Ocena wpływu warunków klimatycznych na bilans energetyczny górotworu na obszarze poligonu badawczego VSB - TU Ostrava

Abstract

VSB - Uniwersytet Techniczny w Ostrawie posiada unikalną możliwość badania zmian temperatury w górotworze dla długotrwałego działania pomp ciepła. Nowy budynek Audytorium jest nie tylko największym obiektem w Republice Czeskiej, ale także w Europie Środkowej, ogrzewanym przez system pomp ciepła. Wraz z systemem otworów technologicznych pozyskujących ciepło z górotworu odwiercono również badawcze otwory monitorujące, które kontrolują zmiany temperatury w otaczającym górotworze podczas eksploatacji systemu grzewczego. System monitorowania zlokalizowany na obszarze działania otworów technologicznych nazywa się Dużym Poligonem Badawczym. VSB-TU posiada drugi systemu badawczego nazywany Małym Poligonem Badawczym i lokalizacją w pobliżu budynku Centrum Badań Energetycznych (CBE). Składa się ona z dwóch odwiertów technologicznych do eksploatacji energii cieplnej przy użyciu pomp ciepła i dziewięciu otworów monitorujących, położonych w pobliżu tych dwóch odwiertów. Wszystkie odwierty wykonane na terenie obu poligonów badawczych wyposażone są w czujniki, które monitorują zmiany temperatury podczas ogrzewania (pobieranie energii cieplnej z ośrodka skalnego w zimie) i chłodzenia (przekazywania energii do górotworu w okresie letnim). Głównym celem badań jest sprawdzenie funkcjonalności i wydajności całego systemu. W artykule zaprezentowano niektóre aspekty zagadnień pozyskiwania energii cieplnej z górotworu oraz wyniki uzyskanych analiz wynikających z monitoringu i pomiarów zmian temperatury w warstwach powierzchniowych górotworu do głębokości około 20 m.

VSB - Technical University of Ostrava has a unique possibility of studying temperature changes in the rock mass for long-term operation of heat pumps. The new Auditory building is not only the biggest object heated by a system of heat pumps in the Czech Republic but also in Central Europe. Along with a system of technological boreholes recuperating the heat of the rock mass there were also performed monitoring boreholes controlling temperature changes in the surrounding rock mass during when the heating system is active. The monitoring system is localized in the area of technological wells, the so called Big Research Range. VSB-TU has another such area called Small Research Range located near the Centre for Energy Investigations. It consists of two technological wells exploiting thermal energy with heat pumps and nine monitoring wells located nearby. All wells performed within both Research Ranges are equipped with sensors monitoring temperature changes during heating (taking energy from rock medium in winter) and cooling (accumulation of energy in the rock mass in summer). The main objective of the research is checking out the functionality and efficiency of the entire system. Some aspects of thermal energy production as well as the results of analyses from the monitoring and measurement of temperature changes in surface layers of the rock mass to about 20 m of depth have been presented in the paper.