Orinio grunto šilumos kolektoriaus modeliavimas

Abstract

Darbas skirtas orinių grunto šilumos kolektorių, kurie dažniausiai yra naudojami pasyviam patalpų ventiliavimui atlikti ir šilumos siurblių efektyvumui didinti, kompiuteriniam modeliavimui. Darbą sudaro trys pagrindinės dalys. Pirmojoje darbo dalyje yra apžvelgiama mokslinė literatūra darbo tema, aptariamas ir išsiaiškinamas orinio grunto kolektoriaus veikimas, galimos sistemų konfigūracijos ir panaudojimo galimybės. Šioje darbo dalyje taip pat aprašomi pagrindiniai veiksniai, kurie įtakoja grunto temperatūrą, o kartu ir orinio grunto šilumos kolektoriaus darbo efektyvumą, apžvelgiama, su kokiomis problemomis yra susiduriama naudojant tokio tipo kolektorius. Antrojoje darbo dalyje yra nagrinėjama šilumos mainų teorijoje aprašomi šilumos perdavimo mechanizmai, pagrindiniai šilumos mainų procesai vykstantys kolektoriuje. Šioje darbo dalyje yra išvedamos lygtys, kurios yra taikomos orinio grunto šilumos kolektoriaus modelyje. Trečiojoje darbo dalyje yra analizuojami ir aprašomi modeliavimo rezultatai, lyginamas dviejų darbe taikomų modelių rezultatų atitikimas, pateikiamos išvados.

The main aim of the master thesis is to simulate the work of earth-to-air heat exchangers which are mostly used for the passive indoor ventilation and to explore the possibilities to increase the efficiency of the heat pump work. The thesis is composed of three main parts. In the first part the review of scientific literature on the topic is given: the principle of earth-to-air heat exchangers operating is overviewed, possible system configurations and utilization are discussed. After analyzing the main factors that affect the temperature of the soil and, at the same time, the efficiency of earth-to-air heat exchangers, major problems related to the use of these type collectors are identified. In the second part of the thesis the basic heat transfer mechanisms and process described in heat transfer theory and ongoing in the collector are analyzed. The derivatives of equations that are used for the further simulation are given in the second part of the thesis too. The third part of the thesis includes the analysis of the simulation results: two models used in the research are compared, the conclusions are given.