Thermal Interference Between Neighbouring Ground-Source Heat Pumps

Abstract

Bergvärmepumpar har utvecklats till en lovande teknik för avkarbonisering av uppvärmningssektorn. Men deras ökande spridning i tätbefolkade områden kan leda till stora förändringar i marktemperaturen, vilket i slutändan kan ledda till minskad prestanda hos systemen. Att kunna förutsäga förändringar i marktemperaturen i områden med hög densitet av bergvärmepumpar är därför viktigt för en korrekt hantering av geotermisk resurs och korrekt design av systemen.

Huvudsyftet med denna avhandling är att föreslå nya modeller för värmeöverföring som möjliggör beräkning av marktemperaturutvecklingen i områden med flera bergvärmepump-system som är anslutna till vertikala borrhåls-värmeväxlare. Detta arbete resulterade i två nya modeller, som här benämns som FLS_IV och FLS_IV^TBC, och som är byggda på Finite Line Source-modellen, en klassisk byggsten för halvanalytiska modeller som är dedikerade till geotermiska borrhål.

Tillämpningen av dessa modeller på realistiska scenarier som är representativa för Stockholm har avslöjat en potentiellt betydande störning mellan närliggande geotermiska borrhål i tätbefolkade områden. Därför är ett sekundärt mål med denna avhandling att utforska möjliga strategier för att begränsa denna störning. Den sista delen av denna avhandling undersöker potentialen för att begränsa antalet bergvärmepumpar i ett område för att förhindra en allvarlig försämring av systemets prestanda. Resultaten visade att de första två strategierna kan kärva en betydande förändring i driften eller designen av systemen, medan den tredje strategin kan tillåta en hög användning av bergvärmepumpar utan modifieringar av systemen.

Nyckelord: Bergvärmepumpar, Termisk interferens, Angärnsande geotermisk borrhål, Finite Line Source, Åtgärder för att minska påverkan

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-335883