Techniczne aspekty wykorzystania energii geotermalnej w Małopolsce

The paper discusses the technical aspects of geothermal energy utilization in Małopolska and provides a brief description of the technological solutions available to exploit the thermal aquifers typical of this region, for heating and recreation. It includes some technological solutions for the recovery and management of heat in this area, together with examples of how heat pumps and combined heat and power units are used in Poland.W artykule przedstawiono techniki umożliwiające energetyczne wykorzystanie wód termalnych występujących na obszarze Małopolski, uwzględniając charakterystykę zbiorników wód termalnych na tym obszarze z punktu widzenia wykorzystania ich do celów ciepłowniczych lub rekreacyjnych. Zaprezentowano proponowane i istniejące rozwiązania technologiczne związane z pompami ciepła, instalacjami ciepłowniczymi, basenami rekreacyjnymi oraz z wykorzystaniem kogeneratorów do produkcji ciepła i prądu

Problem efektywności i odnawialności energetycznej stosowania pomp ciepła w świetle dyrektywy Unii Europejskiej

The article presents the requirements contained in the European Union Directive 2009/28/WE for the systems such as heat pumps to be able to classify their effect as the management of renewable energy. The Directive also introduces a legal requirement that the installations with heat pumps are energy efficient. Only pumps fulfilling the mentioned above conditions shall be regarded as using energy from renewable resources the value of which will be considered at calculating the contribution of renewable energy in the total gross energy production. In this context also the speculations concerning the issues of renewability, emission and economics during the exploitation of heat pumps were presented. The general conclusion form the presented speculations is that both the level of renewability, emission and economics of the application of heat pumps are strictly connected with the high value of the coefficient of performance (COP), depending on climatic conditions and the applied low temperature source.Artykuł prezentuje zawarte w dyrektywie unijnej 2009/28/WE wymogi, jakie powinny spełniać systemy pomp ciepła, aby ich działanie można było uznać za sprzyjające zagospodarowaniu energii ze źródeł odnawialnych. Dyrektywa wprowadza również prawny wymóg, aby instalacje z zastosowaniem pomp ciepła były energetycznie efektywne. Jedynie pompy spełniające ww. warunki zostaną uznane za zagospodarowujące energię z zasobów odnawialnych, której wartość będzie uwzględniana przy obliczaniu udziału energii odnawialnej w całkowitej produkcji energii brutto. W tym kontekście przedstawiono również rozważania dotyczące zagadnień odnawialności, emisyjności oraz ekonomiki podczas eksploatacji pomp ciepła. Generalnym wnioskiem wynikającym z przedstawionych rozważań jest to, że poziom odnawialności, emisyjności i ekonomiki stosowania pomp ciepła jest ściśle związany z odpowiednio wysoką wartością współczynnika efektywności energetycznej COP, zależnego od warunków klimatycznych oraz zastosowanego źródła dolnego

Triassic reservoir of thermal waters in the northern zone of Tarnów – hydrogeothermal parameters and perspectives of use

W artykule przedstawiono studium dotyczące możliwości wykorzystania energii geotermalnej w obszarze znajdującym się na obszarze zapadliska przedkarpackiego w rejonie Tarnowa. Podano informację na temat budowy geologicznej analizowanej strefy oraz dokonano charakterystyki triasowego zbiornika wód termalnych, najbardziej interesującego w tym rejonie. Analiza została wykonana na podstawie parametrów hydrogeotermalnych (temperatura, mineralizacja, porowatość, przepuszczalność, wydajność), które uzyskano z otworów geologicznych i naftowych zlokalizowanych w strefie miasta oraz na terenach przyległych. W wyniku analizy oszacowano potencjalne zasoby energetyczne. Wykazano, że najlepsze perspektywy dla rozwoju geotermii w analizowanym obszarze stwarza wykorzystanie tego zbiornika głównie w aspekcie balneorekreacji.This work is a study on the possibility of using geothermal energy in the area of the Carpathian Foredeep in the Northern area of Tarnów. The information presents the geological structure of the analyzed area along with the characteristics of the Triassic thermal water reservoir, the most interesting in the region. The analysis was conducted on the basis of hydrogeothermal parameters (temperature, mineralization, porosity, permeability, efficiency), which were obtained from the geological and petroleum wells located in the zone of the city and adjacent areas. The analysis estimated potential energy resources. It was pointed out that the best prospects for the development of geothermal energy in the analyzed reservoir makes use in terms of balneo-recreation

Influence of carbon content an plastifying stress and microstructure of warm deformed non-alloyed steels

