ENERGIUTTAK FRA FJELL Et studium av data fra termisk responstesting

Størrelse: px
Begynne med side:

Download "ENERGIUTTAK FRA FJELL Et studium av data fra termisk responstesting"

Transkript

1 Norges teknisknaturvitenskapelige universitet NTNU Fakultet for ingeniørvitenskap og teknologi Institutt for geologi og bergteknikk Even Brekke ENERGIUTTAK FRA FJELL Et studium av data fra termisk responstesting HOVEDOPPGAVE 2003

2 NTNU Fakultet for ingeniørvitenskap og teknologi Norges teknisk-naturvitenskapelige Faculty of Engineering and Technology universitet Studieprogram i Geofag og petroleumsteknologi Study Programme in Earth Sciences and Petroleum Engineering HOVEDOPPGAVEN/DIPLOMA THESIS/MASTER OF SCIENCE THESIS Kandidatens navn/the candidate's name: Even Brekke Oppgavens tittel, norsk/title of Thesis, Norwegian: Energiuttak fra borehull i fjell. Et studium av data fra termisk responstesting. Oppgavens tittel, engelsk/title of Thesis, English: Energy extraction from boreholes in hard rock. Utfyllende tekst/extented text: 1. Felttesting ved Lørenskog Sentralsykehus (SiA), Borgen Skole, NGU og EAP. 2. Tolkning av resultat og betydningen av geologiske, hydrogeologiske og termiske forhold i grunnen og ved termisk responstesting. 3. Utarbeidelse av brukerveiledning og kompetanse for utstyr. Studieretning/Area of Specialization: Miljø- og gjenvinningsteknikk Fagområde/Combination of subjects: Gjenvinningsteknikk Tidsrom/Time interval: 4. februar 4. juli 2003 Faglærer/teacher

3 FORORD Diplomoppgaven er utført ved Instituttet for geologi og bergteknikk ved NTNU i nært samarbeid med Norges Geologiske Undersøkelse (NGU). Oppgaven er første ledd i et prosjekt om termisk responstesting ved NGU, Trondheim. I forbindelse med prosjektet er det utført flere termiske responstester i Asker, Bærum og Trondheim. Feltarbeidet i Asker og Bærum er utført i samarbeid med Helge Skarphagen og Randi Kalskin Ramstad, mens feltarbeidet i Trondheim er utført i samarbeid med Kirsti Middttømme. Undertegnede ønsker å takke alle som har gitt gode råd under arbeidet med oppgaven. Jeg ønsker spesielt å takke Kirsti Midttømme som var min veileder på NGU, og Bjørge Brattli som var min veileder på NTNU. I tillegg vil jeg rette en stor takk til Helge Skarphagen og Randi Kalskin Ramstad for faglige innspill og god hjelp i feltarbeidet. Til slutt vil takke alle medstudentene som jeg har delt lesesal med gjennom diplomarbeidet. Disse har gitt meg motivasjon og faglige innspill som er viktig i en skriveprosess. Trondheim 4. juli 2003 Even Brekke i

4 Sammendrag Diplomoppgaven er første ledd i et prosjekt om termisk responstesting ved Norges geologiske undersøkelser. Riggen som er benyttet ble kjøpt inn av NGU i Riggen hadde aldri vært brukt tidligere og en del av oppgaven ble derfor å opparbeide kompetanse for utstyret. I alt er 11 borehull blitt testet ved 8 forskjellige lokaliteter. Oppgaven er begrenset til å se på målinger fra 6 forskjellige borehull ved 4 lokaliteter. Den største grunnen til dette er at ved disse lokalitetene finnes det gode bakgrunnsdata fra tidligere geologiske og hydrogeologiske undersøkelser. Termisk responstesting er en metode for effektivt å kunne måle de faktiske forhold i en energibrønn. Ut i fra testen er det mulig å finne den effektive varmeledningsevnen og den termiske motstanden for borehullet. Disse egenskapene er i større eller mindre grad avhengig av en rekke parametere i grunnen og i selve brønnen. Hvordan de forskjellige parameterne påvirker de termiske egenskapene for brønnen er beskrevet generelt, og resultatene fra testene er kommentert på bakgrunn av dette. Det bør nevnes at termisk responstesting er en ny og lite utprøvd metode i Norge. Kommentarer til resultatene vil derfor i stor grad være antagelser. I selve brønnen er det særlig den aktive boredybden og kollektortypen som er av betydning for energiuttaket. Jo dypere brønnen er, desto større er kontaktflaten mellom kollektorene og den omkringliggende berggrunnen og varmevekslingen øker. I tillegg vil den geotermiske gradienten føre til økt temperatur i borehullet. Ser man på egenskaper i berggrunnen er det flere faktorer som vil påvirke energiuttaket av brønnen. Den mest avgjørende faktoren er grunnvannsstrømningen i eller i nærheten av borehullet. Økt grunnvannstrømning vil føre til økt konveksjon som gir høyere effektiv varmeledningsevne for brønnen. For å illustrere påvirkning av grunnvannsstrømning er et simuleringsforsøk utført av Gehlin og Hellström beskrevet. Her er forskjellige geologiske modeller sammenlignet med varierende grunnvannsstrømning. Simuleringen viste at økt grunnvannsstrømning gir økt effektiv varmeledningsevne. Dette kommer også fram fra de termiske responstestene som har blitt utført. Den målte effektive varmeledningsevnen ute i felt er høyere enn den teoretiske varmeledningsevnen som er funnet i laboratoriet. I tillegg til grunnvannsstrømning vil størrelsen på borehullet, uforstyrret temperatur i grunnen og graderingen på borehullet, kunne påvirke responstesten og de termiske egenskapene. ii

5 Innholdsfortegnelse FORORD...I SAMMENDRAG... II INNHOLDSFORTEGNELSE...III FIGURLISTE...V TABELLISTE... VI 1. INNLEDNING TEORI ENERGIBRØNNER Kollektortyper Borehullslager GRUNNLEGGENE TERMISK TEORI Generell teori Varmeoverføringer i fjell Varmeoverføringer grunnet energi- initiering i grunnen TERMISK RESPONSTESTING Termisk respons Hvordan fungerer en termisk responstester Utstyrs beskrivelse Feilkilder/svakheter/usikkerheter Termisk responstesting i andre land PRESENTASJON AKERSHUS SYKEHUS Innledning Bakgrunnsdata TRT-testing BORGEN SKOLE Innledning Bakgrunnsdata TRT-testing EAB Bakgrunnsdata TRT-testing NGU Innledning Bakgrunnsdata TRT-testing DISKUSJON HVORDAN ULIKE PARAMETERE PÅVIRKER DE TERMISKE EGENSKAPENE I GRUNNEN Egenskaper i brønnen Egenskaper i grunnen Termisk influens OPPSUMMERING AV DATA AHUS BORGEN SKOLE EAB NGU iii

6 5. KONKLUSJON TERMISK RESPONSTEST EGENSKAPER SOM PÅVIRKER RESULTATENE Egenskaper i brønnen Egenskaper i grunnen Egenskaper til lageret FORSLAG TIL VIDERE FORSKNING REFERANSER LITTERATURLISTE REFERANSER FRA INTERNETT PERSONLIG MEDDELELSER...66 VEDLEGG A. BRUKERVEILEDNING B. TCN-LOG AHUS, AKERSHUS C. TRT-LOG BORGEN SKOLE D. TCN-LOG EAB, ASKER E. TCN-LOG NGU, TRONDHEIM F. LOKALISERING AV BOREHULL 1 OG BOREHULL 4 VED AHUS G. STRØMNINGSMÅLING VED EAB H. FLYTSKJEMA AV TED RIGGEN iv

7 Figurliste Figur 1 Prinsippskisse av et åpent system, (Gehlin 1996) Figur 2 De to hovedtypene av kollektorer, (Gehlin 2002) Figur 3 Enkle og doble U-rør, (Nordstrand Jo)... 5 Figur 4 Termisk motstand i en energibrønn Figur 5 Prinsippene ved thermosiphon-effekten, (Gehlin,1998) Figur 6 Den svenske TRT-riggen, TED Figur 7 Den kanadiske TRT-riggen Figur 8 Den nederlandske TRT-riggen Figur 9 Den britiske TRT-riggen Figur 10 Den tyrkiske TRT-riggen Figur 11 Den tyske (UbeG) TRT-riggen Figur 12 TRT-riggen til Landtechnik Weihenstephan (LTW) Figur 13 Ewbanks and Associates sin første TRT-modell Figur 14 Ewbanks and Associates sin TRT-modell som er plassert i en flykasse Figur 15 Tri-Sun sitt TRT-utstyr. Hele apparaturen får plass i middel stor koffert Figur 16 De forskjellige lokaliteter for utført termisk responstesting Figur 17 Knusningssone ved Ahus, Lørenskog, (Midttømme & Elvebakk 2003) Figur 18 Temperaturforløpet til borehull 4 på Ahus Figur 19 Temperaturforløpet på borehull 1 på Ahus Figur 20 Plassering av brønnene i borehullslageret, (NGU Notat 2003) Figur 21 Lokalisering av testborehull ved Borgen Skole, (NGU Notat 2003) Figur 22 Overbikket synklinal i Spania, ( 31 Figur 23 Den målte temperaturen i forhold til teoretiske verdier ved Tsur = 6,14ºC Figur 24 Den målte temperaturen i forhold til teoretiske verdier ved Tsur = 7,14ºC Figur 25 Den målte temperaturen i forhold til teoretiske verdier ved Tsur = 6,14ºC Figur 26 TRT-måling ved EAB, Sandvika Figur 27 TRT-måling 1 ved NGU Figur 28 TRT måling 2 ved NGU Figur 29 Tre ulike modeller med forskjellig grunnvannsstrømning, (Gehlin & Hellström 2002) Figur 30 Temperaturfelt rundt et borehull etter 100timer og Keff=10-4 ms-1, (Gehlin & Hellström 2002) Figur 31 Temperaturforandring i de tre geologiske modellene, (Gehlin & Hellström 2002). 47 Figur 32 Effektiv varmeledningsevne ved forskjellige strømningsrater, (Gehlin & Hellström 2002) Figur 33 Raten mellom effektiv- og reell varmeledningsevne plottet med hensyn på avstanden mellom borehullet og strømningskanalen, (Gehlin & Hellström 2002) Figur 34 Forandring av termisk motstand ved variasjon av uforstyrret temperatur i grunnen,50 Figur 35 T inn og T ut i en energibrønn uten energiinjeksjon, (Gehlin & Nordell 2001) Figur 36 Temperaturlogg for et borehull sommer og vintertid, (Gehlin 2002) Figur 37 Utbredelse av influensområdet etter 10 år ved konstant energiuttak i to brønner med en avstand 5, 10, 20, 40 meter, ( 53 Figur 38 Temperatursenkningen rundt to brønner med 20 meters avstand og konstant energiuttak etter 1, 5, 10, og 20 år, ( 53 Figur 39 Reduksjon i energiuttak i prosent av ni brønner plassert i ulike konfigurasjoner, ( 53 v

8 Figur 40 Kollektorvæskens temperatur over tid ved konstant energiuttak, ( 54 Figur 41 Effekten av 6 borehull i en sirkel konfigurasjon med 2, 5 og 10 meters innbyrdes avstand, ( 54 Tabelliste Tabell 1 Klassifisering av vann ut fra problemer med utfellinger og korrosjon, (Lindblad- Påsse, 1986)... 2 Tabell 2 Hydrauliske og termiske egenskaper for tørrstoff og vann, (Chiasson 2000) Tabell 3 Termiske respons tester utført i denne oppgaven Tabell 4 Inngangsdata for borehull 4 på Ahus Tabell 5 Inngangsdata for borehull 1 på Ahus Tabell 6 TRT-målinger utført på Ahus Tabell 7 Inngangsdata for borehull 7B Tabell 8 Inngangsdata for borehull 6A Tabell 9 Resultater fra TRT ved Borgen Skole Tabell 10 Inngangsdata for TRT ved EAB Tabell 11 Resultater fra TRT ved EAB Tabell 12 Inngangsdata for måling 1 på NGU Tabell 13 Resultater fra TRT ved NGU Tabell 14 Inngangsdata for simulering av forskjellige geologiske modeller, (Gehlin & Hellström 2002) Tabell 15 Temperatur på kollektorvæske etter sirkulasjon uten å tilføre varme Tabell 16 Generelle data fra alle TRT-målingene Tabell 17 Responstester i Norge og Sverige, (Gehlin 2002) vi

9 1 INNLEDNING 1. Innledning Borehullsbaserte energilager for lagring og/eller uttak av varme eller kulde begynner å bli mer og mer vanlig i Norge. I følge tall fra Norges Geologiske Undersøkelser er det rapportert 80 større eller mindre anlegg i Norge. Tre av disse ble bygget allerede på 1980-tallet, men det er først i de siste 4-5 årene at bygging av slike anlegg har blitt populært. Noe av grunnen til dette er at kunnskapsbredden i Norge har vært noe liten, særlig sammenlignet med Sverige. Det var få personer som hadde kunnskap på området og viljen til forskning var også relativt liten. Dette har forandret seg og stadig flere får øynene opp for alternative energikilder. I tillegg har nok de høye strømprisene gjort sitt til at folk vil benytte andre energikilder enn elektrisitet for oppvarming. Tendensen her i landet er at det er store nybygg som tar i bruk grunnvarme, mens private boliger fortsatt bruker elektrisitet til oppvarming. Dette er hovedgrunnen til at antallet energibrønner ikke vokser like fort her som for eksempel i Sverige og Nord Amerika. I Sverige bores det omkring brønner årlig og i Nord Amerika, som i dag er verdens største marked for grunnvarme, bores det omkring en halv million energibrønner årlig, (Gehlin 2002). En av hovedutfordringene ved bergvarmesystemer er på en enkel måte å kunne optimalisere brønnene slik at en høyest mulig effektivitet oppnås til en minst mulig pris. Det finnes i dag en rekke databaserte simuleringsprogram til dimensjonering av bergvarmesystemer som i utgangspunktet fungerer bra. Problemet er at de ikke klarer å bestemme brønnens faktiske effektive vamreledningsevne og temperaturfall mellom kollektorvæsken og grunnen. Studier har vist at felttesting gir høyere termisk ledningsevne i forhold til laboratorietesting av kjerneprøver. Dette kommer av påvirkning fra grunnvannstrømning og inhomogeniteter i berggrunnen. Eksempler på inhomogeniteter kan være kvartsganger med stor varmeledningsevne. Lokaliteter med høy grunnvannsstrømning har en høyere effektiv termisk ledningsevne og derfor også et bedre energiuttak. Ved termisk responstesting tas det hensyn til påvirkning fra grunnvannsstrømning og andre forhold ved lokaliteten. Målingen foregår ute i felt med alle borehullsinstallasjonene ferdig montert i brønnen. Norges geologiske undersøkelse, NGU, kjøpte i 2002 en termisk responstester utviklet i Sverige. Den er bygget med utgangspunkt i fra den svenske TED-riggen, men er noe oppgradert. Det ble bevilget ressurser for utprøving av denne responstesteren og i samarbeid med NTNU ble dette i alt to studentprosjekt. Først et teoretiske rettet litteraturprosjekt som endte opp i dette diplomarbeidet der felttesting og utprøving av riggen er det essensielle. 1

10 2 TEORI 2. Teori 2.1. Energibrønner Energibrønner er borehull som benyttes til varmeveksling, der varme går til eller fra grunnen. Det finnes to forskjellige typer energibrønner avhengig av om energikilden er grunnvann fra en akvifer (aquifer thermal energy storage, ATES), eller berggrunnen i form av fast fjell eller mer eller mindre konsoliderte løsmasser (borehole thermal energy storage, BTES). I oppgaven er det tatt for seg borehull i fast fjell. En energibrønn i fast fjell har vanligvis en diameter mellom 0,09-0,15 meter og er boret ned til et typisk dyp mellom meter, (Gehlin 2002). Den vanligste diameteren i Norge er 140 mm. Boredybden er avhengig av størrelsen på anlegget og mengde energi som skal tas ut. Felles for de fleste energibrønner i fjell er sirkulasjon av kollektorvæske som tar opp eller gir fra seg energi, i form av varme, til grunnen. Man skiller mellom åpne og lukkede borehullssystemer avhengig av hvordan varmebæreren sirkulerer i brønnen. I et åpent system sirkulerer energibæreren fritt i borehullet, mens i et lukket system sirkulerer varmebæreren i rør eller slanger nede i hullet, også kalt kollektorslanger. Åpne system I et åpent system vil grunnvannet i brønnen bli pumpet opp og ført direkte til varmepumpen, der det varmeveksles før det pumpes tilbake i borehullet. Fordelen med et slikt system er at varmebæreren er i direkte kontakt med den omkringliggende berggrunnen i hullet. Dette fører til en god varmeveksling mellom varmebæreren og berggrunnen. Begrensningen på et åpent system er at vannet som føres tilbake i borehullet må være over 0 C, for å forhindre frysing. Selv om energiuttaket i et åpent system er meget godt, er det flere begrensende faktorer. Vannets geokjemiske egenskaper er av stor betydning. Vannets innhold av utfellbare og korrosive elementer kan svekke eller ødelegge varmepumpen. Kjemiske utfellinger i varmepumper er ofte knyttet til jern-, mangan- og karbonatutfellinger. Jern- og manganhydroksider dannes ved forandringer i redoksbetingelsene, mens temperaturøkning fører til utfelling av karbondioksid og kalsiumkarbonat. Generelt kan man si at utfellinger opptrer oftere i basisk vann, mens korrosjon skjer i surt vann, (Lindblad-Påsse, 1986). Tabell 1 Klassifisering av vann ut fra problemer med utfellinger og korrosjon, (Lindblad-Påsse, 1986). Korrosivt vann Vann som lett feller ut Korrosivt og utfellbart vann Problemfritt vann ph < 7 ph >7 ph < 7 CO2 > 50 mg/l Hardhet > 20 dh Hardhet > 20 dh Cl > 300 ml/l Fe > 1 mg/l Fe > 1 mg/l O2 > 50 ml/l Mn > 0,5 mg/l Cl > 300 mg/l Ledn.evne > 1500 ms/cm Ledn.evne > 1500 ms/cm Høy temperatur Jernbakterier Verdier som ikke faller inn i de øvrige rammer 2

11 2 TEORI Figur 1 Prinsippskisse av et åpent system, (Gehlin 1996). Lukket system I lukkete systemer blir energibæreren sirkulert rundt i systemet atskilt fra omkringliggende medium. Energibæreren eller kollektorvæsken blir ført i slanger/kollektorer i brønnen og varmeoverføringen skjer via kollektorslangen. Fordelen med at kollektorvæsken ikke er i direkte kontakt med berggrunnen er muligheten til å benytte andre typer sirkulasjonsvæsker enn vann.. I lukkete systemer kan man derfor senke temperaturen i kollektorvæsken til under null grader. Da blir temperaturdifferansen inn og ut av varmepumpa større og mer energi hentes opp. Det er T i kollektorvæsken som bestemmer energiuttaket for brønnen. Den største fordelen med lukkete systemer er den gode driftsikkerheten. Det blir ingen gjentetting eller korrosjon av varmeveksleren eller varmepumpen da kollektorvæsken som benyttes er av en god kvalitet Ulempen med slike systemer er selvfølgelig økt termisk motstand mellom energibæreren og den omkringliggende berggrunnen. Energibæreren sirkulerer i en kollektor og varmeoverføringene skjer via kollektormaterialet og fyllstoffet nede i brønnen (eks grunnvann eller sand). Dette fører til at energiuttaket er noe mindre i lukkete systemer enn for åpne systemer, mens brukspotensialet er bedre. I lukkete systemer vil det bli et tomrom mellom kollektorslangens yttervegg og borehullsveggen. Dette tomrommet må derfor fylles av et fyllmaterialet. I områder der grunnvannspeilet står høyt er ikke dette nødvendig. Her vil tomrommet mellom kollektorslangen og borehullsveggen fylles med grunnvann. Andre steder vil grunnvannsnivået ligge flere hundre meter under bakkenivå. Her må man benytte et fyllmateriale. Både for å øke varmeledningsevnen mellom kollektorslange og berggrunnen og for å redusere vertikal vannstrømning i borehullet som kan føre til migrasjon av forurenset vann, drenering av jordlag nær jordoverflaten og forstyrrelse av de hydrauliske egenskapene i artesiske formasjoner, (ECKART 1991). Nivået på grunnvannstanden er blant annet avhengig av klimaet og topografien. Det er ingen regulativer for fyllmaterialet i Norge eller Sverige, 3

12 2 TEORI men f.eks i Tyskland og USA blir valg av fyllmaterialet bestemt ut i fra regulativer og anbefalinger, (Gehlin 2002). Fyllmaterialet er ofte en slambasert blanding av tørrstoff og vann. Tørrstoff har som regel en høyere termisk ledningsevne enn vann, og blir derfor blandet inn for å øke de termiske egenskapene. Det er viktig at fyllmaterialet er av en slik karakter at det binder seg godt både til kollektorslanger og borehullsveggen, og at det er lett å pumpe under installasjon. Tabell 2 Hydrauliske og termiske egenskaper for tørrstoff og vann, (Chiasson 2000). Hydrauliske egenskaper Termiske egenskaper Materialet Hydraulisk konduktivitet (K) [m/s] Porøsitet (n) Termisk konduktivitet (λ) [W/m K] Varmekapasitet (Cp) [J/m³ K] Grus ,24-0,38 0,70-0,90 1, Grov sand ,31-0,46 0,70-0,90 1, Fin sand ,26-0,53 0,70-0,90 1, Silt , ,34-0,61 1,20-2,40 2, , Leire ,85-0,60 0,85-1, , Vann - - 0, Kollektortyper Det finnes flere forskjellige kollektortyper på markedet og disse skiller seg fra hverandre ved utforming og hvordan varmevekslingen fra den strømmende kollektorvæsken foregår. Det er særlig to typer som blir mye brukt, U-rør kollektor og Koaksial kollektor. U-rør Koaksial Figur 2 De to hovedtypene av kollektorer, (Gehlin 2002). 4

