Wykorzystanie rurki ciepła jako urządzenia przenoszącego ciepło w układach geotermalnych pomp ciepła

Abstract

Geotermalne pompy ciepła są układami pobierającymi niskotemperaturowe ciepło zawarte w gruncie kosztem dostarczanej mocy elektrycznej. Dodatkowa moc pozwala na podwyższenie temperatury w obiegu na żądany poziom (np. potrzebny do przygotowania c.w.u.). Tradycyjnym rozwiązaniem pobierania odnawialnej energii z gruntu jest wykonanie pionowych odwiertów na głębokość 50-200 m i umieszczenie w nich kolektorów w formie u-rurek. Płynący w kolektorze czynnik pobiera ciepło, wiąże się to jednak z dodatkowymi kosztami energii zużywanej przez pompy obiegowe wymuszające ruch czynnika. Zastosowanie rurki ciepła zamiast tradycyjnego kolektora pozwala na obniżenie kosztów pracy układu poprzez wyeliminowanie pracy pomp obiegowych. Zasadność tego rozwiązania będzie oceniona w artykule pod względem energetycznym i ekonomicznym.Geothermal heat pumps are systems extracting low-temparture heat from the ground. Addtionall electical power is needed to raise the temperature level in heat pipe cycle (e. g. required for domestic hot water preparation). Traditional technical solution for absorbing ground energy is drilling 50-200 m deep boreholes with vertical collectors (U-shaped pipes)in them. Working fluid flows in collector pipes and draws heat from the ground, however it raises overall costs by the price of energy used by circulation pumps. Aplication of heat pipe instead of traditional vertical collector reduces overall costs of operation of heat pump system by eliminating additional pumping power for working fluid circulation. Economic and energetic rationale for applying this improved system will be discussed in this paper.