Nos experts sont souvent interrogés : « Est-ce important quand une sonde géothermique verticale est proche l’un de l’autre ? Les brins ne s’influencent-ils pas ? Cela mène souvent à des questions telles que : « Le web du separatus SplitpipeDans la partie 1 de ce double article, nous essayons de répondre aux questions aussi facilement et clairement que possible.
Qu’est-ce que le «circuit thermique» signifie?
Pour répondre à cette question, un petit cours théorique ne nous est pas épargné, nous devons expliquer brièvement le fonctionnement général d'une pompe à chaleur: d'une part, il extrait l'énergie d'une source pour augmenter la température d'autre part dans le système de distribution de chaleur de la maison. À cette fin, un transporteur thermique (soleil, eau, air) doit circuler en continu sur le côté source (le côté gauche dans l'image ci-dessous) afin d'obtenir l'énergie thermique requise. La source se distingue entre les systèmes ouverts et fermés. Les systèmes ouverts sont des pompes à chaleur qui sucent ouvertement l'air ambiant ou l'eau souterraine et la relâchent à nouveau. Dans les sondes de géothermie, d'autre part, le transporteur de chaleur circule dans un système de canalisation fermé qui reçoit la chaleur ambiante par conduction thermique.
Fonctionnement d'une pompe à chaleur
Dans le cas des systèmes ouverts en particulier, le problème suivant se pose: une distance excessive entre l'aspiration et le retour conduit à un court circuit. Par exemple, le phénomène se produit dans les pompes à chaleur d'air lorsque l'air refroidi est aspiré directement ou avec seulement un petit contour. Le milieu n'a pas la possibilité d'être suffisamment chauffé par l'environnement. L'efficacité d'une telle pompe à chaleur va dans les genoux.
Un tel court-circuit est-il également présent dans les systèmes fermés?
Dans le système de canalisations fermées du système de sonde thermique terrestre, le milieu ne peut pas être directement aspiré à nouveau dans un court circuit; il ne peut circuler que tout le chemin à travers la sonde de géothermiestre jusqu'à ce qu'il soit réchauffé à la pompe à chaleur. Cependant, la question se pose encore et encore si le transfert de chaleur au moyen d'une conduction thermique entre le froid et le côté chaud du sol ne peut pas avoir lieu. Ce serait aussi le même qu'un court-circuit thermique. C'est un effet ? Que dit la science ?
Pour une analyse théorique, les simulations dites CFD sont effectuées aujourd'hui. Une simulation CFD (Computational Fluid Dynamics) est une simulation numérique de flux effectuée sur la base d'un modèle informatique qui calcule le mouvement du liquide dans les sondes de géothermiestre et représente le transfert de chaleur en tenant compte de nombreux phénomènes complexes. Les simulations CFD montrent qu'il y a beaucoup de facteurs comme la conduction thermique dans une sonde géothermique verticale.
Certains de ces facteurs ont un fort effet, certains faibles. En particulier, la conductivité thermique de la roche et du matériau de décharge jouent un rôle. En outre, les conditions de débit du milieu de transfert de chaleur (laminaire ou turbulent) et les transitions de chaleur aux interfaces sont importantes. Et on s'accorde: la position des tubes de sonde dans le forage fait aussi une différence, parce que la chaleur coule toujours du chaud au froid, cette loi physique ne peut pas être complètement arrêtée. Mais comment cela peut-il affecter la performance globale?
Le court-circuit thermique : quelle importance ?
L'une des plus grandes études réalisées* montre que, parmi tous ces facteurs, la sélection du matériau de remplissage a l'un des plus grands effets. Dans la position suivante, il appelle la qualité de la décharge, le travail plus consciencieux, plus l'efficacité de la sonde thermique terrestre est élevée. Il est également évident que la soi-disant «résistance de forage thermique» avec un diamètre plus grand tend à augmenter, c.-à-d. la sonde de géothermie diminue dans la puissance de transfert de chaleur. Et plus le diamètre du trou foré choisi est grand, plus la sélection de matériaux et des travaux de traitement de faible qualité sont solides.
Il est intéressant que l'étude ait également examiné l'utilisation d'espaceurs de tubes de sonde. Les Spacers ont été à l'origine développés dans le but de séparer les tubes de sonde les uns des autres afin de réduire l'influence thermique (« court-circuit ») les uns des autres autant que possible. Mais quelle est la conclusion de l'étude pratique? L'utilisation d'espaceurs peut, paradoxalement, conduire à une résistance accrue des forages en raison d'un risque accru d'inclusions d'eau ou d'air. Les Spacers ont dû être inventés au bureau, on pensait que l'on pouvait obtenir le dernier pourcentage d'une sonde, mais en pratique ils sont contreproductifs. Conclusion : Le design qualitatif de la sonde thermique terrestre et la sélection de matériaux thermiquement de haute qualité sont beaucoup plus importants qu'un court-circuit thermique minimal qui peut se produire.
Une comparaison: Imaginez que vous voulez acheter une thermo tasse. Une bonne tasse thermo est pourvue de café ou de thé pendant longtemps. Il y a 2 modèles dans le magasin. La tasse chère annonce avec une isolation très épaisse, mais n'a pas de couvercle. L'autre est moins cher, l'isolation est un peu plus mince, mais a une couverture de fermeture. Que pensez-vous que la tasse garde votre café chaud plus longtemps? Qu'est-ce que c'est ? Sur la valeur isolante individuelle du mur de coupe ou sur toute la version?
Coupes thermo
C'est exactement ce que c'est avec une sonde géothermique verticale : tout le produit compte. Une conduction thermique minimale entre l'offre et le retour n'est pas décisive. Bien qu'un court-circuit thermique soit également théoriquement donné dans une sonde géothermique verticale, il est si petit qu'il est difficilement mesurable. Il est essentiel que le système global soit bien planifié : un slim bouffage, une bonne prise de la sonde, hydraulique appropriée. Dans l'ensemble, cela compte beaucoup plus qu'un petit circuit thermique court dans la terre, mathématiquement sur la troisième virgule.
Nous separatus mettre l'accent sur la planification et l'exécution globales. The separatus Les partenaires sont compétents et de qualité. Recommandation relative à la planification separatus Système: aussi petit que possible d'un diamètre de forage, recharge thermiquement améliorée, débit turbulent.
Dans la partie suivante du double article, nous montrerons quelles études sont effectuées sur le separatus Splitpipe- La technologie a été faite en détail. Nous présentons les résultats des simulations CFD réalisées par l'Université des Sciences Appliquées OST, ainsi que les analyses des sondes de géothermiestre réalisées en fonctionnement réel.
* https://www.geoenergie-konzept.de/thermischer-bohrlochwiderstand
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