Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modelowanie transportu ciepła i masy w podziemnym sezonowym magazynie energii termicznej

Wołoszyn J.

Modelowanie Inżynierskie

|

2018

|

T. 36, nr 67

91--98

PL

W pracy przedstawiono wyniki numerycznego modelowania transportu ciepła i masy w podziemnym magazynie energii termicznej. Podziemny magazyn energii stanową górotwór o określonej pojemności cieplnej oraz otworowe wymienniki ciepła o konstrukcji pojedynczej U-rurki, łączące magazyn z odbiorcą. Obiektem badań jest podziemny magazyn energii termicznej od kilku lat pracujący w instalacji dostarczającej ciepło do osiedla domów jednorodzinnych w miejscowości Okotoks w Kanadzie. Celem pracy jest opracowanie numerycznego modelu transportu ciepła i masy w magazynie oraz określenie efektywności magazynu w perspektywie kilkunastu lat eksploatacji. Analizie poddano piętnaście lat eksploatacji podziemnego magazynu energii. Do realizacji celu pracy zastosowano pakiet ANSYS oraz nowy element skończony o wielu stopniach swobody (MDF). W pracy przedstawiono wyniki w postaci rozkładów temperatury w magazynie dla cyklu magazynowania i odbioru energii oraz określono efektywność magazynu w każdym roku eksploatacji.

EN

The paper presents the results of numerical modelling of heat and mass transport in the seasonal underground thermal energy storage. The underground thermal energy storage consisted of two basic elements: a geological medium guaranteeing thermal capacity of the storage, and a single U-tube borehole heat exchanger, which links energy storage with the consumer. The object of the research is the underground thermal energy storage in Okotoks, Canada which has worked as heat distribution system for a single-family houses for several years. The aim of this work is to developed the numerical model of heat and mass transport in the energy storage and determine the long-term efficiency of the thermal energy storage. Fifteen years of operation of the underground thermal energy storage were analysed. The ANSYS package with a new finite element with multi degree of freedom (MDF) were used to achieve the aim of this work. The paper presents the results in the form of temperature distributions in the whole computational domain during charging and discharging period and the storage efficiency for each year of simulation.

2

Analysis of energy transfer between pipes of U-type borehole heat exchanger

Złotkowski A., Druzgała A., Zeljaś D.

AGH Drilling, Oil, Gas

|

2017

|

Vol. 34, no. 4

843--853

EN

Use of low-temperature energy accumulated in the ground for heating buildings requires the borehole heat exchangers. The amount of heat exchanged (by the heat exchanger with the urethane) depends on the construction material parameters used to make the exchanger. One of the problems with the efficiency of the heat exchanger is the amount of heat transferred between the borehole pipes. This phenomenon can be described using numerical simulations or by studying a laboratory model. This article shows the results of laboratory measurements of the heat flux permeating between the pipes of the heat exchanger.

3

A study of hydraulic characteristic for borehole heat exchangers

Śliwa T., Jaszczur M., Kruszewski M., Sapińska-Śliwa A., Bieda A., Kowalski T., Złotkowski A.

AGH Drilling, Oil, Gas

|

2017

|

Vol. 34, no. 1

123--139

EN

Thermal Response Test (TRT) is a standard test performed in borehole heat exchangers (BHE), which provides thorough understanding of thermal parameters of surrounding rock mass. Following work consists of calculations for hydraulic power and pressure losses along the BHE’s length. Analysis was carried out in eight BHE’s with different diameters, lengths and heat carriers in various areas throughout Poland. In accordance with TRT results, potential power exchanged between BHE and rock mass was determined. In order to find relations between pressure losses and volumetric flow rate, hydraulic tests in average static temperature of rock mass and during heating period were investigated. Proportions between hydraulic power and total power exchange with rock mass are also presented in following research.

4

Modelowanie transportu ciepła i masy w rurze gruntowego wymiennika ciepła

Wołoszyn J.

Modelowanie Inżynierskie

|

2016

|

T. 29, nr 60

80--87

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).

5

Badanie wpływu wybranych parametrów konstrukcyjnych i materiałowych na głębokość otworowego wymiennika ciepła

Wołoszyn J.

Modelowanie Inżynierskie

|

2016

|

T. 27, nr 58

139--144

PL

Szacuje się, że rynek pomp ciepła w Polsce to około 20 tysięcy sztuk w 2014 roku, z czego 25% to pompy ciepła z otworowymi wymiennikami ciepła jako dolnym źródłem. Znaczące koszty inwestycji to wykonanie dolnego źródła ciepła. Wobec powyższego badania wpływu parametrów materiałowych, konstrukcyjnych i eksploatacyjnych na głębokość wymiennika nabierają dużego znaczenia. Celem pracy jest przeprowadzenie badań wpływu rozstawu U-rur w wymienniku i przewodności cieplej materiału uszczelniającego na projektowaną głębokość wymiennika. W pracy zastosowano oprogramowanie EED bazujące na numerycznym modelu Eskilsona. Zastosowana technika planowania eksperymentu i metodologia powierzchni odpowiedzi pozwoliła zredukować liczbę eksperymentów numerycznych.

EN

It is estimated that the market of heat pumps in Poland are about 20 thousand units per year in 2014 of which 25% are the heat pumps with borehole heat exchangers as heat source exchanger. Significant investment costs are the build of the heat source. Research the influence of design, materials and operating parameters on borehole heat exchanger depth becomes of great importance. The aim of this paper is to investigate distance between pipes axes of U-tubes in the borehole heat exchangers and thermal conductivity of grout material on calculated heat exchanger depth. To achieve the research aim the EED software was used, which is based on Eskilson numerical model. The used design of experiment technique and response surface methodology allowed to reduce the number of numerical experiments.

6

Parametryczna analiza porównawcza sond gruntowych współpracujących z pompami ciepła

Sandler S., Białko B.

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2016

|

T. 47, nr 11

455--461, 470

PL

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 o 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 ∆pL. W zakresie analizowanych geometrii U-rury osiągały Ref= 0,0612 K∙m/W i ∆pL = 150,47 Pa/m, a wymienniki pierścieniowe charakteryzował o 94% niższy opór hydrauliczny wynoszący ∆pL = 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.

EN

In this paper we propose a numerical model of U-pipe and annular BHE operation. The proposed models have been verified by comparing calculated operational parameters with our own experimental study of actual heat exchangers of 30-m depth and standard geometric and flow characteristics. Results show sufficient agreement - the discrepancy is 4% and 19% for U-pipe and annular BHE cases, respectively. The proposed models are used for determination of thermal and hydraulic resistances of U-pipes and annular BHEs with the depth of 30 m. Calculations are performed under constant borehole diameter and mass flow rate of the working fluid and varying diameters of U-pipe legs and external/internal pipes of the annular BHE. Obtained results show that increasing pipe sizes for both U-pipe and annular heat exchangers causes the thermal resistance Ref and the hydraulic resistance ∆pL to fall. Within the range of analyzed parameters the most effective U-pipe geometry has Ref of 0.0612 K m/W and ∆pL = 150.47 Pa/m, and the most effective annular BHE has a 94% lower hydraulic resistance (∆pL = 9.05 Pa/m) and similar thermal resistance of 0.071 K∙m/W. The effect of thermal shunting on BHE operation is also studied. Eliminating thermal shunting yields less than 1% lower thermal resistance compared to standard BHEs.

7

The analysis of heating output evaluation methods for borehole heat exchangers

Śliwa T., Grygieńcza A., Bieda A., Sapińska-Śliwa A., Gonet A., Jaszczur M., Kowalski T.

AGH Drilling, Oil, Gas

|

2016

|

Vol. 33, no. 3

579--594

EN

Projects involving borehole heat exchangers more often need to undergo a series of tests before implementation. Inserted pipes and cement in the borehole may have diff erent thermal properties. Until recently, such values were determined in approximate, based on values taken from the literature. Special methods are used more often to perform this type of work in order to correctly determine the properties of a borehole heat exchanger. The aim of the study was to present an analysis of thermal properties of borehole heat exchangers with the main emphasis on parameters such as thermal conductivity and thermal resistance. The analyzed data was obtained through the use of three methods:– analysis of the lithological profi le with rock conductivity based on the literature,– analysis of natural temperature profi le in aborehole heat exchanger (logger NIMO-T),– thermal response test.