Tervezési segédlet A szondamező meghatározásának alapelvei A talaj hővezető képességének meghatározása geotermikus szondateszttel valamint a lehetséges szondakiosztások alternatívái
1. Bevezetés A hőszivattyús rendszerekhez kapcsolódó földhőszonda mező méretezését elsősorban a talaj (földtani közeg) hővezető képességének pontos ismerete határozza meg. Ez a paraméter hely specifikus és nem lehet tapasztalati értékek alapján meghatározni. Azon a területen, ahol földhőszondát szeretnénk elhelyezni, általában semmilyen mérési érték nem áll a rendelkezésünkre, a hővezető képesség rendszerint a földtani tapasztalati értékek segítségével becsülhető meg. ( 1.ábra) Talajtípusok (földtani közeg) Általános norma értékek: Szegényes földalatti feltételek ( λ<1,5 W/mK) Szabályos kőzet és telített talajokon ( λ=1,5-3,0 W/mK) Kőzetek λ > 3,0 W/mK Max kitermelhető energia 20 W/m 50 W/m 70 W/m Egyedi kőzetek: Sóder, száraz homok <20 W/m Sóder, telített homok 55 65 W/m Agyag, iszap, vályog 30 40 W/m Mészkő (masszív) 45 60 W/m Homokkő 55 65 W/m Gránit 55 70 W/m Vulkanikus bazalt 35 55 W/m Gneisz 60 70 W/m 1.ábra A biztonsági tartalékok miatt, ez az eljárás gyakran a földhőszondák túlméretezéséhez vezet. Egy hibás paraméterbecslés túlméretezést eredményezhet, mely szerencsés esetben csak a beruházás megtérülését növeli meg. Az alulméretezés viszont rossz hatékonyságához vagy szélsőséges esetben a teljes működésképtelenséghez, illetve egyéb káros következményekhez vezethet. Ezért minden esetben, de különösen a 20 kw feletti rendszereknél a VDI szabvány szerinti 2
mérés alapján történő tervezés ajánlott. 2. A mérőberendezés A mérőberendezésünk a következőképpen működik: A GeoRT egy új módszerrel méri a talaj hővezető képességét. Ennél a módszernél a tesztelő berendezést hidraulikusan összekötik egy földhőszondával. A zárt rendszerben víz kering, amelyet egy meghatározott hőteljesítménnyel fűtenek. Ez a hő egy földhőszondán keresztül a földbe áramlik. A rajzon is feltüntetett be- és kilépő hőmérsékleteket a készülék folyamatosan méri.(2.ábra) A hőmérsékletgörbék alapján a talaj (földtani közeg) hővezető képességét Kelvin vonalforrás (vonalmenti hővezetés) elmélete segítségével konduktív és konvektív hővezetést a szonda teljes hosszán meg lehet határozni és végül átlagolni. 2.ábra A mért adatok kiértékeléséhez a Kelvini vonalforrás-elméletet használjuk: λ = hővezető képesség [W / m * K] α = hődiffúziós [m²/ s] β = integrációs állandó H = cső hossza [m] 3
t = a vizsgálat kezdete [s] q = hőmérséklet megindításáról ráta [W] ΔT = hőmérséklet különbség [K] rb = sugár [m] CV = vol. fajhő [J/ K * m³] A szoftver segíti a felhasználót az egyszerű kiértékelésben. Különlegessége a lépcsőzetes kiértékelés (Step-wise Evaluation), lehetővé téve a számítási eredmények kvalitatív (minőségi) hibabecslését és annak megítélését, hogy megfelelő volt-e a tesztelés.(3.ábra) 3.ábra A hővezető képesség értékét minden egyes mérésnél egyforma kezdeti időponttól számoljuk. Rendszerint az első 12 24 24 órában a görbe erős ingadozást mutat. A görbe folyamatos növekedése talajvízáramlást jelent (4.ábra) 4.ábra Ilyen esetben a paraméter becsléses módszer vezet megbízható eredményre a GEORT CAL szoftver fejlesztésének köszönhetően. (5.ábra) 4
