Validación de datos experimentales de dos pruebas de respuesta térmica in situ, mediante modelación numérica

Abstract

Una Prueba de Respuesta Térmica (TRT) proporciona datos valiosos para el uso de la energía geotérmica para los sistemas HVAC de los edificios que utilizan los pilotes de cimentación como elementos intercambiadores de calor, siendo ésta una alternativa sostenible y respetuosa con el medio ambiente. Este trabajo presenta los resultados de un código Matlab® de diferencias finitas, que se implementó para la solución simultánea de ecuaciones diferenciales parciales, que describen la transferencia de calor desde una pila geotérmica o un pozo geotérmico al suelo circundante. Esta solución numérica permite la validación de datos experimentales obtenidos de dos pruebas de TRT realizadas en México. Con base en los resultados obtenidos, se determinó que el modelo numérico implementado permitió representar correctamente los datos experimentales de dos pruebas de TRT, una realizada en una pila de energía y la otra ejecutada directamente en el suelo (en un pozo geotérmico). Adicionalmente, se utilizó el modelo numérico programado para obtener curvas de isovalores, con las cuales es posible evaluar la distribución de temperaturas en el suelo en cualquier momento de una prueba TRT de interés. También se realizó un análisis paramétrico para observar el impacto de la conductividad térmica y la difusividad térmica en el fenómeno de transferencia de calor en un suelo.