La première installation d'essai est en service depuis le 6 décembre 2023. La maison unifamiliale des années 1990 était auparavant chauffée avec une chaudière à gaz vieillissante. Au moment même où les propriétaires de leur maison à Altach, en Autriche, décidaient de moderniser leur système de chauffage, separatus cherchait un projet approprié à proximité pour forer un premier forage à des fins de test.
Lors de la planification préliminaire, une charge de chauffage nominale de 7,5 kW a été déterminée à l'aide d'un certificat énergétique disponible. La famille a opté pour une pompe à chaleur modulante de type IDM iPump T 3-13. L'intégration dans le système de distribution de chaleur existant combiné à des radiateurs et un chauffage par le sol a été réalisée directement, sans ballon tampon. La pompe à chaleur prépare également de l'eau chaude dans le réservoir d'eau potable intégré.
Le sous-sol est tourbeux dans les couches supérieures. À des profondeurs comprises entre 9 et 30 mètres, le gravier et le sable prédominent. Viennent ensuite des couches alternées de limon et de sable graveleux. Une couche d'argile a été rencontrée dans les 10 derniers mètres. Le forage a été réalisé sur une profondeur totale de 70 mètres. Les eaux souterraines ont pénétré dans la zone à partir d'une profondeur de 4 mètres - en raison de la situation hydrogéologique de toute la zone, il faut s'attendre à un écoulement abondant des eaux souterraines.
Le forage de référence est équipé d'une sonde double U avec un diamètre de tube de 32 mm. Cette sonde double U peut être commutée à tout moment en sonde simple U à l'aide de dispositifs d'arrêt. En général, les deux sondes géothermiques étaient accessibles via des puits afin d'effectuer des mesures de température ou similaires. Dans un coffret de distribution fabriqué par « Geser Erdwärme », les lignes d'alimentation des sondes sont équipées de compteurs de chaleur. Les vannes de régulation motorisées peuvent également être commandées, ce qui signifie que le débit ou la puissance peuvent être régulés selon les besoins. Les données sont enregistrées en continu, ce qui permet toutes les comparaisons et évaluations entre les types de sondes.
Cette version permet une comparaison directe de ces deux types de sondes et démontre les performances impressionnantes de la sonde séparée.
Données de performance
separatus en fonctionnement individuel :
Conformément aux directives de conception, il n’est pas prévu de faire fonctionner le système géothermique avec une seule sonde géothermique. À des fins de test, il est toutefois intéressant d'observer les performances de la sonde séparée en fonctionnement autonome. Même lorsque des débits d'extraction très élevés, allant jusqu'à 100 watts par mètre, sont requis de la pompe à chaleur, separatus fournit des températures relativement élevées. Lorsque la pompe à chaleur est ensuite réduite à un niveau d'environ 50 watts par mètre, separatus montre une stabilité énorme. Les températures se rétablissent toujours et ne baissent plus, même après une période prolongée, ce qui est bien sûr aussi un indicateur d'une bonne géologie.
separatus en comparaison :
Dans ce système de test, la séparation se situe entre un U simple et un U double en termes de transfert de chaleur.
Dans la comparaison entre le separatus et le double-U, différents scénarios ont été joués, y compris différents écarts de température (« Delta-T ») entre les lignes d'alimentation et de retour. Les fluctuations à court terme du Delta-T au niveau de la sonde n'ont pas d'effet notable sur le rapport de performance. Cela conduit à la conclusion que le transfert de chaleur interne entre le flux et le retour via la bande joue un rôle mineur dans la pratique. Des facteurs tels que la géométrie du forage, le remblai et la durée d’exécution font une différence bien plus grande.
Résultats:
Dans cette installation d'essai, le même diamètre de perçage a été utilisé pour les deux sondes comparées (séparée et double-U). De plus, le remblai de la sonde séparée a été conçu pour être moins conducteur thermiquement, de sorte que la sonde est pratiquement « isolée ». Dans toutes les circonstances imaginables, il s’agit du pire scénario possible pour une séparation. Dans l’ensemble, Separatus offre toujours des performances très élevées même dans ces conditions de fonctionnement loin d’être idéales, démontrant ainsi son potentiel.
Les résultats de mesure de l'usine « Pernter » ont finalement été utilisés pour dériver des recommandations de conception pour la simulation à l'aide d'outils tels que EED ou GHEtool. Sur la base du modèle de calcul d'une sonde simple U, il a été déterminé quels paramètres doivent être utilisés pour obtenir la même résistance thermique effective dans le forage que celle mesurée pour le séparé. Un facteur de correction a été introduit pour tenir compte de la transition thermique supplémentaire, bien que faible, entre les côtés chaud et froid à l'intérieur du tuyau. Vous trouverez plus d’informations sur ce sujet sur la page « Planification ».
Données clés du système :
| Paramètres du forage et de l'échangeur de chaleur | ||
| séparé | Double U 32 | |
| Diamètre du forage | 146 mm | |
| Méthode de forage | Forage de lavage | |
| profondeur | 70 m | |
| Dimensions (diamètre x paroi) | 50 x 3,1 mm | 32 x 3,0 mm |
