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Análisis de rendimiento de intercambiadores de calor horizontales Slinky para un sistema de bomba de calor geotérmica

Autores: Ali, Md. Hasan; Kariya, Keishi; Miyara, Akio

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2017

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Acceso abierto

Artículo científico
2017

Análisis de rendimiento de intercambiadores de calor horizontales Slinky para un sistema de bomba de calor geotérmica


Categoría

Ciencias Medioambientales

Subcategoría

Ciencia y tecnología de los recursos naturales

Palabras clave

Rendimiento térmico
Intercambiadores de calor en el suelo
Tasas de flujo másico
Extracción de calor
Temperatura del suelo
Operación intermitente

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 20

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento destaca el rendimiento térmico de los intercambiadores de calor horizontales en espiral (HGHE) reclinados (paralelos a la superficie del suelo) y de pie (perpendiculares a la superficie del suelo) con diferentes caudales de agua en el modo de calefacción de operaciones continuas e intermitentes. Se seleccionó un tubo de cobre con una superficie exterior protegida con polietileno de baja densidad como material del tubo del intercambiador de calor del suelo. Se discuten los efectos sobre la temperatura del suelo alrededor del HGHE reclinado debido a la extracción de calor y el efecto de la variación de las temperaturas del suelo en el rendimiento del HGHE reclinado. Se experimentó una mayor tasa de intercambio de calor en el HGHE de pie que en el HGHE reclinado. El HGHE de pie se vio afectado por una temperatura del suelo más profunda y también por una mayor cantidad de arena rellenada en el HGHE de pie (4.20 m) que en el HGHE reclinado (1.58 m), que tiene una conductividad térmica más alta que el suelo del sitio. Para un caudal de 1 L/min con una temperatura de entrada del agua de 7 grados C, las tasas promedio de extracción de calor durante 4 días aumentaron un 45.3% y un 127.3%, respectivamente, cuando las temperaturas promedio iniciales del suelo a 1.5 m de profundidad alrededor del HGHE reclinado aumentaron de 10.4 grados C a 11.7 grados C y de 10.4 grados C a 13.7 grados C. En el caso de la operación intermitente, que mejoró el rendimiento térmico, un intervalo de tiempo corto de operación intermitente es mejor que un intervalo de tiempo largo de operación intermitente. Además, desde el punto de vista del consumo de energía por la bomba de circulación, la operación intermitente es más eficiente que la operación continua.

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