Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey KIE tasarım araçları: Termal Tepki Testi Section 6

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey TTT’nin performansı (Termal Tepki Testi)

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey TTT’nin performansı: Ne için iyi? TTT ile yer’in aşağıdaki parametreleri belirlenir • Termal iletkenlik • Termal Kuyu direnci • Bozulmamış yer sıcaklığı • “ özgül ısı çıkarımı“ -belirlenmez Kaydedilen verilerin yorumlanması diğer faktörler üzerinde de sonuçlara izin verir. örn: • Yer altı suyunun etkisi(akış) • Dolgulamanın termal iletkenliği/kalitesi • KIE’nin derinliği • Muhafazanın(casing) derinliği TTT’den alınan verilerin yanında, testin öncesinde ve sonrasında yapılan sıcaklık profilleri de kullanılır.

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey TTT’nin performansı: Ne için iyi? • Termal İletkenlik [λ] Toprak/kaya için ısı iletme yeterliğini tanımlar. Daha yüksek termal iletkenlik her zaman KIE verimliliğini arttırır. İletkenlik daha yüksek olduğunda ısı daha hızlı taşınır. Bu parametre bölgeye özeldir ve mühendislik tarafından etkilenemez. • Bozulmamış yer sıcaklığı [To] KIE’nin derinliği boyunca ortalama sıcaklık olarak verilir. Yüksek To ısıtma modunda her zaman verimliliği arttırır.

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey TTT’nin performansı: Ne için iyi? • Termal Kuyu Direnci [Rb], zeminden ısı taşıyıcı akışkan’a olan sıcaklık kaybını açıklar Daha düşük termal kuyu direnci her zaman KIE’deki verimliliği arttırır. şunlara bağlıdır: - Kuyu çapı - boru boyutu ve biçimi - boru malzemesi - dolgulama - ısı taşıyıcı akışkan - laminar/türbülanslı akış and tasarımcı tarafından ayarlanabilir.

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey TTT’nin performansı: Prensip • TTT, KIE’ye bağlanır ve su sistemde sirküle olacaktır. • Sabit bir ısı enjeksiyon oranı, bir ısıtıcı (elektrik rezistansı yada gaz) tarafından sağlanacaktır • Termal enerji zemine enjekte edilen su ile taşınır. Sıcaklık gelişiminden (ısı enjeksiyonuna zeminin tepkisi) termal iletkenlik hesaplanabilir.

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey TTT performansı: Bileşenler Kuyu Isı Eşanjörü (KIE) • Test- KIE’nin derinliği ve çeşidi, KIE alanının geri kalanı için planlanan ile aynı olmalıdır. • Daha sonra test-KIE tüm sistemin bir parçası olacaktır. • TTT’nin değerlendirilebilmesi için KIE’nin özellikleri belirlenmelidir: o KIE derinliği o Kuyu çapı o Muhafaza(casing) çapı ve derinliği • KIE, su ile doldurulmalıdır • TTT ve KIE’nin tamamlanmasının arasında, zeminin, (yarı-)bozulmamış koşullarını kurtarması ve dolgulamanın yapılmasına(neredeyse) izin vermesi için zamana (~5 gün) ihtiyacı vardır.

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey TTT performansı: Bileşenler Elektrik gücü kaynağı • Isı enjeksiyonu 50 – 80 W/m arasında olmalıdır. 100m KIE için 5 ila 8 kW arasında bir elekttrik güç kaynağına ihtiyaç vardır. • ~400 V ‘in minimum elektrik gücü 16 A’de. • güç kaynağı sabit olmalıdır. (test süresi boyuncaki değişim %5 den az ) … • … ve kesintisiz.

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey TTT performansı: Bileşenler Hidrolik ünite • Ayarlanabilir ısıtma ile tercihen elektrikli direnç ısıtıcı yaklaşık 10 kW’a kadar yüklenebilir • Ayarlanabilir pompalama hızı ile sirkülasyon pompası. KIE’deki akış türbülanslı olmalı ve pompalama oranı çoğu durumda 1,0 ve 2,0 m³/h arasında olmalıdır. • Test cihazını korumak için güvenlik teçhizatları: o Sıcaklık sınırlayıcı o Akış denetleyici

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey TTT performansı: Bileşenler Veri toplama • İleri ve geri akış sıcaklıkları • Akış debisi (toplam su hacmi) • Isıtma yükü (toplam ısıtma işi) • Tercihen de ortam sıcaklığı • Sıcaklık ölçümündeki doğruluk: en az 0,1°C, daha iyi olarak 0,01°C • Akış debisi ölçümündeki doğruluk: en az 10 litre, daha iyi olarak 1 litre • Maksimum kayıt aralığı: 10 dk.

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey TTT Performansı: Yerinde Almanyadaki ilk KIE Langen, DFS alanı (Alman hava trafik kontrolü)

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey TTT Performansı: Yerinde TTT – Berlin, jeneratör ile birlikte

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey TTT Performansı: Yerinde (neredeyse) son TTT, römorke montelenmiş cihaz ile yapılmış

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey TTT Performansı: Yerinde TTT, küçük caterpillar üzerine monte edilmiş.

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey TTT Performansı: Yerinde Bir TTT kurulurken, KIE ve TTT arasındaki bağlantı borularının uzunluğunun mümkün olduğunca kısa olduğundan emin olunmalıdır. KIE ve bağlantı boruları çok iyi izole edilmelidir Şu şekilde olabilir …

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey TTT Performansı: Yerinde Bir TTT kurulurken, KIE ve TTT arasındaki bağlantı borularının uzunluğunun mümkün olduğunca kısa olduğundan emin olunmalıdır. KIE ve bağlantı boruları çok iyi izole edilmelidir … bu şekilde değil!

