Étude Numérique D'un Échangeur Géothermique Eau-Sol

Abstract

Le travail présenté dans cette mémoire s’intéresse à la modélisation numérique d’un système de chauffage géothermique utilisé pour les maisons modernes. L’échangeur géothermique est un système placé à une profondeur suffisante utilise la chaleur du sous-sol, où les températures sont presque constantes tout au long de l'année. Dans cette étude trois modèles différents de serpentin ont été conçu pour le captage de la chaleur, celle-ci est parcourue par un fluide caloporteur (l'eau) pour récupérer les calories du sol afin de les transmettre à la maison. Nous avons utilisé le logiciel CFD Comsol-Multiphysics, pour simuler numériquement le comportement thermique de l’échangeur ainsi que pour montrer l’effet de certains paramètres sur les performances thermiques du système. Les résultats obtenus montrant que la variation de la température du surface extérieure, ainsi que les caractéristiques du sol ont une grande influence sur l’écart de température d'eau à la sortie de l'échangeur et son état du fonctionnement. يركز العمل المقدم في هذه المذكرة على النمذجة العددية لنظام التدفئة بالطاقة الحرارية الأرضية المستخدم في المنازل الحديثة. إن المبادل الحراري الأرضي هو نظام يتم وضعه على عمق كافٍ يستخدم حرارة باطن الأرض، حيث تكون درجات الحرارة ثابتة تقريباً طوال العام. في هذه الدراسة، تم تصميم ثلاثة نماذج مختلفة من اللولب من أجل التقاط الحرارة، ويتم عبورها بواسطة سائل التبريد (الماء) لاستعادة السعرات الحرارية من التربة لنقلها إلى المنزل. استخدمنا برنامج كومسول لمحاكاة السلوك الحراري للمبادل رقميًا وهذا لإظهار تأثير بعض المعلمات على الأداء الحراري للنظام. تظهر النتائج التي تم الحصول عليها أن تغير درجة حرارة السطح الخارجي، وكذلك خصائص التربة لها تأثير كبير على اختلاف درجة حرارة الماء عند مخرج المبادل وحالة تشغيله