Abstract The purpose of this paper is to present a new tool developed for the calculation and design of shallow closed-loop geothermal systems. Most of the available geothermal computer programs only allow to consider vertical heat exchangers configurations (i.e. single or double-U tubes), being the horizontal and helical designs excluded. As an attempt to fill this gap, GES–CAL tool, presented here, is capable of providing the complete design of all the most common configurations used in low enthalpy geothermal systems. This software was initially developed for its implementation in the region of Avila (Spain), including the most relevant results of previous author’s researches in this area. Throughout this work, the new software is deeply described and implemented in the calculation of three different study cases. Results of GES–CAL are complementary compared with the ones obtained from the most used geothermal software, EED (Earth Energy Designer). From the analysis of these results, it was possible to conclude that GES–CAL tool constitutes an optimal solution for planning a shallow geothermal system, but especially for those installations placed in the region of Avila. In this area, the well field can be designed in more precise way which results in lower drilling lengths and, hence, lower initial investments. The conclusions of this work indicate that GES–CAL offers remarkable advantages such as the automatic calculation of the space energy demand, the inclusion of all the heat exchanger configurations and an economic and environmental evaluation of the final geothermal solution.

中文翻译：

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GES-CAL：用于设计闭环地热能系统的新计算机程序

摘要 本文的目的是提出一种为浅层闭环地热系统的计算和设计而开发的新工具。大多数可用的地热计算机程序只允许考虑垂直换热器配置（即单或双 U 管），排除了水平和螺旋设计。作为填补这一空白的尝试，此处介绍的 GES-CAL 工具能够提供低焓地热系统中使用的所有最常见配置的完整设计。该软件最初是为在阿维拉（西班牙）地区实施而开发的，其中包括以前作者在该领域的研究的最相关结果。在整个工作中，新软件在三个不同的研究案例的计算中得到了深入的描述和实施。与从最常用的地热软件 EED（地球能源设计器）获得的结果相比，GES-CAL 的结果是互补的。根据对这些结果的分析，可以得出结论，GES-CAL 工具构成了规划浅层地热系统的最佳解决方案，尤其是对于那些位于阿维拉地区的装置。在该区域，可以以更精确的方式设计井场，从而缩短钻井长度，从而降低初始投资。这项工作的结论表明，GES-CAL 具有显着的优势，例如空间能源需求的自动计算、包含所有热交换器配置以及最终地热解决方案的经济和环境评估。EED（地球能源设计师）。根据对这些结果的分析，可以得出结论，GES-CAL 工具构成了规划浅层地热系统的最佳解决方案，尤其是对于那些位于阿维拉地区的装置。在该区域，可以以更精确的方式设计井场，从而缩短钻井长度，从而降低初始投资。这项工作的结论表明，GES-CAL 具有显着的优势，例如空间能源需求的自动计算、包含所有热交换器配置以及最终地热解决方案的经济和环境评估。EED（地球能源设计师）。根据对这些结果的分析，可以得出结论，GES-CAL 工具构成了规划浅层地热系统的最佳解决方案，尤其是对于那些位于阿维拉地区的装置。在该区域，可以以更精确的方式设计井场，从而缩短钻井长度，从而降低初始投资。这项工作的结论表明，GES-CAL 具有显着的优势，例如空间能源需求的自动计算、包含所有热交换器配置以及最终地热解决方案的经济和环境评估。但特别是对于那些放置在阿维拉地区的装置。在该区域，可以以更精确的方式设计井场，从而缩短钻井长度，从而降低初始投资。这项工作的结论表明，GES-CAL 具有显着的优势，例如空间能源需求的自动计算、包含所有热交换器配置以及最终地热解决方案的经济和环境评估。但特别是对于那些放置在阿维拉地区的装置。在该区域，可以以更精确的方式设计井场，从而缩短钻井长度，从而降低初始投资。这项工作的结论表明，GES-CAL 具有显着的优势，例如空间能源需求的自动计算、包含所有热交换器配置以及最终地热解决方案的经济和环境评估。