GeoRura

Opracowanie innowacyjnych systemów geotermalnych opartych o nowe sondy o podwyższonej efektywności wymiany ciepła do zastosowań w gruntowych pionowych wymiennikach ciepła

Development of innovative geothermal systems based on new probes with increased heat exchange efficiency applicable in vertical ground heat exchangers
 

Nr projektu: POIR.01.01.01-00-0188/20

Akronim: GeoRura

Okres realizacji projektu: 01.04.2021 - 31.12.2023

Kierownik projektu: dr hab. inż. Piotr Łapka, prof. uczelni

Całkowita wartość projektu / dofinansowanie: 7 701 712.50 zł / 6 038 687.50 zł, w tym udział PW: 3 544 150.00 zł.

Konsorcjum realizujące projekt:

• KIUB Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością (lider)
• Politechnika Warszawska: Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa oraz Wydział Inżynierii Materiałowej (konsorcjant)
  Projekt na WIM PW jest realizowany pod kierownictwem prof. Boczkowskiej w „Zakładzie Materiałów Ceramicznych i Polimerowych” w grupie badawczej „Kompozyty polimerowe”

Opis projektu:

Celem projektu jest opracowanie w toku badań przemysłowych i prac rozwojowych nowych rozwiązań technologicznych umożliwiających wytwarzanie systemów sond geotermalnych do pionowych gruntowych wymienników ciepła o podwyższonej efektywności wymiany ciepła. Sondy geotermalne, które są elementem wymiennika ciepła między gruntem a czynnikiem roboczym w instalacji dolnego źródła PC, zostaną tak zaprojektowane, aby zwiększyć efektywność wymiany ciepła poprzez zminimalizowanie oporów cieplnych między gruntem a czynnikiem roboczym. Zostanie to osiągnięte na dwa sposoby. Pierwszy polegać będzie na opracowaniu nowego materiału kompozytowego na bazie PEX, z którego będą wykonane rury sond geotermalnych. Dobrany zostanie odpowiedni napełniacz zwiększający współczynnik przewodzenia ciepła kompozytu tak, aby na styku grunt – rura – czynnik roboczy dochodziło do maksymalizacji transportu ciepła. Dążąc do zwiększenia wartości współczynnika przewodzenia ciepła materiału do produkcji rur na sondy geotermalne zachowane zostaną inne ważne jego właściwości, takie jak odporność na uszkodzenia mechaniczne, odporność starzeniowa i erozyjna, stabilność termiczna i chemiczna. Drugi ze sposobów zwiększenia efektywności wymiany ciepła polegać będzie na odpowiednim ukształtowaniu powierzchni wewnętrznej rur, tak aby turbulizować przepływ czynnika roboczego i zwiększyć obszar kontaktu rury z czynnikiem, a w konsekwencji zminimalizować opór przejmowania ciepła na powierzchni rur. W tych pracach pod uwagę będą też brane opory przepływu czynnika. Oba sposoby doprowadzą do znacznego zredukowania oporów przekazywania ciepła między gruntem a czynnikiem roboczym w nowych sondach geotermalnych i w konsekwencji do podniesienia efektywności systemów gruntowych PC. Istotnym elementem będzie opracowanie prototypowej linii produkcyjnej (PLP) i dobór parametrów technologicznych procesu produkcji, które pozwolą na wytwarzanie rur na sondy geotermalne z nowego materiału i z modyfikacjami powierzchni wewnętrznej.