P8- Effektivt Uttnyttjande av Energibrunnar Doktorand: José Acuña (KTH) Projektledare: Prof. Björn Palm (KTH) Mål: Att ta fram rekommendationer för utformning av kollektorer i borrhål för värmepumpar
Bättre Kollektorer Varför? Dagens kollektorer har dålig prestanda (Tberg >> t2) Tberg COP t 2 + 273 = 1+ η t t1 t2 www.svepinfo.se
Målet Visa på metoder som kan minska temperaturdifferensen mellan berg och förångningstemperatur med 3 grader = öka värmefaktorn med 8-10% Undersökning av värmeupptagning med tvåfas termosifon = öka värmefaktorn med ca 5-10% Sveriges bergvärmepumpar antas ge 7 TWh värme med COP=3 Våra resultat innebär en besparing av 0,2 0,4 TWh per år
Metoden Noggranna temperaturmätningar i olika borrhålsvärmeväxlare U-rör, Koaxial, Termosifon Värmeuttag/värmetillförsel Värmepumps drift, TRT, DTRT Utvärdering av mätdata Temperaturprofiler Termiska motstånd i borrhålen
Nyheter Sedan den senaste EFFSYS2 dagen
TIL kollektor (Thermal Insulated Leg) Koaxial borrhålsvärmeväxlare Isolerad centrumslang och 12st yttre rör i mindre dimension
CO2 - Tvåfas termosifon Temperature [ C] Naturlig cirkulation Cirkulationspumpen elimineras 10 15 0 1 2 3 20 25 Depth [m] 30 35 40 45 0 min 20 min 40 min 60 min 50 55 60 65
Koaxial rör fem yttre kanaler 2st TRT Olika flödesriktningar Samma effekt
Temperaturprofil i Annular koaxial 2st TRT (0,5 l/s och 0,6 l/s) Samma effekt Temperatur [ C] 11 12 13 14 15 16 10 30 50 70 djup [m] 90 110 130 150 170 190 upp 0,5 ner 0,5 borrhålsvägg 0,5 ner 0,6 upp 0,6 borrhålsvägg 0,6 Preliminärt resultat: λrock = 2,9-3,0 W/mK, Rb = 0,030-0,038 Km/W
Publikationer 1. Evaluation of a Coaxial Borehole Heat Exchanger Prototype. Accepted - 14th ASME Heat Transfer Conference. Washington DC, 2010. 2. Comprehensive Summary of Borehole Heat Exchanger Research at KTH. Accepted - Sustainable Refrigeration and Heat Pump Technology Conference. Stockholm, 2010. 3. Improvements of U-pipe Borehole Heat Exchangers. Licentiate Thesis, 2010. 4. A Novel Coaxial Borehole Heat Exchanger: Description and First Distributed Thermal Response Test Measurements. World Geothermal Congress 2010. 5. Distributed Temperature Measurements on a U-pipe Thermosiphon Borehole Heat Exchanger with CO2. 9th IIR Gustav Lorentzen Conference 2010. 6. Experimental Evaluation of Heat Extraction Along U-pipe Borehole Heat Exchangers. MSc Thesis, 2010. 7. Better borehole heat exchangers for heat pumps. The REHVA European HVAC Journal 47, issue 2, 2010. 8. Slang intill bergväggen ger effektivare värmeväxling. HUSBYGGAREN, nr 6 2009 9. Local Heat Transfer in U-pipe Borehole Heat Exchangers. COMSOL Multiphysics Conference 2009. 10. Forskningsprojekt Ska Ge Effektivare Bergvärme. VVS Forum n1, 2009. 11. Distributed Thermal Response Test on a U-pipe Borehole Heat Exchanger. Effstock 2009. 12. Characterization of Boreholes Results from a U-pipe Borehole Heat Exchanger Installation. 9th IEA HP Conference 2008. 13. Experimental Comparison of Four Borehole Heat Exchangers. 8th IIR Gustav Lorentzen Conference 2008. 14. Characterization and Temperature Measurement Techniques in Energy Wells for Heat Pumps. MSc Thesis, 2008. 15. Thermal comparison of Two Borehole Heat Exchangers. MSc Thesis, 2008. 16. Thermosiphon loops for heat extraction from the ground. Study work, 2008. 17. Bergvärmepumpar kan göras ännu mer effektiva, VVS Energi&Miljö nr 3-2008.
Licentiatavhandling Improvements of U-pipe Borehole Heat Exchangers
Effektivt uttnyttjande av energibrunnar 38 Industriparter Alfa Laval Avanti System AB BEDSAB Brage Broberg Brunata COMSOL COOLY Cupori DTI Effekt bygg och el ETM Kylteknik EXTENA Geosigma Hydroresearch Högalids elektriska IVT Kemetyl LOWTE Lämpöässä Manil Bygg Mateve Oy Muovitech Neo Energy Sweden NIBE Nordahl fastigheter Palne Mogensen AB PEMTEC SEEC AB SVEP SWECO TIBNOR Thermia THOREN Tommy Nilsson Univar UPONOR WILO Äska rör
Tack så mycket! EFFSYS2 dagen 2010-06-10
Tack! Kontaktinformation: Inst Energiteknik - Avd tillämpad termodynamik och kylteknik KTH Brinellvägen 68, Tel: 08-790 89 41 Mob: 076 232 00 08 Email: jose.acuna@energy.kth.se Hemsida www.energy.kth.se/energibrunnar