13 2 TEORI Koaksiale kollektorer består av et hovedrør og et transport rør inne i hovedrøret. Slike kollektorer skiller seg fra U-rørs kollektorene ved at varmevekslingen med berggrunnen skjer kun gjennom hovedrøret. Er det snakk om ekstraksjon av energi vil kollektorvæsken ta opp energi på veg ned gjennom den ytterste strømningskanalen I U-rørs kollektorer vil både de oppadgående og nedadgående strømningskanalene bidra til varmeoverføringer med berggrunnen. Kollektorvæsken strømmer igjennom et U-formet rør og tar opp varme fra grunnen gjennom hele sirkulasjonen. Det vanlige er å benytte enkle U- rørs kollektorer, men doble U-rørs kollektorer blir stadig mer vanlig. Siden doble U-rør har en mindre termisk motstand og et lavere varmetap, blir disse stadig oftere brukt når effektbehovet er stort. Enkle U-rør Doble U-rør Figur 3 Enkle og doble U-rør, (Nordstrand Jo) Borehullslager Et borehullslager er en samling av flere energibrønner som fungerer sammen. Lageret kan enten ta i mot energi eller gi fra seg energi som allerede er lagret. Sommerstid kan det være gunstig å benytte energilageret til kjøling. Da lagres energi i berggrunnen. Varm kollektorvæske sirkulerer i brønnene og gir fra seg energi. Energien blir lagret i berggrunnen for senere bruk. På kalde dager vil det være gunstig å få varmet opp de samme lokalene som på sommeren trengte kjøling. Da sirkulerer man kald kollektorvæske i brønnene som tar opp energi fra den varme berggrunnen. Denne energien blir senere benyttet i varmepumpen som hever temperaturen til ønsket nivå. Det er ingen fasit på hvordan man skal utforme et energilager, men det er klart at utformingen har stor betydning for det totale energiuttaket. Det er ønskelig med en kompakt geometri samtidig som det er en fordel med stor avstand mellom brønnene. Dette for å forhindre at brønnene skal kunne påvirker hverandre. Energibrønnene er ofte plassert i rektangulære eller sirkulære formasjoner. For å spare overflateareal kan brønnene skråbores. Da vil avstanden mellom brønnene øke nedover i dypet. 5

14 2 TEORI Brønnkonfigurasjon Generelt kan man si at det er uendelig mange måter å plassere brønner i et energilager. Det som er viktig ved design av et energilager er å bruke arealet man har til rådighet på en best mulig måte. For å minimalisere interne varmeoverføringer kan det være gunstig å plassere brønnene med god avstand. Sirkulær- konfigurasjon Kvadratisk- konfigurasjon Lineær- konfigurasjon L-konfigurasjon 6

15 2 TEORI 2.2. Grunnleggene termisk teori Generell teori Overføring av varme skje ved hjelp av tre mekanismer; Konveksjon, konduksjon og stråling. For at en varmeoverføring skal kunne opptre må det være en temperaturdifferanse innenfor et medium (konduksjon) eller mellom medier (konveksjon og radiasjon), (Gehlin 1996). Konduksjon Konduksjon vil si varmeoverføringer grunnet temperaturgradienter innenfor et medium. Hvor mye varme som kan bli overført er avhengig av den termiske diffusiviteten, a, til mediet. Diffusiviteten til et medium beskriver egenskapene mediet har til å overføre varme ved hjelp av konduksjon. Diffusiviteten til en bergart er definert som den termiske konduktiviteten til bergarten over varmekapasiteten til bergarten. a = λ/c [m 2 /s] Konveksjon Konveksjon er varmeoverføringer mellom to eller flere medier. I berggrunnen er det som regel varmeoverføringer mellom grunnvann og fjell, der konveksjonen skjer i sprekkesystemer. Sprekkene er ofte fylt med vann som avgir eller tar opp varme fra fjellet. Ved naturlig konveksjon vil det oppstå en bevegelse av grunnvann med en annen temperatur enn den omkringliggende berggrunnen. Dette fører til at vannet varmer opp eller kjøler ned grunnen. Konveksjonen er avhengig av både materialets varmeledningsevne og tistanden på strømningen. Stråling Varmeoverføringer grunnet stråling forekommer når energien blir transportert ved hjelp av elektromagnetiske bølger. En slik varmeoverføring vil være neglisjerbar i normale forhold. Det er først ved høye temperaturer at varmeoverføringen på grunn av stråling er målbar Varmeoverføringer i fjell I homogent, isotropt fjell er det som regel konduksjon som er den viktigste varmeoverføringsmekanismen. Dette er lett å forstå, siden homogent, isotropt fjell kun består av massivt materiale. Ofte er det slik at fjellet er verken homogent eller isotropt. Det kan inneholde store sprekker som kan være fylt med luft og/eller vann. I slike tilfeller vil både konveksjon og konduksjon kunne opptre. Hvor mye varme som overføres ved hjelp av konveksjon avhenger av størrelsen på sprekkene og egenskapene til mediet som sprekkene er fylt med. Som regel er sprekkene fylt med vann eller luft og konveksjonen blir da mellom luft/vann og berggrunnen. Bidraget fra stråling mellom to flater i en sprekk er normalt neglisjerbart, (Ericsson 1985). 7

16 2 TEORI Varmeoverføringer grunnet energi- initiering i grunnen Ved termisk responstesting initierer man varme ned i grunnen. Den termiske prosessen som oppstår kan deles inn i tre faser: 1. En transient fase, hvor temperaturen i grunnen stiger. 2. En stasjonær fase, hvor temperaturen i grunnen ikke lenger stiger, men er konstant. Dette fordi varmen som forlater grunnen er lik den initierte 3. En overliggende puls, hvor temperaturen i grunnen ligger over den stasjonære temperaturen. Dette skyldes varians i effekten på pumpen. Den transiente fasen vil etter en tid gå over til den stasjonære fasen, der temperaturen er konstant. En videre økning av temperaturen er kun mulig med varierende varmetilførsel. Effekten på pumpa er ikke nødvendigvis konstant, og en økning i effekt fører til en økt varmetilførsel. En slik varmetilførsel vises som en overliggende puls. Den transiente fasen fører til en temperaturøkning i forhold til den uforstyrrede temperaturen i grunnen, T sur. Etter en tid vil systemet nå den stasjonære tilstanden og temperaturen man måler vil være lik den stasjonære brønntemperaturen, T r. Temperaturen forårsaket av pulsen vil ligge høyere enn den stasjonære brønntemperaturen. Transiente fasen: T r (t) = T sur + T rq (t) Overliggende pulsen: T r (t) = T r + T rq (t) T r (t) = brønntemperturen etter en tid, t T r = stasjonær brønntemperatur T sur = uforstyrret temperatur i grunnen T rq (t) = temperaturen pga energiinitiering I termisk responstesting vil den termiske prosessen som oppstår i berggrunnen aldri rekke å nå den stasjonære fasen. Man ser derfor kun på den transiente fasen ved termisk responstesting. Tiden det tar for prosessen å gå fra den transiente fasen til den stasjonære fasen blir kalt brytningstiden, og er avhengig av borehullets lengde og termisk diffusivitet. Brytningstiden mellom transient og stasjonær prosess er gitt ved t b = H 2 / 9a H = borehullsdybden a = diffusiviteten Man kommer fram til likningen for brytningstiden ved å sette utrykket for den stasjonære fasen lik utrykket for den transiente fasen, (Classon et.al 1985). Formel 1 Q Q a Q Q H t 4 1 ln( ) + ln γ Rb = ln Rb H H 2 4πλ 4πλ r H H r πλ STASJONÆR TRANSIENT Dette gir et uttrykk for brytningstiden, t b. 8

17 2 TEORI Formel 2 16at = 0 t = t 2 b = H γ 2 H 9a EKSEMPEL Borehullsdybde, H = 100m Termisk diffusivitet a = 1,59E -06 t b = H 2 / 9a = /9*1,59E -06 = 22 år Verdiene i eksempelet er tilfeldige, men typiske for et borehull i fjell. Man ser fra eksempelet at brytningstiden normalt blir mye større enn den tiden det tar å gjennomføre en termisk responstest. En responstest tar 2-3 døgn, mens brytningstiden er normalt år. Dette vil med andre ord si at ved termisk responstesting ser man kun på den transiente fasen. Den generelle formelen for termisk varmeoverføring fra en punktkilde er gitt ved Formel 3 T q = Tq ( r, t) = 8( πλt) 3 / 2 e 2 r / 4at a = c λ r = ( x x ) + ( y y ) + ( z z ) 2 T q (r,t) er temperaturen i punktet (x,y,z). Punktkilden med en energi q er lokalisert i punktet (x,y,z ). Initialtemperaturen av materialet er 0 C. I termisk respons testing er det borehullet som er energikilde eller mer nøyaktig kollektorslangen nede i hullet. Energikilden kan ikke regnes som en punktkilde, men en linjekilde. Det termiske feltet som dannes rundt en lineær energikilde er integralet av likningen for punktkilden. Det termiske feltet med hensyn på tid og radius rundt borehullet blir beskrevet som en lineær funksjon med konstant initiering, (Claesson et.al 1985 og Carlslaw et.al 1959). Formel 4 T ( r, t) q q 1 2 s T q (r,t) = temperaturstigningen = e ds 4 πλ q = varmeenergien initiert r s pr borehullslengde 2 at λ = termisk konduktivitet a = termisk diffusivitet t = tiden etter initieringen har startet r = radiusen til borehullet 9

18 2 TEORI Integralet ovenfor har to løsninger avhengig av hva man vil ha opplysninger om. Ved termisk responstesting vil det være nyttig å ha informasjon om hvordan temperaturen forandrer seg over tid ved en bestemt radius fra borehullet. Løsning på formel 4 blir da: Formel 5 Q 4at ( r, t) = ln γ 2 4πλH r T q forutsatt at 5rb t a 2 r γ T sur = borehullsradius = Euler s konstant = upåvirket temp i grunnen Denne likningen antar At temperaturen langs borehullet er konstant. I praksis er ikke dette helt riktig. Det vil være en liten aksial temperaturøkning nedover i hullet, men denne gradienten er mye mindre enn den radielle og er derfor neglisjerbar. Et uendelig langt borehull. I praksis vil borehullets lengde være mye større enn radiusen og for korte perioder kan vi se bort fra ende-effekten,(ingersoll 1951). En viktig faktor ved design av energibrønner er termisk respons eller motstand. Den termiske motstanden, R b, mellom borehullsveggene og den varmebærende væsken er den motstanden som måles ved termisk responstesting. Denne er definert som: Formel 6 T f Q Tb = Rb der T H b = T q ( r, t) + T T sur f = væsketemperaturen i kollektorslangen T b = temperaturen ved borehullsveggen Q = varmefluksen [W/m] H Sammenfattes formel 5 og formel 6 blir resultatet en ligning, som viser oss forholdet mellom T f, λ og R b. Formel 7 Q Q a Q T f t 4 = ln( ) + ln γ + Rb + T H H 2 4πλ 4πλ r H sur T f = middeltemperatur Q = varmeenergien initiert λ = termisk konduktivitet a = termisk diffusivitet t = tiden etter initieringen har startet r = borehullsradius γ = Eulers konstant R b = termisk motstand (væske- borehullsveggen) 10

19 2 TEORI 2.3. Termisk responstesting Termisk respons Termisk respons i et borehull er temperaturutviklingen over tid, når en kjent varme eller kuldelast induseres ved sirkulasjon av kollektorvæske gjennom borehullets varmeveksler. Ved å måle temperaturen på kollektorvæsken over tid vil det være mulig å regne ut de termiske egenskapene for borehullet. En lav termisk konduktivitet indikeres ved en bratt termisk respons, det vil si en stor temperaturøkning i brønnen. I slike tilfeller at lite energi som overføres til den omkringliggende berggrunnen og temperaturøkningen i kollektorvæsken skjer raskt. I motsatt tilfelle vil mye av energien bli overført til berggrunnen og temperaturøkningen til kollektorvæsken skjer mye langsommere. Dette tyder på høy termisk konduktivitet. Den termiske responsen gir også informasjon om den termiske motstanden i hullet. Dette er temperaturdifferansen mellom kollektorvæsken og den omkringliggende berggrunnen. Den termiske motstanden gir temperaturdifferansen mellom kollektorvæsken og borehullsveggen. Dersom motstanden hadde vært tilnærmet lik null ville temperaturen i kollektorvæsken vært lik temperaturen ved borehullsveggen. Ved termisk responstesting måles temperaturen i kollektorvæsken på to steder, ved inn- og utløp av borehullet. Temperaturen i kollektorvæsken finnes ved å benytte middelverdien av disse to temperaturene. T f T = inn + T 2 ut Den termiske motstanden er gitt ved Formel 6 T f T b = R b q T f = temperaturen i kollektorvæsken T b = temperaturen ved borehullsveggen R b = termisk motstand q = spesifikk varmeveksler rate Den termiske motstanden i borehullet er avhengig av de termiske egenskapene på materialene som er involvert, hvordan strømningskanalene er utformet og tilstanden på væskestrømningen i kollektorslangene. Både egenskapene til kollektorvæsken, materialet i kollektorslangene og eventuelt fyllmaterialet vil påvirke den totale motstanden. Noen energibrønner er etterfylt med fyllmaterialet mellom borehullsveggen og kollektorslangene. Grunnen til dette er å få en bedre kontakt mellom kollektorslangene og den omkringliggende berggrunnen. Det benyttes et materiale med god termisk ledningsevne. I slike tilfeller vil egenskapene til fyllmaterialet også innvirke på den totale termiske motstanden for brønnen. Normalt er grunnvannstanden i Norge så høy at borehull vil være fylt med grunnvann. Vann har en gode nok termiske egenskaper og det er ikke nødvendig med etterfylling av hullet. Videre vil tilstanden på strømningen i kollektorslangen være av betydning. Den termiske motstanden vil være lavere med turbulent strømning i kollektorslangene enn med laminær strømning. 11

20 2 TEORI For et best mulig energiuttak av energibrønnen, er det viktig å holde den termiske motstanden så lav som mulig. Dette gjøres ved riktig valg av kollektortype, ha så tynn slangevegg som mulig og la kollektorvæsken ha en turbulent strømning i systemet. I tillegg vil det være gunstig med stort kollektorslangeareal. Desto større kontaktarealet er, desto mer energi vil varmeveksles og kunne hentes opp. Kollektorvæske Grunnvann Berggrunn Kollektorslange Borehullsvegg Temperaturspekter Figur 4 Termisk motstand i en energibrønn. Energibrønnens effektive varmeledningsevne er en verdi på kollektorvæskens evne til å ta opp energi fra grunnen. Denne verdien er i hovedsak avhengig av berggrunnens termiske ledningsevne og konveksjonen som følge av grunnvannstrømning i eller i nærheten av selve brønnen Hvordan fungerer en termisk responstester Termisk responstesting er en metode for å måle den effektive varmeledningsevnen og den termiske motstanden i en energibrønn ute i felt. Dette er viktige parametere ved dimensjonering av større grunnvarmeanlegg. Metoden går ut på å tilføre en bestemt mengde energi i borehullet, for så å finne ut hvor mye av energien som overføres til den omkringliggende berggrunnen. Ut i fra energitapet finnes den effektive varmeledningsevnen og den termiske motstanden i brønnen. Energiinitieringen forgår ved sirkulasjon av kollektorvæske i borehullet. Kollektorvæsken tilføres en konstant mengde energi som avgis i form av varme til den omkringliggende bergrunnen og energitapet registreres. Kollektorvæsken blir først varmet opp av varmeelementer for så å sirkulere i brønnen. Temperaturen blir målt ved inn- og utløp av kollektorslangen. Siden kollektorvæsken har en høyere temperatur enn den omkringliggende berggrunnen vil den avgi energi når den sirkulerer i borehullet. Temperaturfallet registreres før kollektorvæsken igjen varmes opp. Denne prosessen går kontinuerlig mens temperaturen på kollektorvæsken registreres og lagres hvert tiende minutt. Gjennomsnittsverdien av temperaturene ved inn- og utløpet plottes med hensyn på tiden og den effektive varmeledningsevnen kan regnes ut. Ved å sammenligne 12

21 2 TEORI grafen for de målte temperaturene med teoretiske typekurver kan den termiske motstanden i brønnen regnes ut Utstyrs beskrivelse Basisutstyret for en TRT -rigg er ganske enkelt; den består av en sirkulasjonspumpe for kollektorvæsken, en ekspansjonstank, temperatursensorer for: utetemperatur, temperatur ved dataloggeren og temperatur på kollektorvæsken ved inn- og utløp av brønnen, to varmeelement, en luftepotte og en datalogger. I tillegg er det montert trykkvakt, strømningsmåler (l/s), sikkerhetsventiler, varmeelement og kjølevifte til loggeren og kraner. Alt utstyret får tilført elektrisk strøm fra en utvendig strømkilde på 16 eller 32 Ampère. Riggen koples til strømkilden med vanlig trefase kabel. Riggen som NGU kjøpte i 2001 er en noe oppgradert versjon av den originale TED- riggen. som ble produsert i Sverige i Det er blant annet en turtallsregulert sirkulasjonspumpe. Alt utstyret er sammenkoplet på en bilhenger slik at riggen i helhet er mobil. Kollektorvæsken blir pumpet gjennom varmeelementene der den varmes opp med konstant varmetilførsel, for så å strømme ned i kollektorslangen i brønnen. For å opprettholde trykket, er systemet tilkoplet en ekspansjonstank. Det er plassert en temperatursensor rett etter varmeelementet som måler temperaturen på kollektorvæsken før den strømmer ned i hullet. Det er også plassert en temperatursensor rett etter at kollektorvæsken kommer opp fra brønnen som måler temperaturen på væsken etter varmeveksling med brønnen. Temperatur, dato og tidspunkt blir registrert og lagret i dataloggeren. Registreringsintervallet kan varieres, og det er normal å bruke et loggintervall på 10 minutter. Ekspansjonstanken tillater væsken å utvide seg når temperaturen stiger og opprettholder konstant trykk i systemet. Trykkvakten slår av strømmen dersom trykket ikke har nådd en minimumsverdi etter en gitt tid, eller at trykket når et maksimumsnivå. Vedlegg H viser skjematisk hvordan TRT- riggen er bygd opp og hvordan de forskjellige komponentene er koblet sammen i et totalt lukket system sammen med kollektorslangen nede i borehullet Feilkilder/svakheter/usikkerheter Det har blitt påvist flere feilkilder som har innvirkning på resultatet i en termisk responstest. Varmetap på grunn av utilstrekkelig isolasjon. Den elektriske spenningen kan variere og føre til at effekten på sirkulasjonspumpen og varmeelementene varierer og det vil alltid være en viss unøyaktighet ved avlesinger i analysen. 13

22 2 TEORI Varmelekkasjer Ukontrollert varmetap til omgivelsene kan skape et problem ved analysering av data fra en termisk responstester. Selv om varmetapet til lufta er mye mindre enn varmetilførselen til jorda, kan det ha en innvirkning på resultatet. Problemet kan unngås ved tilstrekkelig isolasjon av apparatur og rør. Det kan også hjelpe og flytte temperatursensorene inn i rørene. Samtidig måler man lufttemperaturen ute. På den måten kan man korrigere for store variasjoner i utetemperaturen. Ved en god analyseprosedyre kan slike effekter tas med i bergningene, men man er da avhengig av at det foreligger et godt estimat for varmetapet. Den enkleste metoden for å unngå problemet er tilstrekkelig isolasjon av apparatur og rør. Variasjon av elektrisk spenning Et problem som kan forekomme er fluktasjoner i den elektriske spenningen. Dette fører til at varmetilførselen ikke er konstant på grunn av varierende effekt på varmeelement og sirkulasjonspumpe. Ved beregninger bruker man gjennomsnittsverdien av effekten over tidsperioden man tester i. Dersom man benytter strøm direkte fra et strømnett, må man godta eventuelle variasjoner i spenningen. Det er da viktig å ta hensyn til dette ved analysen. Ved enkelte lokaliteter er det ikke tilgang på tre fase nettstrøm. Da må aggregat benyttes. I slike tilfeller er det anbefalt å benytte en for stor generator til å drive pumpen. Dersom pumpen trenger 5kW, kan man benytte en 50kW generator. På en slik måte reduserer man variasjoner i spenningen og man får en tilnærmet konstant varmetilførsel, (Claesson & Hellström 2000). Upåvirket temperatur i grunnen Ved måling av den upåvirkede temperaturen i grunnen er det spesielt en ting man må ta hensyn til. Boreprosesser fører til en varmeutvikling og mediet man borer i varmes opp. Skal man måle temperaturen i grunnen må det gjøres minst 24 timer etter at boringen ble foretatt, ellers vil den målte T sur være for høy. Dersom det er nødvendig med sementering av borehullet, må man vente minst 72 timer før man kan starte måling av grunntemperaturen,(chiasson & Spittler 2000). Variasjoner av termisk konduktivitet Ved en analyse av termisk responstest antar man en konstant termisk konduktivitet langs borehullet. Mange steder finnes det et topplag av jord med mye lavere konduktivitet enn dypereliggende fjell. I følge Eskilson vil et 100 meter langt borehull i granitt ha 2 % lavere konduktivitet dersom det hadde vært et 5 meter tykt topplag av jord. Ut i fra dette konkluderer han med at effekten av et topplag er neglisjerbart så lenge topplaget er under 10 meter tykt. Dersom dette ikke er tilfelle må en aritmetisk middelverdi av konduktiviteten benyttes,(eskilsson 1987). Grunnvannstrøm Effekten av grunnvannstrømning i energibrønner har vært diskutert, og det har blitt foretatt en rekke feltundersøkelser og laboratorieundersøkelser på området. Eskilson, Claesson og Hellström konkluderer med at under normale forhold vil effekten fra regional grunnvannstrømning være neglisjerbar, (Eskilsson 1987 og Chiasson & Spittler 2000). Chiasson og Spitler kom frem til at det er kun i geologiske materialer med stor hydraulisk gradient at regionale grunnvannstrømning påvirker resultatet av konduktivitetsmålingene. Slikt materialet kan være grus, sand eller fjell med stor porøsitet som karst- dannelse i kalkstein, (Gehlin 1998). Det er også påvist regionale grunnvannsstrømning i permiske laver i Oslofeltet, (Pers.med. Skarphagen). 14