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey TTT performansı: Yerinde Bir TTT kurulurken, KIE ve TTT arasındaki bağlantı borularının uzunluğunun mümkün olduğunca kısa olduğundan emin olunmalıdır. KIE ve bağlantı boruları çok iyi izole edilmelidir

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey TTT performansı: Yerinde Test-KIE yakınında herhangi bir sondaj çalışmasının olmadığından emin olun. tüm test boyunca tercihen hiçbir sondaj olmaz. Yakın çevredeki sondaj, TTT’yi bozabilecek bir yer altı suyunun fışkırmasına neden olabilir.

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey TTT performansı: Yerinde TTT’yi güç kaynağına bağlamadan önce Evreleri kontrol et!

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey TTT performansı: Yerinde Kaynak gücünü hiçbir şeyin kesmeyeceğinden emin olmak. Bazen basit şeyler büyük değerlerdir

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey TTT performansı : Değerlendirme

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Eklöf & Gehlin, 1996: K [-] gradient sıcaklığa karşı logaritmik zaman Q [W] Isı enjeksiyonu (GERT için Isıtma çıkışı) H [m] KIE uzunluğu λ eff [W/mK] Etkili termal iletkenlik sadece geçerli (Alt zaman kriteri) r 0 Kuyu Çapı α tTermal yayınım= λ / ρCp ρC p hacimsel ısı kapasitesi TTT performansı : Değerlendirme Alt zaman kriteri: Alt zaman kriteri, durağan ısı akışının bir şekilde başarıldığı zemindeki noktayı belirler. İlk birkaç saat içinde sıcaklık gelişimi ağırlıklı olarak kuyu dolumundan etkilenir fakat çevredeki toprak ve kayaçlardan etkilenmez.

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey TTT performansı : Değerlendirme Basamaklı değerlendirme: Basamaklı Değerlendirme ile sabit bir başlangıç ​​zamanı ve değişken bitiş saati ile kaydedilen verilerin ileri aşamalı bir değerlendirmesi yapılır Her zaman dilimi için elde edilen termal iletkenlik hesaplanabilir ve zaman ile çizimi yapılabilir. Bu, toplanan verilerin kalitesini ve sonuçların geçerliliğini kontrol etmek için kullanışlı bir araçtır. Genellikle böyle bir eğrinin ilk bölümünde termal iletkenlik salınımları yukarı ve aşağı, mükemmel test durumunda ise sabit bir değere yakınsayarak ve yatay bir eğridir. Test duration: Result should be stable (± 0,1 W/m,K) for 24 h.

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey TTT performansı : Değerlendirme  Akan yer altı suyunun Test sonucuna etkisi Test Sürecinde belirlenebilr. Test süresi ne kadar uzun ise, o kadar yüksek λ elde edilir. Değişken güç kaynağının etkisi  yada çevresel etkiler.(örneğin: güneş radyasyonu). Test sonucu sabit değil, test süresi uzatılmalı. Basamaklı değerlendirme :

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey TTT performansı : Değerlendirme Test süresi: Parametre değişimi ile sıcaklık eğrilerinin parçalarını değerlendirmek mümkündür ve belirsiz durumlarda(yer altı suyu etkisi, güç değişimleri, çevresel etkiler vs) çözümler bulmak için yararlı bir araçtır Parametre değişimi (“en uygun” için arama:

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey TTT performansı : Ölçülen farklılık/tahmin edilen değerler Tablo: Termal iletkenlik ve yer sıcaklığının yaklaşık 20 o C deki hacimsel özgül ısı kapasitesi için örnekler Küçük sistemler ve büyük sistemlerin ön tasarımları için iletkenlik, örneğin Alman VDI 4640 kılavuzda gösterilen tablolara göre tahmin edilebilir.

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Büyük sistemlerin nihai tasarımları için iletkenlik ölçülmelidir. Sapma tahmini:/ölçülen değerlerinin karşılaştırılması, n = 86 Ölçekli değil! TTT performansı : Ölçülen farklılık/tahmin edilen değerler

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Büyük sistemlerin nihai tasarımları için iletkenlik ölçülmelidir. Sapma tahmin edilen/ölçülen değerlerinin karşılaştırılması, etki alanına göre, n = 86 Tahmin edilen> ölçülen 27% Tahmin edilen = ölçülen 8 % Tahmin edilen< ölçülen 65% Tüm ölçülen değerlerin yaklaşık %45’i tahmin edilen değerlerin 0,5W/(m x K)’den daha fazla sapmıştır. TTT performansı : Ölçülen farklılık/tahmin edilen değerler

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Büyük sistemlerin nihai tasarımları için iletkenlik ölçülmelidir. Örnek: Ön tasarım sonucu: KIE çeşidi : Doppel-U, 32 mm Isıtma yükü: 50 KW KIE derinliği : 102,2 m Tam yük saatleri: h/a KIE sayısı : 12 Yıllık ısıtma çalışması: 105 MWh/a Toplam KIE uzunluğu: 1.226,4 Litoloji : Tonstein KIE arasındaki mesafe : 8 m Tahmini termal iletkenlik: 2,2 W/(m x K) KIE alanının geometrisi: dikdörgen (4 x 3) VDI 4640: Kiltaşı 1,1 - 3,5 W/(m x K) tavsiye edilen değer: 2,2 gerçekçi aralık: 1,6 - 3,0 W/(m x K) TTT performansı : Ölçülen farklılık/tahmin edilen değerler En kötü durum: KIE alanı çok küçük Ek işletme maliyetleri: ca ,00 €/a En kötü durum :KIE alanı çok büyük m KIE yerine, 990m yeterli olacaktır Ek yatırım: ,00 €

Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey