josé acuña, energiteknik kth/menu/general… · 1 kollektorer för framtiden josé acuña,...
TRANSCRIPT
![Page 1: José Acuña, Energiteknik KTH/Menu/general… · 1 Kollektorer för framtiden José Acuña, Energiteknik KTH Seminarium om bergvärme och värmepumpar 2011-09-20](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022071012/5fca9ed6c3802b74d45883a5/html5/thumbnails/1.jpg)
1
Kollektorer för framtiden
José Acuña, Energiteknik KTH
Seminarium om bergvärme och värmepumpar 2011-09-20
![Page 2: José Acuña, Energiteknik KTH/Menu/general… · 1 Kollektorer för framtiden José Acuña, Energiteknik KTH Seminarium om bergvärme och värmepumpar 2011-09-20](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022071012/5fca9ed6c3802b74d45883a5/html5/thumbnails/2.jpg)
2
Temperaturer i marken
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
8 9 10 11
Dep
th [m
]Temperature [°C]
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
6 7 8 9
Dep
th [m
]
Temperature [ C]
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
6,5 7,5 8,5 9,5
Dep
th [m
]
Temperature [ C]
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
6 7 8 9
Depth
[m
]
Temperature [°C]
![Page 3: José Acuña, Energiteknik KTH/Menu/general… · 1 Kollektorer för framtiden José Acuña, Energiteknik KTH Seminarium om bergvärme och värmepumpar 2011-09-20](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022071012/5fca9ed6c3802b74d45883a5/html5/thumbnails/3.jpg)
3
www.svepinfo.se
Hur utnyttjar vi källan idag?
• U-rörets (Trock>> t2)
• ΔT mellan berget och förångningen i VP
måste minimeras
Epump
Ecompressor
Q1
Trock
![Page 4: José Acuña, Energiteknik KTH/Menu/general… · 1 Kollektorer för framtiden José Acuña, Energiteknik KTH Seminarium om bergvärme och värmepumpar 2011-09-20](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022071012/5fca9ed6c3802b74d45883a5/html5/thumbnails/4.jpg)
4
U-rör, VP drift
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
-1 -0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4
De
pth
[m
]
Temperature [⁰C]
Fiberoptics
Groundwater
TC Down
TC Up
6,6 W/mK 4,4 W/mK
0,36 l/s Effekt = 5,7 kW, 12,9 W/m Re = 2780
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
-1 -0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5
De
pth
[m
]
Temperature [⁰C]
Fiberoptics
Groundwater
TC down
TC up
7,5 W/mK 8 W/mK
0,81 l/s Effekt = 11,4 kW, 25,9 W/m Re = 6003
13,1 W/m
20,1 W/m
18,7 W/m
39,2 W/m
6,7 W/m
8 W/m
12 W/m
13,7 W/m
![Page 5: José Acuña, Energiteknik KTH/Menu/general… · 1 Kollektorer för framtiden José Acuña, Energiteknik KTH Seminarium om bergvärme och värmepumpar 2011-09-20](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022071012/5fca9ed6c3802b74d45883a5/html5/thumbnails/5.jpg)
5
Termiska motstånd
www.svepinfo.se
2
'
21 TTT
q
TTR
f
bhwf
b
R rock
T bhw
T 1 T 2
T rock
R b
![Page 6: José Acuña, Energiteknik KTH/Menu/general… · 1 Kollektorer för framtiden José Acuña, Energiteknik KTH Seminarium om bergvärme och värmepumpar 2011-09-20](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022071012/5fca9ed6c3802b74d45883a5/html5/thumbnails/6.jpg)
6
Termisk Responstest (TRT)
www.svepinfo.se
