background image

 

1

Tomasz Śliwa

1

 

Paweł Nycz

2

 

 

MoŜliwości pozyskiwania ciepła skał za pośrednictwem odwiertów 

naftowych w Karpatach 

 
Wprowadzenie 
 

W Polsce, zwłaszcza w Karpatach prowadzi się systematyczną likwidację odwiertów. 

SłuŜyły one niejednokrotnie przez ponad 100 lat do eksploatacji złóŜ ropy naftowej, których 
zasoby uległy wyczerpaniu. Likwidacje nieprzydatnych wyrobisk wymusza prawo 
geologiczne i górnicze. 
 

JednakŜe w wielu krajach, takŜe coraz częściej w Polsce, wykonuje się specjalne 

otwory wiertnicze których zadaniem jest wymiana ciepła między górotworem a powierzchnią 
terenu. Działanie takie wpisuje się w prowadzoną politykę energetyczną uzasadnioną 
względami bezpieczeństwa energetycznego, racjonalizacją uŜytkowania energii oraz 
działaniami proekologicznymi. Na rys 1 przedstawiono liczbę zlikwidowanych odwiertów 
Polsce przez Zakład Robót Górniczych w Krośnie, a na rys 2 liczbę metrów wierceń 
wykonanych dla celów wykonania otworowych wymienników ciepła w Szwajcarii. 
 

0

50

100

150

200

250

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

 

Rys. 1. Liczba zlikwidowanych odwiertów przez ZRG w Krośnie 

 

                                                 

1

 Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków. 

2

 Politechnika Rzeszowska, Wydział Budownictwa i InŜynierii Środowiska, ul. W. Pola 2, 35-959 Rzeszów. 

background image

 

2

0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

1999

2000

2001

2002

2003

 

Rys. 2. Sumaryczna głębokość wykonywanych rocznie wierceń pionowych wymienników 

otworowych współpracujących z pompami ciepła w poszczególnych latach w Szwajcarii 

(Signorelli i in., 2004). 

 
 

Praca pomp ciepła pozyskujących energię cieplną z górotworu za pośrednictwem 

wymienników otworowych jest bardziej efektywna aniŜeli poprzez poziome wymienniki 
gruntowe. Wynika to z profilu temperatury górotworu, który zmienia się wraz z głębokością. 
Na rys. 3 widać jak zmienia się systematycznie temperatura wierzchnich warstw górotworu 
wraz ze zmiennością pór roku. PoniŜej głębokości strefy neutralnej, na której nie obserwuje 
się juŜ sezonowych zmian temperatury górotworu obserwuje się systematyczny jej wzrost 
zgodnie z gradientem geotermicznym. Dzięki temu z temperatura z wymienników 
otworowych jest wyŜsza i bardziej stabilna w ciągu roku niŜ z poziomych wymienników 
instalowanych w gruncie najczęściej do głębokości 2 m p.p.t. 
 

 

Rys. 3. Zmiany temperatury górotworu w ciągu roku (Stiebel-Eltron Polska Sp. z o.o., 2001) 

 

background image

 

3

Konstrukcje otworowych wymienników ciepła 
 
 

Wykonanie wymiennika otworowego na bazie istniejącego odwiertu wymaga 

przeprowadzenia pewnych prac adaptacyjnych i wyposaŜenia odwiertu w rury słuŜące 
cyrkulacji nośnika ciepła. 
 

Na rys. 4 przedstawiono porównawcze zestawienie konstrukcji jednego z odwiertów 

złoŜa Turaszówka, słuŜącego do eksploatacji ropy naftowej (A) oraz po jego likwidacji (C), a 
takŜe odwiertu zaadaptowanego na otworowy wymiennik ciepła w miejsce likwidacji (B) i 
otworowego wymiennika powstałego po przywróceniu zlikwidowanego odwiertu (D). 
 

