Czasopismo | CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA | Rocznik 2016 - zeszyt 11

Parametryczna analiza porównawcza sond gruntowych współpracujących z pompami ciepła

10.15199/9.2016.11.3

nr katalogowy: 102185
10.15199/9.2016.11.3

W artykule przedstawiono modele numeryczne pracy sond gruntowych typu U oraz pierścieniowej. Modele zweryfikowano, porównując obliczone parametry pracy z wynikami własnych badań eksperymentalnych sond rzeczywistych o głębokości 30 m i standardowych parametrach geometrycznych i przepływowych. Wyniki obliczeń dały zadowalającą dokładność - rozbieżność wyniosła 4% oraz 19% odpowiednio dla sondy typu U i pierścieniowej. Opracowane modele wykorzystano do obliczeń oporu cieplnego i hydraulicznego sondy typu U i pierścieniowej o głębokości 30 m. Obliczenia wykonano przy stałych wartościach średnicy odwiertu i strumieniu masy czynnika roboczego oraz zmiennych średnicach ramion U-rury oraz rury zewnętrznej i wewnętrznej wymiennika pierścieniowego. Otrzymane wyniki pokazały, że zwiększenie średnic rur obu wymienników skutkuje mniejszymi wartościami oporu cieplnego Ref i hydraulicznego ΔpL. W zakresie analizowanych geometrii U-rury osiągały Ref = 0,0612 K·m/W i ΔpL = 150,47 Pa/m, a wymienniki pierścieniowe charakteryzował o 94% niższy opór hydrauliczny wynoszący ΔpL = 9,05 Pa/m i podobna wartość oporu cieplnego Ref = 0,071 K·m/W. Przeanalizowano efekt bocznego przewodzenia ciepła w sondach gruntowych. Wyeliminowanie bocznego efektu cieplnego zmniejsza opór cieplny o <1% w porównaniu z wymiennikami standardowymi.1. Wprowadzenie Pompy ciepła wykorzystujące ciepło z gruntu znajdują w warunkach krajowych coraz większe zastosowanie [16]. Niskoparametrowe ciepło gruntu dostarczane jest do parowacza takiej pompy przez czynnik pośredniczący (glikol lub solankę), przepływający wcześniej przez wymiennik umieszczony w gruncie i ogrzewający się w nim. Wymiennik ten może być instalowany w pozycji poziomej (na głębokości 1,2 m-2 m) lub pionowej (nawet do 250 m głębokości). Wymienniki pionowe (sondy gruntowe) charakteryzują się korzystniejszymi parametrami eksploatacyjnymi i mniejszym zapotrzebowaniem na powierzchnię dział[...]

Bibliografia

[1] Acuna Jose. “Distributed thermal response tests - New insights on U-pipe and Coaxial heat exchangers in groundwater-filled boreholes". KTH School of Industrial Engineering and Management: Sztokholm. 2013.
[2] Andrews R. V. 1955. “Solving conductive heat transfer problems with electrical-analog shape factors". Chemical Engineering Process 51(2): 67.
[3] Beier Richard A. i inni. 2013. “Borehole resistance and vertical temperature profiles in coaxial borehole heat exchangers". Applied Energy 102(2): 665-675.
[4] Beier Richard, A. i inni. 2012. “Vertical temperature profiles and borehole resistance in a U-tube borehole heat exchanger". Geothermics 44 (10): 23-32.
[5] Białko B., Z. Królicki, S. Sandler, B. Zajączkowski. 2014. “Analiza modyfikacji konstrukcyjnych wybranych sond gruntowych do sprężarkowych pomp ciepła". Chłodnictwo & Klimatyzacja 4(184): 26-30.
[6] Carslaw H. S. i J. C. Jaeger “Conduction of Heat in Solids". Oxford Science Publications. Great Britain. 1955.
[7] De Carli Michele i inni]. 2010. “A computational capacity resistance model (CaRM) for vertical ground-coupled heat exchangers". Renewable Energy 35(7): 1537-1550.
[8] Farouki O. T.1981. “Thermal properties of soils“. United States Army Corps Of Engineers: Cold Regions Research and Engineering Laboratory. Hanover, New Hampshire, U.S.A.
[9] Kostowski E. i inni. "Zbiór zadań z przepływu ciepła". Wydawnictwo Politechniki Śląskiej: Gliwice. 2003.
[10] Li Yong i inni. 2014. “Evaluation of thermal short-circuiting and influence on thermal response test for borehole heat exchanger". Geothermics 50(4): 136-147.
[11] Monzo P. M. 2011. “Comparison of different Line Source Model approaches for analysis of Thermal Response Test in a U-pipe Borehole Heat Exchanger". KTH School of Industrial Engineering and Management:- Sztokholm.
[12] Platell Peter. 2006. “Developing work on ground heat exchangers". ECOSTOCK Conference Proceedings: New Jersey .
[13] Rehau. 2012. "Dolne źródła ciepła Raugeo do pomp ciepła. Informacja techniczna".
[14] Shah R. K., A. L. London.1978. “Laminar flow convection in ducts: a source book for compact heat exchanger analytical data". Academic Press: Nowy Jork.
[15] Shah R. K., D.P. Sekulic. 2003. "Fundamentals of heat exchanger design". Jon Wiley & Sons: Nowy Jork.
[16] Smuczyńska M. 2011. "Rynek pomp ciepła w Polsce". InstalReporter Luty(3): 16-20.
[17] Wood C. J., H. Liu i S. B. Riffat. 2012. “Comparative performance of ‘U-tube’ and ‘coaxial’ loop designs for use with a ground source heat pump". Applied Thermal Engineering 37(5): 190-195.
[18] Zanchini E., S. Lazzari i A. Priarone. 2010. "Effects of flow direction and thermal short-circuiting on the performance of small coaxial ground heat exchangers". Renewable Energy 35(6): 1255-1265.
[19] Zeng H., N. Diao i Z. Fang. 2003. “Heat transfer analysis of boreholes in vertical ground heat exchangers". International Journal of Heat and Mass Transfer 46(23): 467-4481.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 102185 "Parametryczna analiza por..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - e-zeszyt (pdf) 2016-11 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	30.00 zł

Prenumerata

CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Promocja
Nowość

360.00 zł

CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - papierowa prenumerata roczna	432.00 zł brutto 400.00 zł netto 32.00 zł VAT (stawka VAT 8%)
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

474.00 zł

CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	552.00 zł brutto 511.11 zł netto 40.89 zł VAT (stawka VAT 8%)

552.00 zł

Zeszyt

2016-11

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma