Estimación de la Capacidad Térmica In Situ y la Difusividad Térmica a partir del Perfil de Temperatura del Suelo No Alterado Medido en Intercambiadores de Calor de Suelo
Autores: Pambou, Claude Hugo K.; Raymond, Jasmin; Miranda, Mafalda M.; Giordano, Nicolò
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Estimación de la Capacidad Térmica In Situ y la Difusividad Térmica a partir del Perfil de Temperatura del Suelo No Alterado Medido en Intercambiadores de Calor de Suelo
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Temperatura del suelo
Conductividad térmica
Capacidad calorífica
Bombas de calor geotérmicas
Almacenamiento de energía térmica subterránea
Intercambiadores de calor de sondeo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
La temperatura del suelo no perturbada (UGT), la conductividad térmica (TC) y la capacidad térmica (HC) son parámetros esenciales para diseñar bombas de calor geotérmicas y sistemas de almacenamiento de energía térmica subterránea, particularmente intercambiadores de calor de sondeo (BHE). Sin embargo, los métodos de campo para evaluar el estado térmico y las propiedades del subsuelo son costosos y requieren mucho tiempo. Además, la HC a menudo no se evalúa in situ, sino que se selecciona arbitrariamente de la literatura considerando los materiales geológicos interceptados por los sondeos. Este trabajo propone un enfoque empírico original para reproducir un perfil de UGT y estimar la difusividad térmica (TD) y la HC in situ en el ámbito de las pruebas de respuesta térmica convencionales (TRTs). Se desarrollaron ecuaciones empíricas para reproducir un perfil de UGT medido a lo largo de un BHE. Se encontraron coeficientes experimentales con un optimizador de mínimos cuadrados no lineales y se utilizaron para calcular la profundidad de amortiguamiento, TD y HC. El método de trazado de calor sugerido fue verificado y validado en comparación con otros métodos de campo, demostrando ser rápido y confiable. La novedad de este nuevo enfoque empírico radica en el uso de un solo perfil de temperatura que proporciona una forma simple de evaluar mejor las propiedades térmicas del subsuelo.
Descripción
La temperatura del suelo no perturbada (UGT), la conductividad térmica (TC) y la capacidad térmica (HC) son parámetros esenciales para diseñar bombas de calor geotérmicas y sistemas de almacenamiento de energía térmica subterránea, particularmente intercambiadores de calor de sondeo (BHE). Sin embargo, los métodos de campo para evaluar el estado térmico y las propiedades del subsuelo son costosos y requieren mucho tiempo. Además, la HC a menudo no se evalúa in situ, sino que se selecciona arbitrariamente de la literatura considerando los materiales geológicos interceptados por los sondeos. Este trabajo propone un enfoque empírico original para reproducir un perfil de UGT y estimar la difusividad térmica (TD) y la HC in situ en el ámbito de las pruebas de respuesta térmica convencionales (TRTs). Se desarrollaron ecuaciones empíricas para reproducir un perfil de UGT medido a lo largo de un BHE. Se encontraron coeficientes experimentales con un optimizador de mínimos cuadrados no lineales y se utilizaron para calcular la profundidad de amortiguamiento, TD y HC. El método de trazado de calor sugerido fue verificado y validado en comparación con otros métodos de campo, demostrando ser rápido y confiable. La novedad de este nuevo enfoque empírico radica en el uso de un solo perfil de temperatura que proporciona una forma simple de evaluar mejor las propiedades térmicas del subsuelo.