Energie Geotermala.ppt

7/29/2019 Energie Geotermala.ppt

1/20

Cuprins

Energia geotermal

Utilizarea pompelor de cldur avnd ca scop energia geotermal

Pompa de cldur ageni de lucru

Consideraii tehnico economice

Schimbtoare de cldur


2/20

37%

32%

6%

25%

nclzirea ncperilor i prepararea apei calde menajere

utilizri agricole

utilizri n alte scopuri

utilizri industriale

Energia geotermal

UTILIZAREA RESURSELOR GEOTERMALE

(a) (b) (c) (d) (e)

Resurse dejoas entalpie 200 > 150 > 190

Sursele geotermale adnci includ: surse

hidrotermale (ap fierbinte i/sau abur

prins n roci poroase sau fisurate), sursegeopresurizate (straturi acvifere de ap

fierbinte la presiune ridicat) i sisteme

geotermale avansate (formaiuni geologice

uscate, dar foarte fierbini).

Criteriul cel mai comun de clasificare al resurselor geotermale este entalpia

fluidului geotermal care acioneaz n calitate de agent de transport al cldurii

de la rocile fierbini din adncime la suprafa.


3/20

Energia geotermal

Proprieti hidraulice ale rocilor

Una dintre caracteristicile cele mai importante ale rocilor n ceea ce priveteproprietile lor acvifere este porozitatea.

V

V p

Vp volumul porilor

V volumul total ocupat de roca poroas

Tip roc

Roci puin fisurate 20 m/zi

Roci intens fisurate 60 m/zi

Nisipuri argiloase

Pietriuri 125100

m/zi105.0

Conductibilitatea hidraulicConductibilitatea hidrauliccaracterizeaz curgerea apei hidrodinamic active prin

roci, innd cont att de proprietile apei, ct i de cele ale rocii.

m/zi


4/20

Energia geotermal

Proprieti termodinamice ale rocilor

Capacitatea caloric

Determin cantitatea de energie coninut n roc i variaz n domeniul 850-

1.050 J/kg-K.

Cele mai importante proprieti termodinamice ale rocii sunt conductivitateatermicicapacitatea caloric.

Conductivitatea termic

Conductivitatea termic este o caracteristic de material care caracterizeaz

transferul cldurii prin conduciei are valori tipice ntre 1,5 i 4 W/m-K.

Conductivitatea termic i capacitatea caloric depind, n primul rnd, de

temperatur.

Cunoaterea valorilor conductivitii termice a rocilor permite determinarea

schimbului de cldur din subsol i elaborarea strategiilor optime de exploatare a

zcmntului.


5/20

Preocuprile pentru un consumraionali economic al surselor deenergie convenionale au generatcutareai dezvoltarea, sistemelede producere a energiei termicedin surse geotermale.


AVANTAJELE POMPELOR DE CLDUR

Raport optim costuri/ eficien

Protecia mediului nconjurtor

Siguran energetic pentruviitor

Pompele de cldur suntinstalaii frigorifice care au rolde a prelua cldura dintr-un

mediu, prin intermediul unuiagent frigorific, ca pe urm so cedeze altui mediu, cutemperaturdiferit de primul.


6/20

Schema de principiu Modul de funcionare

1.VaporizatorEnergia este transmis agentului frigorific.

In timpul procesului agentul frigorific se

evapori devine gaz.

2. CompresorAre loc comprimarea gazului. Creterea

presiunii determini cresterea temperaturii.

3 CondensatorAgentul frigorific cedeaz energie la o

temperatura ridicat unui circuit nchis i

condenseaz, devenind lichid.

4. Ventil de expansiuneElimin din nou presiunea n circuitul nchis

al agentului frigorific i se aduce din nou

agentul frigorific n evaporator.



7/20

Surse de cldur

Temperatura surselor naturale de cldur variaz n concordan cu evoluia

anual a temperaturii exterioare, cu o atenuare i defazare n timp mai maresau mai mic.

Condiii de utilizare

temperaturi nalte

abundent disponibile

proprieti termofizice favorabile

costuri operaionale reduse


8/20

Surse de cldur

Performana tehnic i economic a pompelor de cldur este n strns

legtur cu caracteristicile sursei de cldur.

pnza freatic

pmntul (sonde de adncime)

pmntul (colectori de suprafa)

aerul

Surse de cldur

Utilizare surse de cldur

aerul, solul i apa freatic sunt

surse de cldur pentru pompele

de cldura de puteri mici

apa de mare, apa geotermal

sunt utilizate pentru pompe de

cldur de puteri mari.


9/20

Ciclul Carnot inversat este ciclul dup care funcioneaz o pomp de cldura.

Teoria pompelor de cldur

1-2 destindere izoterm la temperatura

rezervorului rece Tr n care se absoarbe

o cantitate de cldur Qabs

2-3 comprimare adiabatic n care

agentul i ridic temperatura lavaloarea Tc a rezervorului cald

3-4 comprimare izoterm la temperatura Tc

n care se cedeaz rezervorului cald o

cantitate de cldur Qced

4-1 destindere adiabatic care nchide ciclul


10/20

Pentru aprecierea eficacitii pompelor de cldur se recurge la coeficient de

performan.