 

12`` 10`` 9`` 7``

19,1 m

114,4 m

207,3 m

217 m

A

12`` 10``

9`` 7``

19,1 m

114,4 m

207,3 m

217 m

C

30 m

180 m

229 m

p

łu

c

z

k

a

p

łu

c

z

k

a

117 m

 

12`` 10`` 9`` 7``

19,1 m

114,4 m

207,3 m

217 m

B

180 m

229 m

175 m

PP 110/30 mm

12`` 10``

9`` 7``

19,1 m

114,4 m

207,3 m

217 m

D

180 m

229 m

u

s

z

c

z

e

ln

ia

c

z

117 m

175 m

4 x PE DN 40

a

a

a

a

b

b

b

b

c

d

 

Rys. 4. Schemat konstrukcji odwiertu zaadoptowanego na wymiennik otworowy (B), 

odwiertu po likwidacji (C) i wymiennika otworowego po przywróceniu zlikwidowanego 

odwiertu (D) na bazie odwiertu naftowego złoŜa Turaszówka (A), a – rury okładzinowe, b – 

korek uszczelniający, c - kolumna rur wewnętrznych w układzie współosiowym, d – kolumna 

rur wewnętrznych w postaci podwójnej u-rurki. 

 

Kluczowym elementem w konstrukcji otworowych wymienników ciepła jest 

wewnętrzne wyposaŜenie, mające za zadanie umoŜliwienie cyrkulacji nośnika ciepła. Na rys. 
5 przedstawiono typowe przekroje przez wymienniki otworowe wyposaŜone w u-rurki lub 
układ centryczny. 
 

 

d

z

 

d

z

 

d

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rys. 5. Przekroje poprzeczne typowych układów wymienników otworowych, a – z 

pojedynczą u-rurką, b – z podwójną u-rurką, c – z potrójną u-rurką, d – układ centryczny. 

 

background image

 

4

Zagospodarowanie nieprzydatnych odwiertów 
 

Część z odwiertów, które są likwidowane w Polsce zlokalizowana jest w obszarze 

zurbanizowanym w nieduŜej odległości od potencjalnych odbiorców ciepła. Stąd wydaje się 
celowe rozwaŜenie moŜliwości adaptacji na otworowe wymienniki ciepła tych odwiertów 
przeznaczonych do likwidacji, które ze względu na niewielką odległość od zabudowań mogą 
słuŜyć do pozyskiwania ciepła z górotworu lub w celu racjonalizacji gospodarki ciepłem 
(rys. 6). Jest to moŜliwe dzięki wykorzystaniu pompy ciepła, która przetwarza energię 
niskotemperaturową na taką, która jest odpowiednia dla odbiorcy ciepła. Mimo konieczności 
napędzania pompy ciepła energią elektryczną koszt ciepła uŜytkowego moŜe być niŜszy od 
kosztu ciepła z nośników tradycyjnych takich jak gaz ziemny czy olej opałowy. 
Koszt taki porównywalny jest z kosztem energii z węgla kamiennego przy czym 
nieporównywalnie większa jest wygoda obsługi, a takŜe lokalnie korzyści dla środowiska 
naturalnego. 
 

 

Rys. 6. Lokalizacja odwiertów naftowych na Podkarpaciu i w Małopolsce. 

 

DuŜym problemem jest jednak rozpatrywanie zagospodarowania odwiertów 

przeznaczonych do likwidacji na otworowe wymienniki ciepła pod kątem praw 
własnościowych oraz wynikających z prawa geologicznego i górniczego. Z jednej strony 
odwierty, które przedsiębiorca będący ich właścicielem musi zlikwidować stanowią 
obciąŜenie jego budŜetu. Z drugiej strony przekazanie uszczelnionych odwiertów 
zainteresowanym odbiorom ciepła natrafia na szereg problemów natury prawnej i księgowej o 
czym przekonują się zainteresowani np. odwiertami z dopływem wód geotermalnych celem 
komercyjnego zagospodarowania ich do celów rekreacji. 

Istotną moŜliwością działania pompy ciepła z otworowymi wymiennikami ciepła jest 

moŜliwość magazynowania energii cieplnej w górotworze. Fakt ten, w przypadku 
wykorzystania układu do klimatyzacji w sezonie letnim, umoŜliwia obniŜenie kosztów 
zarówno klimatyzacji jak teŜ ogrzewania. 

