Skoči na glavni sadržaj

Stručni rad

Međusobni hidraulički utjecaj eksploatacijskog i upojnog zdenca u sustavu dizalica topline na temperaturu crpljene vode

Stjepan Strelec ; Geotehnički fakultet Varaždin, Sveučilište u Zagrebu
Kristijan Grabar ; SPP d.o.o. Varaždin
Ana Filipović ; SPP d.o.o. Varaždin
Marina Marciuš ; SPP d.o.o. Varaždin


Puni tekst: hrvatski pdf 5.190 Kb

str. 72-80

preuzimanja: 917

citiraj

Preuzmi JATS datoteku


Sažetak

Voda kao izvor obnovljive energije je učinkovit i ekološki prihvatljiv radni medij za grijanje i klimatizaciju industrijskih, komercijalnih, stambenih i drugih objekata opće namjene. Relativno stabilna temperatura podzemnih voda, između +12°/ +15°C tijekom cijele godine, neovisna je o kolebanjima klimatskih parametara na površini pa je stoga pouzdan toplinski izvor. Za sustave dizalica topline se izrađuju minimalno dva zdenca, eksploatacijski (ulaz vode) i upojni (izlaz vode), projektirani za individualne potrebe objekta. U radu je, u cilju ilustracije metodološkog postupka, odabran primjer pri projektiranju zdenaca za potrebe klimatizacijskog sustava, te ukazano na nastali problem pojave temperaturnog proboja. Kontrolnim mjerenjima temperature na odabranoj lokaciji u režimu deset satnog konstantnog rada crpki evidentiran je temperaturni proboj na eksploatacijskom zdencu. U konkretnom primjeru udaljenost zdenaca najviše je utjecala na pojavu povećane temperature crpljene vode.

Ključne riječi

voda; dizalice topline; utjecaj; hidraulička vodljivost; temperaturni proboj

Hrčak ID:

193844

URI

https://hrcak.srce.hr/193844

Datum izdavanja:

18.12.2017.

Posjeta: 1.441 *




Uvod

Voda kao prirodan izvor obnovljive energije jest učinkoviti i ekološki prihvatljiv način za grijanje i klimatizaciju industrijskih, komercijalnih, institucionalnih i stambenih objekata. Hrvatska je zemlja bogata vodnim resursima, stoga, ne iznenađuje činjenica da su sustavi obnovljivih izvora energije sve zastupljeniji na našim prostorima. Dizajniranje sustava dizalice topline voda – voda zahtijeva detaljno poznavanje lokalne hidrogeologije i razumijevanje hidraulike, koja je uključena u eksploataciju i izmjenu vode pri sistemu grijanje/hlađenje. Veoma važna stavka pri dizajniranju dizalice topline je vodonosnik iz kojeg se voda eksploatira. Za instalaciju dizalice topline sistemom voda – voda potrebno je izvesti crpni (eksploatacijski zdenac) i njegov upojni parnjak u kojeg se vraća voda iz dizalice topline. Voda se u vodonosnik vraća s nepromijenjenim kemijsko – biološkim svojstvima. Eksploatirana podzemna voda vraća se pothlađena ili zagrijana (ovisno o grijanju ili hlađenju) za temperaturnu razliku od oko 3°C u odnosu na početnu temperaturu u sustavu vodonosnik - upojni zdenac. Voda – voda je zatvoren sustav i ničim ne ugrožava vodonosnik. Važno je znati da jedan kubik vode može dati oko 4 -5 kW toplinske ili rashladne energije. Pri projektiranju ove vrste bunara uobičajeni su pokazatelji vodonosnika poput poroznosti, hidrauličke vodljivosti, transmitivnosti, uskladištenja te debljine vodonosnika. Kroz istraživanja objavljenih radova na lokalnom području, traže se i podaci iz blizine postojećih bunara ili putem provođenja stvarnih testova na terenu. Crpljenjem podzemne vode iz zdenaca određuju se hidrauličke karakteristike vodonosnika, a temeljem podataka o izdašnosti zdenaca i o sniženjima razine u zdencu određuje se kapacitet zdenca. Probe (testovi) za određivanje karakteristika vodonosnika izvode se na terenu, tako da se prate pijezometarske razine koje nastaju zbog dodavanja odnosno crpljenja vode iz vodonosnog sloja. Voda u vodonosnom sloju na zadane promjene reagira promjenom razine vodnoga lica. Opažanja je moguće izvesti na samom probnom zdencu, odnosno na obližnjim pijezometrima. Pri projektiranju udaljenosti zdenaca parametrima vodonosnika određuje se udaljenost zdenaca kako bi se maksimalno iskoristio sistem dizalica topline. Relativno stabilna temperatura podzemnih voda od +12° do +15°C tijekom godine neovisno o klimatskim parametrima na površini, osigurava stalan i pouzdan izvor topline. Toplinsku energiju pohranjenu u podzemnoj vodi, pri temperaturi 10-15°C, dizalica topline pomoću električne energije za pogon kompresora u rashladnom sustavu, podiže na višu energetsku razinu s temperaturom polaznog voda od 45°C prema potrošaču.

