maximális hőtési terhelés Maximális főtési terhelés
25 F oly ad ék hım érs ék let [°C ]
g b c d e f b c d e f g b c d e f g
30
20 15 10 5 0 JAN. FEB.
ÁPR.
JÚN. JÚL. Év 25
SZE.
NOV.
Folyadék hımérséklet Maximális hőtési terhelés Maximális főtési terhelés
Tömedékelő anyag 31
Példa: 150 KW fűtés 2000 óra teljes terhelés, 150kW hűtés 800 óra teljes terhelés 2,5 W/m/K a talaj hővezető képessége
Hagyományos bentonitos
teljes szondahossz 3100 m
Termikusan javított
teljes szondahossz 2500 m
a termikus tömedékelés 15-20%-al hatékonyabb
Szonda újdonságok 32
Mouvitech turbocollector Jansen hullámosított csőrendszer Geokoax
FRANK tó és folyóvíz hőhasznosító 33
Primer hőforrás alkalmazásra Nagy felületű kompakt hőcserélő PE100 anyagból Optimalizált hidraulikai viszonyok Nincsenek fém és mozgó alkatrészek
Elektrófúziós csőkötések
Magas mechanikai ellenállás
algásodásmentes
FRANK tó és folyóvíz hőhasznosító 34
Hűtésre és fűtésre is alkalmas Max fűtési teljesítmény téli csúcs esetén: 12 kW/ egység
Minimális vízmélység: 3m
Könnyű telepíthetőség
Biztonságos csőkötések
Könnyen bővíthető több egységgel
FRANK PKS szennyvíz hő hasznosító rendszer 35
PKS Thermpipe: Szennyvízvezeték Szennyvízhő hasznosítás Talajhő hasznosítás Hőszívatyúra csatlakoztatható Gyors regeneráció Magas primerhőmérséklet
FRANK PKS szennyvíz hő hasznosító rendszer felépítése 36
Hagyományos elektrófúziós csatlakozású csatorna rendszer 3ill. 6 m-es csatornacsövek Áthidalókkal csatlakoztatható Osztó-gyűjtő aknákba futnak össze a körök Vizes hőszivattyúra csatlakozik az aknából
FRANK PKS szennyvíz hő hasznosító rendszer működése 37
Egyidejűleg hasznosítja a szennyvíz és a talaj hőt A szennyvíz folyamatos regenerációt biztosít a talaj számára hőszivattyú üzemidőn kívül Felhasználás: Ipari létesítmények, sport csarnokok, középületek, termálfürdők
FRANK PKS szennyvíz hő hasznosító rendszer teljesítménye 38
Kedvező bekerülési költség Magas fajlagosan kivehető teljesítmény + 70 C –ig terhelehtő
GEORT Monitoring 39
saját fejlesztésű BUS technológiájú interneten elérhető kommunikációs mag rugalmasan bővíthető szabályozásra is alkalmas mindig a megrendelő igényeire szabva aktuális és hosszútávon rögzített adatok kijelzése (SPF)
DUF monitoring 40
Talajszonda monitoringozás 41
talajhőmérsékletmérés (kevés jelenlegi adat) aktív szonda hőmérsékletmérés, mélység és távolság függvényében
Talajhőmérők telepítése 42
Terepi kialakítás
főldhőszonda mező: 2 db, 150 m mélységű hőmérsékletmérő vezeték (egy aktív szonda közvetlen közelében, míg a másik kb. 20 m-re a semleges területen kap helyet. A felbontás az el 20 m-en méterenkénti, 21 m-től 150 m-ig 10 m-ként. Az aktív szondától távolodva a semleges zóna felé1, 3, 5 m távolságra kerül elhelyezésre 3 db 20 m mélységű hőmérsékletmérő vezeték. Felbontás 1 m/szenzor talajkollektor mező: 2 db hőmérsékletmérő, 5 m mélységig, 0,5 m-es felbontással (20 kW) napkollektor: 4 db napelem: 10 kW levegős hőszivattyúk: 5 x 30 kW szélerőmű: 2 kW
Talajszonda hőmérés 43
talajszonda hőmérséklet alakulása az idő és mélység függvényében 5-20 m mélység, amely ellentétes fázisban van a külső hőmérséklettel itt költség és energiahatékony rendszerek alakíthatóak ki
Digitális hőmérő 44
új digitális talaj hőmérő vízhatlan rendkívül pontos busz vezetékre felfűzhető 1 vezetéken akár több 100 db
Talajkollektor hőmérsékletek 45
Monitoring referenciák 46
Telenor
Ház, Törökbálint Coca-Cola, Zalaszentgrót Dunaújvárosi Főiskola Stiebel-Eltron székház Okosház Budapest
47
Köszönöm a figyelmet!
[email protected] www.greenwatt.hu