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I. Simulation der Tiefenerdwärmesonde Weggis TH1 mit FRACTure
6HQVLWLYLWlWVDQDO\VH ± 0DL
Ziel dieses Kapitels ist zu verstehen, welche Einflüsse einige wichtige Parameter auf die
Simulationsresultate besitzen. Man hat sich vor allem auf Parameter konzentriert, die bei der
Feststellung eine gewisse Ungenauigkeit aufweisen könnten, wie z.B. die angepasste
Wärmeleitfähigkeit ¶ GHU 5RKUH XQG GLH :ärmeleitfähigkeit des umgebenden Gesteins. Die
Berechnungen wurden mit dem Grundgitter durchgeführt. Am Ende dieses Kapitel sollte
man eine Anpassung der Simulationsresultate auf die Messdaten durchführen, so dass man
einen guten Fit erreichen kann. Dazu sollte man verstanden haben, welche Parameter den
grössten Einfluss auf die Austrittstemperaturen hat.
Für die Berechnung der letzten Anpassung sollte man das erste Verfeinerungsgitter
benutzen, was zu besseren Resultate führen sollte.
(LQIOXVV GHU DQJHSDVVWHQ :lUPHOHLWIlKLJNHLW ¶ DXI GLH $XVWULWWVWHPSHUDWXUHQ
In diesem Abschnitt möchte man untersuchen, welche Einflüsse die angepasste
Wärmeleitfähigkeit ¶ GHV ,QQHQ- und Aussenrohres auf die Simulation haben. Zuerst wurde
das Innerohr untersucht, weil man im Bericht (POLYDYNAMICS, 1994) und im
Schlussbericht (POLYDYNAMICS, 1997) der Tiefenerdwärmesonde Weggis TH1 gelesen
hat, dass im isolierten Förderrohr (s. Abschnitt 1.4.3.) durch den Kontakt zwischen Muffen
und äusseren Rohr Kältebrücken entstehen können. Die Quantifizierung dieser Störung ist
nicht einfach.
(LQIOXVV GHU 0XIIHQ LP LVROLHUWHQ )|UGHUURKU
Wie schon im Abschnitt 1.4.3. erwähnt, wurde das isolierte Förderrohr aus zwei ineinander
passenden Stahlrohren konstruiert. Diese sind mit Rohrlängen aufgebaut, die durch Muffen
(zwischen 6 bis 9 m Abstand) verbunden werden. Insbesondere passen die Muffen des
inneren Rohres knapp innerhalb des äusseren Rohres. Man hat angenommen, dass der
Kontakt zwischen Muffe und äusserem Rohr zwar nicht perfekt ist, aber trotzdem relativ
gut.
In der Tabelle 13.1. sind 4 mögliche Annahmen dargestellt. Für alle Fälle hat man einen
regelmässigen Abstand zwischen den Muffen von 6 m angenommen, was der schlimmste
Fall wäre. Die Berechnungen des gesamten thermischen Widerstandes des Innenrohres
wurden mit der Gleichung 6.3. berechnet. Die Kombination der Widerstände ist in Serie.
Im Fall des isolierten Förderohres kann der gesamte thermische Widerstand Rtot wie folgt
dargestellt werden:
R = R + R + R
(6.3)
tot
RohnInnen
Luft
RohrAussen
In der Gleichung 13.1 wird die Berechnung des Muffeneffektes für den Fall „Kontakt
Muffe-Aussenrohr = 10%“ vorgeführt.
R = d / + d ⋅ (0.1/ + 0.9/ ) + d /
(13.1)
tot
i
i
z
mit
di: Wandstärke des inneren Rohres, [di] = m
da: Wandstärke des äusseren Rohres, [da] = m
m
l
a
a
MODELLSIMULATIONEN VON TIEFENERDWÄRMESONDEN-ANLAGEN AN DEN FALLBEISPIELEN WEGGIS UND
MEDYAGUINO
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