W pracy wyznaczono zależności między wielkością naprężenia uplastyczniającego a temperaturą odkształcenia stali 04J, C55 i C90U podczas spęczania próbek Rastiegajewa. Stwierdzono wyraźne obniżenie oporu plastycznego w badanych stalach, które występuje w temperaturze 850°C dla stali 04J i w temperaturach 720¸730°C dla stali C55 i C90U. Zauważono, że im wyższa zawartość węgla w stali tym obniżenie oporu plastycznego jest mniej wyraźne. Stwierdzono, że istotną przyczyną obserwowanych zmian oporu plastycznego są procesy zdrowienia dynamicznego i rekrystalizacji dynamicznej ferrytu.Plastifying stress as function of deformation temperature for low carbon ferritic steel (0,04C), medium-carbon C55 steel and pearlitic steel C90U has been determined during upsetting of Rastigaevs' samples. A distinct drop of plastic resistance was found at the temperature 850°C for 04J steel and at the temperature 720¸730°C for C55 and C90U steels. This drop was more evident for the low carbon steel. It was concluded that dynamic recovery and dynamic recrystallization occurring in ferrite during plastic deformation are responsible for the observed drop of plastic resistance

Estimation of energetistic quality of geothermal resources – thermodynamic and terminological aspects

According global terminology Poland is characterized by low-temperature geothermal resources usually named as low enthalpy resources. They are connected mostly with the Mesozoic sedimentary formations with temperatures of waters do not exceed 100 stopni C. In the paper the estimation of thermodynamic parameters of Polish geothermal fields in comparison with selected global resources was presented according using terminology. Geothermal resources were classified with reference to their temperatures, specific enthalpy and specific exergy. The analysis states that the exergy define the quality of the energy content of a geothermal fluid better than the temperatures and enthalpy criterions

Microstructure characterization of the low carbon steel deformed in the range of deformation resistance minimum

Przeprowadzono badania stali niskowęglowej (żelazo Armco) poddanej odkształceniu na ciepło w zakresie minimum oporu plastycznego. Minimum to stwierdzono w zakresie 825-850°C, natomiast podwyższenie temperatury odkształcenia do 900°C, w której ferryt już praktycznie nie występuje i stal posiada strukturę austenityczną, zwiększa opór plastyczny. Minimum oporu plastycznego przypada na temperatury odkształcenia, przy których zachodzi niemal pełna rekrystalizacja dynamiczna, zaś ilość austenitu w temperaturze odkształcenia nie jest na tyle duża, by znacząco wpłynąć na naprężenie uplastyczniające. Badania wykazały, że odkształcenie w zakresie minimum oporu plastycznego łączy się z wyraźnym rozdrobnieniem ziaren spowodowanym dynamiczną rekrystalizacją.The low carbon steel (Armco iron) warm-worked in the range of deformation resistance minimum has been investigated. The minimum was found in the temperature range of 825 - 850°C, however, rising the deformation temperature up to 900 °C when ferrite practically disappears, leads to deformation resistance increase. It has been shown that deformation in the range of deformation resistance results in grain refinement due to dynamic recrystallization. Deformation resistance minimum appears when the steel is deformed in the temperature range leading to practically complete dynamic recrystallization and there is not enough austenite to increase significantly the plastic stress

Evaluation of the possibility of using thermal waters in the municipality of Kęty

W pracy zostały zebrane dane dotyczące zasięgu, rozmieszczenia oraz potencjału cieplnego wód geotermalnych na terenie gminy Kęty oraz w jej bezpośrednim sąsiedztwie. Analizowany obszar zlokalizowany jest na pograniczu dwóch jednostek geologicznych: zapadliska przedkarpackiego oraz Karpat fliszowych. Na podstawie danych otworowych wykonano przekroje geologiczne z oznaczeniem stwierdzonych przypływów wód geotermalnych. Przedstawiono charakterystykę zbiorników i oszacowano ich parametry hydrogeotermalne. Dla wybranych zbiorników przeprowadzono obliczenia, mające na celu ocenę zasobów występujących w poszczególnych basenach. Analizy danych umożliwiły wskazanie najbardziej perspektywicznych zbiorników oraz obszarów i kierunków wykorzystania wód geotermalnych. Na podstawie obliczonych wartości cieplnego potencjału technicznego jako optymalny uznano zbiornik dewoński, dla którego zaproponowano wykorzystanie wód z tego zbiornika dla celów rekreacyjnych. Dodatkowo opracowano prosty schemat basenowej instalacji geotermalnej.The main aim of the following thesis is to present data concerning the location and use of thermal waters in the municipality of Kęty and the surrounding areas. The described region is situated on the borderline of two geological units: the Carpathian Mountains and the Carpathian Hollow. Based on the well data, geological sections were carried out and places of thermal waters flow were noted. Then the characteristics of the thermal water reservoirs were presented and the hydrogeothermal parameters estimated. The data worked out in the article allows the most perspective areas and directions for use of thermal waters to be indicated. Based on the calculated value of the energetic potential of the Devonian reservoir, which is the most prospective, a simple scheme of geothermal pool installation was proposed

