Loading...
Please wait, while we are loading the content...
Performances d'un champ de puits géothermiques verticaux peu profonds en boucle fermée
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Rancourt-Ouimet, Marilyne |
| Copyright Year | 2012 |
| Abstract | "RESUME":Ce memoire presente une etude de la performance d’un champ de puits geothermiques de faible profondeur integres a une installation en climat naturel simulant un bâtiment a basse consommation energetique et localisee au Centre de Recherche d’Electricite de France a Moretsur- Loing. Cette etude comporte deux volets, soit la conception d’un site experimental instrumente permettant de collecter des donnees sur une saison de chauffage ainsi qu’un volet de modelisation afin d’utiliser les resultats experimentaux pour valider un modele de puits geothermique base sur la methode de la ligne source finie et developpe dans l’environnement de simulation TRNSYS. Le site experimental est forme de 16 puits de 9 metres de profondeur dont la tete est enfouie a 1 metre de profondeur et positionnes en configuration carree. La methode de construction ainsi que les problemes rencontres lors de cette etape sont presentes dans cette etude. Un test de reponse thermique est realise afin de determiner les proprietes du sol. Ce test se distingue de l’approche classique, car il est effectue sur des puits de faible profondeur et, contrairement a l’approche conventionnelle d’injection de chaleur, il est realise en mode froid en utilisant la pompe a chaleur de l’installation. En appliquant la methode graphique presentee dans les travaux de Gehlin (1998), une conductivite thermique du sol de 2,52 W/mK et une resistance thermique equivalente du puits de 0,198 mK/W sont obtenues. Le modele de puits geothermique developpe dans le cadre de cette etude, le TYPE273, est base sur le TYPE272 developpe par Simon Chapuis (2009). Le TYPE273 permet de lire en entree la temperature moyenne sur la hauteur du puits. Deux cas de validation sont utilises et les resultats montrent que les TYPE272 et TYPE273 peuvent etre utilises avec confiance. Finalement, les resultats experimentaux sont compares aux donnees generees par le TYPE273. Comme ce modele peut simuler deux reseaux de puits independants, les branches 3 et 4 sont modelisees etant donne qu’elles presentent moins de problemes lies a leur construction. Pour ce faire, les valeurs experimentales du debit de circulation, de la temperature d’entree du fluide dans chacune des rangees de puits ainsi que la temperature non perturbee sur la hauteur d’un puits sont imposees au modele a chaque pas de temps horaire. Les temperatures du fluide a la sortie de chacune des deux rangees calculees par le modele sont ensuite comparees aux temperatures experimentales correspondantes. ----------"ABSTRACT:" This thesis presents an experimental installation of short boreholes integrated to a natural climate installation, simulating a low energy consumption building located at Electricite de France Research Center in Moret-sur-Loing. This study is divided into two parts: the design and construction of an experimental instrumented site where data is collected over one heating season, and a second part where a model, based on the finite line source method, is developed in TRNSYS simulation’s environment. The experimental site has 16 boreholes of 9 meters for which the head is buried 1 meter under ground’s surface and are positioned in a square configuration. The construction methods as well as problems faced during this phase are presented in this study. A thermal response test is performed in order to determine the soil properties. This test differs from the classic approach since it is realized on short boreholes in cold mode using the heat pump available on-site instead of the traditional heat injection method. By applying Gehlin’s graphic method (1998), a soil thermal conductivity of 2,52 W/mK and an equivalent thermal resistance of 0,198 mK/W are found. The geothermal borehole model developed in this study, TYPE273, is based on Simon Chapuis’ model (2009), the TYPE272. TYPE273 also allows reading the average ground temperature on the borehole’s length as an input, which is an important consideration for short boreholes. Two validation tests are realized for each of the two models (TYPE272 and TYPE273) and results show that these models can be used with confidence. Finally, experimental data is compared to data generated by TYPE273. This model can simulate two independent networks. Therefore, branches 3 and 4 are modeled since they present less construction problems. To model this experimentation, the mass flow rate, the temperatures at the inlet of rows, as well as the average ground temperature on the borehole’s length are imposed as input to TYPE273 at every hourly time step. It is then possible to compare the calculated outlet temperatures at each row to the experimental data. It should be noted that the heat transfer taking place in the horizontal pipes linking the vertical boreholes is integrated to the model. The simulation’s results do not represent experimental data all that well. Short boreholes are influenced by an important number of parameters such as ground temperature in the first meters below the ground surface and by a long residence time of the fluid (about 8 minutes) in the branches of the circuit. Further simulation efforts are thus required to model short boreholes correctly. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://publications.polymtl.ca/981/1/2012_MarilyneRancourtOuimet.pdf |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
