Warmtecapaciteit
Achtergrond
De (volumetrische) warmtecapaciteit is een thermische eigenschap van een materiaal. De warmtecapaciteit bepaalt de hoeveelheid energie die nodig is om 1 kubieke meter materiaal 1 Kelvin (of °C) in temperatuur te doen stijgen. Het symbool is C en de eenheid J/Km³ (Joules per Kelvin per kilogram).
Een hoge volumetrische warmtecapaciteit van de bodem in gunstig, doordat er minder ondergrondse ruimte is om een bepaalde hoeveelheid energie op te slaan en een kleiner opslagvolume leidt tot minder warmteverliezen.
Bepalen van de warmtecapaciteit
De warmte van een gesloten bodemenergie systeem wordt opgeslagen in zowel het sediment als het grondwater. De totale warmtecapaciteit kan dus worden ingeschat op basis van de gewogen gemiddeldes van de warmtecapaciteiten van de verschillende materialen:
Ch = (2,7φo + 1,9φm + 4,2φw)
Waar:
Ch : Warmtecapaciteit van de bodem over een bepaalde horizont (MJ/Km³);
φo : Volumefractie organische stof;
φm : Volumefractie minerale delen;
φw : Volumefractie vocht.
Op basis van beschikbare boorgegevens kan de volumetrische warmtecapaciteit over de gehele diepte van de bodemwarmtewisselaar (Cp) worden bepaald door op basis van het gewogen gemiddelde:
Hier is Ch de warmtecapaciteit en Dh de dikte van horizont h.
Daarnaast kan de warmtecapaciteit (en de warmtegeleidingscoëfficiënt) van elke horizont ingeschat worden op basis van het type en de verzadiging van het sediment aan de hand van onderstaande tabel:
Tabel 1 – karakteristieke waarden van de warmtegeleidingscoëfficiënt en de warmtecapaciteit
op basis van het sedimentstype en de verzadiging van de bodem.