23 2 TEORI I beregninger antar man bidraget fra konveksjon som neglisjerbart. Dette er ikke helt riktig da det kan forekomme flere forskjellige former for tvungen konveksjon. Et eksempel kan være at man borer gjennom store sprekkesystemer med hydrostatiske trykkgradienter. Dette fører til en strøm av vann som kan varme opp eller kjøle ned brønnen. Thermosiphon-effekten Denne effekten reduserer den termiske responsen og man måler en for høy effektiv varmeledningsevne i brønnen. Grunnen til dette er at det induseres en vertikal grunnvannstrømning i borehullet. Oppvarmet vann i borehullet strømmer ut av brønnen i øvre del og grunnvann med berggrunnstemperatur strømmer inn i borehullet i bunnen. Den induserte grunnvannstrømningen skyldes ekspansjon av vann ved oppvarming. Pahud skriver at dersom man har et 100 % tett borehull på 150 meter og temperaturen øker med 10 20K vil vannsøylen stige med ca. 0,4 meter, (Pahud 2000). En slik grunnvannstrømning vil direkte påvirke termisk responstesting ved at den effektive varmeledningsevnen måles for høyt. Varmt vann strømmer ut av brønnen og kaldt vann strømmer inn. Dette fører til at temperaturen i kollektorvæsken stiger langsommere og en høy effektiv varmeledningsevne måles. Thermosiphon-effekten er illustrert i figur 5. Thermosiphon- effekten vil særlig kunne oppstå der det er sprekker høyt oppe og nær bunnen i borehullet. Det varme vannet vil forlate borehullet i sprekkene høyt oppe, mens det kaldere vannet i grunnen strømmer inn ved bunnen av borehullet. Figur 5 Prinsippene ved thermosiphon-effekten, (Gehlin,1998). Thermosiphon-effekten er avhengig av hvor raskt kollektorvæsken varmes opp og den hydrauliske konduktiviteten i sprekkesonene. Desto høyere effekt på varmeelementene, jo større vil Thermosiphon-effekten være. Det er også klart at en høy hydraulisk konduktivitet i sprekkesonene, vil øke thermosiphon-effekten. Dette er bevist av Gehlin med flere, (Gehlin et.al 2002). 15

24 2 TEORI Feilkilder pga operatør eller utstyr Blokkerte kollektorslanger. Det har hendt at kollektorslangene har blitt blokkert av større partikler. Strømbrudd. Dersom det oppstår strømbrudd vil det beste være å foreta hele testen på nytt. Grunnene til strømbrudd er at generatoren går tom for drivstoff eller at ustabile strømkilder på en byggeplass. Påkjørsler av kabler. Væskelekkasje. Siden utstyret er mobilt vil det med tid og stunder bli små lekkasjer. Unøyaktigheter ved analyse og beregninger Siden metoden er delvis grafisk vil det alltid kunne forekomme unøyaktigheter ved avlesing av de forskjellige grafene Ved avlesing av den upåvirkede temperaturen i grunnen, T sur. Det kan være vanskelig å se for hvilken temperatur grafene for inn- og utløp er tilnærmet like. Det er ofte nødvendig å benytte en trendlinje for grafen til målt T f over ln(t) for å finne stigningstallet k. Ved å benytte en trendlinje vil det alltid foreligge en liten unøyaktighet siden trendlinjen er en tilnærming.. Metoden går ut på å finne en R b -verdi som gir et mest mulig likt resultat mellom den beregnede Tf -grafen og den målte Tf -grafen. Dette er en subjektiv vurdering og vil alltid inneholde en viss usikkerhet Termisk responstesting i andre land Dette kapittelet beskriver forskjellige termiske responstestrigger fra forskjellige land. En del land har benyttet den Svenske TED som utgangspunkt for sine rigger og dette er grunnen til at Sverige er beskrevet først. De andre landene står i alfabetisk rekkefølge. Det som er felles for alle riggene er at man initierer eller ekstraherer energi i/fra et borehull ved å la oppvarmet eller avkjølt kollektorvæske sirkulere og temperaturresponsen måles. En konstant varmeovergangsrate er mest vanlig, da den mest brukte analysemetoden er avhengig av dette. De forskjellige riggene skiller seg fra hverandre ved ulike varme/avkjølings enheter, type instrumenter, størrelse og mobilitet. Hele dette kapittelet med figurer er hentet fra Gehlin & Spittler, Sverige Den mobile termiske responstesteren, TED, ble bygget på Luleå Tekniska Universitet i Alt utstyret er montert på en bilhenger slik at riggen i helhet er mobil. Riggen består av en 85 liters ekspansjonstank til kollektorvæsken, en sirkulasjonspumpe på 1 kw som pumper kollektorvæsken gjennom borehullet og et varmeelement til oppvarming av kollektorvæsken. Varmeelementet har trinnvis justering av effektuttaket, fra 3-12 kw. Væsketemperaturen måles ved inn og utløp av borehullet. I tillegg måles utelufttemperaturen, temperaturen inne i tilhengeren og effektforbruket kontinuerlig med et bestemt loggeintervall. 16

25 2 TEORI Figur 6 Den svenske TRT-riggen, TED. Canada Environment Canada i Halifax har apparatur til responstesting som ble bygget i , basert på eksperiment fra Sverige og USA. Utstyret er beskyttet inne i en vinterisolert tilhenger. Apparaturen består av en 0,75 kw sirkulasjonspumpe, et elektrisk varmeelement på tre kw, datalogger, to temperatursensorer, to trykkmålere, luftepotte, etc. Figur 7 Den kanadiske TRT-riggen. 17

26 2 TEORI Nederland GroenHolland B.V i Nederland bygget sin responstester i en skipscontainer. Riggen blir drevet av en reversibel varmepumpe som fungerer både i varme og kjølemodus. Varmepumpen produserer varm eller kald væske som benyttes til å holde en bestemt temperaturdifferanse mellom kollektorvæske som går inn og kollektorvæske som forlater borehullet. Varmepumpen kan gi fra W. Figur 8 Den nederlandske TRT-riggen. Norge Siden 1998 har selskapet Geoenergi drevet responstesting i Norge. Riggen de bruker er en noe oppgradert versjon av TED som er bygget i Sverige. I 2001 kjøpte Norges Geologiske Undersøkelse en tilsvarende rigg. Denne riggen blir foreløpig kun benyttet til forskning. Riggen består av en ekspansjonstank, to varmeelement på 12 kw hver og en turtallsregulerende pumpe. Hvert varmeelement består av fire mindre element på 3 kw som kan skrus av eller på alt etter ønsket effekt. Riggen kan benyttes fra grunne borehull i leire til 500 meter dype borehull i fjell. Sveits Sveits har hatt to mobile responstestere i bruk siden EPFL riggen har et tretrinns varmeelement med variabel væskestrømning. EKZ har et totrinns varmeelement med en bestemt strømningsrate. Storbritannia En britisk versjon av termisk responstester ble bygget av GeoSciences i Falmouth i Cornwall sommeren Utstyret er montert på en liten biltilhenger. To 3 kw varmeelement kan benyttes for å gi to forskjellige nivåer av varmeinjeksjon. En regulerende pumpe gir fra seg en strømning mellom 0,25-1 l/s. Den brukte elektriske energien måles, og et strømningsmeter kombinert med to platina RTD temperatursensorer måler injeksjonsvarmen. 18

27 2 TEORI Figur 9 Den britiske TRT-riggen. Tyrkia I 2000 overtok senteret for Miljøforskning på Universitetet i Cukurova en av to svenske forskningsrigger. Noen forandringer måtte gjøres for å tilpasse riggen til tyrkiske standard. Figur 10 Den tyrkiske TRT-riggen. Tyskland I Tyskland ble responstesting etablert i En testrigg brukes av Landtechnik Weihenstephan (LTW), enn annen på UbeG GbR i Wetzlar. En tredje rigg brukes av Aetna Energiesysteme GmbH i Wildau. Konstruksjonene som benyttes i Tyskland er basert på den svenske TED. Alle tre riggene er montert på bilhengere. Riggen til Aetna skiller seg ut fra de andre ved at en varmepumpe benyttes til oppvarming av kollektorvæsken. I og med at en varmepumpe benyttes kan riggen fungere både i varme- og kjølemodus. 19

28 2 TEORI Figur 11 Den tyske (UbeG) TRT-riggen. Figur 12 TRT-riggen til Landtechnik Weihenstephan (LTW). USA Det er flere termiske responstestere i bruk i USA. Den første som er beskrevet i litteraturen ble bygget ved Oklahoma State University i Denne består av en ekspansjonstank på 300 liter, tre varmeelement på henholdsvis 1,0, 1,5 og 2 kw. Ved å benytte en effektregulator på et av elementene, kan effekten varieres fra 0-4,5 kw. Temperaturene måles med to temperatursensorer og strømningsraten måles med en strømningsmåler. En typisk strømningsrate er 0,2 l/s. Effektforbruket fra sirkulasjonspumpen og varmeelementene måles og dataene logges med et intervall på 2,5 minutt. Injeksjonsenergien, inn- og utløpstemperaturen og strømningsraten lagres på en pc. Det har blitt utviklet flere forskjellige kommersielle testapparaturer for termisk responstesting i USA. Ewbanks and Associates i Oklahoma har utviklet flere typer testrigger. Først utviklet de en modell montert på en biltilhenger, for så å minimalisere utstyret slik at det kunne plasseres i en spesiell flykasse (benyttes som pakk-kasse av flyselskaper). Et annet selskap fra Oklahoma, Tri-Sun, har utviklet testapparatur som får plass i en middelstor koffert. Flere andre selskaper har utviklet sin egen versjon, både i Nebraska og Texas. 20

29 2 TEORI Figur 13 Ewbanks and Associates sin første TRT-modell. Figur 14 Ewbanks and Associates sin TRT-modell som er plassert i en flykasse. 21

30 2 TEORI Figur 15 Tri-Sun sitt TRT-utstyr. Hele apparaturen får plass i middel stor koffert. Andre land Tre andre land er i gang med å ta i bruk termisk responstesting. Frankrike har vist sin interesse med kommunikasjon med miljøet i Sveits. Det japanske selskapet GEO-E har forbredt en testrigg lik det sveitsiske EKZ-utstyret. Det ble bygget totalt seks testrigger i Japan i 2001 som har foretatt målinger i Kina og Japan. 22

31 3 PRESENTASJON 3. Presentasjon I forbindelse med dette diplomarbeidet er det utført flere termiske responstester. Det er kun et utvalg av disse som er beskrevet i denne rapporten. Grunnen til dette er at datagrunnlaget for enkelte lokaliteter var noe mangelfullt, da med særlig hensyn på berggrunn- og grunnvannsdata. I tillegg oppsto det enkelte problemer med riggen som gjorde at dataene ble helt eller delvis ødelagte. Her kan nevnes strømbrudd grunnet påkjørsel av strømkabler, feil i loggerenhet som førte til overspenning og påvirkning av annen aktivitet i umiddelbar nærhet av testområdet. Etter å ha utelatt de mindre vellykkete målingene er totalt syv målinger beskrevet. Disse målingene er lokalisert på fire forskjellige prosjekter og det er i alt seks forskjellige borehull som er testet. Et borehull er testet to ganger. Fem av målingene er utført i området Asker- Bærum, mens to av målingene, fra samme borehull, er utført i Trondheim. Tabell 3 viser alle målingene med berggrunnstype og aktiv boredybde. Det vil si lengden på borehullet som er fylt med grunnvann. Tabell 3 Termiske respons tester utført i denne oppgaven. Lokalitet Borehull Bergrunn Aktivt boredybde Akershus Borehull 1 Dioritt/ pegmatittganger 240,5 sykehus Borehull 4 Dioritt/ pegmatittganger 187,6 Borgen Skole Borehull 6A Skifer/kalkstein 194,8 Borehull 7B Skifer/kalkstein 191,4 EAB Borehull 1 Skifer/kalkstein 139,7 NGU Måling 1 Grønnstein/ Trondhjemitt 50 Måling 2 Grønnstein/ Trondhjemitt 50 Hovedgrunnen til at disse målingen ble valgt var tilgjengeligheten av gode bakgrunnsdata. Nedenfor på figur 16 finner man lokalitetene for de forskjellige målingene. 23

32 3 PRESENTASJON NGU Ahus EAB Borgen Skole Figur 16 De forskjellige lokaliteter for utført termisk responstesting. 24

33 3 PRESENTASJON 3.1. Akershus Sykehus Innledning I forbindelse med bygging av nytt sentralsykehus i Akershus har NGU utført en rekke geologiske undersøkelser for å vurdere muligheten for et borehullsbasert energilager. Det har blitt foretatt en rekke geologiske undersøkelser både av NGU og andre aktører. GeoMap as har utført refraksjonsseismikk og grunnundersøkelser er utført av Noteby. I tillegg har det blitt foretatt TRT målinger i borehull 1 og borehull 4, henholdsvis 245 m og 196,4 m dype brønner. All bakgrunnsdata er hentet fra NGU Rapport av Midtømme & Elvebakk TCN- loggen er vist i vedlegg B Bakgrunnsdata Geologi Kartlegging av berggrunnen er foretatt med data fra feltbefaring og logging med optisk telewiever. I tillegg er det benyttet data fra refraksjonsseismikk og sonderboringer. Berggrunnen i området består av dioritt med mørke og lyse partier. Forskjellen i farge gjenspeiler innhold av forskjellige mineraler, der de lyse partiene innholder større mengder feltspat og kvarts. Bergarten har varierende kornstørrelse. Det finnes en del granittiske pegmatittganger i dioritten med varierende tykkelse. De fleste gangene har en tykkelse mellom 2-15 cm, men ganger helt opp til 60 cm er observert. Siden pegmatitt har en høyere varmeledningsevne enn dioritt vil borehull med mye pegmatittganger ha en høyere midlere varmeledningsevne enn borehull uten pegmatittganger. Knusningssoner Refraksjonsseismikken påviste flere områder med lave hastigheter. I tre av profilene ble det målt svært lave hastigheter ( km/s). Områder med hastigheter ned til 2000 km/s tolkes som knusningssoner med høy oppknusningsgrad, som sannsynligvis er fylt med leire. Hastigheten i berggrunnen forøvrig er høy ( km/s), som regnes som stabilt godt fjell. Knusningssonen har ikke direkte påvirkning på TRT- målingene i borehull 1 og borehull 4, men vil påvirke orienteringen av energilageret. 25

34 3 PRESENTASJON Figur 17 Knusningssone ved Ahus, Lørenskog, (Midttømme & Elvebakk 2003). Grunnvannsstrømning Ut i fra poretrykksmålinger utført av Noteby og måling av grunnvannstand i borehullene er det utarbeidet koter for grunnvannstanden i området. Målingene til Noteby og NGU stemmer godt overens. I borehull 4 ble grunnvannsstanden målt til 11,8 m, mens grunnvannstanden i borehull 1 ble målt til 4,49 m. Borehull 4 er det eneste borehullet på østsiden av knusningssonen og den store variasjonen i grunnvannstanden mellom østsiden og vestsiden av knusningssonen forklares med at knusningssonen virker som en demning. Det anbefales derfor ikke å bore i selve knusningssonen, da dette kan føre til utdrenering av grunnvann og setningsskader. Ut i fra måling av grunnvannskapasiteten i de forskjellige borehullene antas grunnvannsstrømningen i området som liten. Kapasiteten av Bh 1 er 1100 l/time, mens kapasiteten for borehull 4 ble målt til 1900 l/time. Logging av elektrisk ledningsevne i borehullene viser ingen store innslag av grunnvann. I borehull 1 er det er en gradvis økning av elektrisk ledningsevne nedover i hullet med høyest verdi i bunnen. Dette kan forklares ved at tungt vann med stor ionekonsentrasjon trekkes mot bunnen på grunn av gravitasjon. I borehull 4 er det en voldsom økning av elektrisk ledningsevne mot bunnen av hullet. Dette kan skyldes vanninnstrømning av saltvann med stort innhold av ioner. 26

35 3 PRESENTASJON Gammastråling Det er foretatt logging av gammastråling i Bh1 og Bh4. I begge hullene er det liten stråling. Enkelte små topper er synbare som skyldes bånd med kalifeltspat. Temperatur Temperaturloggen viser for det dype hullet en noe uvanlig trend med lavest målt temperatur nede på 71 meters dyp. Derfra stiger temperaturen ned til 245 meter. Middeltemperaturen er beregnet til 7,2 C på det dype hullet og 6,5 C på det grunnere hullet. NGU's erfaring er at minimumstemperaturen vanligvis måles på 5-15 m dyp. Tilsvarende temperaturkurver som denne er tidligere blitt publisert av Kukkonen i finske geologiske undersøkelse blant annet fra målinger utført i Karelen, (Kukkonen et.al 1998). De konkluderte med at ekstreme kuldeperioder i løpet av de siste årene var hovedårsaken til de lave temperaturene de målte med dypet. Slike klimaforandringer var lenge den eneste forklaringen for temperaturen i borehull 1 ved Ahus. Denne forklaringen er delvis trukket tilbake og det hevdes nå et det er menneskelig aktivitet på området som gir variasjonen i temperaturforløpet i de øverste 100 meterne av grunnen. I over 40 år har det stått et sykehus på tomta, og spesielt i byggeperioden rundt 1960 ble terrenget endret ved at masser ble flyttet eller lagt i fyllinger, i tillegg ble skogs- og jordbruksareal gruslagt eller asfaltert slik at solinnstrålingen til grunnen økte. For temperaturmålingen på Lørenskog er det ingen annen forklaring på trenden med synkende temperatur med dypet enn at den er påvirket av tidligere kaldere klimaperioder. Sannsynligvis gjenspeiler temperaturprofilet i de 70 øverste meterne den gradvise økningen i midlere lufttemperatur i området gjennom de siste 150 årene TRT-testing For begge hullene er det benyttet en 40mm enkel U-rørs kollektor, med frostvæske som kollektorvæske. Begge hullene er boret med en diameter på 140mm. Borehull 4 Testen ble utført i tidsperioden februar Boredybden er 196,4 meter og grunnvannet står på 11,75 meter under bakkenivå. Det vil med andre ord si at aktivt boredybde er 184,7 meter. Den uforstyrrede temperaturen i grunnen er hentet fra temperaturloggen og er satt til 6,5 C. Varmekapasiteten til bergarten er 2300kJ/m³. Testen pågikk i 66 timer. Verdien av borehullets effektive varmeledningsevne og borehullsmotstand, er beregnet til å være henholdsvis λ = 3,2 W/m,K og Rb = 0,07 K,m/W. Tabell 4 Inngangsdata for borehull 4 på Ahus. Dybde 184,6 m Effekt 9820 W Radius 0,140 m T sur 6,5 C Varmekapasitet 2300 kj/m³,k γ 0,55772 Diffusivitet 1,39 E -6 m 2 /s 27

36 3 PRESENTASJON 19 TRT-måling Ahus februar borehull 4 (200 m) T(målt) Rb=0,06 Rb=0,07 Rb=0, Figur 18 Temperaturforløpet til borehull 4 på Ahus Borehull 1 Testen ble utført i tidsperioden februar Boredybden er 245,0 m og grunnvannet står på 4,49 m. Dette vil med andre ord si at aktivt boredyp er 240,5 m. Den uforstyrrede temperaturen i grunnen er funnet fra temperaturloggen og er 6,93 C. Varmekapasiteten til bergarten i hullet er 2400 kj/m³. Testen ble utført i 116 timer. Verdien av borehullets effektive varmeledningsevne og borehullsmotstand, er beregnet til å være henholdsvis λ=3,0 W/m,K og Rb= 0,09 K,m/W. Tabell 5 Inngangsdata for borehull 1 på Ahus. Dybde 240,5 m Effekt 9669 W Radius 0,140 m T sur 6,9 C Varmekapasitet 2300 kj/m³,k γ 0,55772 Diffusivitet 1,39 E -6 m 2 /s 28

37 3 PRESENTASJON TRT-test Ahus, februar borehull 1 (250 m) Temperatur (grader C) Tm Rb=0,07 Rb=0,08 Rb=0,09 Rb=0, Figur 19 Temperaturforløpet på borehull 1 på Ahus. Tabell 6 TRT-målinger utført på Ahus. Borehull Dato Effektiv varmeledningsevne λ[w/m K] Bh aug 2000 Geoenergi as Bh feb 2003 NGU Bh feb 2003 NGU Termisk motstand R b [K m/w] 3,1 0,06 7,9 3,0 0,09 6,93 3,2 0,07 6,53 Borehullets middeltemperatur [ C] 29

38 3 PRESENTASJON 3.2. Borgen skole Innledning Det har blitt foretatt flere TRT målinger i forbindelse med bygging av ny skole ved Borgen i Asker kommune. I samarbeid med AsplanViak AS avdeling Kongsberg og Båsum Boring AS er i alt tre brønner blitt testet, henholdsvis brønn 8, 7B og 6A. På grunn av problemer med utstyr ble testing av brønn 8 mislykket. Testing av borehull 7B måtte restartes etter strømbrudd og resultatene fra de første tretti timene er tydelig påvirket av tidligere oppvarming. I tillegg var det full aktivitet på området med blant annet boring av andre energibrønner til grunnvarmeanlegget. Brønnboring tilfører varme til berggrunnen, og kan tenkes å ha påvirket temperaturforholdene i berggrunnen i nærområdet. Borehull 1 Borehull 4 Figur 20 Plassering av brønnene i borehullslageret, (NGU Notat 2003). 30

39 3 PRESENTASJON Bakgrunnsdata Benyttede bakgrunnsdata er i hovedsak hentet fra NGU-rapport (Elvebakk, 2001) som beskriver resultatene fra en borehullsinspeksjon av et 165 meter dypt testborehull ved Borgen skole. Borehullsinspeksjonen, utført , består av logging med optisk televiewer, og TCN- logging. TCN- loggen er vist i vedlegg C. Lokalisering av borehullet er vist i figur 21. Figur 21 Lokalisering av testborehull ved Borgen Skole, (NGU Notat 2003). Tolkning av borehullslogg med spesiell vekt på berggrunn Avsnittet er i hovedsak basert på Arne Sollis (NGU) tolkning av data fra optisk televiewer, samt logg for temperatur, elektrisk ledningsevne og naturlig gammastråling. Det er gjort et svært godt opptak med optisk televiewer der det er enkelt å se hvilke bergarter som finnes nedover i hullet. Vannspeilet står ved 1,9 meter, og borehullet er foret til 2,85 meter. Borehullet ved Borgen skole er spesielt fordi en her borer gjennom en overbikket synklinal. (se figur 22). Dermed vil en passere de samme lagene to ganger på veg nedover. Figur 22 Overbikket synklinal i Spania, ( Fra 2,85 meter og ned til ca 52 meter består bergarten av en veksling av skifer og kalkstein. Fordi kalksteinen ofte samler seg i klumper blir dette kalt knollekalk. I denne spesielle bergarten, som trolig tilhører rytteråkerformasjonen, er det omtrent like mye leirstein som 31

