Download:
Le pompe di calore geotermiche si stanno diffondendo rapidamente negli ultimi anni, poiché permettono di ottenere considerevoli risparmi energetici ed economici. Le performance degli impianti sono strettamente dipendenti dalle proprietà fisiche del sottosuolo, e solo grazie ad una corretta progettazione ed installazione è possibile ottimizzarne le prestazioni. In questo studio vengono presentati e discussi criticamente i risultati di una serie di simulazioni numeriche del funzionamento nel lungo periodo di una pompa di calore geotermica, al variare dei principali parametri coinvolti. Da tale analisi risulta come la lunghezza dello scambiatore sia il parametro di progetto che maggiormente incide sul rendimento del sistema, ma anche la conducibilità termica del materiale di riempimento e la distanza tra i tubi esercitano un’influenza considerevole, insieme alle caratteristiche del fluido termovettore ed alla sua portata di circolazione. La conducibilità termica del suolo è una variabile fondamentale che dovrebbe essere, ove possibile, ricavata da test in situ. Nonostante i comuni criteri di dimensionamento trascurino il deflusso idrico sotterraneo, lo studio dimostra l’importante ruolo esercitato dall’advezione sulle performance del sistema. Anche la dispersione termica porta a un miglioramento delle prestazioni, tuttavia, essendo ancora poco studiata, è bene non fare affidamento su di essa nella progettazione delle pompe di calore geotermiche. Parole chiave: effetto serra, energie rinnovabili, geotermia, pompa di calore, sonde geotermiche.
Double U-pipe Borehole Heat Exchangers: sensitivity analysis of their energy efficiency. Geothermal heat pumps are spreading rapidly in the last years, due to the noticeable energetic and economic savings they achieve. The performances of these plants are strongly linked to the physical properties of the soil, and the design phase is crucial for making them a convenient solution. In this work, the results of a series of long-term simulations of a BHE are presented and discussed, with the aim of understanding the relative influence of each parameter. The analysis show that the borehole length is the most important design parameter for the energy efficiency of the system, but the thermal conductivity of the grout, the pipe spacing, the heat carrier fluid and its flow rate also play an important role. The thermal conductivity of the soil is a fundamental variable in the design of a GSHP, and hence it is better to rely on site-specific data, instead of adopting values from literature. Although most of the design methods neglect it, the presence of a subsurface flow results in an enhancement of the performances of the system. The thermal dispersion also gives a positive contribution but, since it has still not been adequately studied, it is not advised to rely on this heat transport mechanism in the design of BHE fields. Keywords: greenhouse effect, renewable energies, geothermics, heat pump, borehole heat exchangers.
Sondes géothermiques avec tube à double U : analyse de susceptibilité du rendement énergétique. Les pompes à chaleur géothermiques se vont diffuser rapidement dans ces derniers ans, parce qu'elles il permettent de obtenir des considérable épargnes énergétiques et économiques. Les performances de ces implants son strictement liées aux propriétés physiques du sol, et le projet a un rôle essentiel pour les rendre avantageuses. Dans cet essai, on présente les résultats d’une série des simulations numérique d’une sonde géothermique sur un long période, avec différents valeurs de les paramètres les plus importants. On résulte que la longueur du échangeur thermique c’est le paramètre de projet le plus importante pour le rendement du système, mais aussi la conductivité thermique du cément et la distance entre les tubes ont une grande influence sur les performances, avec le fluide thermo-vecteur et le débit du pompe de circulation. La conductivité thermique du sol c’est un variable fondamentale dans le projet, et donc c’est préférable disposer des valeur estimés in situ, au lieu du valeurs de bibliographie. Malgré les méthodes les plus communes de dimensionnement ne prennent pas en compte le flux du nappe souterraine, cet étude démontre l’important rôle du l’advection pour les performances de ces systèmes. Aussi la dispersion thermique donne un apport positif, mais il n’a pas été beaucoup étudié et donc ce n’est pas recommandé du prendre en compte ce mécanisme du transport de chaleur dans le projet des pompes à chaleur géothermiques. Mots clés: effet de serre, énergies renouvelables, géothermie, pompe à chaleur, sondes géothermiques.
Se vuoi essere informato sulle nostre novità editoriali, registrati alla nostra newsletter!