(5.ábra) Egyéb zavaró hatások (időjárás, erős feszültségingadozások, stb.) szabálytalan görbét mutatnak. Ez esetben a tesztelés folytatása javasolt. Más hagyományos módszerrel mért eredmények 2,0 és 2,9 W/ (m x K) között vannak.(6.ábra) Csak a lépcsőzetes kiértékelés módszer mutatja meg, hogy a teszt vége körül az eredmény 2,4 W/(m x K) értéken stabilizálódik. (7.ábra) 5
6.ábra 3. Tervezés alapadatai 7.ábra A szondamező nagyságát a következő jellemzők határozzák meg: 3.1 Az épület energetikai jellemzői (épületgépész tervező határozza meg): Fűtési terhelés Teljes fűtési terhelése /óra Hőszivattyú fűtési COP / SPF Hűtési terhelés 6
Teljes hűtési terhelése /óra Hőszivattyú hűtési COP /SPF (fűtés és hűtés csúcsterhelés) 3.2 A talaj hővezető képessége (λ) Az építési területre jellemző érték. (Mérőberendezéssel határozzuk meg a korábban említett módszerrel) 3.3 A talaj nyugalmi hőmérséklete a szonda teljes hosszában. (Mérőberendezéssel határozzuk meg) 3.4 A termikus fúrólyuk ellenállás (Mérőberendezéssel határozzuk meg) Mely a termikus kapcsolatot jelenti a furat falától, a szondában lévő folyadékig. A következő paraméterek függvénye: - furat átmérő - szonda méret és konfiguráció - szonda anyaga - a tömedékelő anyag - lamináris/turbulens áramlás Ez az érték a szondatelepítésre vonatkozólag egy minőségi jellemző a talajfúró cégről. 4. Tapasztalatok 7
Példaszámítások kimutatták (bal oldali ábra), hogy kisebb berendezések alulméretezésénél (30 50 kw) már csekély W/(m x K) tizedes különbség is jelentős többletfogyasztási költséget eredményez. A kisebb berendezések túlméretezésénél (30 50 kw) a mért és a becsült értékek közötti csekély különbség is hatalmas többletbefektetéssel jár, akár a 20.000 EUR-t is elérheti (jobb oldali ábra). Az esetek többségében más hővezető képességet mérnek a GeoRT-tel, mint azt a földtani adatok alapján becsülni lehetne. A következő ábrán 86 teszteredmény van feltüntetve, melyeknél a földtani adatok pontos felvétele és a becsült hővezetőképesség összevetése volt lehetséges a mért értékkel a fúrómunkálatok során. A becslés alapja a VDI 4640, BL. 1-ben megadott tipikus számítási eredmény és az EED szoftver számítási értékei. A különböző földtani fúrásoknál mindig a legtöbbször mért értéket veszik számításba. A teszteredményeket a nyilvánvaló talajvízáramlás nem befolyásolta. 8. ábra 8
A fenti (8.ábra) azt mutatja meg, hogy egyes projektek esetén mekkora eltérések tapasztalhatóak a mért és a becsült λ értékek között kiegészítve azok gyakoriságával. A megvizsgált 86 projekt csupán 8%-ban voltak az értékek azonosak. Az esetek 27 %-ban a becsült érték 0,1 W/(m x K) vagy még ennél is nagyobb mértékben volt kevesebb mint a mért érték. 65 %-ban pedig 0,1 W/(m x K) vagy még ennél is nagyobb mértékben több volt a becsült érték a mért értéknél. A becsléshez a tényleges földtani adatok szolgáltak. Az eredmények azt mutatják, hogy a rendszerek 1/4-e alulméretezett és a 2/3-a pedig túlméretezett. 