![Page 7: José Acuña, Energiteknik KTH/Menu/general… · 1 Kollektorer för framtiden José Acuña, Energiteknik KTH Seminarium om bergvärme och värmepumpar 2011-09-20](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022071012/5fca9ed6c3802b74d45883a5/html5/thumbnails/7.jpg)
7
Distributed Thermal Response Test (DTRT)
• Rb och λrock
längs borrhålet
![Page 8: José Acuña, Energiteknik KTH/Menu/general… · 1 Kollektorer för framtiden José Acuña, Energiteknik KTH Seminarium om bergvärme och värmepumpar 2011-09-20](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022071012/5fca9ed6c3802b74d45883a5/html5/thumbnails/8.jpg)
8
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
Tem
per
atu
re [°
C]
Time [h]
15m down 55m down 220m down bottom
220m up 130m up 55m up 15m up
Distributed Thermal Response Test (DTRT)
![Page 9: José Acuña, Energiteknik KTH/Menu/general… · 1 Kollektorer för framtiden José Acuña, Energiteknik KTH Seminarium om bergvärme och värmepumpar 2011-09-20](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022071012/5fca9ed6c3802b74d45883a5/html5/thumbnails/9.jpg)
9
Distributed Thermal Response Test (DTRT)
![Page 11: José Acuña, Energiteknik KTH/Menu/general… · 1 Kollektorer för framtiden José Acuña, Energiteknik KTH Seminarium om bergvärme och värmepumpar 2011-09-20](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022071012/5fca9ed6c3802b74d45883a5/html5/thumbnails/11.jpg)
11
Pipes
apart
Pipes together
aside
Pipes together
aside 2 Pipes together
centered
13 mm spacers
centered
13 mm spacers
aside 38 mm spacers
centered 38 mm spacers
aside
°C
°C
U-röret
![Page 12: José Acuña, Energiteknik KTH/Menu/general… · 1 Kollektorer för framtiden José Acuña, Energiteknik KTH Seminarium om bergvärme och värmepumpar 2011-09-20](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022071012/5fca9ed6c3802b74d45883a5/html5/thumbnails/12.jpg)
12
U-röret
![Page 13: José Acuña, Energiteknik KTH/Menu/general… · 1 Kollektorer för framtiden José Acuña, Energiteknik KTH Seminarium om bergvärme och värmepumpar 2011-09-20](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022071012/5fca9ed6c3802b74d45883a5/html5/thumbnails/13.jpg)
13
13
Koaxial borrhålsvärmeväxlare
Boreholewall
Central pipe
140
External chambers
![Page 14: José Acuña, Energiteknik KTH/Menu/general… · 1 Kollektorer för framtiden José Acuña, Energiteknik KTH Seminarium om bergvärme och värmepumpar 2011-09-20](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022071012/5fca9ed6c3802b74d45883a5/html5/thumbnails/14.jpg)
14
www.svepinfo.se
www.pemtec.se
Koaxial BHE med Energikapsel
![Page 15: José Acuña, Energiteknik KTH/Menu/general… · 1 Kollektorer för framtiden José Acuña, Energiteknik KTH Seminarium om bergvärme och värmepumpar 2011-09-20](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022071012/5fca9ed6c3802b74d45883a5/html5/thumbnails/15.jpg)
15
Centrumrörets position
![Page 16: José Acuña, Energiteknik KTH/Menu/general… · 1 Kollektorer för framtiden José Acuña, Energiteknik KTH Seminarium om bergvärme och värmepumpar 2011-09-20](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022071012/5fca9ed6c3802b74d45883a5/html5/thumbnails/16.jpg)
16
10
30
50
70
90
110
130
150
170
190
11 12 13 14 15 16d
jup
[m]
Temperatur [°C]
