Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Porównanie systemów gruntowych pomp ciepła z odparowaniem pośrednim i bezpośrednim

Sandler S., Królicki Z., Białko B.

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2017

|

T. 48, nr 6

246--252

PL

W artykule przedstawiono wyniki symulacji pracy wymienników typu U pracujących w systemie bezpośrednim i pośrednim o głębokości 50 m. Model opisujący pracę sondy pionowej typu U z odparowaniem bezpośrednim w stanie ustalonym [5] uzupełniono procedurą wyznaczania temperatury ścianki, wpływ siły grawitacji na zmianę ciśnienia w wymienniku oraz sposób wyznaczenia stopnia wypełnienia kanału. Założono standardowe wymiary geometryczne każdej z sond i standardowe wartości masowego natężenia przepływu czynnika, które wyniosły odpowiednio 0,014 kg/s i 0,51 kg/s dla sondy z odparowaniem bezpośrednim i pośrednim. Z analizy porównawczej otrzymanych rezultatów wynika, że w tych samych warunkach geologicznych sonda pracująca w systemie pośrednim charakteryzuje się 8-krotnie większymi spadkami ciśnienia oraz o 24% mniejszą mocą cieplną. W analizowanych warunkach oba systemy charakteryzują się podobną wartością współczynników efektywności grzejnej COP ≈ 3,65. Uzyskane rezultaty wskazują też, że zwiększenie stopnia suchości pary w wymienniku z odparowaniem bezpośrednim nie jest funkcją liniową jego długości.

EN

In this paper simulation results of U-pipe ground borehole heat exchangers (GBHEs) operation with direct and indirect evaporation and the depth of 50 m are presented. The model of De Carli et al. [5], which describes a steady-state U-pipe ground borehole heat exchanger (GBHE) operation with direct evaporation, is extended to include an algorithm for pipe wall temperature and vapor volume fraction determination and to take into account the varying impact of gravity on pressure drop occurring in the heat exchanger. Standard geometry is assumed for each heat exchanger as well as standard mass flow rate with the value of 0.014 kg/s and 0.51 kg/s for heat exchanger with direct and indirect evaporation respectively. Comparative analysis of the obtained results has shown that under identical geological conditions the U-pipe with indirect evaporation has 8 times higher pressure drop and 24% lower heat exchange. Under the analyzed operating conditions coefficients of performance (COP) of heat pumps coupled with direct and indirect heat exchangers have similar values with COP of approx. 3.65. Results have also indicated that the vapor quality does not increase linearly with the length of a direct evaporation heat exchanger.

2

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.

3

Analiza możliwości zastosowania czynników HFO w termosyfonowych wymiennikach ciepła stosowanych do odzyskiwania ciepła odpadowego z instalacji sanitarnych

Wojtasik K., Wlaźlak A., Zajączkowski B., Sandler S.

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2016

|

T. 47, nr 9

365--369

PL

Przedstawiono dynamiczny model różniczkowy pracy termosyfonowego wymiennika ciepła (TWC) odzyskującego ciepło odpadowe z tzw. ścieków szarych, stanowiących dolne źródło pompy ciepła. Model umożliwia symulację pracy TWC z różnymi czynnikami roboczymi oraz w zmiennym zakresie temperatury. Ze względu na dominujący wpływ nośnika ciepła na efektywność transportu ciepła w termosyfonie porównano efekty stosowania HFO 1234yf oraz HFO 1234ze(E), jako potencjalnych zamienników HCF 134a, Analizie poddano strumienie ciepła odbierane przez parowacz oraz liczbę rur ciepła niezbędną do przekazania wymaganego strumienia ciepła w zależności od zastosowanego czynnika roboczego.

EN

The paper presents analysis of thermosyphon heat exchanger (TWC) for energy recovery from grey water, which is used as a low temperature heat source of a heat pump. The differential dynamic model was used to simulate the working parameters of the device with different working fluids and variable temperature range. Due to working fluid domination on TWC eficiency R134a refrigerants and its potential replacements - R1234yf and R1234ze(E) were analyzed. Heat fluxes absorbed in evaporator and the number of heat pipes needed to transfer required amount of heat were calculated and compared.