Análisis de Corto Período de Operación de Intercambiadores de Calor Geotérmicos Horizontales
Autores: Selamat, Salsuwanda; Miyara, Akio; Kariya, Keishi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2015
Acceso abierto
Artículo científico
2015
Análisis de Corto Período de Operación de Intercambiadores de Calor Geotérmicos Horizontales
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Ciencia y tecnología de los recursos naturales
Palabras clave
Bomba de calor geotérmica
Rendimiento térmico
Simulación numérica
Configuración horizontal
Tasa de intercambio de calor
Trabajo de circulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Los sistemas de bombas de calor geotérmicas (GSHP) han demostrado tener una mayor eficiencia en comparación con los sistemas de bombas de calor de aire convencionales para aplicaciones de calefacción y refrigeración de espacios. Si bien los intercambiadores de calor verticales (GHE) son favorables en la instalación de GSHP, este tipo de configuración requiere mayores costos de capital en comparación con la configuración horizontal. Se ha utilizado simulación numérica para predecir con precisión el rendimiento térmico de los GHE. En este documento, se discute el análisis numérico del rendimiento térmico de los lazos GHE horizontales en diferentes orientaciones y modos de operación. Se encontró que la orientación del lazo no es tan importante debido al poco efecto que tiene en el rendimiento térmico. Mientras que la tasa media de intercambio de calor del lazo de cobre aumenta un 48% en comparación con el lazo de HDPE, el análisis respalda la afirmación común de que la tasa de intercambio de calor está predominantemente limitada por la conductividad térmica del suelo. Con la misma cantidad de trabajo de circulación, la tasa media de intercambio de calor aumenta entre un 83% y un 162% cuando se opera en lazos paralelos. El rendimiento en estas operaciones se puede optimizar aún más con un aumento del 10% al 14% cuando se proporciona espacio entre los lazos adyacentes. El espacio ayuda a minimizar la interferencia del flujo de calor que penalizaría el rendimiento térmico general.
Descripción
Los sistemas de bombas de calor geotérmicas (GSHP) han demostrado tener una mayor eficiencia en comparación con los sistemas de bombas de calor de aire convencionales para aplicaciones de calefacción y refrigeración de espacios. Si bien los intercambiadores de calor verticales (GHE) son favorables en la instalación de GSHP, este tipo de configuración requiere mayores costos de capital en comparación con la configuración horizontal. Se ha utilizado simulación numérica para predecir con precisión el rendimiento térmico de los GHE. En este documento, se discute el análisis numérico del rendimiento térmico de los lazos GHE horizontales en diferentes orientaciones y modos de operación. Se encontró que la orientación del lazo no es tan importante debido al poco efecto que tiene en el rendimiento térmico. Mientras que la tasa media de intercambio de calor del lazo de cobre aumenta un 48% en comparación con el lazo de HDPE, el análisis respalda la afirmación común de que la tasa de intercambio de calor está predominantemente limitada por la conductividad térmica del suelo. Con la misma cantidad de trabajo de circulación, la tasa media de intercambio de calor aumenta entre un 83% y un 162% cuando se opera en lazos paralelos. El rendimiento en estas operaciones se puede optimizar aún más con un aumento del 10% al 14% cuando se proporciona espacio entre los lazos adyacentes. El espacio ayuda a minimizar la interferencia del flujo de calor que penalizaría el rendimiento térmico general.