Ciepło odbierane z otoczenia podczas procesu klimatyzacji i zgromadzone w 

górotworze umoŜliwia poprawę warunków pracy systemu w trybie grzewczym, czego 
wynikiem jest obniŜenie kosztów ciepła uŜytecznego. Układy pomp ciepła z otworowymi 
wymiennikami ciepła są zatem rozwiązaniami które powinny być rozpatrywane nie tyle jako 
ź

ródła ciepła ale system do racjonalizacji gospodarowania ciepłem wszędzie tam gdzie jest to 

moŜliwe i uzasadnione względami ekologicznymi i ekonomicznymi. Wpisuje się w to takŜe w 
szeroko pojęta politykę energetyczną. Wiele odwiertów przeznaczonych do likwidacji lub 

background image

 

5

zlikwidowanych po ich przywróceniu i adaptacji na wymienniki otworowe daje moŜliwość 
obniŜenia kosztów wykonania ujęcia ciepła czy teŜ magazynu ciepła. Na rys. 7 przedstawiono 
fotografię jednego z odwiertów złoŜa ropy naftowej Iwonicz Zdrój (Elin 3), który został 
zlikwidowany, a wraz z innymi odwiertami znajdował się w niewielkiej odległości od 
budynku sanatorium, gdzie moŜna było zagospodarować pozyskiwane za pośrednictwem 
wymiennika ciepło. 

 

 

Rys. 7. Zlikwidowany odwiert Elin 3. 

 
Cyrkulacja nośnika ciepła 
 

Cyrkulacja nośnika ciepła w wymiennikach otworowych moŜe odbywać się w dwóch 

kierunkach. Tak zwany lewy obieg (rys. 8) polega na zatłaczaniu zimnego nośnika ciepła w 
dół przestrzenią pierścieniową pomiędzy rurami okładzinowymi i rurą wewnętrzną, którą po 
wypływa czynnik ogrzany. Taki kierunek cyrkulacji powoduje, Ŝe czynnik przepływa i 
ogrzewa się najpierw od warstw najchłodniejszych znajdujących się najbliŜej powierzchni 
terenu aŜ do warstw najcieplejszych znajdujących się najgłębiej. Następnie wpływa do 
kolumny centralnej, gdzie jest transportowany ku powierzchni rurą wykonaną z materiału 
izolacyjnego (najczęściej polietylenu lub polipropylenu), co ogranicza straty ciepła w trakcie 
przepływu przez odcinek chłodniejszych warstw powierzchniowych. Im lepszym izolatorem 
jest materiał z jakiego wykonano kolumnę wewnętrzną, tym wyŜszą temperaturę uzyskuje się 
na powierzchni. 

 

background image

 

6

 

Rys. 8. Otworowy wymiennik ciepła z lewym obiegiem nośnika. 

 

Prawy obieg (rys. 9) polega na zatłaczaniu ogrzanego nośnika ciepła w dół kolumną 

centralną. Czynnik w takim obiegu ochładza się przepływając przestrzenią pierścieniową 
pomiędzy rurami okładzinowymi a rurą wewnętrzną. Powoduje to maksymalne 
wychłodzenie czynnika grzewczego. Cyrkulacja taka stosowana jest w czasie, gdy układ z 
pompą ciepła pracuje w trybie chłodzenia (klimatyzacji) co daje takŜe moŜliwość 
magazynowania ciepła w górotworze. 

 

Rys. 9. Otworowy wymiennik ciepła z lewym obiegiem nośnika 

 

Efektywność energetyczna 

 

Ilość i jakość (temperatura) energii cieplnej pozyskiwanej za pośrednictwem 

wymiennika otworowego zaleŜy od wielu parametrów. MoŜna je pogrupować w parametry 
geologiczne związane z właściwościami skał przewierconego profilu, parametry 
konstrukcyjne związane ze sposobem wykonania i wymiarami wymiennika otworowego i 
parametry eksploatacyjne związane z warunkami pozyskiwania ciepła i cyrkulacji nośnika.  

background image

 

7

Przykładowe moŜliwości pozyskiwania energii cieplnej przedstawiono na przykładzie 

rzeczywistego odwiertu „Elin 3” zlokalizowanego w Iwoniczu-Zdroju w województwie 
podkarpackim. Odwiert „Elin 3” słuŜył do eksploatacji złóŜ ropy naftowej lecz z racji 
wyeksploatowania złoŜa został zlikwidowany (rys. 7). 
 

