※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序文
ISO (国際標準化機構) は、各国の標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合です。国際規格の作成作業は、通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。 ISOと連携して、政府および非政府の国際機関もこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するすべての問題について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。
この文書の作成に使用された手順と、今後の維持のために意図された手順は、ISO/IEC 指令のPart 1 で説明されています。特に、さまざまな種類の ISO 文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令のPart 2 の編集規則に従って起草されました ( www.iso.org/directives を参照)
このドキュメントの要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部または全部を特定する責任を負わないものとします。ドキュメントの開発中に特定された特許権の詳細は、序文および/または受信した特許宣言の ISO リストに記載されます ( www.iso.org/patents を参照)
このドキュメントで使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、保証を構成するものではありません。
適合性評価に関連する ISO 固有の用語および表現の意味に関する説明、および技術的貿易障壁 (TBT) における WTO 原則への ISO の準拠に関する情報については、次の URL を参照して ください 。
ISO 17628 は、欧州標準化委員会 (CEN) の技術委員会 CEN/TC 341, 地盤工学調査および試験によって、 ISO 技術委員会 ISO/TC 182, 地盤工学、小委員会 SC 1 と協力して作成されました。 ISO および CEN (ウィーン協定)
1 スコープ
この国際規格は、地熱応答試験 (GRT) の要件を規定しています。この試験は、ボアホールに設置された熱交換器内の飽和および不飽和の土壌および岩石の熱伝導率のその場での測定を含みます。このテストでは、相変化を受けない液体伝熱媒体が使用されます。
熱伝導率は、蓄熱および熱交換システムの設計に使用される重要なパラメーターです。
地熱応答試験では、ボアホール熱交換器 (BHE) の熱エネルギー強制力またはボアホールからの熱エネルギー抽出に対する温度応答を測定します。温度応答は、熱伝導率やボアホール抵抗率など、地中およびボアホール充填材の熱パラメータに関連しているため、これらのパラメータの推定値または導出値を取得するために使用されます。
この国際規格は、長さ 400 m まで、直径 200 mm までの垂直または傾斜したボアホールに設置された熱交換器に適用されます。
2 参考文献
以下のドキュメントの全体または一部は、このドキュメントで規範的に参照されており、その適用に不可欠です。日付のある参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。
- ISO 14688-1, 地質調査および試験 — 土壌の識別および分類 — Part 1: 識別および説明
- ISO 14689-1, 地質調査および試験 — 岩石の識別および分類 — Part 1: 識別および説明
- ISO 22475-1, 地質調査および試験 — サンプリング方法および地下水測定 — Part 1: 実施のための技術原則
- EN 16228-1, 掘削および基礎設備 - 安全性 - Part 1: 共通要件
- EN 16228-2, 掘削および基礎設備 - 安全性 - Part 2: 土木および地盤工学、採石および採掘用の移動式ドリル リグ
3 用語と定義
このドキュメントの目的のために、ISO 22475-1 および以下に記載されている用語と定義が適用されます。
3.1
ボアホール熱交換器
BHE
交換流体が循環するボアホール内の 1 本または 2 本の U 字管または 1 本の同軸管
図1 -ボアホール熱交換器チューブの例の断面
| a) シングル U チューブ | |
| b) ダブル U チューブ | c) 同軸管 |
Key
| r_ | ボアホール半径 | λFF | 環状空間充填材の熱伝導率 |
| ri | 内半径 | λww | 内部ボアホールチューブの熱伝導率 |
| ra | 外径 | λss | 外側ボアホールチューブの熱伝導率 |
| ro | 外管の内半径 | λEE | 地面の熱伝導率 |
| rs | 外管の外半径 | B | チューブ間隔 |
図 2環状空間充填を含むボアホール熱交換器の例
Key
| 1 | 熱交換器出口 |
| 2 | 熱交換器入口 |
| 3 | 掘削孔の壁 |
| 4 | 環状空間充填 |
| 5 | 繋がり |
| 6 | 1階 |
3.2
地熱応答試験
熱伝導率を取得するためのテスト
参考文献
| [1] | Austin W. 地中熱特性を測定するための現場システムの開発。 – 修士論文。 OSU, スティルウォーター、OK, 1998 |
| [2] | スイス連邦エネルギー局: 周囲熱、複合熱電、冷熱に関するエネルギー研究プログラム - 最終報告書、2005 年 12 月、DIN V 4279-7 に準拠したポリエチレン製地熱プローブの圧力試験の適応 |
| [3] | A. Choudary, その場で岩石の熱伝導率と拡散率を決定するアプローチ。 - 博士論文。 OSU, スティルウォーター、OK, 1976 |
| [4] | Claesson J, Eskilson P 深いボアホールへの伝導熱抽出 地熱分析と寸法規則。 –.エネルギー。 1988, 13 (6) pp. 509–527 [オックスフォード] |
| [5] | Eklöf C.、Gehlin S.、1996): TED – 熱応答テスト用のモバイル機器。 – 62 p.、修士論文 1996:198E, ルレオ工科大学 |
| [6] | Gehlin S., 1998) Geothermal Response Test - 硬岩の熱特性の現場測定。 – Lic. thesis 1998:37, ルレオ工科大学, ルレオ |
| [7] | Hellstrom G, 地中熱貯蔵、ダクト貯蔵システムの地熱分析、I. 理論。 – 262ページ、部門。数理物理学。ルンド大学、ルンド、1991 |
| [8] | Hellstrom G. ダクト地中蓄熱における流体から地表面への熱抵抗。 –. proカロストック。 1994, 94 pp. 373–380 [エスポー/ヘルシンキ] |
| [9] | Hellstrom G. スウェーデン、リンシェーピングでの粘土中の蓄熱器の地熱応答試験。 –. proメガストック。 1997, 97 pp. 115–120 [札幌] |
| [10] | Ingersoll LR, Plass HJ, ヒート ポンプ用の地中パイプ熱源の理論。 –.熱。配管エアコン。 1948, 20 (7) pp. 119–122 [シカゴ] |