40 3 PRESENTASJON knollekalk. Fra 52 meter til 72 meter har en ren kalkstein. Den tilhører med stor sannsynlighet den såkalte pentameruskalken, kjent for sine fossiler av samme navn. Mellom 72-85,7 meter kommer en på nytt over i en veksling av skifer og kalk. Dette er antatt å tilhøre lag som opprinnelig lå over pentameruskalken men som nå ligger under. Alle lagene ligger svært steilt. Mellom 85,7-109 meter kommer en igjen over i pentameruskalken, og fra 109 meter og nedover får en skifer og kalk som trolig tilsvarer de lagene som er på toppen av hullet. Gammastråling Gammastrålingen viser noen uregelmessigheter i området fra 50 til 70 meter i det området der en har ren kalk. Muligens skyldes fallet i verdiene mellom 62 og 70 meter at kalksteinen er sterkt omvandlet til epidot i dette området. Denne omvandlingen skyldes at kalksteinen er blitt oppvarmet fra drammensgranitten som ligger bare en drøy kilometer sør for Borgen skole. Epidotomvandlingen er for øvrig tilstede i større eller mindre grad i hele borehullet i de kalkrike områdene. Elektrisk ledningsevne Den elektrisk ledningsevne er konstant i hele profilet, noe som tyder på liten innstrømning av grunnvann. Temperaturmålinger Opptaket viser at temperaturen stiger fra 3 o C i overflaten til ca 6 o C ved 20 meter. Dette må bare betraktes som overflateeffekter og har ingen ting med bergartene å gjøre. Ut fra loggeresultatet er uforstyrret temperatur i grunnen beregnet til 6,14 C TRT-testing Borehull 7B Testen ble utført i tidsperioden 27.februar-3.mars I følge boreskjema fra Båsum Boring A/S er borehullet 198 meter dypt, borehullsdiameter er 140 mm, og vannføringen er cirka liter/time. Borehullet har 10 fall fra loddlinjen mot sør. Størstedelen av vannet ser ut til å komme inn mellom meters dyp. Berggrunns- og temperaturforholdene forøvrig, vil være tilsvarende som for testborehullet. Ved å se på grunnvannsnivået for borehull 5B og 8B angitt til å være henholdsvis 5,83 og 6,96 meter under terreng, er grunnvannsnivået i borehull 7B beregnet til å være 6,6 meter under terrengoverflaten. Aktivt boredyp blir da 198 m-6,6 m, som er 191,4 m. Den uforstyrrede temperaturen i grunnen blir satt lik den uforstyrrede temperaturen for testborehullet. Verdien for varmekapasitet er satt til å være 2,3 MJ/m 3,K. Dette er anbefalt verdi for skifer, leir- og kalkstein gitt i dimensjoneringsprogrammet EED. Verdien av borehullets effektive varmeledningsevne og borehullsmotstand, er beregnet til å være henholdsvis λ = 3,1 W/m,K og Rb = 0,07 K,m/W. Ut i fra resultater av måling av varmeledningsevne på bergartsprøver i området, vil berggrunnens varmeledningsevne alene utgjøre 2,7-2,8 W/m,K, (Ramstad et. al, 2003). Resten av bidraget, 3,1-2,75 = 0,35 W/m,K, antas å komme fra strømmende grunnvann. 32

41 3 PRESENTASJON Tabell 7 Inngangsdata for borehull 7B. Dybde 191,4 m Effekt 6613 W Radius 0,140 m T sur 6,14 C Varmekapasitet 2300 kj/m³,k γ 0,55772 Diffusivitet 1,36 E -6 m 2 /s TRT-test Borgen mars borehull 7B ved Tsur = 6,14oC Temperatur (grader C) Tid (timer) T(målt) Rb=0,06 Rb=0,07 Rb=0,08 Rb=0,09 Figur 23 Den målte temperaturen i forhold til teoretiske verdier ved Tsur = 6,14ºC. 33

42 3 PRESENTASJON TRT-test Borgen mars borehull 7B, ved Tsur = 7,14oC Temperatur (grader C) Tid (timer) T(målt) Rb=0,03 Rb=0,04 Rb=0,05 Rb=0,06 Figur 24 Den målte temperaturen i forhold til teoretiske verdier ved Tsur = 7,14ºC. 34

43 3 PRESENTASJON Borehull 6A Termisk responstest i borehull 6A ved Borgen skole ble utført i perioden mars I følge boreskjema fra Båsum Boring A/S er borehullet 201 meter dypt, borehullsdiameter er 140 mm, og vannføringen er cirka 3000 liter/time. Borehullet har 15 fall fra loddlinjen mot nordvest. Det er registrert noe vanninnslag ved meters dyp. Berggrunns- og temperaturforholdene forøvrig, vil være tilsvarende som for testborehullet. Med utgangspunkt i grunnvannsnivået for borehull 5B og 8B angitt til å være henholdsvis 5,83 og 6,96 meter under terreng, er grunnvannsnivået i borehull 6A beregnet til å være 6,2 meter under terreng. Vannfylte meter i borehullet eller "aktivt boredyp" er derfor 201-6,2 = 194,8 meter.verdien for varmekapasitet er satt til å være 2,3 MJ/m 3,K. Dette er anbefalt verdi for skifer, leir- og kalkstein gitt i dimensjoneringsprogrammet EED. Verdien av borehullets effektive varmeledningsevne og borehullsmotstand, er beregnet til å være henholdsvis λ = 3,1 W/m,K og Rb = 0,09 K,m/W. Ut i fra resultater av måling av varmeledningsevne på bergartsprøver i området, vil berggrunnens varmeledningsevne alene utgjøre 2,7-2,8 W/m,K, (Ramstad et. al, 2003). Resten av bidraget, 3,1-2,75 = 0,35 W/m,K, antas å komme fra strømmende grunnvann. Tabell 8 Inngangsdata for borehull 6A. Dybde 194,8 m Effekt 6613 W Radius 0,140 m T sur 6,14 C Varmekapasitet 2300 kj/m³,k γ 0,55772 Diffusivitet 1,36 E -6 m 2 /s 15 TRT måling ved Borgen skole Borehull 6A i perioden mars T(målt) Rb=0,08 Rb=0,09 Rb=0, Figur 25 Den målte temperaturen i forhold til teoretiske verdier ved Tsur = 6,14ºC. 35

44 3 PRESENTASJON Tabell 9 Resultater fra TRT ved Borgen Skole. Borehull Dato Effektiv varmeledningsevne λ[w/m K] 6A mars 7B Termisk motstand R b [K m/w] 3,1 0,09 6, februar- 3.mars ,1 0,07 6,14 Borehullets middeltemperatur [ C] 36

45 3 PRESENTASJON 3.3. EAB Bakgrunnsdata Borehullet er blitt logget med TCN og optiske televiewer, i tilegg er det blitt foretatt strømningsmålinger av brønnen. En grundig tolkning av berggrunnen er blitt utført av Arne Solli ved NGU og strømningsmålingene også fra NGU. TCN- loggen er vist i vedlegg D, og strømningsmålingene er i vedlegg G. Berggrunnen består i hovedsak av knollekalk, men med en 8 m tykk sone av ren kalkstein fra m. Den øverste delen av hullet består av foringsrør. Grunnvannstanden i hullet ble målt til 8,7 m under bakkenivå. Knollekalk er en skifer med klumper av kalkstein. Denne enheten hører til nedre del av steinsfjordformasjonen og øvre del av malmøyformasjonen. Ved 29 m begynner en ganske ren kalkstein, som gir et markert fall i gammaloggverdiene Denne kalksteinen er den såkalte malmøykalken som er en del av malmøyformasjonen. Både i knollekalken og i den rene kalksteinen kan man mange steder se spor av fossiler i form av koraller av ulike typer. Ved ca. 45 m begynner en svært mørk ensformig skifer hvor det knapt er noen lagdeling. Ensformigheten avbrytes av tre små kalkbenker på noen desimeter ved 59, 70 og 75 m, som tydelig vises på gammaloggen. Denne skiferen svarer til skinnerbuktformasjonen og kan inneholde en god del graptolitter. Ut i fra TCN loggen er det ingen tegn på store vanninnslag i borehullet. Dette forklares med jevn elektriske ledningsevne nedover i hullet. Middeltemperaturen er funnet til 8,7 C og gammastrålingen er generelt lavt i borehullet. Kurven for gammastråling er noe varierende som skyldes innehold av kalkstein. Områdene med skifer har høyere naturlig gammastråling. Det er gjort strømningsmålinger for å kartlegge strømningsmønsteret i borehullet ved EAB før og etter hydraulisk trykking. I dette borehullet er det svært vanskelig å se noen forskjell før og etter hydraulisk trykking. I vedlegg G er resultatene fra strømningsmålinger gjort etter hydraulisk trykking. De største vannmengdene kommer inn ved ca. 34 og 37 meters dyp. Et lite vanninnslag observeres også ved ca. 110 meters dyp TRT-testing TRT testing ved EAB ble utført i tidsrommet november Borehull er 148,6 m med en grunnvannstand på 8,7 m, som gir et aktivt boredyp på 139,7 m. Borediameter er 140mm og det er installert Enkel U-rørskollektor. Testen pågikk i 42 timer. Den uforstyrrede temperaturen i grunnen er satt til 8,7 C. Varmekapasiteten til bergarten er 2200kJ/m³. Verdien av borehullets effektive varmeledningsevne og borehullsmotstand, er beregnet til å være henholdsvis λ = 3,78 W/m,K og Rb = 0,06 K,m/W. Borehullsmotstanden er en typisk verdi for enkle U-rør kollektorer som vanligvis ligger mellom 0,05-0,06 K,m/W. Den teoretiske verdien av termisk ledningsevne for knollekalk er ca. 2,7 W/m,K. 37

46 3 PRESENTASJON Tabell 10 Inngangsdata for TRT ved EAB. Dybde 139,7 m Effekt 6790 W Radius 0,140 m T sur 8,7 C Varmekapasitet 2300 kj/m³,k γ 0,55772 Diffusivitet 1,39 E -6 m 2 /s 19,00 TRT-måling ved EAB, Bærum Borehull 1 i perioden November ,00 15,00 13,00 11,00 T(målt) Rb = 0,04 Rb = 0,05 Rb = 0,06 Rb = 0,07 9,00 7,00 5,00 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 Figur 26 TRT-måling ved EAB, Sandvika. Tabell 11 Resultater fra TRT ved EAB. Borehull Dato Effektiv varmeledningsevne λ[w/m K] 6A november 2000 Termisk motstand R b [K m/w] 3,78 0,06 8,7 Borehullets middeltemperatur [ C] 38

47 3 PRESENTASJON 3.4. NGU Innledning Borehullet er plassert ved hovedkontoret til NGU på Lade i Trondheim. Borehullet er 75 m dypt og ligger i grønnstein og trondhjemitt. Det er mindre sprekkesystemer i hullet og en liten grunnvannstrøm er observert i et dyp på 30 m - 31 m. Det antas relativ liten grunnvannstrøm i hullet. Den uforstyrrede temperaturen i grunnen er målt til 6,5 C. Ved termisk responstest måles borehullets effektive varmeledningsevne til 2,95 W/m K og borehullsmotstanden til 0,08 K/(W/m). Grunnvannstanden i borehullet er målt til 27 m. All bakgrunnsdata er hentet fra Harald Elvebakk ved NGU, Trondheim Bakgrunnsdata Temperatur, elektrisk ledningsevne og gammastråling er logget i borehullet. Borehullet er også logget med optisk televiewer. Resultatene viser at største delen av hullet ligger i grønnstein. Det er en tydelig bergartsgrense der Grønnsteinen ligger over en Trondhjemitt. Gammastråling Plottet viser at den radioaktive strålingen er meget lav (0-5 ms/cm) ned til 67 m. Fra m er det noe høyere stråling (30-60 ms/cm) som tyder på en annen type bergart. Det er dette som er bergartsgrensen mellom Grønnstein og Trondhjemitt. Temperaturmålinger Temperaturloggen viser klart vannstanden i borehullet. Temperaturen synker nedover i hullet frem til grunnvannstanden på 27 m. Ved 27 m er det en tydelig forandring i temperaturen fra 9,7 C til 6,4 C, som viser vannstanden. Videre nedover i hullet stiger temperaturen noe. Middeltemperaturen i hullet er beregnet til 6,4 C. Elektrisk ledningsevne Målingen av den elektriske ledningsevnen viser også et utslag ved 27 m. Dette er i samsvar med temperaturloggen og er en indikator på hvor grunnvannstanden står. I tillegg vises et utslag ved m, som høyst sannsynlig kommer fra en liten grunnvannsstrøm. Videre nedover er det en liten økning i ledningsevnen som kan forklares ved at tungt vann synker til bunns i hullet. Med tungt vann menes vann med høyere ioneinnhold som har større elektrisk ledningsevne TRT-testing Måling 1. (27.mai- 1.juni 2003) Termisk responstesting ble utført i brønnen i perioden 27.mai juni Borehullet er i alt 76,6 meter dypt og med en grunnvannstand på 26,6 meter blir den aktive boredybden 50 meter. Det har blitt boret med en vanlig 140mm borekrone. Borehullet har en helning på 25 fra vertikalen ved overflaten og 17 fra vertikalen i bunnen. Testen ble utført over 115 timer og den uforstyrrete temperaturen er satt til 6,4 C. Denne temperaturen er funnet fra temperaturloggen og er den aritmetiske middelverdien av temperaturprofilet i grunnen. 39

48 3 PRESENTASJON Verdien av borehullets effektive varmeledningsevne og borehullsmotstand, er beregnet til henholdsvis λ = 6,07 W/m,K og Rb = 0,07 K,m/W. Borehullsmotstanden ligger litt over normalverdien for enkle U-rør kollektorer ( 0,05-0,06 K,m/W ). Tabell 12 Inngangsdata for måling 1 på NGU. Dybde 50,0 m Effekt 4940 W Radius 0,140 m T sur 6,4 C Varmekapasitet 2300 kj/m³,k γ 0,55772 Diffusivitet 1,39 E -6 m 2 /s 25,00 TRT måling ved NGU I perioden 27.mai - 1.juni ,00 21,00 19,00 Temperatur 17,00 15,00 13,00 11,00 T(målt) Rb=0,07 Rb=0,08 Rb=0,09 Rb=0,10 9,00 7,00 5,00 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 Tid[timer] Figur 27 TRT-måling 1 ved NGU. Måling 2 (16-19 juni.2003) Termisk responstesting ble utført i brønnen i perioden 16.juni juni Borehullet er i alt 76,6 meter dypt og med en grunnvannstand på 26,6 meter blir den aktive boredybden 50 meter. Det har blitt boret med en vanlig 140mm borekrone. Borehullet har en helning på 25 fra vertikalen ved overflaten og 17 fra vertikalen i bunnen. Testen ble utført over 72 timer og den uforstyrrete temperaturen er satt til 6,4 C. Denne temperaturen er funnet fra temperaturloggen og er den aritmetiske middelverdien av temperaturprofilet i grunnen. Verdien av borehullets effektive varmeledningsevne og borehullsmotstand, er beregnet til å være henholdsvis λ = 5,00 W/m,K og Rb = 0,07-0,08 K,m/W. Borehullsmotstanden ligger litt over normalverdien for enkle U-rør kollektorer ( 0,05-0,06 K,m/W ). Den teoretiske verdien av termisk ledningsevne for Grønnstein antaså være ca. 2,7 W/m,K, mens for Trondhjemitt antas å være 3,2 W/m,K. 40

49 3 PRESENTASJON TRT måling ved NGU I perioden juni ,00 19,00 Temperatur 17,00 15,00 13,00 11,00 T(målt) Rb=0,06 Rb=0,07 Rb=0,08 Rb=0,09 Rb=0,10 9,00 7,00 5,00 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 Ln (t) Figur 28 TRT måling 2 ved NGU. Tabell 13 Resultater fra TRT ved NGU. Borehull Dato Effektiv varmeledningsevne λ[w/m K] Måling 1 27.mai-1.juni Måling 2 Termisk motstand R b [K m/w] 6,07 0,07 6, juni ,00 0,07-0,08 6,4 Borehullets middeltemperatur [ C] 41

50 4 DISKUSJON 4. Diskusjon 4.1. Hvordan ulike parametere påvirker de termiske egenskapene i grunnen Egenskaper i brønnen Boredybde Boredybden har stor innvirkning på energiuttaket i en energibrønn. Dette kan forklares ved å se på sammenhengen mellom forskjellige parametere i den stasjonære prosessen. T f T sur Q H 1 = R b H ln r πλ STASJONÆR Dybden er omvendt proporsjonal med temperaturdifferansen for en bestemt varmeekstraksjon. Dette vil med andre ord si at jo dypere brønnen er, jo mer energi får man ut med samme temperaturdifferanse. På grunn av den geotermiske gradienten vil temperaturen i grunnen øke med dypet. På en slik måte vil det være mulig å hente opp mer energi jo dypere hullet er. I utgangspunktet kan man si at den målte termiske motstanden i brønnen er uavhengig av boredybden. Dette fordi den termiske motstanden i hullet er målt pr meter brønn. I realiteten er ikke dette helt korrekt. Det er en viss intern varmeveksling mellom kollektorene nede i hullet. Denne interne varmevekslingen øker selvfølgelig med økende borehullsdybde. I analysen regner man med at all energien blir avgitt til berggrunnen. Siden noe energi blir avgitt til kollektorvæsken ned i hullet, finner man en for liten effektiv varmeledningsevne. Denne unøyaktigheten øker med økende borehullsdybde. Kollektortyper Det termiske potensialet til en energibrønn er ikke påvirket av ytre krefter. Dette vil med andre ord si at valg av kollektortyper ikke har direkte innvirkning på den effektive varmeledningsevnen i brønnen. På den annen side er den termiske motstanden sterkt avhengig av type installasjon i brønnen. Den termiske motstanden varierer veldig for de forskjellige kollektortypene. Fra enkle U-rørs kollektorer som har en motstand på 0,06 K,m/W til trippele u-rørs kollektorer og enkelte typer koaksiale kollektorer som har en motstand ned mot 0,02 W/m,K. Borediameter Diameteren på borehullet vil påvirke den termiske motstanden. Den termiske motstanden i hullet er avhengig av avstanden mellom kollektorslangens yttervegg og borehullsveggen. Er borehullsdiameteren stor er også avstanden mellom kollektorslangen og borehullsveggen stor, og temperaturfallet øker. Dette vil med andre ord si at øker diameteren på hullet øker også den termiske motstanden. Den effektive termiske varmeledningsevnen til borehullet er uavhengig av borehullsdiameteren. 42

51 4 DISKUSJON Egenskaper i grunnen Varmekapasitet Ved responstesting er det nødvendig å anta en termisk varmekapasitet for berggrunnen. Det finnes tabeller hvor den termiske varmekapasiteten for forskjellige bergarter er beskrevet. Typiske verdier for varmekapasiteten for norske bergarter er 2,2-2,4 MJ/m³,K. I praksis har den termiske kapasiteten liten betydning på brønnens energiuttak. Grunnvannstrømning Grunnvann er stadig i bevegelse. Grunnen er at vann strømmer fra et sted med høy energi til et sted med lav energi. Det er flere forskjellige krefter som virker på vannmolekylene. Man har de små kreftene mellom molekylene, såkalt molekyl attraksjon, som forårsakes av vætning av fast stoff og overflatetensjon i væsker. Når vannmolekyler er i bevegelse vil det også virke bremsende krefter, friksjonskrefter og skjærstress mellom kornoverflaten og vannmolekylene. I tillegg vil den interne molekyl attraksjonen føre til at vannmolekylene hindres i å gli over hverandre. Denne skjærmotstanden kalles også viskositet. Ser man på det totale energiregnskapet for grunnvann, vil kreftene som er beskrevet ovenfor kunne neglisjeres. De energibidragene som er av betydning for det totale energiregnskapet er kinetisk energi, gravitasjonsenergi og trykkenergi. Disse kreftene kan være av en slik størrelse at grunnvannsstrømning som skapes vil påvirke de termiske egenskapene i grunnen. Grunnvannstrømning er proporsjonal med den hydrauliske konduktiviteten, K, og hydrauliske gradienten, I, i grunnen. Den hydrauliske konduktiviteten beskriver hvor lett et geologisk materiale tillater væske og strømme fra pore til pore. Noen bergarter er svært porøse, men mangler passasje fra pore til pore. Disse vil ikke kunne lede vann og har en liten hydraulisk konduktivitet. Den hydrauliske gradienten er et mål på helningen på grunnvannsspeilet. Man kan i stor grad si at den hydrauliske gradienten følger helningen på den topografiske overflaten, (Brattli 1999). I fast fjell vil grunnvannet følge sprekker og sprekkesystemer. Dersom man borer i et slikt sprekkesystem vil man få en grunnvannstrømning forbi borehullet som vil påvirke de termiske egenskapene i brønnen. Grunnvannet kan tilføre energi ved at temperaturen på vannet er høyere enn berggrunnen, eller ta opp energi dersom berggrunnen er varmere enn grunnvannet. Dette er en effekt som lar seg måle med TRT-testing, da den effektive varmeledningsevnen måles In Situ. Det er gjort flere forsøk på å kartlegge påvirkningen av grunnvannstrømninger for en energibrønn. Det som er klart er at grunnvannet varmer opp eller kjøler ned brønnen avhengig av temperaturen på grunnvannet er varmere eller kaldere enn grunnen. Gehlin og Hellström simulerte et forsøk der de har så tre forskjellige geologiske modeller rundt en energibrønn. Den første modellen er fast fjell med homogen oppsprekking slik at fjellet kan sammenlignes med et porøst materiale. Grunnvannstrømningen er spredt ut over hele volumet og vannet strømmer i poreåpningene mellom mineralkornene. Det vil da være homogen grunnvannsstrømning i hele volumet. I den andre modellen er berggrunnen rundt borehullet impermeabel og grunnvannet strømmer i en porøs sprekkesone med en bestemt avstand fra brønnen. Materiale i sprekkesonen er homogent porøst og modellen kan sammenlignes med karstdannelse i kalkstein. I den tredje modellen er bergrunnen rundt borehullet impermeabel, med en porøs, vertikal sprekk med en bestemt avstand fra brønnen. All grunnvannet strømmer 43

