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Características térmicas del intercambiador de calor de suelo con bobina en espiral y nervaduras inclinadas dobles discretas

Autores: Ariwibowo, Teguh Hady; Miyara, Akio

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Características térmicas del intercambiador de calor de suelo con bobina en espiral y nervaduras inclinadas dobles discretas


Categoría

Ciencias Medioambientales

Subcategoría

Ciencia y tecnología de los recursos naturales

Palabras clave

Intercambiador de calor geotérmico
Rendimiento térmico
Bobina DDIR
Caudal
Tasa de transferencia de calor
Mezcla térmica

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 23

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El intercambiador de calor de suelo tipo slinky (GHE) es el GHE de tipo horizontal más utilizado, sin embargo, este GHE tiene una bobina de baja curvatura. El GHE tiene una mala mezcla térmica, especialmente a un bajo caudal. A este caudal, el intercambiador de calor de bobina tiene un rendimiento similar al de un intercambiador de calor de tubo recto. Las costillas dobles inclinadas discretas (DDIR) son bien conocidas por su buena mezcla térmica al generar un vórtice en tubos rectos. En este artículo, se discute un análisis numérico del rendimiento térmico de la bobina simple y la bobina DDIR. Se encontró que el rendimiento térmico de la bobina DDIR era ligeramente superior al de la bobina simple en flujo laminar. En flujo turbulento, la bobina DDIR fue superior a la bobina simple solo en los primeros 149 minutos de operación. El análisis de los primeros 60 minutos muestra que en flujo laminar, la tasa promedio de transferencia de calor en la bobina simple es de 59 W/m y en la bobina DDIR es de 60.1 W/m. En flujo turbulento, la tasa promedio de transferencia de calor es de 62 W/m, y la bobina simple es de 62.3 W/m. El material de la bobina DDIR de cobre produjo una mejor tasa de transferencia de calor que el de compuesto y polietileno de alta densidad (HDPE). La arcilla arenosa tiene la tasa de transferencia de calor más alta. La influencia de la conductividad térmica del suelo en el rendimiento del GHE es más dominante que la convección en la bobina DDIR.

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