Izvorni znanstveni članak
https://doi.org/10.17794/rgn.2024.2.6
NUMERIČKA ANALIZA UČINKOVITOSTI BUŠOTINSKOGA IZMJENJIVAČA TOPLINE U PLITKIM VODONOSNICIMA ŠLJUNKA I TLU U KOJEMU DOMINIRA GLINA
Amalia Lekić Brettschneider
; University of Zagreb, Faculty of Mining, Geology and Petroleum Engineering, Pierottijeva 6, HR-10000, Zagreb
Luka Perković
; University of Zagreb, Faculty of Mining, Geology and Petroleum Engineering, Pierottijeva 6, HR-10000, Zagreb
Sažetak
Učinkovitost korištenja geotermalne topline u plitkim vodonosnicima ovisi o bušotinskome izmjenjivaču topline (BHE) i svojstvima tla ili vodonosnika. U ovome radu numerički je napravljena analiza osjetljivosti toplinskoga prinosa plitkoga geotermalnog ležišta metodom konačnih elemenata korištenom za simulaciju prijenosa topline i mase u trodimenzionalnome ležištu. Glavni parametri za analizu osjetljivosti koji su uzeti u obzir jesu geometrija i fizički parametri BHE-a i cementne obloge te matrice vodonosnika i podzemne vode. Fizički su parametri toplinska vodljivost, vodljivost protoka, koeficijent ekspanzije, poroznost, volumetrijski toplinski kapacitet, anizotropija i disperzivnost. Numerički testovi provedeni su u konfiguraciji jednoga bušotinskog izmjenjivača topline koji predstavlja numerički modelirani test toplinskoga odziva za procjenu održivoga korištenja topline. Domena je bila pravokutnoga oblika 100 x 100 metara s dubinom od 200 metara. Za svaku analizu osjetljivosti modelirane su tri glavne konfiguracije: šljunčani vodonosnik s niskom i visokom konvekcijom podzemne vode te ležište u kojemu dominira glinoviti materijal bez konvekcije. Za odabrane slučajeve također je napravljena analiza osjetljivosti na vremensku i prostornu diskretizaciju. Trodimenzionalno modeliranje napravljeno je u softveru FEFLOW® uz prethodnu i naknadnu obradu u korisnički definiranim skriptama za Python. Rezultati pokazuju najutjecajnije parametre koje treba uzeti u obzir pri postavljanju stvarne simulacije slučaja grijanja i hlađenja geotermalnim izvorom, kao i optimalnu postavku vremenske i prostorne diskretizacije s obzirom na očekivane toplinske gradijente u ležištu.
Ključne riječi
bušotinski izmjenjivač topline; plitko geotermalno ležište; geotermalno grijanje i hlađenje
Hrčak ID:
316651
URI
Datum izdavanja:
28.4.2024.
Posjeta: 80 *