Modelowanie transportu ciepła i masy w rurze gruntowego wymiennika ciepła

• Autorzy: Wołoszyn J.

Warianty tytułu

EN

Heat and mass transport modeling in the ground heat exchanger pipe

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki numerycznego modelowania transportu ciepła i masy w rurach wymiennika stosowanego jako dolne źródło pompy ciepła. Technologia pomp ciepła jest ciągle rozwijającym się tematem prac badawczych w Polsce i na świecie. Ze względu na znaczne koszty inwestycyjne, w szczególności w przypadku dużych instalacji, niezwykle ważne staje się odpowiednie dobranie wymiennika dolnego źródła ciepła. Celem pracy jest porównanie procesu wymiany ciepła w rurach gładkich i z generatorami zawirowań. Przedstawiona praca zawiera wyniki numerycznego modelowania przepływu burzliwego z wymianą ciepła w rurach wymiennika, wykorzystując uśrednienie Reynoldsa dla stanu pseudoustalonego (RANS).

EN

This paper presents the results of heat and mass transport numerical modelling in the heat exchanger tubes used as a heat source in heat pump technology. Heat pump technology is constantly evolving topic of research in Poland and in the world. It is extremely important to appropriate design of heat source exchanger, due to the high investment costs particularly for large investments. The aim of the research is to compare the process of heat and mass transport in heat exchanger tubes with turbulence generators and without it. This paper presents the results of numerical modelling of turbulent flow with heat exchange in the heat exchanger tubes, using Reynolds Averaged Navier-Stokes equation (RANS).

Słowa kluczowe

PL

modelowanie transportu ciepła; modelowanie transportu masy; gruntowy wymiennik ciepła; CFD; otworowy wymiennik ciepła

EN

heat transport modelling; mass transport modelling; ground heat exchanger; CFD; borehole heat exchanger

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 29, nr 60
• Strony: 80--87
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Wołoszyn J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Systemów Energetycznych i Urządzeń Ochrony Środowiska

Bibliografia

• 1. Ansys 15.0 Documentation.
• 2. Badur J., Wiśniewski A.: Dociążanie obiegu energetycznego elektrociepłowni z wykorzystaniem urządzeń chłodniczych i pomp ciepła. Ciepło skojarzone komfort zimą i latem – trójgeneracja. Gdańsk: Wyd. IMP PAN, 2005, s. 101-128.
• 3. Blazek J.: Computational fluid dynamics: principles and applications, 2nd. ed. Amsterdam: Elsevier, 2005. ISBN 987-0-08-044506-9.
• 4. Dincer I., Rosen M.A.: Thermal energy storage systems and applications. Chichester: John Wiley & Sons, 2002. ISBN 978-0-470-74706-3.
• 5. Gołaś A., Wołoszyn J.: Analiza rozkładu pola temperatury w gruntowych wymiennikach ciepła. „Modelowanie Inżynierskie” 2011, nr 41, s. 107-114.
• 6. Hanuszkiewicz-Drapała M.: Modelowanie zjawisk cieplnych w gruntowych wymiennikach ciepła pomp grzejnych z uwzględnieniem oporów przepływu czynnika pośredniczącego. „Modelowanie Inżynierskie” 2009, nr 38, s. 57-68.
• 7. Hanuszkiewicz-Drapała M., Składzień J.: Heating system with vapour compressor heat pump and vertical U-tube ground heat exchanger. „Archives of Thermodynamics” 2010, No. 4, Vol. 31, p. 93-110.
• 8. Hanuszkiewicz-Drapała M., Składzień J.: Operation characteristics of heat pump systems with ground heat exchangers. „Heat Transfer Engineering” 2012, Vol. 33, p. 629-641.
• 9. Khalajzadeh V., Heidarinejad G., Srebric J.: Parameters optimization of a vertical ground heat exchanger based on response surface methodology. „Energy and Buildings” 2011, Vol. 43, p. 1288-1294.
• 10. PORT PC: Wytyczne projektowania, wykonania i odbioru instalacji z pompami ciepła. Kraków 2013.
• 11. Szajding A.: Identyfikacja warunków brzegowych wymiany ciepła podczas przepływu płynu przez rury obustronnie żebrowane. Rozprawa doktorska. Kraków: AGH, 2011.
• 12. The Dow Chemical Company: A Guide to Glycols. http://www.dow.com, dostęp: 20.01.2016.
• 13. Wołoszyn J., Gołaś A.: Modelling of a borehole heat exchanger using a finite element with multiple degrees of freedom. „Geothermics” 2013, Vol. 47, p. 13-26.
• 14. Wołoszyn J., Gołaś A.: Sensitivity analysis of efficiency thermal energy storage on selected rock mass and grout parameters using design of experiment method. „Energy Conversion and Management” 2014, Vol. 87, p. 1297-1304.
• 15. Zimny J., Michalak P., Szczotka K.: Ecological school building heating using a hybrid heating system: heat pump and gas boiler: the concept, implementation, operation. „Polish Journal of Environmental Studies” 2011, No. 4A, Vol. 20, p. 351-355.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).