Tablica 1 Dinamička razina podzemne vode u zdencima prilikom "KONSTANT TESTA" Dinamička razina podzemne vode u zdencima prilikom "KONSTANT TESTA"
Oznaka zdencastatička razina RPV 2.7.2012.stalna crpna količinadinamička razina podzemne vode DPV (nakon cca. 11 sati)sniženje (s)
Z-13,40 m23,75 l/s3,83 m0,43 m
Z-23,40 m19,16 l/s3,68 m0,28 m
Ukupna crpna količina42,19 l/s

Tablica 2 Mjerenja dinamičke razine podzemne vode na pijezometru. Rezultat testa crpljenja u koracima (STEP TEST) Mjerenja dinamičke razine podzemne vode na pijezometru. Rezultat testa crpljenja u koracima (STEP TEST)
Korak "i"Crpna količina Q1 (m3/s)Sniženje s1(m)Prirast crp. količine (m3/s)Prirast sniženja (m)Specifično sniženje s/Q (s/m2)
10.000000.00000
20.007500.17000.007500.170022.67
30.011500.26000.004000.090022.61
40.017000.40000.005500.140023.53

Tablica 3 Odnos parametra C i stanje bunara Odnos parametra C i stanje bunara
Koeficijent gubitka na zdencu C (min2/m2)Stanje zdenca
veće od 0,5dobro projektiran i osvojen
0,5 do 1,0blago pogoršano zbog kolmatacije
1.0 do 4.0 Ozbiljno pogoršano zbog kolmatacije, začepljenja
manje od 4.0teško se regenerira na prvobitnu izdašnost

Tablica 4 Hidrogeološki parametri vodonosnika dobiveni probnim crpljenjem Hidrogeološki parametri vodonosnika dobiveni probnim crpljenjem
probahidraulička vodljivost K (m/dan)koeficijent vodoprovodnosti (transmisivnost) - T (m2/dan)koeficijent uskladištenja - S
posebno crpljenje347 m52000,12

naftaiplin-37-72-g1.png naftaiplin-37-72-g2.png naftaiplin-37-72-g3.png naftaiplin-37-72-g4.png naftaiplin-37-72-g5.png naftaiplin-37-72-g6.png

References

1 

Grdjan D. 2002. Teorija filtracije podzemnih voda i primjena (skripta). Geotehnički Fakultet Sveučilišta u Zagrebu

2 

Bačani A., Vlahović T.: Hidrogeologija primjena u graditeljstvu. Split: Sveučilište u Splitu, fakultet građevinsrstva, arhitekture i geodezije, 2012.

3 

Miletič P., Miletić Heinrich M.: Uvod u kvantitativnu hidrogeologiju. Varaždin: RGN-Fakultet sveučilišta u Zagrebu, 1981.

4 

Miletić P., Miletić Heinrich M.: Uvod u kvantitativnu hidrogeologiju. Varaždin: RGN-Fakultet sveučilišta u Zagrebu, 1981.

5 

Pollak Z.: Hidrogeologija za građevinare. Zagreb: Građevinski fakultet Sveučilišta u Zagrebu, 1995.

6 

Streec s., Grabar K., Filipović A.: Izvješće o izvedbi i probnom crpljenju istražno-eksploatacijskog zdenca »SC1« u sustavu dizalica topline za potrebe studentskog restorana i doma u Varaždinu. Varaždin: SPP d.o.o., 2013.

7 

Todd K.: Ground water hydrology. USA: John Wiley and Sons, Inc., 1959.


This display is generated from NISO JATS XML with jats-html.xsl. The XSLT engine is libxslt.