52 4 DISKUSJON gjennom denne sprekken som ikke har noe volum i modellen, heller ingen egen masse eller varmekapasitet. Det er kun grunnvannet som har masse og varmekapasitet. A B C Figur 29 Tre ulike modeller med forskjellig grunnvannsstrømning, (Gehlin & Hellström 2002). Modell A: Homogen grunnvannstrømning rundt brønnen som for et porøst materiale. Modell B: Homogen grunnvannstrømning i en porøs sone nær borehullet i impermeabelt materiale Modell C: Grunnvannstrømning i en sprekk nær borehullet i impermeabelt materiale Det er benyttet like inngangsdata for alle modellene, både parametere i grunnen og parametere for grunnvannet. For modell A er porøsiteten satt til n eq = 0,05 som beskriver berggrunnen. For tilfellene med porøs sone/sprekk er porøsiteten satt til n z = 0,25 for den permeable sonen. 44

53 4 DISKUSJON Tabell 14 Inngangsdata for simulering av forskjellige geologiske modeller, (Gehlin & Hellström 2002). Borehulls dybde [m] 100 Borehullsdiameter [m] 0,1128 Hydraulisk gradient 0,01 Tetthet til vann [kg/m³] 1000 Varmekapasiteten til vann [J/m³ -K] Viskositeten til vann [kg/s - m²] 10-3 Uforstyrret temperatur i grunnen [ºC] 8 Termisk ledningsevne til grunnen [W/m_K] 3,5 Varmekapasitet til grunnen [J/m³ -K] Borehullets termiske motstand [K(W/m)] 0,07 Injeksjonseffekt [W/m] 40 Total simuleringstid [timer] 100 Rutestørrelse [m] 0,05 45

54 4 DISKUSJON Figur 30 Temperaturfelt rundt et borehull etter 100timer og Keff=10-4 ms-1, (Gehlin & Hellström 2002). A) Ingen grunnvannstrømning,b)homogen grunnvannstrømning, C)Porøs sone 0,05 meter fra brønnen, D)En vertikal sprekk 0,05 meter fra brønnen. 46

55 4 DISKUSJON I figur 30 ser man hvordan temperaturfeltet er etter 100 timers energiinjeksjon ved de forskjellige geologiske modellene. Alle modellene er sammenlignet med et tilfelle med kun konduktiv varmeoverføring, det vil si varmeoverføringen skjer kun i berggrunnen da det ikke er noe grunnvannsstrømning i modellvolumet. Simuleringen viser at borehull nær en grunnvannstrømning har en lavere temperatur etter 100 timer energiinjeksjon, enn borehull som ikke er berørt av grunnvann. Dette tyder igjen på at den effektive termiske ledningsevnen øker med økende grunnvannsstrømning. Figur 31 viser hvordan temperaturen forandrer seg i borehullet over tid for de tre modellene, med en spesifikk strømningsrate på henholdsvis 10-6 m/s og 10-7 m/s, sammenlignet med tilfelle uten grunnvannstrømning. Strømningsrate 10-6 Strømningsrate 10-7 Figur 31 Temperaturforandring i de tre geologiske modellene, (Gehlin & Hellström 2002). Man ser tydelig at modellen med homogen grunnvannsstrømning gir den flateste kurven for begge strømningsratene. Dette betyr at temperaturen blir ledet vekk fra hullet som igjen tyder på stor varmeledningsevne rundt borehullet. Modellen uten grunnvannstrømning gir den største temperaturhevningen i brønnen noe som tyder på liten varmeledningsevne i borehullet. Ut i fra simuleringen kan man også plotte den effektive varmeledningsevnen for borehullet 47

56 4 DISKUSJON med hensyn på spesifikke strømningsraten. Figur 32 viser hvordan raten mellom effektiv- og reell varmeledningsevne forandrer seg med økende strømningsrate for de tre modellene. Figur 32 Effektiv varmeledningsevne ved forskjellige strømningsrater, (Gehlin & Hellström 2002). De tre modellene viser ingen utslag på grunnvannstrømning mindre enn 10-8 m³/s, men strømningsrate over 2, m³/s gir stor varmeveksling til omgivelsene. Dette betyr at den effektive varmeledningsevnen øker betraktelig ved økende grunnvannstrømning. Ut i fra figur 32 ser man at det er modellen med homogen grunnvannstrømning som gir den største økningen av effektive varmeledningsevne. Tar man for seg de to modellene med en porøs sone/sprekk ved en bestemt avstand fra borehullet, kan man se på hva avstanden til grunnvannstrømningen har å si for den effektive varmeledningsevnen. På figur 33 er raten mellom effektiv- og reell varmeledningsevne plottet med hensyn på avstanden mellom borehullet og grunnvannstrømningen. Det er plottet for grunnvannsstrømning på 10-7 m³/s og 10-6 m³/s. 48

57 4 DISKUSJON Figur 33 Raten mellom effektiv- og reell varmeledningsevne plottet med hensyn på avstanden mellom borehullet og strømningskanalen, (Gehlin & Hellström 2002). Som forventet synker den effektive varmeledningsevnen med økende avstand mellom borehull og strømningskanal. Dette er igjen et bevis på at grunnvannsstrømning fører til en økt varmeledningsevne for energibrønner. Uforstyrret temperatur i grunnen, T sur. Den uforstyrrede temperaturen i grunnen (T sur ) er en viktig parameter ved beregning av den termiske motstanden for borehullet. For å finne den termiske motstanden for brønnen sammenlignes de målte temperaturene i kollektoren med teoretiske typekurver med forskjellige motstander. De teoretiske typekurvene er regnet ut ved hjelp av formel 7 i kapittel Q Q a Q T f t 4 = ln( ) + ln γ + Rb + T H H 2 4πλ 4πλ r H sur Ut i fra denne likningen ser man at kollektorvæskens teoretiske temperatur, T f, er direkte avhengig av den uforstyrrede temperaturen i grunnen, T sur. Dette vil med andre ord si at en liten unøyaktighet i temperaturen i grunnen vil gi et stort utslag på den termiske responsen. Dersom man benytter en for høy uforstyrret temperatur i grunnen vil man finne en for liten borehullsmotstand. På figur 34 er det vist hvordan den teoretiske verdien på den termiske motstanden forandrer seg med endring i T sur. Dataene er hentet fra termisk respons test av borehull 6A ved Borgen Skole, Asker mars Den termiske motstanden for borehullet ble målt til 0,09-0,10 K,m/W ved T sur.= 6,14 C. Dersom man i stedet hadde brukt uforstyrret temperatur i grunnen lik 7,14 C hadde man fått en termisk motstand i hullet lik 0,63 K,m/W. Dette vil med andre ord si at økes T sur med 10 %, synker den termiske motstanden med om lag 20 %. 49

58 4 DISKUSJON Figur 34 Forandring av termisk motstand ved variasjon av uforstyrret temperatur i grunnen, (NGU Notat 2003). Det finnes flere metoder for å finne uforstyrret temperatur i grunnen. Det er mulig å benytte TRT- riggen ved å la kollektorvæske sirkulere uten tilførsel av varme. Temperaturen på kollektorvæsken inn og ut av brønnen vil stabilisere seg og gå mot den uforstyrrete temperaturen i grunnen. Det er viktig å huske på at pumpen vil gi fra seg noe energi i form av varme, men så lenge man lar sirkulasjonen pågå i under 20 minutter er påvirkningen fra pumpa neglisjerbar, (Gehlin 2002). For å kunne se nøyaktig ved hvilken temperatur grafene stabiliserer seg, er det viktig å ha et kort samplingsintervall. Gehlin anbefaler et intervall på 10 sekunder. Gehlin og Nordell har sammenlignet ulike metoder for å finne uforstyrret temperatur i grunnen. De benyttet både temperaturlogging og TRT-riggen. Kollektorvæske sirkulerte i systemet i 77 minutter og samplingsintervallet var 10 sekunder. Figur 35 viser hvordan temperaturene opp og ned av hullet forandrer seg over tid. Det ble ikke tilført noe varme og temperturstigningen skyldes energi fra sirkulasjonspumpen. Man ser at etter omkring 15 minutter har temperaturene stabilisert seg og sirkulasjonspumpen fører til en stigning av temperaturen. Tabell 8 viser temperaturen på kollektorvæsken 20, 30 og 60minutters sirkulasjon. Tabell 15 Temperatur på kollektorvæske etter sirkulasjon uten å tilføre varme. Sirkulasjon 20 minutter 30 minutter 60 minutter Temperatur [ C] 11,8 12,2 13,8 50

59 4 DISKUSJON Figur 35 T inn og T ut i en energibrønn uten energiinjeksjon, (Gehlin & Nordell 2001). Ved vanlig temperaturlogging ble temperaturen i grunnen målt til 11,8 C som er den aritmetiske middelverdien av temperaturprofilet. Dette vil si at temperaturen etter 20 minutters sirkulasjon er tilsvarende temperaturen fra temperaturloggingen. Gehlin anbefaler derfor å la kollektorvæske sirkulere i 20 minutter for å finne den uforstyrrete temperturen i grunnen ved hjelp av TRT-riggen. Lar man sirkuleringen gå mer enn 20 minutter vil sirkulasjonspumpen avgi for mye varme og man måler en for høy T sur. Både temperaturlogging og måling ved hjelp av TRT-riggen er nøyaktig nok til å finne den uforstyrrete temperaturen i grunnen, (Gehlin & Nordell 2001). I overflaten og ned til et dyp på meter vil den upåvirkete temperaturen i grunnen være avhengig av tilgang på solenergi og varmevekslingsprosesser med atmosfæren. Lengre nedover i dypet vil ikke klimaet ha noe innvirkning på den årlige temperaturvariasjonen og det er den geotermiske gradienten som gir temperaturen i grunnen. Gehlin foreslår at så lenge brønnen er dypere enn 100 meter kan effekten fra overflaten neglisjeres. Dette betyr igjen at man vil måle den samme temperaturen i grunnen uavhengig klima og lufttempertur. På figur 36 ser man hvordan temperaturprofilet i et borehull varierer mellom sommer og vintertid. Man ser tydelig at det er kun de øverste 15 meterne som er påvirket av klimavariasjonene, middeltemperaturen er konstant gjennom hele året. 51

60 4 DISKUSJON Figur 36 Temperaturlogg for et borehull sommer og vintertid, (Gehlin 2002) Termisk influens Det er klart at ved lengre drift vil et energilager etter hvert tømmes for energi. Dersom det ikke får tilført like mye energi som hentes ut, enten fra lagring i varme perioder eller av grunnvannstrømninger vil energiuttaket over tid reduseres. Området rundt en energibrønn der temperatursenkning forgår, kalles influensområdet. Temperatursenkningen er avhengig av hvor mye energi som tas opp og over hvor lang tid brønnen er i bruk. I store energilagre, som består av mange brønner, vil kunnskap om influensområde være nyttig. Ligger en energibrønn innenfor influensområdet til en annen brønn, vil temperaturen i grunnen synke til under upåvirket nivå, og energiuttaket bli redusert. Svenska Värmepumpforening har gjennomført flere forsøk for å kartlegge hvordan influensområdet for to brønner påvirkes av avstanden mellom brønnene og hvordan området varierer over tid. Influensområder er av stor betydning for utforming av et energilager. For å få høyest mulig energiuttak er det gunstig å plassere brønnene i en avstand slik at de ikke påvirker hverandre. Nedenfor ser man hvordan influensområdet avtar med økende avstand mellom brønnene. Den lysegrønne fargen viser upåvirket temperatur i berggrunnen, mens den mørkeblå fargen indikerer tre graders senkning. Hvert av kvadratene er på 100x100 meter, (Svenska Värmepumpforening). 52

61 4 DISKUSJON Figur 37 Utbredelse av influensområdet etter 10 år ved konstant energiuttak i to brønner med en avstand 5, 10, 20, 40 meter, ( Senkningen av temperaturen rundt en energibrønn er sterkt avhengig av tiden. Varmeledning er en langsom prosess og det tar tid før berggrunnen med en viss avstand blir påvirket av energiuttaket. Nedenfor er det vist hvordan temperatursenkningen rundt to borehull i en avstand 20 meter forandrer seg med konstant effekt over tid. Figur 38 Temperatursenkningen rundt to brønner med 20 meters avstand og konstant energiuttak etter 1, 5, 10, og 20 år, ( Konfigurasjoner Det er klart at energiuttaket fra et energilager er avhengig av konfigurasjonen på brønnene. Svenska Värmpumpforening har utført målinger for å kartlegge hvordan energiuttaket varierer for forskjellige konfigurasjoner med økende avstand mellom brønnene. I tillegg har de sett på temperaturforandringen i kollektorvæsken over tid ved konstant energiuttak. På figur 39 ser man hvordan energiuttaket pr. brønn må reduseres i prosent for forskjellige konfigurasjoner i forhold til en enkeltstående brønn. Linje- og L-konfigurasjon er forholdsvis like, mens kvadratisk konfigurasjon gir størst redusering av energiuttaket. Grunnen er at hver enkel energibrønn har flere nærliggende brønner som påvirker energiuttaket. Reduksjon av energiuttak avtar med økende avstand mellom brønnene. Er avstanden over 10 meter er energiuttaket redusert med mindre enn 20 %. Figur 39 Reduksjon i energiuttak i prosent av ni brønner plassert i ulike konfigurasjoner, ( 53

62 4 DISKUSJON I figur 40 ser man hvordan temperaturen på kollektorvæsken forandrer seg over tid ved konstant energiuttak. Figuren viser tre forskjellige konfigurasjoner med brønnavstand 5 meter sammenlignet med en enkeltstående brønn. Man ser at den kvadratiske konfigurasjonen gir den laveste temperaturen. Figur 40 Kollektorvæskens temperatur over tid ved konstant energiuttak, ( Skråe/ vertikale brønner I større anlegg kan det være hensiktsmessig å plassere brønnene langt fra hverandre slik at det ikke vil kunne forekomme varmeoverføringer mellom de forskjellige brønnene. Det er gunstig at brønnene skråbores slik at den innbyrdes avstanden mellom brønnene øker nedover i dypet. For anlegg som krever et lite overflateareal kan dette være en god løsning. Det totale energiuttaket fra anlegget vil bli forbedret i og med at intern varmeoverføring mellom brønnene reduseres. Kollektorvæske som er på vei tilbake etter å ha tatt opp energi fra grunnen vil ikke gi fra seg energi til nærliggende brønner. Figur 41 viser hvordan borehullsdybden kan reduseres ved å vinkle borehullett 5, 10, 20 eller 30. Systemet med 10 meters avstand er satt som referanse. Ut i fra figuren kan man se at den relative boredybden må økes med over 40 % ved å minke avstanden mellom brønnene fra 10 5 meter. Man kan også se at brønndybden kan kortes ned med 10 % ved å vinkle brønnen med 5, (Hellström, 2001). Figur 41 Effekten av 6 borehull i en sirkel konfigurasjon med 2, 5 og 10 meters innbyrdes avstand, ( 54

63 4 DISKUSJON På den annen side vil kollektoren for varm kollektorvæske ligge nærmere kollektoren for kald kollektorvæske, og muligheten for intern varmeoverføring mellom kollektorene blir større. Dette resulterer i økt borehullsmotstand for hver enkel brønn. 55

64 4 DISKUSJON 4.2. Oppsummering av data Alle målingene som er foretatt i forbindelse med denne oppgaven er samlet i tabell 11. Tabell 16 Generelle data fra alle TRT-målingene. Ahus Borehull 4 (NGU) Borehull 1 Borehull 4 (Geoenergi) Borgen Skole Borehull 6A Borehull 7B EAB NGU Måling 1 Måling 2 Termisk motstand [K/(W/m)] 0,07 0,09 0,06 0,09 0,07 Effektiv varmelednins evne [W/m, K] 3,2 3,0 2,96 3,1 3,1 Strømn ing [l/s] 1,38 1,5 3,67 1,62 1,60 Effekt [W] Aktivt boredybde [m] 187,6 240,5 187,6 194,8 191,4 Uforstyrret temperatur i grunnen 6,5 6,93 8,0 6,14 6,14 0,06 3,78 1, ,7 8,7 0,09 0,07 6,07 5,00 2,17 1, ,0 50,0 6,4 6,4 56

65 4 DISKUSJON 4.3. Ahus De to borehullene som er testet på Ahus har en intern avstand på 300 meter. Det er samme type bergarter i begge hullene, Dioritt med pegmatittganger. Begge energibrønnene er utstyrt med enkel 40 mm. U-rørskollektorer. I borehull 1 er det også tidligere gjort en TRT av Geoenergi. Termisk motstand Normal termisk motstand for enkele U-rørskollektorer er 0,05-0,06 K m/w, (Gehlin 2002). Resultatet fra borehull 1 på 0,09 K m/w er unormalt høyt. Sammenligner man dette med tidligere TRT-måling utført av Geoenergi as i samme hull, ligger borehullsmotstand for den nye målinga 50% høyere enn den Geoenergi as fant i Forklaringen på dette er at Geoenergi bruker en høyere verdi av den uforstyrrede temperaturen i grunnen. Mens NGU har satt T sur = 6,93 C, har Geoenergi satt T sur = 8,0 C. Som nevnt tidligere har den uforstyrrede temperaturen i grunnen stor innvirkning på borehullsmotstanden. En liten variasjon i T sur gir et stort utslag på resultatet av den termiske motstanden. Dersom T sur = 8,0 C benyttes i stedet for T sur = 6,93 C i den NGU sin måling, ville man ende opp med en termisk motstand i borehullet på 0,06 K m/w. Den antatte grunnen til at det er brukt forskjellige verdier av den uforstyrrede temperaturen i grunnen er at det er benyttet to ulike metoder for å finne den. NGU benyttet middelverdien av temperaturloggen, mens Geoenergi as benyttet TRT-riggen ved å sirkulere kollektorvæske i brønnen før tilførsel av varme. En av grunnene til at det måles høyere motstand i borehull 1, enn for borehull 4, er at for dype hull vil den interne varmevekslingen mellom oppadgående og nedadgående kanal være større. Dette er forklart i kapittel Effektiv varmeledningsevne Det er liten variasjon i målt effektiv varmeledningsevne fra de tre målingene. Ser man på målingene til NGU, varierer den effektive varmeledningsevnen fra borehull 1 til borehull 4 med 0,2 W/m,K. Variasjon i λ-verdi kan skyldes lokale ulikheter i berggrunnen samt ulik grunnvannstrømning for de to brønnene. Lokale ulikheter i bergrunnen vil komme av ulike mengder pegmatittganger i borehullet. Ut i fra resultater av måling av varmeledningsevne på bergartsprøver i området, vil berggrunnens varmeledningsevne alene utgjøre 2,9 W/m,K (k dioritt = 2,7 W/m,K + tilleggsbidrag 0,2 W/m,K for pegmatittganger), (Midtømme et.al 2001). Dette betyr at noe av bidraget må komme av grunnvannstrømning i området. Grunnvannkapasiteten i borehull 1 er 1100 l/s, mens grunnvannskapasiteten for borehull 4 er 1900 l/s, (Midtømme & Elvebakk 2003). Som nevnt i kapittel vil økt grunnvannsstrømning gi bedre energiuttak av brønnen. 57

66 4 DISKUSJON 4.4. Borgen Skole Termisk motstand Den termiske motstanden for borehullene er funnet til henholdsvis 0,09 K m/w for borehull 6A og 0,07 K m/w for borehull 7B. Sammenlignet med hva som er normalt for enkle U-rørskollektorer er dette noe høye verdier. Den mest sannsynlige grunnen til dette er at det er brukt feil verdi av uforstyrret temperatur i grunnen. Den uforstyrrede temperaturen er funnet ved hjelp av temperaturlogg av et annet testhull på området. Dette testhullet har en dybde på 165 meter og er boret i samme type bergrunn som borehullene 6A og 7B. Den geotermiske gradienten fører til en økning av temperaturen nedover i grunnen. Siden borehull 6A og 7B er dypere enn testhullet vil den uforstyrrede temperaturen for disse brønnene være noe høyere enn for testhullet. Benytter man for liten T sur vil den termiske motstanden man finner være for høy. I tilegg var det mye aktivitet på området rett før og under testing. Det ble gjennomført flere brønnboringer som tilfører varme til grunnen. Dette betyr at temperaturen i grunnen rett før TRT ble satt i gang var en del høyere enn hva temperaturloggen for testhullet tilsier. Det ble altså brukt for lav verdi av T sur. Sammenligner man resultatene fra de to hullene ser man at den termiske motstanden er størst i borehull 6A. I følge boreskjemaet til Båsum Boring AS er borehull 6A boret med en 15 fall fra loddlinjen og borehull 7B er boret med 10 fall fra loddlinjen. Som nevnt i kapittel vil skrå brønner ha en høyere motstand enn vertikale brønner på grunn av intern varmeveksling i kollektorslangene. Dette forklarer noe av forskjellen i termisk motstand mellom de to borehullene. Effektiv varmeledningsevne Den effektive varmeledningsevnen er for begge hullene funnet til 3,1 W/m K. Varmeledningsmålinger på bergartsprøver i området ga en termisk varmeledningsevne på 2,7-2,8 W/m K, (Ramstad et.al 2003). Resten av bidraget antas å komme fra grunnvannsstrømning i området. I følge boreskjema til Båsum Boring AS er grunnvannstrømningen for borehull 7B ca l/s, mens grunnvannsstrømningen for borehull 6A er l/s. Dette vil si at den effektive varmeledningsevnen bør være høyere i borehull 7B enn i borehull 6A. Den antatte grunnen til at dette ikke er tilfelle er at det forgikk boring i umiddelbar nærhet av borehull 7B. Boringen skaper varme i grunnen og den termiske responsen øker i borehullet. Det målte den effektive varmeledningsevnen tar ikke hensyn til varmebidraget fra boringen og blir derfor lavere enn den reelle. 58