45%-ban az eltérés nagyobb 0,5 W/(m x K) a mért és a becsült érték között. A 30-50 kw rendszereknél a túlméretezés több tízezer eurós többletköltséghez vezethetnek. Az alulméretezésnél pedig 800-1000 eurós éves többlet áramfogyasztással ill. extrém esetben működésképtelenséggel lehet számolni. A VDI 4640,BI. 1 alapján tapasztalt λ érték alakulása valós értékhez képest becsült érték > valós érték becsült érték = valós érték A berendezés alulméretezett A berendezés jól méretezett A folyadékhőmérséklet hirtelen lesüllyed Alacsony COP érték Magas üzemeltetési költség Extrém esetben: működésképtelenség becsült érték < valós érték A berendezés túlméretezett A berendezés működőképes A szondaterület nagyobb a szükségesnél A bekerülési költség nagyobb a szükségesnél 9
5. Szondamező tervezése Nagy földhőszondás rendszerek esetében (>30 kw felett) fontos a helyszínen elvégzett szondateszt és a kalkuláció elvégzése a földhőszonda mezőre. A földtani adatokon kívül az ellátandó épület(ek) fűtési hőszükséglete, hűtési hőterhelése és a fűtési és hűtési igények pontos havi értéke is nagy fontossággal bír. Az szoftver segítségével gyorsan végezhető kalkuláció földhőszondás rendszerekre a földtani és az épületgépészeti adatok felhasználásával. Az EED segítségével meghatározható a szükséges földhőszonda hossz, távolság, mélység és elrendezés, valamint a földhőszondában keringetett hőhordozó közeg hőmérsékletének lefutása az előre beállított idő függvényében. A szimulációt 25 évre végezzük el úgy, hogy ebben az időintervallumban a hőközvetítő közeg hőmérséklete a megadott peremfeltételeken belül maradjon. A hőmérséklet határok fűtési es hűtési üzemben a VDI 4640 alapján lettek felvéve: Hőközvetítő közeg havi átlaghőmérséklete télen a föld hőszondában: nem süllyedhet 0 C alá a hőátadó közeg minimális hőmérséklete (csúcsterhelés): -5 C Passzív hűtési üzemben a hőmérséklet szonda oldalról: 18 C 5.1. Szondamező csökkentési alternatívák: Az alábbi lehetőségeink vannak a szondamező csökkentésére: Valamennyi esetben két egymással megegyező teljesítménynagyságot szerepeltettünk. 5.1.1 Furatátmérő csökkenése kedvező befolyású 152mm átmérő teljes szondahossz 165m 180mm átmérő teljes szondahossz 178m 5.1.2 Termikus tömedékelőanyaggal akár 15 % szondahosszcsökkenés érhető el. Bentonit cement tömedékelés teljes szondahossz 165m Termikusan javított tömedékelés teljes szondahossz 128m 5.1.3 Szonda típus a dupla U 32mm 10-15 %-kal hatékonyabb. Dupla U-szonda 32mm-es teljes szondahossz 165m 10
Szimpla U-szonda 40mm-es teljes szondahossz 195m 5.1.4 Mély furat kedvezőbb csak fűtésre méretezett rendszernél. Egy szonda (mély) 1 x 165m teljes szondahossz 165m Két szonda (sekély) 2 x 82,5m teljes szondahossz 184m 6. Esettanulmány 6.1 Alapadatok Földhőszonda hossza: 91 m Földhőszonda típusa: szimpla u hurok Ø 40mm Fúrólyuk átmérő: 160mm Mérés időtartama: 44 óra 6.2 Mért adatok A következő 2 diagram mutatja az előremenő és visszatérő hőmérsékletet valamint a fűtési teljesítményt az idő függvényében. Átlagos fűtési teljesítmény a földhőszondában: 5251W Összfűtési teljesítmény 44 óra alatt: 231 kw 11