Analizą przeprowadzono w oparciu o wykorzystanie jedynie 200 m odwiertu, którego 

całkowita potencjalna głębokość jako otworowego wymiennika ciepła wynosiła 460 m. W 
tabeli 1 przedstawiono średnie waŜone termiczne parametry skał przewierconego profilu. 
 
Tabela  1.  Średnie  wartości  parametrów  termicznych  skał  w  profilu  odwiertu  do  głębokości 
H=200 m 

Głębokość, m 

200 

Współczynnik przewodzenia ciepła, W/(mK) 

2,53 

Gęstość, kg/m

3

 

912 

Ciepło właściwe masowe, J/(kgK) 

2445 

Ciepło właściwe objętościowe, kJ/(m

3

K) 

2230 

 

ZałoŜono naturalny ziemski strumień ciepła równy 0,06 W/m. Średnica otworu wynosi 

0,1298 m, średnica zewnętrzna rur okładzinowych 0,118 m, a grubość ściany 0,005 m. Rury 
wykonano ze stali o współczynniku przewodzenia ciepła 60 W/(mK). ZałoŜono, Ŝe 
wewnętrzna rura wykonana będzie z polipropylenu o współczynniku przewodzenia ciepła 
0,22 W/(mK), średnicy zewnętrznej 0,09 m i grubości ściany 0,025 m. 
 

Obliczenia wykonano zakładając nośnik ciepła w postaci roztworu glikolu 

propylenowego 25% o przewodności cieplnej 0,475 W/(mK), cieple właściwym 3930 
J/(kgK), gęstości 1033 kg/m

3

 i temperaturze zamarzania – 10 

o

C. ZałoŜono dwa warianty 

obciąŜenia – obciąŜenie bazowe, oznaczające równomierne i ciągłe pozyskiwanie ciepła przez 
okres całego roku i obciąŜenie szczytowe, przy którym dobowo źródło ciepła mogło 
dostarczać energię o wartości 10 kW przez 12 godzin. W tabeli 2 przedstawiono wartości 
temperatur nośnika ciepła określone po 25 latach nieprzerwanej eksploatacji ciepła przy 
róŜnych wartościach rocznej ilości tej energii i róŜnych wartościach strumienia objętości 
nośnika ciepła. Obrazuje ona wpływ tych dwóch parametrów eksploatacyjnych na 
efektywność energetyczną, poprzez wartość temperatury nośnika ciepła, która wpływa na 
efektywność pracy pompy ciepła. 

Z tabeli 2 wynika Ŝe wraz ze wzrostem strumienia nośnika ciepła 

niskotemperaturowego wzrasta temperatura nośnika w odniesieniu zarówno do obciąŜenia 
bazowego jak i szczytowego, natomiast wraz ze wzrostem ilości energii uŜytecznej 
temperatura nośnika spada równieŜ w odniesieniu do obydwu obciąŜeń.  
 
 

background image

 

8

-7,5

-6,5

-5,5

-4,5

-3,5

-2,5

1

2

3

5

10

15

20

30

50

100

Strumie

ń

 obj

ę

to

ś

ci no

ś

nika ciepła, m

3

/h

T

e

m

p

e

ra

tu

ra

 n

o

ś

n

ik

a

 c

ie

p

ła

C

Obci

ąŜ

enie bazowe

Obci

ąŜ

enie szczytowe

 

Rys. 10. ZaleŜność temperatury nośnika ciepła od strumienia objętości 

 

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

1

5

10

20

30

40

50

60

80

100

Ilo

ść

 energii u

Ŝ

ytecznej, MWh/rok

T

e

m

p

e

ra

tu

ra

 n

o

ś

n

ik

a

 c

ie

p

ła

C

Obci

ąŜ

enie bazowe

Obci

ąŜ

enie szczytowe

 

 

Rys. 11. ZaleŜność temperatury nośnika ciepła od ilości rocznie pozyskiwanej energii 

cieplnej. 