67 4 DISKUSJON 4.5. EAB Termisk motstand Den termiske motstanden er målt til 0,06 K/(W/m), som er en normal verdi for U-rørskollektorer. Den uforstyrrete temperaturen i grunnen er funnet fra temperaturloggen og er satt til 8,7 C. Siden verdien av den termiske motstanden i hullet er en typisk verdi kommenteres ikke resultatet nærmere. Den effektive varmeledningsevnen Den effektive varmeledningsevnen i hullet er funnet til 3,78 W/m K. Ut i fra de målinger som NGU har foretatt er varmeledningsevnen for knollekalk ca 2,7 W/m K. Det bør nevnes at prøvene som ble brukt i varmeledningsmålingene ikke stammer fra det samme området som borehullet for EAB er lokalisert. Det er derfor uriktig å hevde at 1,08 W/m K (3,78 W/m K - 2,7 W/m K) kommer fra grunnvannstrømning i området. Høyst sannsynlig er varmeledningsevnen for bergrunnen i området noe høyere enn 2,7 W/m K og bidraget fra grunnvannstrømning blir da noe lavere enn 1,08 W/m K. Det er realistisk å anta at det er grunnvannstrømningen som skaper den relativt høye effektive varmeledningsevnen. Borehullet på EAB er trykket slik at sprekker i forbindelse med borehullet er utvidet. Dette skaper større grunnvannsstrømning som igjen øker den effektive varmeledningsevnen. Vannkapasiteten for borehullet før trykking var 4000 l/time, (Brønndatabasen, NGU). Etter trykking kan det påvises en vannkapasitet over 7000 l/time. Det ble brukt en for liten pumpe ved kapasitetstesting av borehullet, det vil si at pumpekapasiteten var mindre enn borehullets kapasitet, (7000 l/time). Det ble derfor bestemt at strømningsmålinger skulle erstatte kapasitetstesting. 59

68 4 DISKUSJON 4.6. NGU Termisk motstand Den termiske motstanden for de to målingene ble funnet til 0,07 K/(W/m). Målingene er gjort i sammen hull med samme installasjoner. Borehullet er utstyrt med en enkel U-rørskollektor. Siden samme verdi er funnet for begge målingene vil målingene ha god nøyaktighet. Den effektive varmeledningsevnen Den effektive varmeledningsevnen er målt til henholdsvis 6,07 W/m K og 5,00 W/m K for de to målingene. Dette er en varierende verdi med tanke på at begge målingene er utført i samme borehull med et tidsintervall på 16 dager. I tillegg er den effektive varmeledningsevnen for begge hullene unormalt høyt. Grunnen til den høye effektive varmeledningsevnen er antakelig thermosiphon-effekt som er forklart i kapittel Ut i fra TCN loggen kan det se ut som det er noe grunnvannstrømning ved meter. Dette kan komme av åpne sprekker i forbindelse med borehullet. Når vannet i borehullet varmes opp utvider det seg og strømmer ut gjennom disse sprekkene. Det blir undertrykk og grunnvann med temperatur lik den uforstyrrete temperaturen siver inn i borehullet i bunnen. Temperaturstigningen for kollektorvæsken vil derfor gå saktere og et for høyt den effektive varmeledningsevnen måles. Gehlin, Hellström og Nordell har gjort forsøk med å se på hvordan thermosiphon-effekten påvirker en termisk responstest, (Gehlin et.al 2002). De påviser at denne effekten har økt påvirkning når tilført effekt på kollektorvæsken øker. Dette kan forklare hvorfor den effektive varmeledningsevnen er størst for den andre målingen. I måling 1 var effekten 4940 W, mens den for måling 2 var 3230 W. Dersom oppvarmingen av kollektorvæsken skjer raskere vil også utvidelsen av vannet være større, og det induseres en større grunnvannsstrømning. Normal varmeledningsevne for granitter er 3,0 ± 0,3 W/m K. Resultatene fra termisk responstest ligger henholdsvis 2,00 W/m K og 3,07 W/m K over de teoretiske verdiene fra laboratorium. Det er klart at noe av bidraget vil komme av påvirkning fra grunnvannstrømning, men ikke så mye som resultatet tilsier. Ut i fra dette og hva Gehlin med flere sier, (Gehlin et.al 2002), kan det konkluderes med at det er thermosiphon-effekten som skaper den høye effektive varmeledningsevnen. 60

69 5 KONKLUSJON 5. Konklusjon 5.1. Termisk responstest Termisk responstest er en god metode for å finne de faktiske forhold i grunnen. Den gir et godt bilde av den effektive varmeledningsevnen og den termiske motstanden for borehullet. Testen har den egenskapen at bidraget fra konveksjon med strømmende grunnvann tas med i beregningene. I de mer tradisjonelle laboratoriemetodene får man et godt bilde av varmeledningsevnen til de forskjellige bergartene, men bidraget fra grunnvannstrømning lar seg ikke måle. Ut i fra de målingene som er utført i denne oppgaven, ser det ut til at termisk responstest gir fornuftige resultater Egenskaper som påvirker resultatene Egenskaper i brønnen Borehullsdybde Det er flere faktorer i brønnen som vil påvirke de termiske egenskapene. For det første vil dype borehull ha et høyere energiuttak enn grunne brønner. Temperaturen stiger nedover i dypet på grunn av den geotermiske gradienten. Denne gradienten varierer med klimaet og ligger normalt i området 0,5-3 K per 100 meter, (Gehlin 2002). I tilegg vil dype brønner ha et større kontaktareal mellom kollektorvæsken og den omkringliggende berggrunnen. Dette fører til at en større mengde energi blir overført til kollektorvæsken og energiuttaket til brønnen øker. Borehullsdiameter Borehullsdiameteren vil påvirke den termiske motstanden i borehullet, men ikke den effektive varmeledningsevnen. Den termiske motstanden er avhengig av avstanden mellom kollektorslangens ytterrør og borehullsveggen, som igjen er avhengig av diameteren på kollektorslangen og diameteren på borehullet. Desto større denne avstanden er, desto større blir den termiske motstanden Egenskaper i grunnen Grunnvannsstrømning I grunnen er det særlig grunnvannsstrømning som påvirker de termiske egenskapene til brønnen. Alle de termiske responstestene som er utført i dette arbeidet gir en effektiv varmeledningsevne som er høyere enn teoretiske verdier funnet i laboratoriet. Det er klare indikasjoner på at økt grunnvannsstrømning i eller i nærheten av borehullet gir økt effektiv varmeledningsevne. Nøyaktig hvor stort dette bidraget er, er vanskelig å gi noe eksakt verdi på. Testene viser et bidrag på % fra konveksjon med grunnvannsstrømning. Dette stemmer også godt med simuleringen til Gehlin og Hellström. Denne simuleringen viste at grunnvannsstrømning under 10-8 m 3 /s ikke vil gi noe utslag på ledningsevnen for borehullet. Dette betyr at berggrunn med liten porøsitet høyst sannsynlig vil gi lavere effektiv varmeledningsevne. 61

70 5 KONKLUSJON Uforstyrret temperatur i grunnen, T sur. Testene viste også at resultatet er svært følsomt på den uforstyrrete temperaturen i grunnen. Benytter man en unøyaktig T sur -verdi vil det gi store utslag på den målte termiske motstanden. Det er derfor viktig å være sikker på at verdien som benyttes er realistisk for borehullet som blir testet. I alle testene ble denne temperaturen funnet fra termisk logging. Sammenligner man disse temperaturene med temperaturer funnet i Sverige, ser man at temperaturer fra temperaturlogging er lavere enn temperaturer funnet med TRT- riggen Egenskaper til lageret Energiuttaket er avhengig av utformingen på energilageret. Det finnes mange ulike konfigurasjoner med forskjellige virkningsgrad. Det er avstanden mellom brønnene som er den avgjørende faktoren ved de ulike konfigurasjonene. For å minke overflatearealet kan brønner skråbores. Dette vil kunne påvirke de termiske egenskapene, da særlig den termiske motstanden i borehullet. I skråe brønner vil kollektorslangene ligge nærmere hverandre og den interne varmevekslingen mellom den oppadgående og nedadgående kanalen vil øke. Dette resulterer i økt termisk motstand for borehullet. 62

71 5 KONKLUSJON 5.3. Forslag til videre forskning Metode for å måle T sur Ved alle lokalitetene i denne oppgaven er det benyttet en aritmetisk middelverdi av temperaturloggen som verdi for den uforstyrrete temperaturen i grunnen. Sammenlignet med data fra Sverige og normale verdier for enkle U-rørskollektorer, (Gehlin 2002), er resultatene på de termiske motstandene noe høye. Den antatte grunnen til dette er at T sur verdien som er brukt er for lav. Som vist i tabell 12 ligger T sur verdiene fra Sverige 2-3 C over verdiene som er benyttet på målinger i Norge. Den antatte grunnen til dette er at man i Sverige benytter TRT- riggen for å finne den uforstyrrete temperaturen i grunnen, mens man i Norge benytter temperaturlogging. Det er ikke bevist hvilken av metodene som gir det mest riktige resultatet. Det anbefales derfor en videre forskning på dette området. Det kan være nyttig å benytte begge metodene i samme borehull for å få kartlagt eventuell varians i resultatene. Tabell 17 Responstester i Norge og Sverige, (Gehlin 2002). Lokalitet T sur Rb q Norge Sverige Ahus Bh1 6,9 0,09 40,2 Bh 4 6,5 0,07 52,4 Borgen 6A 6,1 0,09 35,0 7B 6,1 0,07 34,6 EAB 8,7 0,06 49,0 NGU 6,4 0,09 98,8 Hässelholm 8,7 0,06 87,0 Linköping 8,1 0,04 96,0 Nörrköping 8,4 0,05 70,0 Finspång 9,5 0,06 51,0 Ludvika 11,0 0,05 55,0 Flere målinger Det anbefales at det utføres mange flere TRT-tester og gjerne flere målinger i samme hull. Sammenligningsgrunnlaget er i dag for lite og man bør bygge opp erfaring på området. Dette gjøres best ved å opparbeide en stor database, der termiske responstester, generelle data og laboratorieundersøkelser tas med. Undersøke graden av intern varmeveksling Det er ennå ikke påvist hvor stor den interne varmevekslingen er mellom oppadgående og nedadgående kanal i en varmeveksler i berggrunnen. Man antar at denne interne varmevekslingen er større i skråe brønner enn for vertikale brønner, men det er ikke bevisst. Det anbefales derfor en grundigere undersøkelse av dettet fenomenet der man også ser på forskjellen for skråe og vertikale brønner. 63

72 REFERANSER Referanser Litteraturliste Brattli, Fysisk og kjemisk hydrogeology, Andre utgave (s43-57). Instituttet for geologi og bergteknikk, NTNU, Trondheim, Norge. 195sider. Carlslaw, Jaeger, Conduction of Heat in solids. Kapittel 10 Oxford University press, Great Britain. Chiasson og Spitler, A Preliminary Assessment of the effects of Ground-water Flow on Closed-Loop Ground-Source Heat pump Systems(s ) ASHRAE Transactions. 106(1) Claesson and Hellstrøm, 2000, Analytic studies of the influence of regional groundwater flow on the performance of borehole heat exchangers, Proc. Of the 8 th International Conference on the Thermal energy storage, Terrastock 2000, 28 August- 1 st September, Stuttgart, Germany Claesson, Eftring, Eskilson, Hellström, Markvärme. En handbok om termiska analyser. Del 3 Naturvärmekällor.T18:1985 Statens råd för byggforskning, Stockholm, Sweden. Eckart, 1991, Grouting procedures for Ground-Source Heat Pump Systems, International Ground Source Heat Pump Associaton, Stillwater, Oklahoma, USA. Ericsson, 1985, Värmeutbyte mellan berggrund och borrhål vid bergvärme-system. Department of Geology, Chalmers University of Technology and University of Göteborg, Göteborg, Sweden. Publ A 52 Eskilson, Thermal Analysis of Heat Extraction Boreholes.Lund-Mph-87/13 Dept. of Mathematical Physics, Lund Institute of Technology, Sweden Gehlin, 1998, Thermal Response Test - In-Situ Measurements of Thermal Properties in Hard Rock, Licentiate Thesis. 23 sider. Division of Water Resources Engineering, Luleå University of Technology, Sweden. Gehlin, 2002, Thermal Response Test Method Development and Evalution. Doctoral Thesis. 49 sider. Division of Water Resources Engineering, Luleå University of Technology, Sweden Gehlin og Eklöf, 1996, TED, A mobile Equipment for Thermal Response Test. Master Thesis. 62 sider. Division of Water Resources Engineering, Luleå University of Technology, Sweden. 1996:198E. 64

73 REFERANSER Gehlin og Spitler, 2001, Thermal Response Test for BTES Applications.Report IEA ECES Annex sider. Division of Water Resources Engineering, Luleå University of Technology, Sweden School of Mechanical and Aerospace Engeneering, Oklahoma State University, USA Gehlin og Nordell, 2001, Determining Undisturbed Ground Temperature for Thermal Response Test.ASHRAE Transactions 2003, Vol.109, Pt 1.6 sider. Division of Water Resources Engineering, Luleå University of Technology, Sweden Gehlin og Hellström, 2002, Influence on thermal response test by groundwater flow in vertical fractures in hard rock. 22 sider. Division of Water Resources Engineering, Luleå University of Technology, Sweden Gehlin, Hellström og Nordell, 2002, Influence on thermal response test by thermosiphon effect. 19 sider. Division of Water Resources Engineering, Luleå University of Technology, Sweden Ingersoll, 1951, Theory of Earth Heat Exchangers for the Heat Pump. (s ) ASHVE Transactions vol. 57 Lindblad-Påsse, 1986, Järnutfälning I grundvattenvärmesystem, Division of Water Resources Engineering, Luleå University of Technology, Sweden Statens råd för byggnadsforskning, Stockholm; R109:1986 Kukkonen, Gosnold og Safanda, 1998, Anomalously low heat flow density in eastern Karelia, Baltic Shield:a possible palaeoclimatic signature. Tectonophysics 291, (s ). The Geological Survey of Finland, Espoo, Finland. Midttømme og Elvebakk, 2003, Borehullsbaserte energilager ved Akershus Universitetssykehus- geologiske forundersøkelser NGU Rapport Norges Geologiske Undersøkelser, Trondheim, Norge. NGU Notat 2003, Resultater fra termiske responstester ved Borgen Skole i Asker kommune, Akershus. Norges Geologiske Undersøkelser, Trondheim, Norge. Nordstrand, 2001, Energibrønner i fast fjell- Vurderin av forskjellige metoder for effektuttak ved et demonstrasjonsanlegg. Diplomoppgave. 74 sider. NTNU, Trondheim, Norge Pahud, 2000, Two response tests of two identical boreholes drilled to a depth of 160 m near Luzern.13 sider. Office fèdèral de l ènergie, Berne, Switzerland. 65

74 REFERANSER Ramstad, Midttømme, Elvebakk, Solli og Koziel, 2003, Grunnvarmepotensialet i Asker og Bærum. I FOKUS nr sider. Norges geologiske undersøkelse, Trondheim, Norge. Referanser fra internett Brønndatabasen, NGU, Norge Revista de Minerales y Yacimientos de Espana Svenska Värmpumpforening, Sverige Personlig meddelelser Elvebakk, Harald, NGU, Trondheim. Midtømme, Kirsti, NGU, Trondheim. Ramstad, Randi Kalskinn, NGU, Trondheim Skarphagen, Helge, NGU, Oslo. 66

75 VEDLEGG Vedlegg A. Brukerveiledning Tilrettelegging Strøm Se til at det finnes stabil strøm på stedet. Det er oppdragsgivers ansvar og skaffe til veie strøm og strømtilkoplingen bør ikke ligge lenger vekk enn 5 m fra borehullet, dersom annet ikke er avtalt. Hvor mye strøm som trengs er avhengig av effekten som skal brukes i responstesten. I dype hull kreves det mer effekt enn i grunne hull og derfor også mer strøm. Det er viktig å huske på at dersom strømmen blir brutt vil testen bli ødelagt. Kontakter og skjøter bør derfor merkes slik at ingen vil koble disse fra hverandre under testing. Rydding/måking Det er oppdragsgivers ansvar og påse at test -området er godt ryddet og eventuelt måkt, slik at TED en kan kjøres helt bort til borehullet. Anbefalt plassering for riggen er en meter fra borehullet med baksiden vendt mot hullet. Det skal være kjørbart helt frem til borehullet da riggen blir transportert med bil. Dette er spesielt viktig å huske på om vinteren da det ofte er snø som må brøytes. Kollektorvæske Pass på at man har med tilstrekkelig kollektorvæske. Borerfirmaet har ansvaret for å fylle kollektorslangene nede i borehullet. I tilegg trengs det kollektorvæske i varmelementene, ekspansjonstanken og rør- opplegget. Det går ca 60 l. kollektorvæske i systemet i tilegg til kollektorslangene. Inngjerding Dersom testen skal foretas i nærheten av skole, barnehage eller lignende, har oppdragsgiver ansvar for å sette opp gjerde. Dette er viktig for at unger og andre uvedkommende ikke har adgang til riggen. Ett gjerde er med på å hindre hærverk. Før teststart Strømtilkobling Før man kan koble til strømmen er det viktig å sjekke at varmelementene ikke står på. Dersom varmelementene står på uten at det er væske i systemet vil de brenne opp. Koble strømmen til TED en. Se til at laderen virker og at lampen merket Til/från og lampen på manøverbryteren lyser. Prøvekjør pumpa og se til at den går riktig vei. Dersom pumpa går motsatt vei av pilen må systemet fasevenderen snus. Påkopling avslanger og hurtigkoblinger Steng alle kraner. Monter fast hurtigkoblinger på kollektorslangene opp av borehullet. Fest koblingsslangene fast til hengeren. 67

76 VEDLEGG Fjerning av luft i systemet Monter den mobile pumpen på kobberrøret til ekspansjonstanken. Dette er vanlige Gardenakoblinger. Oppsugingsslangen til pumpen tres ned i en kanne med kollektorvæske. Se til at kranene ved inn og utløp av hengeren er stengt (blå kraner). Start pumpen og straks den er startet åpnes kranen til ekspansjonstanken. Pump kollektorvæske inn i systemet frem til manometeret viser 2-2,5 bar. Steng kranen og skru av pumpen. Nå vil luft slippes ut av systemet gjennom luftpotta og trykket på manometeret synker. Gjenta operasjonen frem til all lufta er sluppet ut og trykket er stabilt på rundt 2 bar. Ved hjelp av trykket på systemet fylles koplingsslangene, før de koples til hurtigkoplingene på kollektorslangene. Dette gjøres ved å åpne de blå kranene på inn- og utløp av hengeren. Nå er alle komponentene koblet sammen, og kranene for inn og utløp er åpne. Det er fortsatt litt luft i systemet og trykket er langt lavere enn ønsket trykk på rundt 3,5-4,0 bar. For å heve trykket i systemet pumpes mer kollektorvæske inn i ekspansjonstanken som beskrevet ovenfor vha den mobile pumpen. Når ønsket trykk (3,5-4,0 bar) er oppnådd og systemet ikke lenger slipper fra seg luft fra luftpotta, kan sirkulasjonen starte. Start sirkulasjonspumpen og la den gå i et par minutter på lav frekvens (15-30Hz). Stopp pumpen og hør etter om det kommer ut noe luft ut av luftpotta. Dersom ingen luft slippes ut er systemet luftfritt og klart til testing. Slippes det luft ut av luftpotta må sirkulasjonspumpen igjen gå på lav frekvens et par minutter for så stoppes. Når all lufta er fjernet, kobles den eksterne pumpen av kopperrøret og systemet er klart for testing. Isolere slanger Isoler koplingsslangene mellom hengeren og borehullet på en best mulig måte. Slik TED en nå er utstyrt, må dette gjøres hver gang ved hjelp av isolasjonsmatter og hyssing. Det følger med isolasjonsmatter i TED en og tau slik at isolasjonen blir tettest mulig. Dersom slangene ikke er skikkelig isolert vil variasjoner i utetemperatur kunne påvirka testen. Det anbefales å isolere koplingsslangene mellom henger og borehull permanent. På den måten unngår man eventuell dårlig isolering og tidsbesparing ved å unngå midlertidig isolering pr. gang. Teststart Måling av middeltemperaturen i grunnen Noter telleverket. Noter tidspunkt for start av sirkulasjon. Dato og klokkeslett. Noter frekvensen på pumpen. Juster frekvensen slik at turbulent strømning oppnås i kollektoren. Vanlig frekvens er 42Hz. Sett på kåpen å la væsken sirkulere i en tjue minutter uten at varemelementene settes på. Logge intervallet bør være på 10 sekunder for å få et godt bilde av temperaturkurvene. Det er viktig å huske på at sirkulasjonspumpen tilfører termisk energi til systemet. Dette er grunnen til at man lar kollektorvæsken sirkulere kun i 20 minutter, (Gehlin 2002). 68

77 VEDLEGG Måling av responsen i grunnen Når kollektorvæsken har sirkulert i 30minutter, settes varmen på. Noter tidspunktet for når varmelementene settes på. Dato og klokkeslett. Noter antall varmeelement som settes på. Hvert varmelement er på 3kW. Hvor mye effekt man skal benytte er avhengig av dybden på borehullet. En vanlig effekt er W/m. Sett på kåpen. Forlate Ted en Sørg for at kåpen er låst fast til hengeren og at draget på tilhengeren er låst. Se til at hengeren står trykt og at stoppeklosser er kilt under hjulene, slik at hengeren ikke kan begynne å rulle. Pass på at alle slanger er skikkelig isolert og at isolasjonen er godt festet med tau/hyssing, slik at den ikke blåser bort. Avslutte målingen Skru av strømmen Noter tidspunket for avslutning av responstesten. Dato og klokkeslett. Testen er ferdig etter 72 timer, (Gehlin, 2002). Skru først av varmelementene før pumpen slås av. Dersom varmeelementene står på uten at kollektorvæske sirkulerer vil de brenne opp. Til slutt skrur man av manøverbryteren før strømmen kobles fra. Fjerne isoleringen Ta vekk isoleringen og pakk den sammen. Nøst opp tau/hyssing og legg det i hengeren. Tømme systemet for kollektorvæske Skru igjen alle ventiler. Løsne koplingsslangene fra kollektorslangene og hell kollektorvæsken fra hver slange ned i tomme kanner. Skru opp de blå kranene og tøm sirkulasjonspumpen og varmeelementene for kollektorvæske. Skru opp kranen på kopperrøret og tøm ekspansjonstanken for kollektorvæske. Steng alle ventiler. Skru av hurtigkoblingene fra kollektorslangene og løsne koplingsslangene fra hengeren. 69

78 VEDLEGG B. TCN-log Ahus, Akershus. Lorenskog - SiA Bh Bh Temperatur o C Elektrisk ledningsevne [µs/cm] Gammastr ling [C/s] DYP [m]

79 VEDLEGG C. TRT-log Borgen Skole. 0 Temperatur o C Elektrisk ledningsevne [µs/cm] Gammastraaling [cps] HULLENGDE [m]

80 VEDLEGG D. TCN-log EAB, Asker 72

Termisk responstesting

Termisk responstesting Norges teknisknaturvitenskapelige universitet NTNU Fakultet for ingeniørvitenskap og teknologi Institutt for geologi og bergteknikk Prosjektoppgave i studieretning for Miljø og gjenvinningsteknikk Høsten

Detaljer

Grunnvannsbaserte grunnvarmeanlegg

Grunnvannsbaserte grunnvarmeanlegg Grunnvannsbaserte grunnvarmeanlegg erfaringer fra mer enn 20 års drift Kirsti Midttømme og Randi K. Ramstad Typer grunnvarme /energilager Kilde: Olof Andersson, Sweco Grunnvarmebaserte varmepumper Land

Detaljer

Bruk av grunnvarme Bidrag til energiutredning for Ringerike og Hole kommune.