-előremenő hőmérséklet, - visszatérő hőmérséklet Fűtési teljesítmény 6.3 A teszt eredménye A geotermikus szondateszt eredményei a GeRT-CAL szoftverrel kerültek kiértékelésre. A szoftver a 3.3. fejezetben bemutatott módszerrel dolgozik. A fenti ábrán látható, hogy áramingadozás miatt a fűtési teljesítmény egyenletes volt. Az elvégzett geotermikus szondateszt eredménye a Felsőzsolcai Egészségház alatt található területre vonatkozóan: λ eff = 1,66 W/mK A termikus fúrólyuk ellenállás értéke: 12
R b = 0,177 K(W/m) 6.4 Lépcsőzetes kiértékelés A lépcsőzetes kiértékeléssel kapott eredmény látható az alábbi diagramon. A mérési görbe azt mutatja, hogy a hővezetőképesség (λ) értéke 1,66 W/mK érték körül állandósult. A mérési időtartam megfelelő volt. Lambda időbeni lefutása 6.5 Hőmérséklet profil A szondateszt kezdete előtt 1 órával, a teszt befejezése után 1 és 2 órával került rögzítésre a hőmérséklet profil a földhőszondában 2m-enként. 13
teszt előtt teszt után 1 órával teszt után 2 órával Hőmérséklet [ C] 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 0 10 20 30 40 Méység [m] 50 60 70 80 90 100 14
6.6 Épület adatai A területen tervezett épület fűtési-hűtési igényének ellátására földhőszondás hőszivattyús rendszert kívánnak telepíteni. A fűtési és hűtési igény az alábbi: - fűtési igény: 69,4 kw - hűtési igény: 35 kw A fűtési és hűtési igények éves/havi lefutását nem kaptuk meg, így az általunk feltételezett értékeket használtuk a kalkuláció során. A téli fűtési szezonra 2200 órát vettünk (152,680 MWh), a nyári hűtésre 800 órával számoltunk (28,000 MWh). A beépíteni kívánt hőszivattyú COP értékei: - fűtésben: SPF: 4,1 - hűtésben: passzív A fűtési és hűtési éves munka legalább havi felbontása szükséges a kalkuláció elvégzéséhez. Alapterhelés: Fűtés Hűtés Éves 152,680 MWh 28,000 MWh Január 0,155 0,0 Február 0,148 0,0 Március 0,125 0,0 Április 0,099 0,05 Május 0,064 0,10 15
Június 0,0 0,15 Július 0,0 0,25 Augusztus 0,0 0,25 Szeptember 0,061 0,15 Október 0,087 0,05 November 0,117 0,0 December 0,144 0,0 A bevitt adatokat a kivitelezés előtt felül kell vizsgálni. A kalkulációt a földhőszonda mezőre fűtési periódussal kezdtük. 6.7 Konvergencia kritériumok A hőközvetítő közeg alakulását a megadott peremfeltételek alapján számolta az EED program. A szimulációt 25 évre végeztük el úgy, hogy ebben az időintervallumban a hőközvetítő közeg hőmérséklete a megadott peremfeltételeken belül maradjon. A hőmérséklet határok fűtési és hűtési üzemben a VDI 4640 alapján lettek felvéve: Hőközvetítő közeg havi átlaghőmérséklete télen a földhőszondában: nincs 0 C alatt Minimális bejövő hőmérséklet szonda oldalról: -5 C Hűtési üzemben a hőmérséklet szonda oldalról: 18 C 6.8. Kalkuláció földhőszonda hosszra A fejezetben azt vizsgáljuk meg, hogy a földhőszondában lévő hőközvetítő közeg 16
hőmérsékletének alakulása megfelel e az előre felvett peremfeltételeknek (4.2.1. pont). 6.9 Kalkuláció A kalkulációt az alábbi két esetre végeztük el: - fűtés + passzív hűtés - 18db szonda (3X6 sorban) - fűtés + passzív hűtés - 16db szonda (3X7 téglalap alakban) A eset: 18db szonda 3X6 sorban A következő adatok szolgáltak a számítás alapjául: Földhőszonda hossz: 98m Földhőszondák száma: 18db Szonda típusa: szimpla-u-szonda (2*40mm*3,7mm) Fúrólyuk átmérő: 160mm Szondák távolsága: 7,0m Hővezetőképesség: 1,66 W/mK Zavartalan talajhőmérséklet: 13 C Fűtési igény: 69,4 kw 17
