Heiko Huber

Field Study for the Determination of the Ratio of Convective to Total Energy Transport in Geothermal Systems

Currently our Institute is performing a research program supported by the Federal Ministry of Economics and Technology (BMWi). The main objective of this research program titled “experimental investigation for the verification of a finite-element-multiphase-model for heat transport processes in the ground” is to analyze the subsoil as a three-phases-model with separated consideration of conduction, convection, and their subsequent interaction.

Zum Einfluss der Filtergeschwindigkeit des Grundwassers auf die effektive Wärmeleitfähigkeit

ZusammenfassungDurch experimentelle Laboruntersuchungen in einem hierzu entwickelten Wärmeleitungs- und Wärmeströmungslaborversuchsstand wurde der Einfluss der Filtergeschwindigkeit des Grundwassers auf die Zunahme der effektiven Wärmeleitfähigkeit von grundwasserdurchströmten geothermischen Systemen untersucht. Mithilfe von umfangreichen Felduntersuchungen konnte die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf geothermische Systeme unter In-situ-Bedingungen festgestellt werden. Anhand der Ergebnisse wurden Empfehlungen zur Berechnungsgrundlage für die Auslegung geothermischer Systeme unter Berücksichtigung der Filtergeschwindigkeit des Grundwassers entwickelt. Die Zunahme der effektiven Wärmeleitfähigkeit von Sanden in Abhängigkeit der Filtergeschwindigkeit des Grundwassers wurde ergänzend zu aktuellen Empfehlungen (VDI-4640-1, 2010) für schwach wasserführende, wasserführende und stark wasserführende Sande erfasst.AbstractBy means of experimental investigation with a custom-built laboratory test station for measuring thermal conduction and convection, the increase in effective thermal conductivity due to the Darcy velocity in geothermal systems was investigated. The applicability of the database to in-situ geothermal systems was tested via extensive investigation at geothermal field sites. The increase in effective thermal conductivity due to groundwater flow was determined for sands of low, medium and high permeability. As a result of the study, additional recommendations have been developed for the design of groundwater-influenced geothermal systems which can complement the present directive (VDI-4640-1, 2010).