Bruk av grunnvarme Bidrag til energiutredning for Ringerike og Hole kommune. Bruk av grunnvarme Bidrag til energiutredning for Ringerike og Hole kommune. Grunnvarme er energi lagret i løsmasser, berggrunn og grunnvann. Energien utnyttes ved bruk av varmepumpe. Uttak av grunnvarme

Detaljer

Terralun - energilagring i grunnen - brønner

Terralun - energilagring i grunnen - brønner Terralun - energilagring i grunnen - brønner Månedens tema, Grønn Byggallianse Nær nullenergibygg 13.3.2013 Randi Kalskin Ramstad, Asplan Viak og NTNU Institutt for geologi og bergteknikk Per Daniel Pedersen,

Detaljer

MODELLERING AV BRØNNPARKER. EED Earth Energy Designer

MODELLERING AV BRØNNPARKER. EED Earth Energy Designer MODELLERING AV BRØNNPARKER EED Earth Energy Designer Bjørn Gleditsch Borgnes Futurum Energi AS VVS-dagene Lillestrøm 22. oktober 2014 Grunnvarme (fellesbetegnelse) EED Geotermisk energi Direkte utnyttelse

Detaljer

NGU Rapport 2000.093. GRUNNVARME SOM ENERGIKILDE Innspill til fylkesdelplan for Hedmark med tema energi

NGU Rapport 2000.093. GRUNNVARME SOM ENERGIKILDE Innspill til fylkesdelplan for Hedmark med tema energi NGU Rapport 2000.093 GRUNNVARME SOM ENERGIKILDE Innspill til fylkesdelplan for Hedmark med tema energi Norges geologiske undersøkelse 7491 TRONDHEIM Tlf. 73 90 40 00 Telefaks 73 92 16 20 RAPPORT Rapport

Detaljer

Ekskursjon til Melhus sentrum Grunnvann til oppvarming 11. mars 2014

Ekskursjon til Melhus sentrum Grunnvann til oppvarming 11. mars 2014 Ekskursjon til Melhus sentrum Grunnvann til oppvarming 11. mars 2014 Utarbeidet av Randi Kalskin Ramstad, Bernt Olav Hilmo, Gaute Storrø og Bjørn Frengstad. Innhold Generelt om bruk av grunnvann til oppvarming

Detaljer

Georessurser. Grunnvarme. Kirsti Midttømme, NGU

Georessurser. Grunnvarme. Kirsti Midttømme, NGU Georessurser Grunnvarme Kirsti Midttømme, NGU Sol Vind Forbrenning / fjernvarme Biobrensel Grunnvarme Hva er grunnvarme? - energi lagret i grunnen Foto: T. Grenne Stråling fra sola Termisk energi Gjenbruk

Detaljer

NORGES IDRETTSHØGSKOLE

NORGES IDRETTSHØGSKOLE NORGES IDRETTSHØGSKOLE TERMISK RESPONSTEST DIMENSJONERING AV GEOENERGIANLEGG FORPROSJEKT Oppdragsgiver Statsbygg Jan Tore Jørgensen Oppdragstaker Futurum Energi AS Bjørn Gleditsch Borgnes Sted / Dato Asker,

Detaljer

NORGES IDRETTSHØGSKOLE

NORGES IDRETTSHØGSKOLE NORGES IDRETTSHØGSKOLE TERMISKE RESPONSTESTER SONDERINGSBORINGER INPUT FOR DIMENSJONERING AV GEOENERGIANLEGG FORPROSJEKT AUGUST 2015 Oppdragsgiver Moe AS Arve Bjørnli Oppdragstaker Futurum Energi AS Bjørn

Detaljer

Nord-Trøndelag Fylkeskommune. Grunnundersøkelser ved Levanger videregående skole. Utgave: 1 Dato: 2009-06-26

Nord-Trøndelag Fylkeskommune. Grunnundersøkelser ved Levanger videregående skole. Utgave: 1 Dato: 2009-06-26 Grunnundersøkelser ved Levanger videregående skole Utgave: 1 Dato: 2009-06-26 Grunnundersøkelser ved Levanger videregående skole 2 DOKUMENTINFORMASJON Oppdragsgiver: Rapportnavn: Grunnundersøkelser ved

Detaljer

Nytt energisystem for Mustad Eiendom

Nytt energisystem for Mustad Eiendom Nytt energisystem for Mustad Eiendom Nye løsninger for utnyttelse av geoenergi ASKER 24.03.2017 Thor Erik Musæus Adm.dir. Agenda 1. Innledning om Rock Energy AS 2. Energibrønner 2000 3. 4. 5. 6. Marked

Detaljer

Terralun. - smart skolevarme. Fremtidens energiløsning for skolene. Lisa Henden Groth. Asplan Viak 22. Septemebr 2010

Terralun. - smart skolevarme. Fremtidens energiløsning for skolene. Lisa Henden Groth. Asplan Viak 22. Septemebr 2010 Terralun - smart skolevarme Fremtidens energiløsning for skolene Lisa Henden Groth Asplan Viak 22. Septemebr 2010 Agenda Bakgrunn Terralun-konsept beskrivelse og illustrasjon Solenergi Borehullsbasert

Detaljer

Varmepumper i fjern- og nærvarmeanlegg. Daniel Kristensen. ABK AS

Varmepumper i fjern- og nærvarmeanlegg. Daniel Kristensen. ABK AS Varmepumper i fjern- og nærvarmeanlegg. Om varmeopptak 04 november 2010 Om varmeopptak. 04.november 2010 Daniel Kristensen. ABK AS Om ABK Klimaprodukter ETABLERT: 1991. Juridisk navn. ABK AS. JOBBER MED:

Detaljer

Den usynlige energien Grunnvann som ressurs og utfordring. Kirsti Midttømme

Den usynlige energien Grunnvann som ressurs og utfordring. Kirsti Midttømme Den usynlige energien Grunnvann som ressurs og utfordring Kirsti Midttømme Energisentralen Høgskolen i Bergen, 2 Varme og kjøle- «element» HiB bygget Boring av energibrønner Istanker Lukket system borehull

Detaljer

Kombinasjon med sol og geoenergi eksempel fra Ljan skole

Kombinasjon med sol og geoenergi eksempel fra Ljan skole Kombinasjon med sol og geoenergi eksempel fra Ljan skole GeoEnergi 2013, Bergen 29. august Dr.ing. Randi Kalskin Ramstad Rådgiver Asplan Viak og førsteamanuensis II NTNU Institutt for geologi og bergteknikk

Detaljer

NOTAT ETABLERING AV BRØNN NR. 3

NOTAT ETABLERING AV BRØNN NR. 3 Til: Midtre Gauldal kommune v/ Stein Strand Fra: Asplan Viak v/ Bernt Olav Hilmo Kopi: Ståle Fjorden Dato: -4-9 Oppdrag: 523522 Støren vannverk etablering av brønn nr. 3 ETABLERING AV BRØNN NR. 3 Bakgrunn

Detaljer

Avrenning fra borehull i fjell med fokus på Oslo kommune. Joseph Allen, Sr. Hydrogeolog Norconsult as

Avrenning fra borehull i fjell med fokus på Oslo kommune. Joseph Allen, Sr. Hydrogeolog Norconsult as Avrenning fra borehull i fjell med fokus på Oslo kommune Joseph Allen, Sr. Hydrogeolog Norconsult as Generelt om problemstilling Installasjon av grunnvarmeanlegg som henter energi fra grunnvann fra fjell

Detaljer

Dimensjonering av varme og kjøleanlegg

Dimensjonering av varme og kjøleanlegg Dimensjonering av varme og kjøleanlegg Scandic Airport Flesland. CGER Bergen, 23 mai 2017. Henrik Holmberg PhD Asplan Viak AS Ove Sivertsen, Fondenes Rørlegger AS Disposisjon Scandic Flesland Airport Om

Detaljer

Rapport nr.: ISSN Gradering: Åpen Tittel: Borehullbasert energilager ved Nye Ahus. Forundersøkelser ved Hovelsrud gård

Rapport nr.: ISSN Gradering: Åpen Tittel: Borehullbasert energilager ved Nye Ahus. Forundersøkelser ved Hovelsrud gård Norges geologiske undersøkelse 7491 TRONDHEIM Tlf. 73 90 40 00 Telefaks 73 92 16 RAPPORT Rapport nr.: 04.040 ISSN 0800-3416 Gradering: Åpen Tittel: Borehullbasert energilager ved Nye Ahus. Forundersøkelser

Detaljer

TFEM, METODE OG INSTRUMENTBESKRIVELSE

TFEM, METODE OG INSTRUMENTBESKRIVELSE TFEM, METODE OG INSTRUMENTBESKRIVELSE 1 Metodebeskrivelse TFEM, (Time and Frequency Electro Magnetic) er en elektromagnetisk metode hvor målingene foregår både i tidsdomenet og i frekvensdomenet. Med NGUs

Detaljer

la moder jord Varme og Kjøle Våre Hus av randi Kalskin ramstad og Kirsti midttømme

la moder jord Varme og Kjøle Våre Hus av randi Kalskin ramstad og Kirsti midttømme la moder jord Varme og Kjøle Våre Hus av randi Kalskin ramstad og Kirsti midttømme Grunnvarme er et anonymt energialternativ som sjelden omtales i media. Like fullt er grunn varme blant de mest benyttede

Detaljer

SKAFJELLÅSEN BARNEHAGE SANDE KOMMUNE

SKAFJELLÅSEN BARNEHAGE SANDE KOMMUNE SKAFJELLÅSEN BARNEHAGE SANDE KOMMUNE TERMISK RESPONSTEST DIMENSJONERING AV GEOENERGIANLEGG Oppdragsgiver Sande kommune Oppdragstaker Futurum Energi AS Bjørn Gleditsch Borgnes Sted / Dato Asker, 23.05.16

Detaljer

KJ1042 Øving 5: Entalpi og entropi

KJ1042 Øving 5: Entalpi og entropi KJ1042 Øving 5: Entalpi og entropi Ove Øyås Sist endret: 17. mai 2011 Repetisjonsspørsmål 1. Hva er varmekapasitet og hva er forskjellen på C P og C? armekapasiteten til et stoff er en målbar fysisk størrelse

Detaljer

Tappevannsoppvarming. System

Tappevannsoppvarming. System Tappevannsoppvarming Tappevannsforbruket varierer sterkt over døgnet og har i boliger en topp om morgenen og om kvelden. Vannet i nettet varierer litt over årstidene og kan gå fra 5 12 C når det tappes

Detaljer

Biogenetisk varme - en ny energiteknologi

Biogenetisk varme - en ny energiteknologi Biogenetisk varme - en ny energiteknologi Velkommen til en introduksjon av Biogenetisk varme (Her kan du evt. legge inn noen linjer selv på vegne av Aktiv- hus?) Egenskaper Lydløs, energieffektiv, tilnærmet

Detaljer

Geotermisk energi og MEF-bedriftenes rolle

Geotermisk energi og MEF-bedriftenes rolle MEF-notat nr. 4-2011 September 2011 Geotermisk energi og MEF-bedriftenes rolle Geotermisk energi er fornybar energi Potensialer og fremtidsutsikter MEF engasjerer seg for grunnvarmeutbygging Det er behov

Detaljer

Passiv kjøling. - Høyere komfort i nye hus. German quality since 1947

Passiv kjøling. - Høyere komfort i nye hus. German quality since 1947 Passiv kjøling - Høyere komfort i nye hus German quality since 1947 Deler av det 200 m 2 store huset er lagt med Roth Compactsystem, og resten er med nedstøpte rør i betong. Roth gulvvarmesystem gir optimal

Detaljer

System. Vann vann isvannsaggregat

System. Vann vann isvannsaggregat Vann vann isvannsaggregat Systemsider. Novema kulde systemsider er ment som opplysende rundt en løsning. Sidene tar ikke hensyn til alle aspekter som vurderes rundt bygging av anlegg. Novema kulde står

Detaljer

Oppdragsgiver: Kommune: Eid. Kartbilag: 1 Prosjektnr.:

Oppdragsgiver: Kommune: Eid. Kartbilag: 1 Prosjektnr.: Postboks 3006 - Lade 7002 TRONDHEIM Tlf. 73 90 40 11 Telefaks 73 92 16 20 RAPPORT Rapport nr.: 97.030 ISSN 0800-3416 Gradering: åpen Tittel: Grunnvannsundersøkelser i Heggjabygda, Eid kommune Forfatter:

Detaljer

Studie av overføring av kjemisk energi til elektrisk energi og omvendt. Vi snakker om redoks reaksjoner

Studie av overføring av kjemisk energi til elektrisk energi og omvendt. Vi snakker om redoks reaksjoner Kapittel 19 Elektrokjemi Repetisjon 1 (14.10.02) 1. Kort repetisjon redoks Reduksjon: Når et stoff tar opp elektron Oksidasjon: Når et stoff avgir elektron 2. Elektrokjemiske celler Studie av overføring

Detaljer

Grunnvann i Ås kommune

Grunnvann i Ås kommune Grunnvann i Ås kommune NGU Rapport 92.089 BEMERK at kommunene er skilt i A- og B-kommuner. Dette er gjort av fylkeskommunen etter oppfordring fra Miljøverndepartementet for å konsentrere innsatsen om de

Detaljer

NGU Rapport 2011.013. Geofysisk logging av borehull ved Rødsmyra skole, Fredrikstad

NGU Rapport 2011.013. Geofysisk logging av borehull ved Rødsmyra skole, Fredrikstad NGU Rapport 2011.013 Geofysisk logging av borehull ved Rødsmyra skole, Fredrikstad Norges geologiske undersøkelse 7491 TRONDHEIM Tlf. 73 90 40 00 Telefaks 73 92 16 20 RAPPORT Rapport nr.: 2011.013 ISSN

Detaljer

Grunnvann i Vestby kommune

Grunnvann i Vestby kommune Grunnvann i Vestby kommune NGU Rapport 92.090 BEMERK at kommunene er skilt i A- og B-kommuner. Dette er gjort av fylkeskommunen etter oppfordring fra Miljøverndepartementet for å konsentrere innsatsen

Detaljer

Grunnvann i Gjerdrum kommune

Grunnvann i Gjerdrum kommune Grunnvann i Gjerdrum kommune NGU Rapport 92.079 BEMERK at kommunene er skilt i A- og B-kommuner. Dette er gjort av fylkeskommunen etter oppfordring fra Miljøverndepartementet for å konsentrere innsatsen

Detaljer

Grunnvann i Bærum kommune

Grunnvann i Bærum kommune Grunnvann i Bærum kommune NGU Rapport 92.091 BEMERK at kommunene er skilt i A- og B-kommuner. Dette er gjort av fylkeskommunen etter oppfordring fra Miljøverndepartementet for å konsentrere innsatsen om

Detaljer

NGU Rapport 91.116. Grunnvann i Snillfjord kommune

NGU Rapport 91.116. Grunnvann i Snillfjord kommune NGU Rapport 91.116 Grunnvann i Snillfjord kommune Norges geologiske undersøkelse 7491 TRONDHEIM Tlf. 73 90 40 00 Telefaks 73 92 16 20 RAPPORT Rapport nr.: 91.116 ISSN 0800-3416 Gradering: Åpen Tittel:

Detaljer

Oppgavesett nr.5 - GEF2200

Oppgavesett nr.5 - GEF2200 Oppgavesett nr.5 - GEF2200 i.h.h.karset@geo.uio.no Oppgave 1 a) Den turbulente vertikalfluksen av følbar varme (Q H ) i grenselaget i atmosfæren foregår ofte ved turbulente virvler. Hvilke to hovedmekanismer

Detaljer

(12) PATENT (19) NO (11) (13) B1 NORGE. (51) Int Cl. Patentstyret

(12) PATENT (19) NO (11) (13) B1 NORGE. (51) Int Cl. Patentstyret (12) PATENT (19) NO (11) 332779 (13) B1 NORGE (1) Int Cl. F24H 4/02 (2006.01) F24H 4/04 (2006.01) Patentstyret (21) Søknadsnr 20130 (86) Int.inng.dag og søknadsnr (22) Inng.dag 2011.02.24 (8) Videreføringsdag

Detaljer

Strøm av olje og vann i berggrunnen matematisk model, simulering og visualisering

Strøm av olje og vann i berggrunnen matematisk model, simulering og visualisering Strøm av olje og vann i berggrunnen matematisk model, simulering og visualisering Hans Fredrik Nordhaug Matematisk institutt Faglig-pedagogisk dag, 01.02.2000. Oversikt 1 Oversikt Introduksjon. Hva er

Detaljer

NGU Rapport 2011.016. Geofysisk logging av borehull ved Arnestad skole, Asker

NGU Rapport 2011.016. Geofysisk logging av borehull ved Arnestad skole, Asker NGU Rapport 2011.016 Geofysisk logging av borehull ved Arnestad skole, Asker Norges geologiske undersøkelse 7491 TRONDHEIM Tlf. 73 90 40 00 Telefaks 73 92 16 20 RAPPORT Rapport nr.: 2011.016 ISSN 0800-3416

Detaljer

GRUNNLEGGENDE HYDRAULIKK OG PUMPEYTELSE GRUNNER TIL REDUKSJON I PUMPENS YTELSE

GRUNNLEGGENDE HYDRAULIKK OG PUMPEYTELSE GRUNNER TIL REDUKSJON I PUMPENS YTELSE GRUNNLEGGENDE HYDRAULIKK OG PUMPEYTELSE GRUNNER TIL REDUKSJON I PUMPENS YTELSE Årsaker til tap av virkningsgrad Tap av virkningsgrad kan oppstå på grunn av følgende faktorer: Kavitasjon Trykkstøt Bruk

Detaljer

Vurdering av tunnellekkasje i en sprekkakvifer Fra feltdata til numerisk modellering

Vurdering av tunnellekkasje i en sprekkakvifer Fra feltdata til numerisk modellering Vurdering av tunnellekkasje i en sprekkakvifer Fra feltdata til numerisk modellering Bekkeheien, R.L. 1, Cuisiat, F.D.E. 2, Tuttle, K.J. 3, Andresen, A. 1, Aagaard, P. 1 1 Department of Geosciences, University

Detaljer

Kunstgresseminaret 12.10.2011. Jordvarme til undervarme, IL Jardar. Stikkord.

Kunstgresseminaret 12.10.2011. Jordvarme til undervarme, IL Jardar. Stikkord. Kunstgresseminaret 12.10.2011 Jordvarme til undervarme, IL Jardar. Stikkord. IL JARDAR: fleridrettslag Slependen; hopp, langrenn, sykkel håndball og fotball, fotball størst. Ca 1300 medlemmer. Jeg: Vært

Detaljer

Grunnvann i Frogn kommune

Grunnvann i Frogn kommune Grunnvann i Frogn kommune NGU Rapport 92.085 BEMERK at kommunene er skilt i A- og B-kommuner. Dette er gjort av fylkeskommunen etter oppfordring fra Miljøverndepartementet for å konsentrere innsatsen om

Detaljer

Den spesifike (molare) smeltevarmen for is er den energi som trengs for å omdanne 1 kg (ett mol) is med temperatur 0 C til vann med temperatur 0 C.

Den spesifike (molare) smeltevarmen for is er den energi som trengs for å omdanne 1 kg (ett mol) is med temperatur 0 C til vann med temperatur 0 C. Øvelse 1 Faseoverganger Denne øvelsen går ut på å bestemme smeltevarmen for is og fordampningsvarmen for vann ved 100 C. Trykket skal i begge tilfeller være lik atmosfæretrykket. 1.1 Smeltevarmen Den spesifike

Detaljer

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO UNIVERSITETET I OSLO Side 1 Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet Eksamen i: GF-GG 141 - Hydrologi Eksamensdag: Tirsdag 27. Mai 2003 Tid for eksamen: kl. 09.00 15.00 Oppgavesettet er på 5 sider Vedlegg:

Detaljer

RAPPORT. Nome kommune er en A-kommune i GiN-prosjektet.

RAPPORT. Nome kommune er en A-kommune i GiN-prosjektet. Norges geologiske undersøkelse 7491 TRONDHEIM Tlf. 73 90 40 00 Telefaks 73 92 16 20 RAPPORT Rapport nr.: 91.074 ISSN 0800-3416 Gradering: Åpen Tittel: Grunnvann i Nome kommune Forfatter: Klempe H., Ragnhildstveit

Detaljer

Jordelektroder utforming og egenskaper

Jordelektroder utforming og egenskaper Jordelektroder utforming og egenskaper Anngjerd Pleym 1 Innhold Overgangsmotstand for en elektrode Jordsmonn, jordresistivitet Ulike elektrodetyper, egenskaper Vertikal Horisontal Fundamentjording Ringjord

Detaljer

Ved er en av de eldste formene for bioenergi. Ved hogges fortsatt i skogen og blir brent for å gi varme rundt om i verden.

