Úvod

Projekt "Výzkum získávání tepelné energie z horninového prostředí tunelových staveb FR-TI4/269“ byl vyhodnocen v rámci soutěže ve výzkumu a vývoji vyhlášené Ministerstvem průmyslu a obchodu ČR v programu TIP.

 

Doba trvání projektu

2012-2016

 

Finanční prostředky

Finanční prostředky pro řešení projektu pocházejí ze státní podpory (MPO ČR – 63 %) a vlastních zdrojů příjemce (ARCADIS Geotechnika a.s.) a spolupříjemců (GME s.r.o., ISATech s.r.o., Progeo s.r.o a Technická univerzita v Liberci) – 37 %.

 

Cíle a charakteristika výzkumného projektu

Vzrůstající cena energií v kombinaci s rozvojem nových technologií umožňují pokrývat potřebu energie pro vytápění i z alternativních zdrojů. Masivnímu využití sluneční energie, nebo energie větru v současnosti brání časová proměnlivost těchto zdrojů a možnosti skladování takto získané energie.

Využití nízkopotenciálního tepla obsaženého v horninovém prostředí umožňuje technologie tepelných čerpadel, rozvíjená po období více než 40 let. Obvyklé využití této metody získání energie spočívá v lokální aplikaci decentralizovaných jednotek vytápění při značných vyvolaných nákladech na instalaci technologie.

Získávání tepla z horninového prostředí je obecně známou skutečností. Běžně se realizují zdroje nízkopotenciálního tepla ve svislých vrtech či z plošného tepelného sběrače tzv. půdního kolektoru.

V nedávné době byly učiněny zkoušky v tunelových stavbách, kde byl kolektor tvořen smyčkami sběrných trubek zabetonovaných do tunelového ostění.

Hlavní myšlenka námi předkládaném projektu spočívá v kombinovaném využití liniových staveb (tunelů silničních, železniční a technických) a technologie tepelně vodivé hmoty pro vytvoření funkčních systémů zdrojů hromadného vytápění. Argumentujeme zejména nižší pořizovací investicí, kdy značná část nákladů technologie je hrazena z důvodů potřeby zlepšení dopravní situace, nebo zlepšení vedení inženýrských sítí. Efektivitu využití zemského tepla zlepšuje aplikace tepelně vodivé hmoty.

Cílem výzkumného úkolu je vyvinout, odzkoušet a aplikovat jednoduchý, účinný a dvoufunkční tepelný kolektor, umístěný na kontaktu hornina-ostění. Jednoduchost tepelného kolektoru se odvíjí z jeho snadné aplikovatelnosti s minimem prvků vyžadující složité montážní postupy. Účinnost je odvozena z dobré tepelné vodivosti kolektoru. Dvoufunkčnost tepelného kolektoru je dána jeho dalším účinkem tj. vodotěsné izolace kolektoru.

Vývoj kolektoru bude založen na využití tekutých plastických těsnicích hmot modifikovaných tepelně vodivými nanomateriály. V rámci výzkumu bude testována optimální složení základní hmoty kolektoru optimální rozmístění hlavních tepelně sběrných prvků, bude určen koeficient přestupu tepla na kontaktu kolektor hornina/ostění a teplotní potenciál plochy zkušebního úseku.