| [11] | Mogensen P.、1983): ダクト システム蓄熱における流体からダクト壁への熱伝達。 - プロセス。 Int Conf Subs Heat Storage, pp. 652-657, SCBR, ストックホルム |
| [12] | Sanner B.、Reuss M.、Mands E.、地熱応答試験 - 地熱プローブの重要な熱特性をその場で決定する方法。 – 地熱エネルギー 24/25.ゲースト、1999 |
| [13] | Skouby A地熱伝導率試験。 – in: SKOUBY, A., 適切なエンジニアリング + 熱的に強化されたグラウト = GeoExchange の節約.起源。 1998, 11-12 (98) p. 5【静水OK】 |
| [14] | Spitler J, Yavuzturk C, Jain N In-situ パラメータ推定モデルの改良と検証。 – ショートレポート。 OSU, スティルウォーター、OK, 1999 |
| [15] | Spitler JD, Yavuzturk C, Rees SJ, 地熱特性の現場測定。 pro Terrastock, シュトゥットガルト、2000 年、165 ～ 70 ページ。 |
| [16] | Van Gelder G.、Witte HJL, Kalma S.、Snijders A.、Wennekes RGA, 1999): 熱抽出による地下熱特性の現場測定。 - 会議議事録 OPET セミナー 建物の暖房および空調のための地熱ヒートポンプ、Cottbus, pp. 56-58, GtV, Geeste |
| [17] | VDI 4640-1地下の熱利用 - Part 1: 基礎、承認、環境側面 (地下の熱利用 - Part 1: 基礎、承認、環境側面) |
| [18] | VDI 4640-2地下の熱利用 - 地中熱利用ヒートポンプシステム (地中熱利用 - Part 2: 地中熱利用ヒートポンプシステム) |
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives ).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents ).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the WTO principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
ISO 17628 was prepared by European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee CEN/TC 341, Geotechnical investigation and testing, in collaboration with ISO Technical Committee ISO/TC 182, Geotechnics, Subcommittee SC 1, in accordance with the agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
1 Scope
This International Standard specifies requirements for the Geothermal Response Test (GRT). This test comprises the in situ determination of the thermal conductivity in saturated and unsaturated soil and rock in a heat exchanger installed in a borehole. For this test, liquid heat transfer media not subjected to phase changes are used.
The thermal conductivity is an important parameter used in the design of thermal storage and thermal exchange systems.
A Geothermal Response Test measures the temperature response to a thermal energy forcing of a borehole heat exchanger (BHE) or the extraction of thermal energy from a borehole. The temperature response is related to the thermal parameters of the ground and borehole filling material, such as thermal conductivity and borehole resistivity, and is therefore used to obtain estimated or derived values of these parameters.
This International Standard applies to heat exchangers installed in vertical or inclined boreholes with length up to e.g. 400 m and with a diameter of up to 200 mm.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
- ISO 14688-1, Geotechnical investigation and testing — Identification and classification of soil — Part 1: Identification and description
- ISO 14689-1, Geotechnical investigation and testing — Identification and classification of rock — Part 1: Identification and description
- ISO 22475-1, Geotechnical investigation and testing — Sampling methods and groundwater measurements — Part 1: Technical principles for execution
- EN 16228-1, Drilling and foundation equipment - Safety - Part 1: Common requirements
- EN 16228-2, Drilling and foundation equipment - Safety - Part 2: Mobile drill rigs for civil and geotechnical engineering, quarrying and mining
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 22475-1 and the following apply.
