Optimering av bergvärmesystem
Typ
Examensarbete för kandidatexamen
Bachelor Thesis
Bachelor Thesis
Program
Publicerad
2010
Författare
Ankardal, Staffan
Liljeblad, Elisabet
Fountoukis, Karl
Modellbyggare
Tidskriftstitel
ISSN
Volymtitel
Utgivare
Sammanfattning
Sammanfattning En optimering av ett bergvärmesystem har gjorts med fokus på borrhålet. De parametrar som undersökts och optimerats är materi- al och flöde i borrhålet, material, tjocklek, diameter och geometri på rören i borrhålet (kollektorrören), köldbärarvätska, flöde av köldbä- rarvätska, avst˚and mellan kollektorrör och randen på borrhålet, inter- aktion mellan kollektorrören samt pumpeffekten. Vid simulering och beräkning har COMSOL Multiphysics och MATLAB använts. De re- sultat från optimering som tagits fram är följande: ett flöde av grund- vatten i borrhålet ger ett mycket effektivare system än stillastående grundvatten. Om däremot betong eller bentonit används som mate- rial i borrhålet, fås en ökning i energiupptagning på ca 60% respek- tive 40%. Etanol som köldbärarvätska istället för etylenglykol ger en ökning på mellan 20% och 50% i värmeupptagning. En rektangulär geometri på kollektorrören är omkring 20% mer fördelaktigt än en cylindrisk geometri. Om avståndet mellan randen på borrhålet och kollektorrören minskas från 25mm till kontakt, fås en ökning på ca 50% i värmeöverföring. Vid byte från polyeten till koppar i kollektor- rören förbättras systemet med ca 20%. Tjockleken på kollektorrören av materialet koppar bör hållas mellan 3mm och 10mm. För mate- rialet polyeten optimeras tjockleken till ca 4mm. Då diametern på kollektorrören ökas från 3 cm till 5 cm, fås en förbättring av värme- upptagningen på ca 50%. Interaktionen mellan kollektorrören med ett flöde av köldbärarvätskan på 2.4m3/h, kan minskas med ca 6% då en isolatorskiva placeras mellan dem. Slutligen uppskattas ett optimalt flöde på 4.5m3/h respektive 3.8m3/h för två system med polyeten som material i kollektorrören och bentonit eller vatten i borrhålet
Beskrivning
Ämne/nyckelord
Övrig teknisk fysik , Other engineering physics