Kuyu Isı Eşanjörleri

Member of Consortium

This project is co-financed bythe European Union and the Republic of Turkey

Kuyu Isı Eşanjörleri

Otel’e yeni ek yapı “Schlehdornam Feldberg” ltglashütten, Jeotermal IP, 3 KIE, 210 m derinlik



2003

EWS kaynak malzeme yaptı ve Güney Kore, Daejon’da Kore Elektrik Enerjisi Araştırma Enstitü tesislerinde araştırma tesisinin kurulmasına yardım etti.





Kuyu termal direncinin rb bileşenleri



Dolgu malzemesi genellikle bentonit ve çimentonun sudaki süspansiyonudur. Dolgu malzemesinin termal iletkenliğini arttırmak için bir çok yöntem vardır:

– Kuartz eklenmesi– Grafit eklenmesi

Yüksek termal iletkenlik yanında, dolgu malzemesi için diğer gerekli özellikler şunlardır:

– Pompa üzerinde yüksek aşınma olmadan kolay pompalama– İyi dolgu, boru ve kuyu duvarıyla iyi temas, kuyuyu iyi

tıkamak– Boruların termal genleşmesini takip etmek için, malzeme bir

şekilde plastik kalmalıdır.

Optimizasyon: Kuyu Termal Direnci



Termo-temas ile dolgulama




Termal harç etkisi

rb için veriler, değişik dolgulama malzemeleri için (150 mm kuyu çapı, 70 mm şaft aralıklı U-boru, 32 mm boru çapı ile hesaplanan)


KIE çeşidi λ harç rb

tekli-U, PE0.8 W/m/k 0.196 K/(W/m)1.6 W/m/k 0.112 K/(W/m)

çiftli-U, PE0.8 W/m/k 0.134 K/(W/m)1.6 W/m/k 0.075 K/(W/m)




Normal ve termal olarak gelişmiş harç ile KIE üzerindeki Termal Tepki Testinin sonuçları (sarı); bütün tester UBEG GbR, Wetzlar tarafından yürütülmüştür.

* Termal gelişmiş harç ile doldurulmuş “Stüwatherm“ yada “Thermocontact”




Aralayıcılar, Çiftli-U borunun tekli borularını belirli mesafede tutmak için geliştirilmişlerdir. Genelde bu aralayıcılar her 2-3 metrede bir kurulur.Standart KIE’lerde sıvıyı aşağıya ve yukarıya taşıyan borular arasındaki aralayıcı mesafesi minimum(borular birbirine temas eder) ve maksimum(borular kuyu duvarıyla temas halindedir) arasında gelişigüzel değişkenlik gösterir. Kuyu termal direncindeki ortaya çıkan fark hesaplanabilir( Kuyu çapı 150 mm):Şaft aralığı Kuyu termal direnci

40 mm 0.2227 K/(W/m)80 mm 0.1298 K/(W/m)




Şaft aralığının etkisi:

Sabit şaft aralığı (merkez-merkez) 40 mm den 80 mm’e genişlemiş, sabit kuyu çapı ile

with λ= 2,0 W/m/K: 12.5 %with λ= 3,5 W/m/K: 16.3 %

KIE’deki pratik tasarruf λ= 2,0 W/m/K ile: ca. 6 % λ= 3,5 W/m/K ile: ca. 8 %



Özet: Kuyu Termal Direnci

Şaft aralığının etkisi:• Termal olarak geliştirilmiş dolgu maddesi KIE’nin ısı

transferini geliştirmek için etkili bir yoldur. • Azaltılmış kuyu termal direncinin etkisi sahada termal tepki

testlerinin bir numarası ile kanıtlanabilir.• Aralayıcılar başka bir seçenektir, kullanımları sondaj yapan

kişinin deneyimine bağlıdır . • Hem aralayıcıların hem de termal olarak geliştirilmiş harçın

aynı KIE’de kullanılması daha iyi bir performans sağlamaz. Bu yüzden, sondaj yapan kişi KIE’nin performansını geliştirmek için bu seçeneklerden birini seçmelidir.



KIE tesisi tasarımı

KIE için yer altı termal parametrelerinin belirlenmesi: Termal Tepki Testi




Tepki Testi Karşılaştırma Çalıştayı- Mol, Ekim. 2000

• IEA-ECES ek 12/13 içinde yapıldı• 3 bitişik KIE, 3 Tepki testi kulesi• 3 tepki testi kulesi;

- Groenholland, Amsterdam, Hollanda- UBeGGbR, Wetzlar, Almanya- Landtechnik Weihenstephan, Almanya



KIE tesisi tasarımıTepki Testi Karşılaştırma Çalıştayı- Mol, Ekim. 2000

Ölçülmüş sıcaklık eğrisi (UBeG), Mol, Ekim 2000




Tepki Teski Karşılaştırma sonuçları- Mol

Dolgulama malzemesi

Groenholland UBeG

Weihenstephan

Mol-Kumλ=2.47 W/m/K

-

λ=2.47 W/m/Krb=0.06 K/(W/m)

rb=0.05 K/(W/m)

Karışık kumλ=2.40 W/m/K

-λ=2.51 W/m/K

rb=0.1 K/(W/m) rb= ? K/(W/m)

Bentonitλ=1.86 W/m/K l=2.49 W/m/K

-rb=0.08 K/(W/m)

rb=0.13 K/(W/m)




Q = B ısısı

Q = A ısısı– (Q1 + Q2)

Q= (Qh + Qp) – (Q1 + Q2)

Q1 (ortam havası<= ile değişimi)

Q2(ortam havası <= ile değişimi) B ısısı

A) Zemine ısı enjeksiyonlu sistemTepki Testi Rehberinin taslağından bir grafik, bir çalıştaydaki müzakerede basılmıştır, Lozan, sonbahar 2011




VIKA borularını bağlamadan önce KIE alanının bir görünümü

VIKA Achen: Yer’in termal özelliklerini belirlemek için bir Termal Tepki Testi yapıldı.



Özet

• Orta Avrupada Çiftli-U boru KIE’ler en son teknolojidir.• PE 80 veya PE 100 standart malzemedir.• Kurulumu kolaylaştırmak için yöntemler mevcuttur.(ayrıca

bina yüzlerinde/manifoldlarında)• Termal olarak geliştirilmiş dolgu malzemesi, KIE’nin ısı

transferini geliştirmek için etkili bir yoldur. • Termal Tepki Testi ve Tasarım Yazılımları(EED gibi) doğru

boyutlandırma için en önemli araçlardır. • Almanyada, VDI 4640 (4 bölüm) kılavuzunda en

geliştirilmiş teknoloji belgelenmiştir.

Documents

Kuyu Isı Eşanjörleri