Ved er en av de eldste formene for bioenergi. Ved hogges fortsatt i skogen og blir brent for å gi varme rundt om i verden. Fordeler med solenergi Solenergien i seg selv er gratis. Sola skinner alltid, så tilførselen av solenergi vil alltid være til stede og fornybar. Å bruke solenergi medfører ingen forurensning. Solenergi

Detaljer

RAPPORT 01.01.92 BEMERK

RAPPORT 01.01.92 BEMERK Norges geologiske undersøkelse 7491 TRONDHEIM Tlf. 73 90 40 00 Telefaks 73 92 16 20 RAPPORT Rapport nr.: 92.036 ISSN 0800-3416 Gradering: Åpen Tittel: Grunnvann i Øksnes kommune Forfatter: Morland G. Fylke:

Detaljer

Oppsummering av første del av kapitlet

Oppsummering av første del av kapitlet Forelesningsnotater om eksergi Siste halvdel av kapittel 7 i Fundamentals of Engineering Thermodynamics, M.J. Moran & H.N. Shapiro Rune N. Kleiveland, oktober Notatene følger presentasjonen i læreboka,

Detaljer

energi fra omgivelsene av Roy Peistorpet

energi fra omgivelsene av Roy Peistorpet Varmepumper energi fra omgivelsene av Roy Peistorpet Emner Varmepumpens virkemåte Varmekilder Fjernvarmeløsninger Dimensjonering Varmepumper - viktige momenter Andre navn på varmepumper Omvendt kjøleskap

Detaljer

NGU TFEM, METODE- OG INSTRUMENTBESKRIVELSE

NGU TFEM, METODE- OG INSTRUMENTBESKRIVELSE NGU TFEM, METODE- OG INSTRUMENTBESKRIVELSE NGU TFEM, (Time and Frequency Electro Magnetic) er en elektromagnetisk metode hvor målingene foregår både i tidsdomenet og i frekvensdomenet. Instrumentet ble

Detaljer

Energibrønner som varmekilde for varmepumper

Energibrønner som varmekilde for varmepumper Energibrønner som varmekilde for varmepumper Av Randi Kalskin Ramstad Førsteamanuensis Institutt for geovitenskap og petroleum NTNU Rådgiver grunnvarme i Asplan Viak AS Med bidrag fra Henrik Holmberg og

Detaljer

Kjøpsveileder Akkumulatortank. Hjelp til deg som skal kjøpe akkumulatortank.

Kjøpsveileder Akkumulatortank. Hjelp til deg som skal kjøpe akkumulatortank. Kjøpsveileder Akkumulatortank Hjelp til deg som skal kjøpe akkumulatortank. Hva er en akkumulatortank? En akkumulatortank er et varmemagasin for varmt vann. Akkumulatortanken kan lagre varmt vann med relativt

Detaljer

NGU Rapport Grunnvann i Skaun kommune

NGU Rapport Grunnvann i Skaun kommune NGU Rapport 91.111 Grunnvann i Skaun kommune Norges geologiske undersøkelse 7491 TRONDHEIM Tlf. 73 90 40 00 Telefaks 73 92 16 20 RAPPORT Rapport nr.: 91.111 ISSN 0800-3416 Gradering: Åpen Tittel: Grunnvann

Detaljer

Teknologi og forskningslære

Teknologi og forskningslære Teknologi og forskningslære Problemstilling: Hva skal til for at Store Lungegårdsvanet blir dekket av et 30cm tykt islag? Ingress: Jeg valgte å forske på de første 30cm i Store Lungegårdsvannet. akgrunnen

Detaljer

METODEBESKRIVELSE 2D RESISTIVITETSMÅLINGER.

METODEBESKRIVELSE 2D RESISTIVITETSMÅLINGER. METODEBESKRIVELSE 2D RESISTIVITETSMÅLINGER. Arbeidet med 2-D Resistivitetsmålinger kan deles i 3; datainnsamling, inversjon for å finne fysisk modell og tolkning til en geologisk modell. Bilde 1: Måling

Detaljer

Grunnvann i Askøy kommune

Grunnvann i Askøy kommune Grunnvann i Askøy kommune NGU Rapport 92.130 BEMERK at kommunene er skilt i A- og B-kommuner. Dette er gjort av fylkeskommunen etter oppfordring fra Miljøverndepartementet for å konsentrere innsatsen om

Detaljer

NORGE. Patentstyret (12) SØKNAD (19) NO (21) 20110305 (13) A1. (51) Int Cl.

NORGE. Patentstyret (12) SØKNAD (19) NO (21) 20110305 (13) A1. (51) Int Cl. (12) SØKNAD (19) NO (21) 20130 (13) A1 NORGE (1) Int Cl. F24H 4/02 (2006.01) F24H 4/04 (2006.01) Patentstyret (21) Søknadsnr 20130 (86) Int.inng.dag og søknadsnr (22) Inng.dag 2011.02.24 (8) Videreføringsdag

Detaljer

Historien om universets tilblivelse

Historien om universets tilblivelse Historien om universets tilblivelse i den første skoleuka fortalte vi historien om universets tilblivelse og for elevene i gruppe 1. Her er historien Verden ble skapt for lenge, lenge siden. Og det var

Detaljer

Manual til laboratorieøvelse. Solfanger. Foto: Stefan Tiesen, Flickr.com. Versjon: 15.01.14

Manual til laboratorieøvelse. Solfanger. Foto: Stefan Tiesen, Flickr.com. Versjon: 15.01.14 Manual til laboratorieøvelse Solfanger Foto: Stefan Tiesen, Flickr.com Versjon: 15.01.14 Teori Energi og arbeid Arbeid er et mål på bruk av krefter og har symbolet W. Energi er et mål på lagret arbeid

Detaljer

Kan bygninger holdes varme av solvarme hele året?

Kan bygninger holdes varme av solvarme hele året? Kan bygninger holdes varme av solvarme hele året? REGIONAL KONFERANSE OM ENERGISMARTE BYGG i Telemark, Buskerud og Vestfold Bølgen kulturhus, Larvik, 11. januar 2018 Petter Hieronymus Heyerdahl, NMBU Arrangør:

Detaljer

Kommune: Sør-Odal. I rapporten klassifiseres mulighetene for grunnvannsforsyning til de prioriterte områdene i god, mulig og dårlig.

Kommune: Sør-Odal. I rapporten klassifiseres mulighetene for grunnvannsforsyning til de prioriterte områdene i god, mulig og dårlig. Norges geologiske undersøkelse 7491 TRONDHEIM Tlf. 73 90 40 00 Telefaks 73 92 16 20 RAPPORT Rapport nr.: 91.038 ISSN 0800-3416 Gradering: Åpen Tittel: Grunnvann i Sør-Odal kommune Forfatter: Rohr-Torp

Detaljer

Grunnvann i Austevoll kommune

Grunnvann i Austevoll kommune Grunnvann i Austevoll kommune NGU Rapport 92.131 BEMERK at kommunene er skilt i A- og B-kommuner. Dette er gjort av fylkeskommunen etter oppfordring fra Miljøverndepartementet for å konsentrere innsatsen

Detaljer

Løsningsforslag for øvningsoppgaver: Kapittel 7

Løsningsforslag for øvningsoppgaver: Kapittel 7 Løsningsforslag for øvningsoppgaver: Kapittel 7 Jon Walter Lundberg 26.02.2015 7.06 a) Et system mottar en varme på 1200J samtidig som det blir utført et arbeid på 400J på det. Hva er endringen i den indre

Detaljer

Rådgivende ingeniører VVS - Klima - Kulde - Energi. Rådgivende ingeniører i miljø

Rådgivende ingeniører VVS - Klima - Kulde - Energi. Rådgivende ingeniører i miljø Rådgivende ingeniører VVS - Klima - Kulde - Energi Rådgivende ingeniører i miljø N 1 PROSJEKTORGANISASJON Utbygger/byggherre: Statsbygg RIV: Hovedentreprenør: HENT Rørlegger: VVS Senteret Automatikk: Siemens

Detaljer

09.02.2009. (Nordal kommune) Rolf Forbord, Bernt Olav Hilmo og Randi Kalskin Ramstad. Det 18. nasjonale seminar om hydrogeologi og miljøgeokjemi, NGU

09.02.2009. (Nordal kommune) Rolf Forbord, Bernt Olav Hilmo og Randi Kalskin Ramstad. Det 18. nasjonale seminar om hydrogeologi og miljøgeokjemi, NGU Grunnvannstemperatur i Valldal (Nordal kommune) Rolf Forbord, Bernt Olav Hilmo og Randi Kalskin Ramstad Det 18. nasjonale seminar om hydrogeologi og miljøgeokjemi, NGU Disposisjon Bakgrunn Utførte t undersøkelser

Detaljer

Smarte oppvarmings- og kjølesystemer VARMEPUMPER. Jørn Stene

Smarte oppvarmings- og kjølesystemer VARMEPUMPER. Jørn Stene Smarte oppvarmings- og kjølesystemer VARMEPUMPER Jørn Stene SINTEF Energiforskning Avdeling energiprosesser NTNU Institutt for energi- og prosessteknikk 1 Høyt spesifikt energibehov i KONTORBYGG! 250-350

Detaljer

Experiment Norwegian (Norway) Hoppende frø - En modell for faseoverganger og ustabilitet (10 poeng)

Experiment Norwegian (Norway) Hoppende frø - En modell for faseoverganger og ustabilitet (10 poeng) Q2-1 Hoppende frø - En modell for faseoverganger og ustabilitet (10 poeng) Vennligst les de generelle instruksjonene som ligger i egen konvolutt, før du begynner på denne oppgaven. Introduksjon Faseoverganger

Detaljer

Obligatorisk oppgave 1

Obligatorisk oppgave 1 Obligatorisk oppgave 1 Oppgave 1 a) Trykket avtar eksponentialt etter høyden. Dette kan vises ved å bruke formlene og slik at, hvor skalahøyden der er gasskonstanten for tørr luft, er temperaturen og er

Detaljer

Kommune: Seljord. I Seljord kommune er det flere store løsavsetninger langs vassdragene som gir muligheter for grunnvannsforsyning.

Kommune: Seljord. I Seljord kommune er det flere store løsavsetninger langs vassdragene som gir muligheter for grunnvannsforsyning. Norges geologiske undersøkelse 7491 TRONDHEIM Tlf. 73 90 40 00 Telefaks 73 92 16 20 RAPPORT Rapport nr.: 91.078 ISSN 0800-3416 Gradering: Åpen Tittel: Grunnvann i Seljord kommune Forfatter: Klempe H.,

Detaljer

FYS2160 Laboratorieøvelse 1

FYS2160 Laboratorieøvelse 1 FYS2160 Laboratorieøvelse 1 Faseoverganger (H2013) Denne øvelsen går ut på å bestemme smeltevarmen for is og fordampningsvarmen for vann ved 100 C (se teori i del 5.3 i læreboka 1 ). Trykket skal i begge

Detaljer

RAPPORT. Leka kommune er en A-kommune i GIN-prosjektet.

RAPPORT. Leka kommune er en A-kommune i GIN-prosjektet. Norges geologiske undersøkelse 7491 TRONDHEIM Tlf. 73 90 40 00 Telefaks 73 92 16 20 RAPPORT Rapport nr.: 91.095 ISSN 0800-3416 Gradering: Åpen Tittel: Grunnvann i Leka kommune Forfatter: Hilmo B.O., Storrø

Detaljer

ELEKTRISITET. - Sammenhengen mellom spenning, strøm og resistans. Lene Dypvik NN Øyvind Nilsen. Naturfag 1 Høgskolen i Bodø 18.01.02.

ELEKTRISITET. - Sammenhengen mellom spenning, strøm og resistans. Lene Dypvik NN Øyvind Nilsen. Naturfag 1 Høgskolen i Bodø 18.01.02. ELEKTRISITET - Sammenhengen mellom spenning, strøm og resistans Lene Dypvik NN Øyvind Nilsen Naturfag 1 Høgskolen i Bodø 18.01.02.2008 Revidert av Lene, Øyvind og NN Innledning Dette forsøket handler om

Detaljer

Løsningsforslag nr.4 - GEF2200

Løsningsforslag nr.4 - GEF2200 Løsningsforslag nr.4 - GEF2200 i.h.h.karset@geo.uio.no Oppgave 1 - Definisjoner og annet pugg s. 375-380 a) Hva er normal tykkelse på det atmosfæriske grenselaget, og hvor finner vi det? 1-2 km. fra bakken

Detaljer

RAPPORT 63.2521.18 BEMERK

RAPPORT 63.2521.18 BEMERK Norges geologiske undersøkelse 7491 TRONDHEIM Tlf. 73 90 40 00 Telefaks 73 92 16 20 RAPPORT Rapport nr.: 91.015 ISSN 0800-3416 Gradering: Åpen Tittel: Grunnvann i Ringsaker kommune Forfatter: Rohr-Torp

Detaljer

Behov for ettervarming av varmtvann [%] 35 4,6 45 55 45 3,7 65 35 55 2,9 85 15

Behov for ettervarming av varmtvann [%] 35 4,6 45 55 45 3,7 65 35 55 2,9 85 15 Montasje av varmesystem mot vannbårne varmepumper. Systemsider. Novema kulde systemsider er ment som opplysende rundt en løsning. Sidene tar ikke hensyn til alle aspekter som vurderes rundt bygging av

Detaljer

Grunnvann i Hurdal kommune

Grunnvann i Hurdal kommune Grunnvann i Hurdal kommune NGU Rapport 92.086 BEMERK at kommunene er skilt i A- og B-kommuner. Dette er gjort av fylkeskommunen etter oppfordring fra Miljøverndepartementet for å konsentrere innsatsen

Detaljer

LØSNINGSFORSLAG, KAPITTEL 2

LØSNINGSFORSLAG, KAPITTEL 2 ØNINGFORAG, KAPITTE REVIEW QUETION: Hva er forskjellen på konduksjon og konveksjon? Konduksjon: Varme overføres på molekylært nivå uten at molekylene flytter på seg. Tenk deg at du holder en spiseskje

Detaljer

Geotermisk energi for Svalbard

Geotermisk energi for Svalbard Geotermisk energi for Svalbard Kirsti Midttømme 1, Nalân Koç 2, Yngve Birkelund 3,Ole Øiseth 4, Alvar Braathen 5,6, Magnus Eriksson 7, Volker Oie 8 1 Christian Michelsen Research 2 Norsk Polarinstitutt,

Detaljer

Sesonglagring av solenergi for utslippsfri oppvarming av bygninger hele året.

Sesonglagring av solenergi for utslippsfri oppvarming av bygninger hele året. Sesonglagring av solenergi for utslippsfri oppvarming av bygninger hele året. Fjernvarmedagene 11. -12. oktober 2016. Fornebu Petter Hieronymus Heyerdahl, Institutt for matematiske realfag og teknologi,

Detaljer

Grunnvann i Etne kommune

Grunnvann i Etne kommune Grunnvann i Etne kommune NGU Rapport 92.120 BEMERK at kommunene er skilt i A- og B-kommuner. Dette er gjort av fylkeskommunen etter oppfordring fra Miljøverndepartementet for å konsentrere innsatsen om

Detaljer

1 Innledning Geologi og grunnvann Viktige forhold ved graving...5

1 Innledning Geologi og grunnvann Viktige forhold ved graving...5 Oppdragsgiver: Sel Kommune Oppdrag: 537122 VA-sanering Otta Sør Dato: 2015-02-25 Skrevet av: Bernt Olav Hilmo Kvalitetskontroll: Rolf Forbord VURDERING AV GRUNNVANN OG GRUNNFORHOLD INNHOLD 1 Innledning...1

Detaljer

Grenland Bilskade Geovarmeanlegg

Grenland Bilskade Geovarmeanlegg Grenland Bilskade Geovarmeanlegg SLUTTRAPPORT Prosjekt: ENOVA SID 04-758 BB Miljøprosjekt: O2004.086 29.1.07 Bakgrunn På grunnlag av søknad til ENOVA ble prosjektet gitt en støtte på kr 50.000,- inkl.

Detaljer

Løsningsforslag til eksamen i FYS1000, 13/6 2016

Løsningsforslag til eksamen i FYS1000, 13/6 2016 Løsningsforslag til eksamen i FYS1000, 13/6 2016 Oppgave 1 a) Sola skinner både på snøen og på treet. Men snøen er hvit og reflekterer det meste av sollyset. Derfor varmes den ikke så mye opp. Treet er

Detaljer

KONTINUASJONSEKSAMEN I FAG TEP 4140 STRØMNINGSLÆRE 2 Dato??. august 2004 Tid: kl. 09:00 14:00

KONTINUASJONSEKSAMEN I FAG TEP 4140 STRØMNINGSLÆRE 2 Dato??. august 2004 Tid: kl. 09:00 14:00 Side 1 av 8 Norges teknisk naturvitenskapelige universitet NTNU Fakultet for Ingeniørvitenskap og teknologi Institutt for Energi og Prosessteknikk Faglig kontakt under eksamen: Isabelle Roche-Cerasi, tlf.:

Detaljer

Energibrønner i samspill med solenergi.

Energibrønner i samspill med solenergi. Energibrønner i samspill med solenergi. Nye løsninger for utnyttelse av geoenergi. Et seminar i regi av Asker kommune. Asker Kulturhus Multisalen, 24. mars 2017 Petter Hieronymus Heyerdahl, Institutt for

Detaljer

NATURLIG RADIOAKTIVITET. Prøve (0-23 mm) fra Berg Betong ANS. fra. Masseuttak Hjellnes i Ullsfjord

NATURLIG RADIOAKTIVITET. Prøve (0-23 mm) fra Berg Betong ANS. fra. Masseuttak Hjellnes i Ullsfjord 1 NATURLIG RADIOAKTIVITET i Prøve (0-23 mm) fra Berg Betong ANS fra Masseuttak Hjellnes i Ullsfjord Rapport skrevet for Berg Betong ANS (referanse Aksel Østhus) 08-08- 2009 Tom Myran Professor i Bergteknikk/HMS

Detaljer

Eksamen i FYS-0100. Oppgavesettet, inklusiv ark med formler, er på 8 sider, inkludert forside. FAKULTET FOR NATURVITENSKAP OG TEKNOLOGI

Eksamen i FYS-0100. Oppgavesettet, inklusiv ark med formler, er på 8 sider, inkludert forside. FAKULTET FOR NATURVITENSKAP OG TEKNOLOGI Eksamen i FYS-0100 Eksamen i : Fys-0100 Generell fysikk Eksamensdag : 23. februar, 2012 Tid for eksamen : kl. 9.00-13.00 Sted : Administrasjonsbygget, Rom B154 Hjelpemidler : K. Rottmann: Matematisk Formelsamling,

Detaljer

Manual til laboratorieøvelse Varmepumpe

Manual til laboratorieøvelse Varmepumpe Manual til laboratorieøvelse Varmepumpe Versjon 06.02.14 Teori Energi og arbeid Arbeid er et mål på bruk av krefter og har symbolet W. Energi er et mål på lagret arbeid det vil si at energi kan omsettes

Detaljer

GEF Løsningsforslag til oppgaver fra kapittel 9

GEF Løsningsforslag til oppgaver fra kapittel 9 GEF1100 - Løsningsforslag til oppgaver fra kapittel 9 i.h.h.karset@geo.uio.no Oppgave 1 a) Når vi studerer havet, jobber vi ofte med følgende variable: tetthet, trykk, høyden til havoverflaten, temperatur,

Detaljer

Denne varmen kan en bergvarmepumpe foredle til varme. Ved å bore ett eller flere hull 80-300 meter ned i fjellet hentes varmen opp.

Denne varmen kan en bergvarmepumpe foredle til varme. Ved å bore ett eller flere hull 80-300 meter ned i fjellet hentes varmen opp. Varmepumpe brukt mot energibrønn. Systemsider. Novema kulde systemsider er ment som opplysende rundt en løsning. Sidene tar ikke hensyn til alle aspekter som vurderes rundt bygging av anlegg. Novema kulde

Detaljer

Hyperbar avfuktning, termodynamisk regneeksempel

Hyperbar avfuktning, termodynamisk regneeksempel Hyperbar avfuktning, termodynamisk regneeksempel Et klimaanlegg i en dykkerklokke skal levere luft med svært nøyaktig regulering av lufttilstanden. Anlegget skal i tillegg til å kjøle luften fjerne fuktighet.

Detaljer

Grunnvann i Sveio kommune

Grunnvann i Sveio kommune Grunnvann i Sveio kommune NGU Rapport 92.118 BEMERK at kommunene er skilt i A- og B-kommuner. Dette er gjort av fylkeskommunen etter oppfordring fra Miljøverndepartementet for å konsentrere innsatsen om

Detaljer

RAPPORT 01.01.92 BEMERK

RAPPORT 01.01.92 BEMERK Norges geologiske undersøkelse 7491 TRONDHEIM Tlf. 73 90 40 00 Telefaks 73 92 16 20 RAPPORT Rapport nr.: 92.027 ISSN 0800-3416 Gradering: Åpen Tittel: Grunnvann i Tysfjord kommune Forfatter: Morland G.

Detaljer

Utfasing av fossil olje. Knut Olav Knudsen Teknisk skjef i LK Systems AS

Utfasing av fossil olje. Knut Olav Knudsen Teknisk skjef i LK Systems AS Utfasing av fossil olje Knut Olav Knudsen Teknisk skjef i LK Systems AS Ta frem energiforbruket ved en befaring 2 Fyre med strøm!!! Kanskje har dere allerede en el kjel som klarer hele effekten, da er

Detaljer

Grunnvann i Nannestad kommune

Grunnvann i Nannestad kommune Grunnvann i Nannestad kommune NGU Rapport 92.080 BEMERK at kommunene er skilt i A- og B-kommuner. Dette er gjort av fylkeskommunen etter oppfordring fra Miljøverndepartementet for å konsentrere innsatsen

Detaljer

LØSNINGSFORSLAG, KAPITTEL 3

LØSNINGSFORSLAG, KAPITTEL 3 LØSNINGSFORSLAG, KAPITTEL 3 REVIEW QUESTIONS: 1 Hvordan påvirker absorpsjon og spredning i atmosfæren hvor mye sollys som når ned til bakken? Når solstråling treffer et molekyl eller en partikkel skjer

Detaljer