 

 

W  tabeli  3  przedstawiono  wpływ  konstrukcji  centrycznego  wymiennika  otworowego 

na  temperaturę  średnią  nośnika  ciepła  w  układzie  cyrkulacyjnym.  Jako  zmienne  przyjęto 
ś

rednicę  zewnętrzną  centrycznej  kolumny  izolującej  oraz  grubość  jej  ściany.  Obliczenia 

background image

 

9

wykonano  przy  załoŜeniu  strumienia  nośnika  ciepła  równego  10  m

3

/h  i  rocznie 

eksploatowanej energii 180 GJ. 
 

background image

 

10

Tabela 2. NajniŜsze wartości średniej temperatury nośnika ciepła niskotemperaturowego w wymienniku otworowym do głębokości 200 m 
(kursywą zaznaczono wartości poniŜej temperatury zamarzania nośnika ciepła). 

Ilość energii 

cieplnej 

wyeksploatowa

nej z odwiertu 

w ciągu roku  

Strumień objętości nośnika ciepła niskotemperaturowego, m

3

/h, m

3

/s 

10 

15 

20 

30 

50 

100 

0,000278 

0,000556 

0,000833 

0,001389 

0,002778 

0,004167 

0,005556 

0,008333 

0,013889 

0,027778 

MWh/

rok 

GJ/rok 

ObciąŜenie 

bazowe 

obciąŜenie 
szczytowe 

obciąŜenie 

bazowe 

obciąŜenie 
szczytowe 

obciąŜenie 

bazowe 

obciąŜenie 
szczytowe 

obciąŜenie 

bazowe 

obciąŜenie 
szczytowe 

obciąŜenie 

bazowe 

obciąŜenie 
szczytowe 

obciąŜenie 

bazowe 

obciąŜenie 
szczytowe 

obciąŜenie 

bazowe 

obciąŜenie 
szczytowe 

obciąŜenie 

bazowe 

obciąŜenie 

szczytowe 

obciąŜenie 

bazowe 

obciąŜenie 

szczytowe 

obciąŜenie 

bazowe 

obciąŜenie 

szczytowe 

3,6 

9,10 

1,37 

9,11 

1,78 

9,11 

1,88 

9,11 

1,94 

9,12 

2,91 

9,12 

2,95 

9,12 

2,98 

9,12 

3,00 

9,12 

3,02 

9,12 

3,04 

18 

8,05 

0,68 

8,08 

1,10 

8,08 

1,20 

8,09 

1,25 

8,14 

2,23 

8,15 

2,27 

8,15 

2,29 

8,15 

2,32 

8,15 

2,34 

8,15 

2,35 

10 

36 

6,75 

-0,17 

6,80 

0,25 

6,81 

0,35 

6,81 

0,40 

6,93 

1,38 

6,93 

1,42 

6,93 

1,44 

6,94 

1,46 

6,94 

1,49 

6,94 

1,50 

20 

72 

4,13 

-1,87 

4,23 

-1,46 

4,25 

-1,36 

4,27 

-1,30 

4,49 

-0,33 

4,50 

-0,29 

4,51 

-0,26 

4,51 

-0,24 

4,52 

-0,22 

4,52 

-0,20 

30 

108 

1,52 

-3,58 

1,66 

-3,16 

1,70 

-3,06 

1,72 

-3,01 

2,06 

-2,03 

2,07 

-1,99 

2,08 

1,97 

2,09 

-1,94 

2,09 

-1,92 

2,10 

-1,91 

40 

144 

-1,10 

-5,28 

-0,90 

-4,86 

-0,86 

-4,76 

-0,83 

-4,71 

-0,38 

-3,74 

-0,36 

-3,69 

-0,35 

-3,67 

-0,34 

-3,65 

-0,33 

-3,63 

-0,32 

-3,61 

50 

180 

-3,71 

-6,99 

-3,47 

-6,57 

-3,41 

-6,47 

-3,38 

-6,42 

-2,81 

-5,44 

-2,79 

-5,40 

-2,78 

-5,38 

-2,76 

-5,35 

-2,75 

-5,33 

-2,74 

-5,32 

60 

216 

-6,33 

-8,69 

-6,04 

-8,27 

-5,97 

-8,17 

-5,93 

-8,12 

-5,25 

-7,15 

-5,22 

-7,10 

-5,20 

-7,08 

-5,19 

-7,06 

-5,17 

-7,04 

-5,16 

-7,02 

80 

288 

-11,56  -12,10  -11,17  -11,68  -11,07  -11,58  -11,03  -11,53  -10,12  -10,55  -10,08  -10,51  -10,06  -10,49  -10,04  -10,47  -10,02  -10,45  -10,00  -10,43 

