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I. Simulation der Tiefenerdwärmesonde Weggis TH1 mit FRACTure
0DWHULDOHLJHQVFKDIWHQ GHU ' (OHPHQWH
Die thermischen Materialeigenschaften für die verschiedenen 2D-Elemente sind in diesem
Kapitel beschreiben. Die verschiedenen Materialparameter, die in der Tabelle 6.1. stehen,
wurden aus dem Modellaufbau im PSEL-Bericht (EUGSTER ET AL, 1997) übernommen.
In der Tabelle 6.1. sind die um die Sonde liegenden Materialien beschrieben
(Umgebungsgestein, Hinterfüllung, usw.).
Tab.6.1. Thermische Materialeigenschaften der Eingabeparameter.
0DWHULDO
Wärmeleitfähigkeit in x/z-Richtung Spez. Wärmekapazität
(W/mK)
(J/m 3 K)
Sondenfluid 10/0.6 4.1745·10 6
Hinterfüllung 2/2 1.6000 ·10 6
Tech. Zwischenverrohrung 50/50 3.5370·10 6
Gestein 2.33/2.33 *
2.0800·10 6
Ankerrohrtour 50/50 3.5370·10 6
Wasser 0.6/0.6 4.1745·10 6
Luft (0.2 bar) 2.50E-02/2.50E-02 251.25
*
Dieser Wert wurde aus dem Mittelwert der Messdaten des Schlussberichtes über die Geothermische
Eigenschaften der Molasse (GREBER ET ALL, 1996) berechnet.
Es muss beachtet werden, dass für die Wärmeleitfähigkeit des Sondenfluids in den 2D-
Elementen (s. Tab.6.1.) zwischen x- und z-Richtung unterscheidet wird.
In der x-Richtung (horizontal) wird die Wärmeleitfähigkeit stark erhöht (auf 10 gesetzt). In
der z-Richtung erfolgt der Wärmetransport nämlich hauptsächlich per Advektion und in der
x-Richtung per Diffusion. Der Grund dafür ist das man einen horizontalen
Temperaturgradienten in den Rohren verhindern will. Dieser Wert für die 2D-Elemente
wurde aufgrund der Sensitivitätsuntersuchung von Salton (1999) eingesetzt.
Die Eigenschaften der inneren und äusseren Verrohrungen sind in der Tabelle (6.5.)
beschrieben.
%HUHFKQXQJ GHU :lUPHOHLWIlKLJNHLW GHU DQJHSDVVWHQ :lUPHOHLWIlKLJNHLW XQG
GHU VSH] :lUPHNDSD]LWlW GHV ,QQHQ XQG $XVVHQURKUHV
Das Förderrohr besteht aus zwei konzentrisch angeordneten Stahlrohren (27/8“- mit
innenliegenden 11/2“-Stahlrohr). Der Zwischenraum ist durch eine Vakuumpumpe
evakuiert. Diese befindet sich am Bohrlochkopf.
Tab.6.2. Thermische Materialeigenschaften des isolierten Förderrohrs.
0DWHULDO Wärmeleitfähigkeit : P. Spez. Wärmekapazität cp (J/m 3 K)
Luft 2.50E-02 1299.465
Rohr 50 3.5370·10 6
Die Wandstärken des inneren und äusseren Rohres (vom isolierten Förderrohr) sind 0.005
mund die dazwischenliegende Luftschicht ist 0.006 m dick.
Der thermische Widerstand R kann mit der Gleichung 6.1 berechnet werden:
MODELLSIMULATIONEN VON TIEFENERDWÄRMESONDEN-ANLAGEN AN DEN FALLBEISPIELEN WEGGIS UND
MEDYAGUINO
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