Geological conditions of Kielce site in terms of the potential occurrence of thermal waters

W artykule przedstawiono analizę warunków geologicznych, hydrogeologicznych i istniejących danych otworowych rejonu miasta Kielce. Celem analizy była ocena potencjalnych możliwości występowania wód termalnych pod kątem gospodarczego wykorzystania. Analizy pozwoliły wytypować obszary, w których mogą występować wody termalne. Najbardziej perspektywiczne są rozpoznane kompleksy dewońskie, w których wody podziemne mają temperaturę do 20 stopni Celsjusza i mogą być wykorzystane jako nośnik energii za pomocą pomp ciepła. Wody o wyższej temperaturze rzędu 60 stopni Celsjusza nie zostały potwierdzone otworami. Badania wykazały, że istnieje pewna szansa ich występowania w północnej części miasta, gdzie związane są z prawdopodobnymi głębokimi strefami uskokowymi, z którymi przypuszczalnie wiążą się rozległe obszary szczelin i spękań. Zastrzega się jednakże, że obecność tych stref i wód wymaga potwierdzenia głębokimi wierceniami.The paper discuss geological and hydrogeological conditions and well data from the Kielce region. The purpose of analysis was to evaluate the possibility of occurrence of thermal waters taking into account commercial uses. Research indicates prospective areas for thermal waters occurrence. In the most prospective Devonian horizon ground water temperature reaches 20 degrees of Celsius and the water can be used as an energy source by using heat pumps. Waters with higher temperatures of around 60 degrees of Celsius have not been confirmed by wells in the area, however research had proven it possible occurrence in the north part of the Kielce city where they are connected with deep tectonic areas. Their possible presence is probably associated with the vast, deep zones of fissures and fractures. However, the presence of higher temperature thermal waters in the area should be confirmed by deep drillings

Ocena możliwości wykorzystania wód termalnych w rejonie Buska-Zdroju w ciepłownictwie, rekreacji i balneologii

Hydrogeothermal conditions in the Busko area within Cenomanian, Jurassic and Devonian aquifers are evaluated. Particularly favourable geothermal conditions in this area result from good hydrogeological parameters of the Cenomanian sandstone and limestone at the bottom of Jurassic deposits. Currently, other aquifers in this area: Devonian, Carboniferous and Triassic are regarded as being of secondary importance for geothermal purposes. With regard to temperatures and water yield, the Cenomanian aquifer is especially designated for balneology and recreation. The downthrow side of dominant fault should guarantee temperatures of about 20–25°C, still, the large yield and application of the heat pump technology may render its use economically feasible. The curative valor of this aquifer is of crucial importance (content of iodine and bromine). The hydrogeothermal conditions of this region, at the current stage of recognition, do not allow confirmation of its usability for the heating purposes. Improvement of the current state of the conditions detection would have occurred provided the holes in this zone were reconstructed.W pracy przeprowadzono analizę warunków hydrogeotermalnych rejonu Buska-Zdroju, typując zbiorniki cenomański, jurajski i dewoński jako potencjalne do wykorzystania w celach energetycznych i leczniczych. Szczególnie korzystne warunki geotermalne związane są z piaskowcowym zbiornikiem cenomańskim i spągową częścią wapiennego zbiornika górnej jury. Znaczenie pozostałych zbiorników wód podziemnych: dewońskiego, karbońskiego i triasowego, na obecnym etapie rozpoznania należy uznać za drugorzędne. Ze względu na temperatury, wydajności i skład chemiczny wód, zbiornik cenomański jest szczególnie predestynowany do wykorzystania w rekreacji i balneologii. W strefie regionalnej dyslokacji, po stronie skrzydła zrzuconego, wody te osiągają temperaturę 20–25°C, stąd przy dużych wydajnościach wód i zastosowaniu technologii pomp ciepła ich wykorzystanie będzie ekonomicznie uzasadnione. W aspekcie balneologii istotną cechą tych wód jest znacząca zawartość w nich jodu i bromu. Na obecnym etapie rozpoznania warunków hydrogeotermalnych nie można natomiast stwierdzić, czy możliwe jest wykorzystanie np. wód dewońskich do celów ciepłowniczych. Znaczna poprawa stanu rozpoznania tych warunków nastąpiłaby w przypadku rekonstrukcji otworów istniejących w tej strefie