Éves fűtési munka: 152,680 MWh/év Hűtési igény: 35 kw Éves hűtési munka: 28,000 MWh/év Az alább két kép a 25. év végén és a 25 év alatt bekövetkező hőmérséklet lefutást mutatja be. Folyadék hőmérséklet [ C] 14 12 10 8 6 4 2 0-2 gfedcb gfedcb gfedcb Folyadék hőmérséklet Maximális hűtési terhelés Maximális fűtési terhelés JAN. FEB. MÁR. ÁPR. MÁJ. JÚN. JÚL. AUG. SZE. OKT. NOV. DEC. Év 25 Hőközvetítő közeg hőmérséklete a 25. évben Éves min-max folyadék hőmérséklet [ C] 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0-2 -4 2 4 6 8 10 12 14 Év 16 18 20 22 24 gfedcb gfedcb gfedcb gfedcb Csúcsterhelés minimuma Csúcsterhelés maximuma Alapterhelés minimuma Alapterhelés maximuma Hőközvetítő közeg hőmérsékletének alakulása 25 év működés alatt 18
B eset: 16db szonda 3X7 téglalap alakban A következő adatok szolgáltak a számítás alapjául: Földhőszonda hossz: 98m Földhőszondák száma: 16db Szonda típusa: szimpla-u-szonda (2*40mm*3,7mm) Fúrólyuk átmérő: 160mm Szondák távolsága: 7,0m Hővezetőképesség: 1,66 W/mK Zavartalan talajhőmérséklet: 13 C Fűtési igény: 69,4 kw Éves fűtési munka: 152,680 MWh/év Hűtési igény: 35 kw Éves hűtési munka: 28,000 MWh/év Az alább két kép a 25. év végén és a 25 év alatt bekövetkező hőmérséklet lefutást mutatja be. 19
Folyadék hőmérséklet [ C] 16 14 12 10 8 6 4 2 0-2 -4 JAN. FEB. MÁR. ÁPR. MÁJ. JÚN. JÚL. AUG. SZE. OKT. NOV. DEC. Év 25 gfedcb gfedcb gfedcb Folyadék hőmérséklet Maximális hűtési terhelés Maximális fűtési terhelés Hőközvetítő közeg hőmérséklete a 25. évben Éves min-max folyadék hőmérséklet [ C] 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0-2 -4 gfedcb gfedcb gfedcb gfedcb Csúcsterhelés minimuma Csúcsterhelés maximuma Alapterhelés minimuma Alapterhelés maximuma 2 4 6 8 10 12 14 Év 16 18 20 22 24 Hőközvetítő közeg hőmérsékletének alakulása 25 év működés alatt 6.10 ÖSSZEFOGLALÁS Két esetre végeztünk számítást: - fűtés + passzív hűtés 18 db szonda 3X6 sorban elrendezésbe. - fűtés + passzív hűtés 16 db szonda 3X7 téglalap 20
elrendezésbe. A kapott eredményeket az alábbi táblázat foglalja össze: Hőközvetítő közeg hőmérséklete 25 év után ( C) Fűtés Hűtés (passzív) A eset 18db szonda 3X6 sorban -3.58 C 15.47 C B eset 16db szonda 3X7 téglalap -4.17 C 17.26 C Fűtési és hűtési üzemben a hőmérsékletek a VDI 4640 alapján felvett peremfeltételken belül maradtak. A két lehetséges megoldás közül az A eset kedvezőbb működést eredményez. Részletes műszaki adatokat számítási eredmények fejezetben találhatóak. A fenti állásfoglalás csak összefüggésében érvényes. 21
7.FENYKÉP A mérőberendezés helyszíni munka közben 22
