Test Reakcji Termicznej TRT

Firma Pan Studniarz z przyjemnością informuje o wprowadzeniu do swojej oferty profesjonalnych usług związanych z Testem Reakcji Termicznej (TRT).

Do prawidłowego zaprojektowania instalacji bazującej na otworowych wymiennikach ciepła wraz z gruntową pompą ciepła ważne są informacje o:

  • uzysku energetycznym otworowego wymiennika ciepła (Pj​),
  • przewodności cieplnej przewiercanego profilu skał ((λef​),
  • oporności termicznej wymiennika otworowego (Rb),
  • średniej temperaturze górotworu (T0).

Badanie, które pozwala na określenie wyżej wymienionych informacji to Test Reakcji Termicznej (TRT).

Test Reakcji Termicznej

Test Reakcji Termicznej wykonuje się zestawem badawczym w postaci skrzynki, bądź przyczepy jednoosiowej. Przed podłączeniem otworu do zestawu TRT wykonuje się profilowanie temperatury otworu za pomocą specjalnego loggera.

System pomiarowy do realizacji TRT musi z jednej strony uwzględniać schemat modelowy pomiaru, a z drugiej strony być dostosowany do specyfiki i warunków otworowych wymienników ciepła. Struktura otworowych wymienników ciepła pozwala na transfer energii przez ogrzewany nośnik ciepła, który krąży w zamkniętym obiegu, co odpowiada liniowemu źródłu ciepła otoczonego skałami.

Podczas pomiaru mierzone i rejestrowane są wartości temperatury nośnika ciepła wypływającego i wpływającego do wymiennika otworowego. Dodatkowo, przez cały okres pomiaru monitorowany jest strumień objętości przepływającego nośnika ciepła oraz dostarczana moc grzewcza. Te dwa parametry powinny utrzymywać stałą wartość przez cały czas trwania TRT (Śliwa, 2012).

Warunkiem otrzymania poprawnych wyników oraz umożliwienie poprawnej ich interpretacji jest odpowiednio długi czas przeprowadzenia testu. Czas ten powinien umożliwić doprowadzenie do zmian temperaturowych nie tylko w obrębie materiału wypełniającego otwór, ale także otaczających górotwór. Czas trwania TRT uzależniony jest od warunków geologicznych, minimalny czas określa się na 70 godzin (Złotkowski, 2019)

Podczas pomiaru w układzie powierzchniowym należy minimalizować wpływ warunków atmosferycznych na realizowany cykl badawczy. Dobrym rozwiązaniem jest owinięcie rur przyłączeniowych termoizolacją między urządzeniem TRT, a otworowym wymiennikiem ciepła (Śliwa i Gonet, 2011).

Interpretacja wyników

Po przeprowadzonym TRT wykonuje się interpretacje wyników. Firma PURE GEO wykonuje ją trzema metodami:

  • metoda klasyczna (I),
  • metoda punktowa (II),
  • metoda stałej rezystancji (III).

Poniżej przedstawiono tabelę z danymi uzyskanymi po przeprowadzeniu interpretacji wyników TRT. (dane przykładowe).

Nazwa wartości

Wartość

Głębokość otworowego wymiennika ciepła

Hw​ = 100 m

Efektywna przewodność cieplna w wymienniku otworowym

λef​ = 1,94 W/(mK)​

Jednostkowa moc wymiennika otworowego

Pj​ = 37,58 W/m​

Opór termiczny wymiennika otworowego

Rb​ = 0,088 (mK)/W​

Średnia temperatura naturalna w wymienniku otworowym

T0​ = 10,54°C

 

Pomiary charakterystyki hydraulicznej otworowego wymiennika ciepła

Przed wykonaniem TRT oraz bezpośrednio po nim wykonujemy pomiary charakterystyki hydraulicznej otworowego wymiennika ciepła w celu określenia rzeczywistych oporów przepływu nośnika ciepła (np. wody lub glikolu). Takie badania ułatwiają dokładne zaprojektowanie dolnego źródła ciepła składającego się z otworowych wymienników ciepła oraz gruntowej pompy ciepła.

OFERTA Pan Studniarz i PURE GEO

  1. Wiercenie otworu próbnego
  2. Wprowadzenie rur wymiennika do otworu wiertniczego
  3. Zabieg cementowania (szczelne wypełnienie otworowego wymiennika ciepła zaczynem cementowym o podwyższonej przewodności cieplnej)
  4. Test Reakcji Termicznej (TRT) – przeprowadzamy go po 14 dniach od zakończenia wszystkich prac w otworze wiertniczym.

