Układy w instalacjach geotermalnych

Z punktu widzenia energetyki cieplnej nadrzędnym celem instalacji geotermalnej jest produkcja ciepła użytkowego o parametrach wymaganych przez odbiorców wraz z zapewnieniem dostatecznego komfortu cieplnego niezależnie od zmiennych warunków atmosferycznych i klimatycznych, przy maksymalnej efektywności termodynamicznej i ekonomicznej.

Wyróżnia się trzy podstawowe układy odbioru energii z wód geotermalnych: układ monowalentny, układ biwalentny oraz układ kombinowany.

  • Układ monowalentny jest samowystarczalnym układem produkowania energii cieplnej przez instalację geotermalną. Rozwiązanie to stosowane jest w warunkach wysokich temperatur charakteryzujących złoże geotermalne, przy czym zainstalowana moc dostosowana jest do maksymalnego zapotrzebowania na ciepło przez odbiorców lokalnych. System monowalentny jest także wykorzystywany przy zastosowaniu układu kaskadowego, jednakże sposób ten jest ściśle uzależniony od potrzeb odbiorców, a co za tym idzie, ma ograniczone możliwości wdrażania.
  • Układ biwalentny jest rozwiązaniem, w którym produkcja ciepła przez instalację geotermalną jest wspomagana przez urządzenia konwencjonalne podczas szczytowego zapotrzebowania przez odbiorców lokalnych na moc cieplną. Konieczność instalowania dodatkowego źródła ciepła podnosi koszty inwestycji, jednak samo złoże geotermalne oraz jego moc dyspozycyjna wykorzystywane są bardziej efektywnie niż ma to miejsce w przypadku układów monowalentnych.
  • Układ kombinowany wykorzystuje do produkcji ciepła równocześnie instalację geotermalną oraz urządzenia konwencjonalne zainstalowane w tradycyjnej kotłowni. Wynika to ze znacznie mniejszej mocy cieplnej złoża geotermalnego w stosunku do potrzeb odbiorców, przy czym moc dyspozycyjna złoża wykorzystywana jest w największym stopniu w stosunku do układów monowalentnych oraz biwalentnych.

Podstawowymi elementami systemów ciepłowniczych, dla których czynnikiem łączącym w technologiczną całość jest nośnik ciepła, są centralne źródło ciepła zasilające w energię cieplną system ciepłowniczy oraz sieć ciepłownicza, która spełnia funkcję transportującą ciepło ze źródła do węzłów cieplnych pośredniczących z kolei w przekazywaniu energii cieplnej z wody sieciowej do instalacji wewnętrznych odbiorców. Dodatkowymi elementami instalacji geotermalnych w porównaniu z tradycyjnymi ciepłowniami są wymienniki ciepła, pompy ciepła i ewentualnie kotły konwencjonalne (układ biwalentny i kombinowany).

Wymienniki ciepła – zachodzi w nich wymiana ciepła pomiędzy wodą geotermalną a grzewczą wodą sieciową.

Konieczność zastosowania wymiennika ciepła pomiędzy obiegiem wody geotermalnej a sieciowej wynika z korozyjnego oddziaływania wód geotermalnych na poszczególne elementy instalacji, co ma związek z mineralizacją, a uniemożliwia bezpośrednie jej zastosowanie do celów grzewczych. Wymienniki ciepła stosowane w instalacjach geotermalnych wykonywane są najczęściej z tytanu oraz jego mieszanin, co znacznie zmniejsza agresywny charakter oddziaływania wód geotermalnych na materiały, z których jest wykonany.

Rozwiązania prowadzenia rurociągów przesyłowych pomiędzy otworem produkcyjnym a wymiennikami ciepła są spójne z ideą ich budowy dla konwencjonalnych instalacji ciepłowniczych. Istotnym elementem rurociągów są pompy rotacyjne, które pozwalają na ponowne zatłoczenie zużytej wody do złoża, wymuszając wcześniej jej przepływ pomiędzy głowicami otworów produkcyjnego i chłonnego. W związku z zanieczyszczeniami (drobne cząstki skalne, zanieczyszczenia z rurociągu przesyłowego) wody geotermalnej, przed wymiennikami ciepła jest ona filtrowana w celu ochrony instalacji. Proces filtrowania jest powtarzany za pompami zatłaczającymi, aby zapobiec zjawisku kolmatacji (zamulanie) warstwy wodonośnej.

Źródło:
– instsani.pl

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.