IKEA Łódź – gruntowe pompy ciepła o mocy 860 kW i magazyn ciepła i chłodu

Kompleksowa realizacja dolnego źródła ciepła dla IKEA Łódź

W 2009 roku firma SATOR zrealizowała projekt dolnego źródła ciepła dla budynku handlowo-usługowego IKEA Łódź. Powstały magazyn ciepła i chłodu pozwala na efektywne magazynowanie i wykorzystanie energii cieplnej. Instalacja z gruntowymi pompami ciepła została zaprojektowana z uwzględnieniem lokalnych warunków hydrogeologicznych, co zapewniło jej wysoką efektywność i niezawodność.

Kluczowe dane techniczne realizacji

Lokalizacja: Łódź, woj. łódzkie.
Zakres prac: wykonanie 160 otworów wiertniczych o głębokości 100 m każdy.
Całkowita długość odwiertów: 16 000 m.
Zainstalowana moc grzewcza: 860 kW.
5 otworów badawczych: regularne pomiary temperatury w trakcie eksploatacji.
Odległość między otworami: 6 m.

Zastosowane technologie i rozwiązania dolnego źródła ciepła

W ramach realizacji wykonano otwór badawczy (P-0), w którym przeprowadzono Test Reakcji Termicznej (TRT). Wyniki testu pozwoliły na precyzyjne określenie parametrów cieplnych gruntu i optymalizację projektu. Na podstawie analiz ustalono, że najkorzystniejszym rozwiązaniem będzie wykonanie 160 otworowych wymienników ciepła, rozmieszczonych w układzie promienistym. Układ ten zapewnił równomierne wykorzystanie energii cieplnej zgromadzonej w gruncie. Odwierty połączono do 8 komór zbiorczych. Rurociągi tranzytowe wykonano o średnicy 110 i 125 mm. 

Otwory zostały wywiercone metodą obrotową. Każdy otworowy wymiennik ciepła został wykonany w postaci pojedynczej U-rurki o średnicy 40 mm, wypełnionej 25% wodnym roztworem glikolu propylenowego. Przestrzeń pierścieniowa między rurkami a ścianą otworu została wypełniona zaczynem uszczelniającym TermorotaS, co zapewniło skuteczną izolację warstw wodonośnych i optymalną wymianę ciepła.

Monitoring temperatury w otworach badawczych

W projekcie wykonano 5 otworów pomiarowych, w których regularnie mierzono temperaturę górotworu w trakcie eksploatacji systemu. Dane uzyskane z tych pomiarów umożliwiły stworzenie modelu komputerowego, który pomógł zrozumieć zachowanie jednej z ośmi baterii otworowych wymienników ciepła. Dzięki symulacjom numerycznym możliwe było określenie rozkładu pola temperatury wokół wymienników oraz analiza punktów, które fizycznie nie były dostępne do pomiarów.

Odległość między wymiennikami wynosiła około 6 metrów, co pozwoliło osiągnąć amplitudę temperatury w trakcie jednego sezonu grzewczo-chłodniczego na poziomie 1,6°C pomiędzy nimi. Taka konfiguracja umożliwiła efektywne wykorzystanie energii, jednocześnie minimalizując ryzyko kolizji podczas wiercenia. 

Regularne pomiary temperatury pozwoliły na bieżące monitorowanie pracy systemu, identyfikację ewentualnych anomalii oraz optymalizację parametrów eksploatacyjnych. Dzięki nim można było również zweryfikować dokładność symulacji numerycznych, co z kolei przyczyniło się do zwiększenia zaufania do modeli obliczeniowych wykorzystywanych w projektowaniu przyszłych systemów dolnego źródła ciepła.

Korzyści z geotermalnych pomp ciepła

Efektywność energetyczna: stabilne ogrzewanie zimą i efektywne chłodzenie latem.
Ekologia: brak wpływu na jakość wód podziemnych dzięki zastosowaniu zaczynu uszczelniającego.
Wytrzymałość systemu: trwałość konstrukcji otworów i niezawodność instalacji.
Zrównoważony rozwój: projekt wspiera ekologiczne cele, redukując emisję CO2 i promując oszczędność energetyczną.

Podsumowanie

Realizacja dolnego źródła ciepła dla IKEA Łódź jest przykładem zastosowania zaawansowanych technologii geotermalnych w praktyce. Precyzyjne badania, innowacyjne rozwiązania oraz wysoka jakość wykonania pozwoliły stworzyć system, który dostarcza niezawodne i efektywne energetycznie rozwiązanie. Wprowadzone technologie wspierają ekologiczne cele i promują oszczędność energetyczną.