3.1
borehole heat exchanger
BHE
one or two U-tubes or one coaxial tube in a borehole through which the exchanger fluid circulates
Figure 1—Cross-section of examples of borehole heat exchanger tubes
| a) single U-tube | |
| b) double U-tube | c) coaxial tube |
Key
| r1 | borehole radius | λF | thermal conductivity of the annular space filling |
| ri | inner radius | λw | thermal conductivity of the inner borehole tube |
| ra | outer radius | λs | thermal conductivity of the outer borehole tube |
| ro | inner radius of the outer tube | λE | thermal conductivity of the ground |
| rs | outer radius of the outer tube | B | tube spacing |
Figure 2—Example of a borehole heat exchanger including annular space filling
Key
| 1 | heat exchanger outlet |
| 2 | heat exchanger inlet |
| 3 | borehole wall |
| 4 | annular space filling |
| 5 | connection |
| 6 | ground level |
3.2
geothermal response test
test to obtain the thermal conductivity
Bibliography
| [1] | Austin W., Development of an in-situ system for measuring ground thermal properties. – MSc-thesis. OSU, Stillwater, OK, 1998 |
| [2] | Bundesamts für Energie der Schweiz: Energieforschungsprogramm Umgebungswärme, Wärme-Kraft-Kopplung, Kälte - Schlussbericht, Dezember 2005, Anpassen der Druckprüfung nach DIN V 4279-7 für Erdwärmesonden aus Polyethylen |
| [3] | Choudary A., An approach to determine the thermal conductivity and diffusivity of a rock in situ. – PhD-thesis. OSU, Stillwater, OK, 1976 |
| [4] | Claesson J., Eskilson P., Conductive Heat Extraction to a deep Borehole, Geothermal Analysis and Dimensioning Rules. –. Energy. 1988, 13 (6) pp. 509–527 [Oxford] |
| [5] | Eklöf C., Gehlin S., 1996): TED – a mobile equipment for thermal response test. – 62 p., Master’s thesis 1996:198E, Luleå University of Technology |
| [6] | Gehlin S., 1998) Geothermal Response Test – In-situ measurements of thermal properties in hard rock. – Lic. thesis1998:37, Luleå University of Technology, Luleå |
| [7] | Hellström G., Ground Heat Storage, Geothermal Analysis of Duct Storage Systems, I. Theory. – 262 S., Dept. Mathematical Physics. University of Lund, Lund, 1991 |
| [8] | Hellström G., Fluid-to-ground thermal resistance in duct ground heat storage. –. Proc. Calorstock. 1994, 94 pp. 373–380 [Espoo/Helsinki] |
| [9] | Hellström G., Geothermal response test of a heat store in clay at Linköping, Sweden. –. Proc. Megastock. 1997, 97 pp. 115–120 [Sapporo] |
| [10] | Ingersoll L.R., Plass H.J., Theory of the ground pipe heat source for the heat pump. –. Heat. Piping Air Cond. 1948, 20 (7) pp. 119–122 [Chicago] |
| [11] | Mogensen P., 1983): Fluid to Duct Wall Heat Transfer in Duct System Heat Storages. – Proc. Int Conf Subs Heat Storage, S. 652-657, SCBR, Stockholm |
| [12] | Sanner B., Reuss M., Mands E., Geothermal Response Test – eine Methode zur in-situ-Bestimmung wichtiger thermischer Eigenschaften bei Erdwärmesonden. – Geothermische Energie 24/25. Geeste, 1999 |
| [13] | Skouby A., Geothermal Conductivity Testing. – in: SKOUBY, A., Proper Engineering + Thermally Enhanced Grouts = GeoExchange Savings. The Source. 1998, 11-12 (98) p. 5 [Stillwater OK] |
| [14] | Spitler J., Yavuzturk C., Jain N., Refinement and Validation of In-situ Parameter Estimation Models. – Kurzbericht. OSU, Stillwater, OK, 1999 |
| [15] | Spitler J.D., Yavuzturk C., Rees S.J., Situ Measurement of Ground Geothermal Properties. Proc. Terrastock, Stuttgart, 2000, pp. 165–70. |
| [16] | Van Gelder G., Witte H.J.L., Kalma S., Snijders A., Wennekes R.G.A., 1999): In-situ-Messung der thermischen Eigenschaften des Untergrunds durch Wärmeentzug. – Tagungsband OPET-Seminar Erdgekoppelte Wärmepumpen zum Heizen und Klimatisieren von Gebäuden, Cottbus, pp. 56- 58, GtV, Geeste |
| [17] | VDI 4640-1 Thermische Nutzung des Untergrunds - Blatt 1: Grundlagen, Genehmigungen, Umweltaspekte (Thermal use of the underground – Part 1: Fundamentals, approvals, environmental aspects) |
| [18] | VDI 4640-2 Thermische Nutzung des Untergrundes – Erdgekoppelte Wärmepumpenanlagen (Thermal use of the underground – Part 2: Ground source heat pump systems) |