7. Számítási eredmények: 7.1 A eset 18 db szonda 3x6 elrendezésben Gyors adatösszefoglalás Költségek - Furatok száma 18 Furat mélység 98.00 m Teljes talajszondahosszúság 1764.00 m ALAP TERVEZÉSI ADATOK ================ Talaj hıvezetı-képesség 1.660 W/(m K) Talaj hıkapacitás 2.160 MJ/(m³ K) Talajfelszín hımérséklete 13.00 C Geotermikus hıflux 0.1000 W/m² FURAT ÉS TALAJSZONDA Konfiguráció: Furat mélység Furat távolság Furat beállítás Furatátmérı U-csı átmérı U-csı vastagság U-csı hıvezetıképesség U-csı szártávolsága Töltés hıvezetıképessége Csı/töltés kontaktellenállás 285 ("18 : 3 x 6, rectangle") 98.00 m 7.00 m Szimpla-U 160.00 mm 40.000 mm 3.700 mm 0.420 W/(m K) 80.000 mm 0.829 W/(m K) 0.0000 (m K)/W HİELLENÁLLÁSOK Furat hıellenállása bekalkulálva Multipólusok száma 10 Felsı és alsó vezetékek közti belsı hıátadás figyelembevételével HİSZÁLLÍTÓ FOLYADÉK (TÖLTÉS) Hıvezetıképesség 0.4530 W/(m K) Specifikus hıkapacitás 3565.000 J/(Kg K) Sőrőség 1068.000 Kg/m³ Viszkozitás 0.007600 Kg/(m s) Fagyáspont -21.0 C Szondánkénti átfolyási mennyiség 0.430 l/s ALAPTERHELÉS Éves HMV terhelés 0.00 MWh 23
Éves hıterhelés Éves hőtési terhelés 152.68 MWh 28.00 MWh Szezonális faktor 3.00 Évi főtési napok száma 4.10 Évi hőtési napok száma 99999.00 Havi energiaprofil [MWh] Hónap Faktor Hıterhelés Faktor Főtési terhelés JAN. 0.155 23.67 0.000 0.00 17.893 FEB. 0.148 22.60 0.000 0.00 17.085 MÁR. 0.125 19.08 0.000 0.00 14.430 ÁPR. 0.099 15.12 0.050 1.40 10.029 MÁJ. 0.064 9.77 0.100 2.80 4.588 JÚN. 0.000 0.00 0.150 4.20-4.200 JÚL. 0.000 0.00 0.250 7.00-7.000 AUG. 0.000 0.00 0.250 7.00-7.000 SZE. 0.061 9.31 0.150 4.20 2.842 OKT. 0.087 13.28 0.050 1.40 8.643 NOV. 0.117 17.86 0.000 0.00 13.507 DEC. 0.144 21.99 0.000 0.00 16.623 ------- ------- ------- ------ ------- Összesen 1.000 152.68 1.000 28.00 87.441 CSÚCSTERHELÉS Havi csúcsterhelés [kw] Hónap Hıcsúcs Tartam Hőtési csúcs Tartam [h] JAN. 69.40 12.0 0.00 0.0 FEB. 69.40 12.0 0.00 0.0 MÁR. 69.40 10.0 0.00 0.0 ÁPR. 69.40 4.0 35.00 2.0 MÁJ. 69.40 2.0 35.00 4.0 JÚN. 0.00 0.0 35.00 10.0 JÚL. 0.00 0.0 35.00 10.0 AUG. 0.00 0.0 35.00 10.0 SZE. 69.40 4.0 35.00 6.0 OKT. 69.40 6.0 35.00 2.0 NOV. 69.40 10.0 0.00 0.0 DEC. 69.40 12.0 0.00 0.0 Szimuláció idıtartama (év) 25 Üzembehelyezés elsı hónapja SZE. Kalkulált értékek ================= Teljes talajszondahosszúság 1764.00 m Hıelleánllás Furat belsı hıellenállás 0.6487 (m K)/W 24
Reynolds szám 2360 Hıelleánllás folyadék/csı 0.0156 (m K)/W Csı anyagának hıellenállása 0.0775 (m K)/W Kontakt ellenállás csı/töltés 0.0000 (m K)/W Furat hıellenállás folyadék/talaj Tényleges szonda hıellenállás 0.1752 (m K)/W 0.1770 (m K)/W SPECIFIKUS HİELVONÁSI RÁTA [W/m] Hónap Alapterhelés Csúcshı JAN. 13.90 29.75-0.00 FEB. 13.27 29.75-0.00 MÁR. 11.21 29.75-0.00 ÁPR. 7.79 29.75-19.84 MÁJ. 3.56 29.75-19.84 JÚN. -3.26 0.00-19.84 JÚL. -5.44 0.00-19.84 AUG. -5.44 0.00-19.84 SZE. 2.21 29.75-19.84 OKT. 6.71 29.75-19.84 NOV. 10.49 29.75-0.00 DEC. 12.91 29.75-0.00 ALAPTERHELÉS: FOLYADÉK KÖZÉPHİMÉRSÉKLETEK (a hónap végén) [ C] Év 1 2 5 10 25 JAN. 15.95 7.98 5.43 3.52 1.22 FEB. 15.95 7.92 5.45 3.57 1.28 MÁR. 15.95 8.64 6.26 4.40 2.12 ÁPR. 15.95 10.14 7.88 6.04 3.78 MÁJ. 15.95 12.18 10.02 8.21 5.96 JÚN. 15.95 15.66 13.58 11.79 9.55 JÚL. 15.95 17.06 15.00 13.23 11.01 AUG. 15.95 17.36 15.30 13.56 11.35 SZE. 14.86 13.82 11.76 10.04 7.85 OKT. 12.54 11.44 9.39 7.69 5.51 NOV. 10.42 9.30 7.28 5.59 3.43 DEC. 8.87 7.73 5.75 4.08 1.92 ALAPTERHELÉS: ÉV 25 Legalacsonyabb folyadék középhımérséklet Legmagasabb folyadék középhımérséket 1.22 C végéig JAN. 11.35 C végéig AUG. MAXIMÁLIS HİTERHELÉS: FOLYADÉK KÖZÉPHİMÉRSÉKLETEK (a hónap végén) [ C] Év 1 2 5 10 25 JAN. 15.95 3.31 0.76-1.15-3.45 FEB. 15.95 3.06 0.60-1.29-3.58 MÁR. 15.95 3.34 0.96-0.91-3.18 ÁPR. 15.95 4.82 2.56 0.72-1.54 25