100 

360 

-16,79  -15,51  -16,30  -15,09  -16,18  -14,99  -16,12  -14,94  -14,99  -13,96  -14,94  -13,92  -14,91  -13,90  -14,89  -13,87  -14,86  -13,85  -14,84  -13,84 

 
Tabela 3. NajniŜsza średnia temperatura nośnika ciepła niskotemperaturowego 

Grubość 

ś

ciany rury 

wewnętrznej, 

mm 

Zewnętrzna średnica kolumny izolującej, mm 

20 

30 

40 

50 

60 

70 

80 

90 

95 

100 

obciąŜenie 

bazowe 

obciąŜenie 
szczytowe 

obciąŜenie 

bazowe 

obciąŜenie 
szczytowe 

obciąŜenie 

bazowe 

obciąŜenie 
szczytowe 

obciąŜenie 

bazowe 

obciąŜenie 
szczytowe 

obciąŜenie 

bazowe 

obciąŜenie 
szczytowe 

obciąŜenie 

bazowe 

obciąŜenie 
szczytowe 

obciąŜenie 

bazowe 

obciąŜenie 
szczytowe 

obciąŜenie 

bazowe 

obciąŜenie 
szczytowe 

obciąŜenie 

bazowe 

obciąŜenie 
szczytowe 

obciąŜenie 

bazowe 

obciąŜenie 
szczytowe 

-3,04 

-5,81 

-3,04 

-5,80 

-3,03 

-5,80 

-3,02 

-5,78 

-3,01 

-5,76 

-2,99 

-5,73 

-2,97 

-5,69 

-2,95 

-5,65 

-3,27 

-6,20 

-3,11 

-5,94 

-3,03 

-5,79 

-3,02 

-5,79 

-3,02 

-5,77 

-3,00 

-5,75 

-2,99 

-5,72 

-2,96 

-5,68 

-2,94 

-5,64 

-2,91 

-5,58 

-3,25 

-6,18 

-3,09 

-5,90 

-3,03 

-5,79 

-3,02 

-5,78 

-3,01 

-5,76 

-2,99 

-5,73 

-2,97 

-5,70 

-2,95 

-5,66 

-2,92 

-5,61 

-2,89 

-5,55 

-3,24 

-6,16 

-3,08 

-5,87 

-3,02 

-5,87 

-3,01 

-5,77 

-3,00 

-5,75 

-2,98 

-5,72 

-2,96 

-5,68 

-2,94 

-5,63 

-2,91 

-5,58 

-2,87 

-5,52 

-3,23 

-6,14 

-3,06 

-5,85 

10 

-3,01 

-5,76 

-2,99 

-5,73 

-2,98 

-5,70 

-2,95 

-5,66 

-2,92 

-5,61 

-2,89 

-5,56 

-2,86 

-5,50 

-3,22 

-6,12 

-3,05 

-5,82 

15 

-2,99 

-5,73 

-2,97 

-5,70 

-2,95 

-5,65 

-2,92 

-5,61 

-2,89 

-5.55 

-2,85 

-5,49 

-3,21 

-6,11 

-3,04 

-5,81 

20 

-2,97 

-5,69 

-2,95 

-5,65 

-2,92 

-5,60 

-2,88 

-5,54 

-2,85 

-5,48 

-3,21 

-6,10 

-3,04 

-5,81 

25 

-2,95 

-5,65 

-2,92 

-5,60 

-2,88 

-5,54 

-2,85 

-5,48 

-3,21 

-6,10 

-3,04 

-5,81 

30 

-2,92 

-5,60 

-2,88 

-5,54 

-2,84 

-5,47 

-3,21 

-6,10 

-3,04 

-5,80 

40 

-2,84 

-5,47 

-3,21 

-6,10 

-3,03 

-5,80 

 

background image

 

11

 