Indicele COP: = cldura cedat incintei calde

lucrul mecanic

Eficiena pompelor de cldur crete pe msur ce temperaturile dintre celedoua surse sunt mai apropiate.

Eficiena pompelor de cldur


11/20

monovalent monoenergetic

bivalent paralelbivalent alternativ

Regimuri energetice de funcionare


12/20

S-a considerat ca pompa de cldurutilizeaz un agent ecologic R407C

Necesarul de ap pentru pompa de cldur

23,13EQ

5t

l/s0,63/sm103,652,41000

23,13 34

tc

QV E

Pentru realizarea unei sarcini

termice la condensator de 16

kW fluxul de cldur maxim

care trebuie s fie extras din

apa freatic trebuie s fie:

Considernd o rcire a apei n

vaporizator cu

Debitul necesar de ap freatic va fi:

kW


13/20

Pompa de cldurageni de lucru

Agenii frigorifici substanele ce sufer reversibil schimbri de fazde la gaz la lichid transportnd astfel cldura de la

un mediu la altul.

Transferul de cldur se face prin nclzire, vaporizare i apoi prin rcire icondensare la temperaturisczute sau ale mediului ambiant.

Vaporizarea preluare cldur de ctre agentul de lucru aflat iniial n starelichidi la sfrit n stare de vapori.

Condensarea evacuare de cldur de ctre agentul de lucru aflat iniial nstare de vapori i la sfrit n stare lichid.
http://ro.wikipedia.org/wiki/Stare_de_agregarehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Stare_de_agregarehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Stare_de_agregarehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Gazhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Lichidhttp://ro.wikipedia.org/wiki/C%C4%83ldur%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Vaporizarehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Condensarehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Temperatur%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Temperatur%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Condensarehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Vaporizarehttp://ro.wikipedia.org/wiki/C%C4%83ldur%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Lichidhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Gazhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Stare_de_agregarehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Stare_de_agregarehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Stare_de_agregarehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Stare_de_agregarehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Stare_de_agregare


14/20

Pompa de cldurageni de lucru

presiunea de vaporizare apropiat de presiunea atmosferic pentru a nu apare

vidul n instalaie

presiunea de condensare ct mai redus, pentru a nu apare pierderi de agent

frigorific i pentru a se realiza consumuri energetice mici n procesele de

comprimare

cldura preluat prin vaporizare ct mai mare, pentru a se asigura debite

masice reduse

clduraspecific n stare lichid ct mai mic, pentru a nu apare pierderi mariprin ireversibiliti interne, n procesele de laminare adiabatic

volumul specific al vaporilor ct mai redus, pentru a se obine dimensiuni de

gabarit reduse

Proprietiageni de lucru pompa de cldur


15/20

Pompa de cldurageni de lucur

Agentul utilizat n pompele de cldur este freonul ecologic R407C.

Presiunea absolut 1 bar 1,5bar 3bar 4bar 10bar 15bar 23bar

Temperatura de fierbere

condensare - 40C -18C -7C 0C 25C 39C 55C

Surs de energie

(vaporizator)

Distribuie de energie

(condensator)


16/20

Calculul pompei de cldur sol ap

C0 kgkJ/

t p h s v

1 -3 4.06 411.3 1.8 0.05

1 12 4.06 424.6 1.84 0.06

2 76.5 18.77 465.3 1.84 0.01

3 43 18.77 270.2 1.23 0.001

3 36 18.77 257 1.19 -

4 -7.7 4.06 257 1.2 0.01

sarcina termic vaporizator

kWQ 42.40

putere compresor

kWPc

38.1

debit masic agent frigorific

s

kgm 025.0.

eficienatermic

22.3COP


17/20

Tipul pompei de cldur Aer - ap Ap - apSolAp

colectori

SolAp

SondeTipul subrcirii Norm Avan Norm Avan Norm Avan Norm Avan

Eficienatermic 2,6 2.73 4.15 4.43 3.83 4.07 4.03 4.31

Consumul anual de energie 7621 7258 4774 4472 5173 4868 4916 4597

Cheltuielile anuale pentru energie 2324 2213 1456 1363 1577 1484 1499 1402

Consideraii tehnico economice

coeficient de performan cheltuieli de investiie

numr ore de funcionare costul combustibilului

Rentabilitatea unei pompe de cldur depinde de:


18/20

Schimbtoarele de cldur aparate termice n care energia termic se

transmite ntre dou fluide, cu temperaturidiferite.

eficien economic ridicat, necesitnd cheltuieli de investiii i exploatare

minim

Condiii de utilizare

acces uor la suprafeele de transfer termic care se pot murdri n vederea

curirii lor

durat mare de exploatare

s nu polueze mediul ambiant

atingerea parametrilor de exploatare impui (pentru care s-a proiectat) n

deplin securitate pe toat durata de funcionare



19/20

Echicurent

ageni termici circulparalel i n acelai sens,

pe lng suprafaa de

transfer de cldur

Contracurent Curent ncruciat

ageni termici circul pelng suprafaa de

schimb de cldur paralel

i n sensuri contrarii

curgerea perpendiculara celor doi ageni termici

pe lng suprafaa de

schimb de cldur

Schema de curgere a agenilortermici



20/20

V mulumesc !!!

Energie Geotermala.ppt

Documents

Transcript of Energie Geotermala.ppt