MÁJ. 15.95 6.71 4.55 2.74 0.49 JÚN. 15.95 15.66 13.58 11.79 9.55 JÚL. 15.95 17.06 15.00 13.23 11.01 AUG. 15.95 17.36 15.30 13.56 11.35 SZE. 8.20 7.15 5.09 3.37 1.18 OKT. 6.52 5.42 3.37 1.67-0.51 NOV. 4.91 3.80 1.77 0.09-2.08 DEC. 3.91 2.77 0.78-0.89-3.04 MAXIMÁLIS HİTERHELÉS: ÉV 25 Legalacsonyabb folyadék középhımérséklet Legmagasabb folyadék középhımérséket -3.58 C végéig FEB. 11.35 C végéig AUG. MAXIMÁLIS HŐTÉSI TERHELÉS: HŐTİFOLYADÉK KÖZÉPHİMÉRSÉKLET (a hónap végén) [ C] Év 1 2 5 10 25 JAN. 15.95 7.98 5.43 3.52 1.22 FEB. 15.95 7.92 5.45 3.57 1.28 MÁR. 15.95 8.64 6.26 4.40 2.12 ÁPR. 15.95 15.91 13.65 11.81 9.55 MÁJ. 15.95 17.84 15.69 13.87 11.62 JÚN. 15.95 20.40 18.32 16.53 14.29 JÚL. 15.95 21.18 19.12 17.35 15.13 AUG. 15.95 21.48 19.42 17.68 15.47 SZE. 20.63 19.58 17.52 15.80 13.61 OKT. 18.09 16.99 14.94 13.24 11.06 NOV. 10.42 9.30 7.28 5.59 3.43 DEC. 8.87 7.73 5.75 4.08 1.92 MAXIMÁLIS HŐTÉSI TERHELÉS: ÉV 25 Legalacsonyabb folyadék középhımérséklet Legmagasabb folyadék középhımérséket 1.22 C végéig JAN. 15.47 C végéig AUG. 26
7.2 B eset 16 db szonda 3x7 elrendezésben Gyors adatösszefoglalás Költségek - Furatok száma 16 Furat mélység 98.00 m Teljes talajszondahosszúság 1568.00 m ALAP TERVEZÉSI ADATOK ================ Talaj hıvezetı-képesség 1.660 W/(m K) Talaj hıkapacitás 2.160 MJ/(m³ K) Talajfelszín hımérséklete 13.00 C Geotermikus hıflux 0.1000 W/m² FURAT ÉS TALAJSZONDA Konfiguráció: Furat mélység Furat távolság Furat beállítás Furatátmérı U-csı átmérı U-csı vastagság U-csı hıvezetıképesség U-csı szártávolsága Töltés hıvezetıképessége Csı/töltés kontaktellenállás 178 ("16 : 3 x 7, open rectangle") 98.00 m 7.00 m Szimpla-U 160.00 mm 40.000 mm 3.700 mm 0.420 W/(m K) 80.000 mm 0.829 W/(m K) 0.0000 (m K)/W HİELLENÁLLÁSOK Furat hıellenállása bekalkulálva Multipólusok száma 10 Felsı és alsó vezetékek közti belsı hıátadás figyelembevételével HİSZÁLLÍTÓ FOLYADÉK (TÖLTÉS) Hıvezetıképesség 0.4530 W/(m K) Specifikus hıkapacitás 3565.000 J/(Kg K) Sőrőség 1068.000 Kg/m³ Viszkozitás 0.007600 Kg/(m s) Fagyáspont -21.0 C Szondánkénti átfolyási mennyiség 0.430 l/s ALAPTERHELÉS Éves HMV terhelés Éves hıterhelés Éves hőtési terhelés 0.00 MWh 152.68 MWh 28.00 MWh 27
Szezonális faktor 3.00 Évi főtési napok száma 4.10 Évi hőtési napok száma 99999.00 Havi energiaprofil [MWh] Hónap Faktor Hıterhelés Faktor Főtési terhelés JAN. 0.155 23.67 0.000 0.00 17.893 FEB. 0.148 22.60 0.000 0.00 17.085 MÁR. 0.125 19.08 0.000 0.00 14.430 ÁPR. 0.099 15.12 0.050 1.40 10.029 MÁJ. 0.064 9.77 0.100 2.80 4.588 JÚN. 0.000 0.00 0.150 4.20-4.200 JÚL. 0.000 0.00 0.250 7.00-7.000 AUG. 0.000 0.00 0.250 7.00-7.000 SZE. 0.061 9.31 0.150 4.20 2.842 OKT. 0.087 13.28 0.050 1.40 8.643 NOV. 0.117 17.86 0.000 0.00 13.507 DEC. 0.144 21.99 0.000 0.00 16.623 ------- ------- ------- ------ ------- Összesen 1.000 152.68 1.000 28.00 87.441 