Page 60 - Inżynieria & Utrzyamnie Ruchu I kw. 2023

Środowisko
TECHNOLOGIA WIRTUALNA
3 szybkie FAKTY
Termin „elektryfikacja ogrzewania budynków” (bulding electrification) opisuje przejście na wykorzystanie energii elektrycznej do celów ogrzewania i gotowania zamiast wykorzystywania jak do tej pory paliw kopalnych. Celem tej zmiany jest doprowadzenie do sytuacji, w której w budynkach będzie wykorzystywana jedynie energia elektryczna, wytwarzana ze słońca, wiatru oraz innych źródeł niepowodujących emisji dwutlenku węgla.
Elektryfikacja ogrzewania budynków stworzy czystsze powietrze, zdrowsze domy, lepsze stanowiska pracy oraz lepszą pozycję pracowników. Ponadto rozszerza ona dostęp do tańszej, czystej energii oraz zwiększa efektywność energetyczną. Dzięki temu rachunki płacone za energię elektryczną oraz zanieczyszczenie środowiska będą niższe.
58 I kwartał 2023
proste odcinki rury PVC (rury konwek- cyjnej) o średnicy 3’’ (76,2 mm) wraz z otaczającymi je 6 rurami z HDPE o średnicy 1⁄2’’ (12,7 mm). W różnych miejscach rur znajdowały się uszczelki. Rury z HDPE na początku były zwinięte w zwoje o średnicy około 3’’ (76,2 mm). Przygotowano uchwyty zwojów z rol- kami i prostownikami rur wykonanymi z rolek, aby podtrzymywać zwoje rur HDPE i pomóc w opuszczeniu rury do odwiertu. Zwijanie lub rozwijanie zwoju powodowało przemieszczanie się rury przez prostowniki rurowe w dół do od- wiertu.
Pompa zanurzeniowa wraz z elek- trycznymi przewodami zasilającymi oraz uszczelką rurową została opusz- czona do środka rury konwekcyjnej mniej więcej na wysokość jej środka. Zadaniem specjalnie przygotowanej „uszczelki rurowej” było wypełnienie przestrzeni pomiędzy rurami wylotowy- mi pompy a rurą konwekcyjną. Uszczel-
Konstrukcja prototypu pompy
CEGH
Wykonano odwiert o średnicy 6-1/2’’ (165,1 mm) w grun- cie. Do studni wprowadzono na głębokość 400 stóp (122 m)
ka ta hydraulicznie oddziela górną połowę (wylotową) rury konwekcyjnej od jej połowy dolnej (ssania). Uszczelka rurowa była umieszczona w przybliżeniu na takim samym poziomie jak uszczelka studni. W niektórych odcinkach rury wylotowej wywiercono otwory, aby pompowana woda mogła wlewać się do wnętrza rury konwekcyjnej poprzez perforacje tej rury oraz do studni i dalej do ziemi.
Trzy z sześciu końców rur HDPE 3⁄4’’, wychodzących ze studni zostały podłączone do rozdzielacza 3x3⁄4’’/1-1/4’’. Pozo- stałe trzy końce podłączono do drugiego podobnego rozdzie- lacza, co utworzyło wlot do studni z układu testowego oraz wylot ze studni do układu testowego. Jedną z rur 1-1/4’’ pod- łączono do wlotu układu testowego, a drugą do wylotu układu testowego, tak jak do testu podstawowego pompy konwen- cjonalnej. Układ testowy i studnia zostały wypełnione wodą, następnie uruchomiono układ. Test pompy CEGH przepro- wadzono tak samo jak pompy konwencjonalnej.
Wyniki testu oraz ich analiza
Podczas każdego z testów mierzono natężenie przepływu oraz temperaturę wody dopływającej i wypływającej do układu testowego oraz podgrzewacza. Wyniki tych pomiarów były zapisywane co dwie minuty za pomocą rejestratora danych w postaci plików CSV. Ciepło pobrane przez studnię, mierzo- ne w MBH (1 MBH = 1000 BTU/h = 0,293 kW) obliczano na podstawie natężenia przepływu oraz temperatury wody dopływającej do układu testowego (lub temperatury wody
Fot. 3. Prototyp kolektora pompy cieplnej typu CEGH. Źródło: Aztech Engineering
Temperatura wody powrotnej
Pompa ciepła CEGH 5-2018
Pompa ciepła standardowa
Czas od początku testu (h)
Skumulowane ciepło zaabsorbowane MBTU (kWh)
Czas od początku testu (h)
Skumulowane ciepło zaabsorbowane MBTU (kWh)
70°F (21,1°C)
4,07
193,41 (56,67)
1,37
60,34 (17,68)
75° (23,9°C)
8,37
328,8 (96,34)
3,20
141,79 (41,55)
80°F (26,7°C)
16,03
633,21 (185,54)
6,50
293,06 (85,87)
85°F (29,4°C)
31,60
1233,19 (361,34)
13,17
594,59 (174,22)
90°F (32,2°C)
69,36
2646.53 (775,47)
23,97
1097,10 (321,47)
Czujniki przepływu podawały wartość w ga- lonach na minutę, natomiast temperatury w stop- niach F. Wszystkie pięć czujników podłączono do pracującego w sieci rejestratora danych DI-808 rmy Dataq Instruments. Następnie uruchomiono pompę, odczekano na ustabilizowanie się wartości przepływów oraz temperatur i rozpoczęto rejestra- cję. Wyniki pomiarów były odczytywane i zapisy- wane co kilka minut przez kilka dni.
Tabela 1. Skumulowane ciepło zaabsorbowane przez studnię podczas testów.
INŻYNIERIA & UTRZYMANIE RUCHU – www.utrzymanieruchu.pl