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Evaluating an enhanced thermal response test (ETRT) with high groundwater flow

Albers, Anna 1; Steger, Hagen 1; Zorn, Roman 2; Blum, Philipp 1
1 Institut für Angewandte Geowissenschaften (AGW), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

Enhanced thermal response tests (ETRT) enable the evaluation of depth-specific effective thermal conductivities. Groundwater flow can significantly influence the interpretation of ETRT results. Hence, this study aims to critically evaluate an ETRT with high groundwater flow (> 0.2 m d$^{−1}$). Different approaches in determining the specific heat load of an ETRT are compared. The results show that assuming constant electrical resistance of the heating cable with time can account for an inaccuracy of 12% in the determination of effective thermal conductivities. Adjusting the specific heat loads along the borehole heat exchanger (BHE) depth, the specific heat loads vary within 3%. Applying the infinite line source model (ILS) and Péclet number analysis, a depth–average hydraulic conductivity is estimated to be 3.1 × 10$^{–3}$ m s$^{−1}$, thereby, confirming the results of a pumping test of a previous study. For high Darcy velocities (> 0.6 m d$^{−1}$), the uncertainty is higher due to experimental limitations in ensuring a sufficient temperature increase for the evaluation (ΔT > 0.6 K). In these depths, the convergence criterion of Δλeff/λeff < 0.05/20 h for the ILS sequential forward evaluation cannot be achieved. ... mehr


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000167514
Veröffentlicht am 22.01.2024
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1186/s40517-023-00278-y
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Zitationen: 3
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Angewandte Geowissenschaften (AGW)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2024
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2195-9706
KITopen-ID: 1000167514
Erschienen in Geothermal Energy
Verlag SpringerOpen
Band 12
Heft 1
Seiten 1
Bemerkung zur Veröffentlichung Gefördert durch den KIT-Publikationsfonds
Vorab online veröffentlicht am 03.01.2024
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