Z  tabeli  3  wynika,  Ŝe  wraz  ze  wzrostem  zewnętrznej  średnicy  kolumny  izolującej 

wzrasta  temperatura  nośnika  w  odniesieniu  zarówno  do  obciąŜenia  bazowego  jak  i 
szczytowego.  Wyjątkiem  jest  sytuacja,  gdy  zmianie  ulega  zewnętrzna  średnica  kolumny 
izolującej  z  90  na  95  mm.  Wtedy  zauwaŜalna  jest  zmiana,  następuje  jednorazowy  skokowy 
spadek  temperatury,  co  wynika  ze  zmiany  reŜimu  przepływu  w  przestrzeni  pierścieniowej. 
Wraz  ze  wzrostem  grubości  ścianki  rury  wewnętrznej  następuje  wzrost  temperatury  w 
odniesieniu dla obydwu obciąŜeń. 
 
Wnioski 
 

Wiele odwiertów w Małopolsce i na Podkarpaciu jest likwidowanych. Powinno 

rozpatrywać się moŜliwości ich adaptacji na otworowe wymienniki ciepła wszędzie tam, 
gdzie znajdują się w niewielkiej odległości od zabudowań. Mogą wtedy słuŜyć do 
pozyskiwania ciepła niskotemperaturowego celem zasilania pomp ciepła. 

Na efektywność energetyczną wymienników otworowych wpływa wiele czynników. 

NaleŜą do nich parametry geologiczne, konstrukcyjne i eksploatacyjne. DuŜy wpływ na 
jakość i ilość pozyskiwanego ciepła mają parametry eksploatacyjne. Ze wzrostem strumienia 
objętości nośnika ciepła wzrasta jego temperatura, ale jednocześnie rosną opory przepływu. 
DuŜe znaczenie ma równieŜ grubość ściany kolumny izolującej, szczególnie gdy wzrasta 
głębokość wymiennika otworowego. 

Rekonstrukcja i adaptacja odwiertów na wymienniki otworowe jest moŜliwa przed ich 

likwidacją jak teŜ po likwidacji. W przypadku nieszczelności odwiertów zastosować moŜna 
konstrukcję z u-rurkami jako układem wymiany ciepła. Gdy zapewniona jest szczelność 
odwiertów korzystniejsza jest konstrukcja centryczna. 
 
Literatura 
 

1.

 

Stiebel-Eltron Polska Sp. z o.o.: Wytyczne wykonania instalacji grzewczych z 

pompami ciepła, nr 8, 2001. 

2.

 

Signorelli S., Andenmatten N., Kohl T., Rybach L.: Projekt Statistik der 

geotermischen Nutzung der Dchweiz für die Jahre 2002 und 2003, Bericht für das 
Bundesamt für Energie, Bern 2004. 

3.

 

Ś

liwa T.: Sposoby pozyskiwania energii geotermicznej; Konferencja Naukowa, „Rola 

odnawialnych źródeł energii w strategii zrównowaŜonego rozwoju kraju”, Łódź, 18-19 
września 2000 r. 

4.

 

Ś

liwa T., Gonet A., Munia J., Kozioł W., Pająk L.: Nowy kierunek wykorzystania 

odwiertów przeznaczonych do likwidacji, I Konferencja Naukowo-Techniczna, 
„Problemy rekonstrukcji i likwidacji odwiertów ropnych i gazowych w Karpatach i na 
Przedgórzu”, Rudawka Rymanowska – Bóbrka (PGNiG S. A. O/ZRG Krosno; 
SITPNiG O/Krosno) 2000. 

5.

 

Ś

liwa T., Gonet A.: The idea of utilising old production wells for borehole heat 

exchangers in the near depleted oil field in Iwonicz Zdrój, International Geothermal 
Conference: Multiple Integrated Uses of Geothermal Resources, Reykjavik 2003. 

6.

 

Ś

liwa T., Gonet A.: Koncepcja wykorzystania likwidowanych odwiertów złoŜa 

Turaszówka do pozyskiwania ciepła na ogrzewanie krytej pływalni, Wiertnictwo, 
Nafta, Gaz, R. 23/1, 2006. 

 
Praca zrealizowana została w ramach grantu badawczego nr 17.17.190.385.