CSÚCSTERHELÉS Havi csúcsterhelés [kw] Hónap Hıcsúcs Tartam Hőtési csúcs Tartam [h] JAN. 69.40 12.0 0.00 0.0 FEB. 69.40 12.0 0.00 0.0 MÁR. 69.40 10.0 0.00 0.0 ÁPR. 69.40 4.0 35.00 2.0 MÁJ. 69.40 2.0 35.00 4.0 JÚN. 0.00 0.0 35.00 10.0 JÚL. 0.00 0.0 35.00 10.0 AUG. 0.00 0.0 35.00 10.0 SZE. 69.40 4.0 35.00 6.0 OKT. 69.40 6.0 35.00 2.0 NOV. 69.40 10.0 0.00 0.0 DEC. 69.40 12.0 0.00 0.0 Szimuláció idıtartama (év) 25 Üzembehelyezés elsı hónapja SZE. Kalkulált értékek ================= Teljes talajszondahosszúság 1568.00 m Hıelleánllás Furat belsı hıellenállás 0.6487 (m K)/W Reynolds szám 2360 Hıelleánllás folyadék/csı 0.0156 (m K)/W 28
Csı anyagának hıellenállása Kontakt ellenállás csı/töltés Furat hıellenállás folyadék/talaj Tényleges szonda hıellenállás 0.0775 (m K)/W 0.0000 (m K)/W 0.1752 (m K)/W 0.1770 (m K)/W SPECIFIKUS HİELVONÁSI RÁTA [W/m] Hónap Alapterhelés Csúcshı JAN. 15.63 33.47-0.00 FEB. 14.93 33.47-0.00 MÁR. 12.61 33.47-0.00 ÁPR. 8.76 33.47-22.32 MÁJ. 4.01 33.47-22.32 JÚN. -3.67 0.00-22.32 JÚL. -6.12 0.00-22.32 AUG. -6.12 0.00-22.32 SZE. 2.48 33.47-22.32 OKT. 7.55 33.47-22.32 NOV. 11.80 33.47-0.00 DEC. 14.52 33.47-0.00 ALAPTERHELÉS: FOLYADÉK KÖZÉPHİMÉRSÉKLETEK (a hónap végén) [ C] Év 1 2 5 10 25 JAN. 15.95 7.16 5.03 3.34 1.19 FEB. 15.95 7.17 5.10 3.43 1.29 MÁR. 15.95 8.06 6.06 4.40 2.28 ÁPR. 15.95 9.82 7.92 6.28 4.18 MÁJ. 15.95 12.17 10.35 8.73 6.64 JÚN. 15.95 16.10 14.35 12.75 10.67 JÚL. 15.95 17.67 15.93 14.35 12.28 AUG. 15.95 17.98 16.23 14.68 12.62 SZE. 14.73 13.95 12.21 10.67 8.62 OKT. 12.13 11.27 9.54 8.02 5.98 NOV. 9.78 8.88 7.17 5.66 3.63 DEC. 8.08 7.15 5.48 3.98 1.96 ALAPTERHELÉS: ÉV 25 Legalacsonyabb folyadék középhımérséklet Legmagasabb folyadék középhımérséket 1.19 C végéig JAN. 12.62 C végéig AUG. MAXIMÁLIS HİTERHELÉS: FOLYADÉK KÖZÉPHİMÉRSÉKLETEK (a hónap végén) [ C] Év 1 2 5 10 25 JAN. 15.95 1.91-0.23-1.92-4.06 FEB. 15.95 1.71-0.36-2.04-4.17 MÁR. 15.95 2.10 0.09-1.56-3.68 ÁPR. 15.95 3.84 1.94 0.30-1.80 MÁJ. 15.95 6.01 4.20 2.58 0.49 JÚN. 15.95 16.10 14.35 12.75 10.67 JÚL. 15.95 17.67 15.93 14.35 12.28 29
AUG. 15.95 17.98 16.23 14.68 12.62 SZE. 7.23 6.46 4.71 3.17 1.13 OKT. 5.35 4.50 2.76 1.24-0.80 NOV. 3.58 2.69 0.97-0.54-2.56 DEC. 2.50 1.57-0.11-1.60-3.62 MAXIMÁLIS HİTERHELÉS: ÉV 25 Legalacsonyabb folyadék középhımérséklet Legmagasabb folyadék középhımérséket -4.17 C végéig FEB. 12.62 C végéig AUG. MAXIMÁLIS HŐTÉSI TERHELÉS: HŐTİFOLYADÉK KÖZÉPHİMÉRSÉKLET (a hónap végén) [ C] Év 1 2 5 10 25 JAN. 15.95 7.16 5.03 3.34 1.19 FEB. 15.95 7.17 5.10 3.43 1.29 MÁR. 15.95 8.06 6.06 4.40 2.28 ÁPR. 15.95 16.31 14.41 12.77 10.67 MÁJ. 15.95 18.54 16.72 15.11 13.01 JÚN. 15.95 21.44 19.68 18.09 16.00 JÚL. 15.95 22.31 20.56 18.99 16.92 AUG. 15.95 22.62 20.87 19.32 17.26 SZE. 21.21 20.44 18.69 17.16 15.11 OKT. 18.37 17.51 15.77 14.25 12.22 NOV. 9.78 8.88 7.17 5.66 3.63 DEC. 8.08 7.15 5.48 3.98 1.96 MAXIMÁLIS HŐTÉSI TERHELÉS: ÉV 25 Legalacsonyabb folyadék középhımérséklet Legmagasabb folyadék középhımérséket 1.19 C végéig JAN. 17.26 C végéig AUG. Budapest, 2009. december 2. GEORT Gothermal Response Test Kft. NÉMETH IVÁN okl. gépészmérnök BŐJTHE ÁDÁM projektvezető 30