W skład TRT wchodzi:

  1. Projekt TRT
  2. Profilowanie temperatury otworu
  3. Pomiar charakterystyki hydraulicznej otworowego wymiennika ciepła przed TRT
  4. Wykonanie TRT**
  5. Pomiar charakterystyki hydraulicznej otworowego wymiennika ciepła po TRT
  6. Interpretacja wyników TRT
  7. Raport końcowy z wnioskami oraz rekomendacjami dotyczącymi dalszych działań w wersji elektronicznej oraz papierowej

** W przypadku braku dostępu do energii elektrycznej mamy możliwość zagwarantowania agregatu prądotwórczego oraz ochrony terenu podczas trwania TRT.

Analiza pracy dolnego źródła

Aby dokładnie zaprojektować dolne źródło ciepła wykonujemy również Analizę pracy dolnego źródła ciepła, czyli symulacje na przestrzeni przyszłych lat funkcjonowania systemu. Analizę zaleca się wykonywać po przeprowadzeniu badania TRT. Pozwoli ona określić odpowiednią głębokość, odległość między otworami, konstrukcje (pojedyncza U-rurka, podwójna U-rurka, układ centryczny) otworowego wymiennika ciepła.

Najczęstsze pytania:

Czym jest Test Reakcji Termicznej i dlaczego warto go wykonać ?

Test Reakcji Termicznej to badanie otworowego wymiennika ciepła w celu określenia parametrów termicznych skał Wykonuje się go aby prawidłowo zaprojektować dolne źródło instalacji grzewczej bądź grzewczo-chłodniczej o mocy powyżej 20 kW. Dzięki temu unika się błędów projektowych. Prowadzić mogą one do nieprawidłowego funkcjonowania systemu.

Jakie dane potrzebne są do wykonania TRT?

Potrzebne są informacje o głębokości otworu, konstrukcji (pojedyncza U-rurka, podwójna U-rurka itp.,), średnica rurki, grubość ścianki, rodzaj wypełnienia otworu (np. termocement), profil litologiczny (może być np. z PRG) oraz średnicy narzędzia wiercącego.

Kiedy Test Reakcji Termicznej jest uzasadniony ekonomicznie?

TRT jest uzasadniony ekonomicznie w przypadku instalacji o mocy powyżej 20 kW. Projektowanie takich instalacji wymaga dokładnego zaprojektowania dolnego źródła ciepła, między innymi informacjami o parametrach skał, które uzyskuje się z badania TRT.

Dlaczego do prawidłowego wykonania instalacji ważna jest ANALIZA PRACY DOLNEGO ŹRODŁA CIEPŁA?

Wyniki z badania TRT pozwalają określić moc pojedynczego wymiennika otworowego. W przypadku instalacji powyżej 20 kW należy uwzględnić wzajemne oddziaływanie na siebie otworowych wymienników ciepła, konstrukcję (pojedyncza U-rurka, podwójna U-rurka itp.) głębokość oraz parametry techniczne zaczynu uszczelniającego. Analiza pozwoli zasymulować realną pracę dolnego źródła ciepła na przestrzeni lat pomagając tym samym odpowiednie zaprojektowanie systemu.

Literatura

  • Austin, W., 1998. Development of an In-Situ System for Measuring Ground Thermal Properties. Oklahoma: Oklahoma State University.
  • Czekalski, D. i Obstawski, P., 2006. Procedura testowania pionowego wymiennika gruntowego w warunkach eksploatacyjnych. Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja, Issue 4, pp. 18-21.
  • Eklof, C. i Gehlin, S., 1996. A mobile Equipment for Thermal Response Test. Lulea: Lulea University of Technology, Sweden.
  • Gehlin, S. i Nordell, B., 1998. Thermal Response Test of Boreholes - Results from In Situ Measurements.
  • Mogensen, P., 1983. Fluid to Duct Wall Heat Transfer in Duct System Heat Storages., Swedish Council for Building Research.
  • Śliwa, T. i Gonet, A., 2011. Otworowe wymienniki ciepła jako źródła ciepła lub chłodu na przykładzie Geoenergetics Laboratory WWNiG AGH (Borehole heat exchangers heat or cool source on the basis of Laboratory of Geothermics of Drilling, Oil and Gas Faculty in AGH University of Krakow). Wiertnictwo, Nafta, Gaz, 28(1-2), pp. 419-430.
  • Śliwa, T., 2012. Badania podziemnego magazynowania ciepła za pomocą kolektorów słonecznych i wymienników otworowych. Kraków
  • Złotkowski, A., 2019. Opracowanie wieloetapowego testu reakcji termicznej otworowych wymienników ciepła. Kraków: Rozprawa doktorska - AGH.

Skontaktuj się z nami!

Jeśli jesteś zainteresowany wykonaniem Pomiaru TRT lub chcesz uzyskać więcej informacji na temat naszej oferty, skontaktuj się z nami! Nasi specjaliści z przyjemnością odpowiedzą na wszystkie Twoje pytania i pomogą w wyborze najlepszych rozwiązań dla Twojego systemu grzewczego lub chłodniczego.

Pan Studniarz – Twoje zaufane źródło w zakresie usług związanych z systemami grzewczymi i geotermalnymi.