upp 0,5 ner 0,5 borrhålsvägg 0,5 ner 0,6 upp 0,6 borrhålsvägg 0,6
Koaxial med Energikapsel
• Rb ≈ 0,03 Km/W
![Page 17: José Acuña, Energiteknik KTH/Menu/general… · 1 Kollektorer för framtiden José Acuña, Energiteknik KTH Seminarium om bergvärme och värmepumpar 2011-09-20](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022071012/5fca9ed6c3802b74d45883a5/html5/thumbnails/17.jpg)
17
Multi-pipe BHE (TIL)
![Page 18: José Acuña, Energiteknik KTH/Menu/general… · 1 Kollektorer för framtiden José Acuña, Energiteknik KTH Seminarium om bergvärme och värmepumpar 2011-09-20](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022071012/5fca9ed6c3802b74d45883a5/html5/thumbnails/18.jpg)
18
Numeriska modeller (TIL)
![Page 19: José Acuña, Energiteknik KTH/Menu/general… · 1 Kollektorer för framtiden José Acuña, Energiteknik KTH Seminarium om bergvärme och värmepumpar 2011-09-20](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022071012/5fca9ed6c3802b74d45883a5/html5/thumbnails/19.jpg)
19
• Laminär flöde; Rb ≈ 0,04 Km/W
TIL kollektor
0,15 l/s 0,5 l/s
![Page 20: José Acuña, Energiteknik KTH/Menu/general… · 1 Kollektorer för framtiden José Acuña, Energiteknik KTH Seminarium om bergvärme och värmepumpar 2011-09-20](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022071012/5fca9ed6c3802b74d45883a5/html5/thumbnails/20.jpg)
20
Termosifon
• Pumpeffekten kan elimineras
• Värmepump med R404A
• CO2 som köldbäraren
![Page 21: José Acuña, Energiteknik KTH/Menu/general… · 1 Kollektorer för framtiden José Acuña, Energiteknik KTH Seminarium om bergvärme och värmepumpar 2011-09-20](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022071012/5fca9ed6c3802b74d45883a5/html5/thumbnails/21.jpg)
21
www.svepinfo.se
Slutsats: Kollektorer för framtiden
• Rb för U-röret ligger mellan 0.06-0.09 Km/W.
• Koaxialkollektorer: borrhålsmotstånd ligger runt
0.03 Km/W
ΔT mellan köldbäraren (Tf) och borrhålsväggen (Tbhw) blir
ca 1.5 K (vs. U-rör = 3 - 4.5 K)
• COP kan ökas upp till cirka 10 %
• Med termosifon kan man eliminera pumparbetet
(ca 5-10% högre COP)
Trock
Tf
Tbhw
'q
TTR
bhwf
b50 W/m
![Page 22: José Acuña, Energiteknik KTH/Menu/general… · 1 Kollektorer för framtiden José Acuña, Energiteknik KTH Seminarium om bergvärme och värmepumpar 2011-09-20](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022071012/5fca9ed6c3802b74d45883a5/html5/thumbnails/22.jpg)
22
Forskning på KTH
Aska Rör
Brage Broberg
Cooly
ETM Kylteknik
Manil Bygg och Förvaltning
NOWAB
Nordahl Fastigheter
PMAB
Thorén VP
Tommy Nilsson
LOWTE
Mateve OY
Merinova Oy
Muovitech
Alfalaval
AVANTI
COMSOL
Ekofektiv
GEOTEC
Grundfos
Hydroresearch
IVT
LAFOR EnergiEntreprenader
NIBE
OSU
PEMTEC AB
SEEC AB
Stures Brunnsborrning
THERMIA
UPONOR
Viessmann
WILO
• Industriparter
![Page 23: José Acuña, Energiteknik KTH/Menu/general… · 1 Kollektorer för framtiden José Acuña, Energiteknik KTH Seminarium om bergvärme och värmepumpar 2011-09-20](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022071012/5fca9ed6c3802b74d45883a5/html5/thumbnails/23.jpg)
23
Tack!
Inst. För energiteknik - Avd. För tillämpad termodynamik och kylteknik
KTH Brinellvägen 68,
Tel: 08-790 89 41
Mob: 076 232 00 08 Email: [email protected]
Vår hemsida:
www.energy.kth.se/energibrunnar