دانلود مقاله مطالعه تجربی روی بهینه سازی فرآیند انتقال گرما از دیوار ذخیره سازی و انباشتگی حرارتی پمپ حرارتی
چکیده
در خصوص تونل ها در مناطق سردسیر یا بسیار سرد، مشکل نشت در بازه زمانی آب شدن برف ها در بهار بسیار شایع است، که باعث آسیب های متنوع به تونل به دلیل یخ زدگی می شود. با استفاده از انرژی زمین گرمایی سنگ اطراف در پروژه ی تونل، به ویژه پروژه ی تونل زیر لایه ی همیشه یخبندان، سیستم پمپ حرارتی تونل ناحیه ی سرد قابلیت بهبود و ارتقای راندمان انرژی کلی گرمایشی را دارد زیرا درجه حرارت جانبی مربوط به تبخیر پمپ حرارتی افزایش می یابد، که بیشتر به درد تأسیسات ساختمانی پشتیبان محیط اطراف می خورد. با الهام از این سیستم و فناوری بنای کوپلینگ فعال و غیرفعال، نوع بازیابی حرارتی مدل دیوار ذخیره سازی حرارتی در این تحقیق پیشنهاد شده است. با شرح فرآیند انتقال حرارت و گرما در راتباط با نوع بازیابی حرارتی دیوار ذخیره سازی حرارتی و انجام تحقیقات تجربی، امکان پذیری و اثربخشی آن تأیید می شود. نتایج نشان می دهند زمانی که دمای هوای محیط بیرون در اورومچی تقریبا -7°C ~ -15°C است و تابش کلی نورخورشید در لحظه به بازه ی 0~1108 W/m2 می رسد، این نوع دیوار می تواند هوای گرم نزدیک دیوار ایجاد کند که دمای آن 11.89°C بالاتر از دمای محیط است تا یک منبع گرمای با کیفیت برای پمپ حرارتی منبع هوا را زمانی که دما پایین است فراهم کند، که به موجب آن راندمان و کارایی سیستم حرارتی پمپ حرارتی منبع هوا را به طور قابل ملاحظه ای ارتقا می دهد. بدون تجهیزات فتوولتائیک و فتوترمال، نوع بازیابی حرارتی دیوار ذخیره سازی حرارتی میتواند میزان استفاده از انرژی خورشیدی را به 13% تا 20%، حتی حداکثر تا 36% برساند.
1- مقدمه
به دلیل بدتر شدن بحران انرژی در جهان، استفاده از انرژی تجدیدپذیر توجهات را به خود جلب کرده است، و استفاده از آن در مهندسی تونل در مناطق سردسیر در جریانی بی پایان پدیدار شده است. براندل [1] و یوآن و همکاران [2] پمپ حرارتی منبع زمین یا زمین گرمایی (GSHP) را برای تونل ها در نواحی سردسیر و ارتقای راندمان انرژی GSHP با جذب انرژی زمین گرمایی سنگ های اطراف به کار بردند، تا بتوانند گرمایش تونل ها و بناهای مجاور را تأمین کند. بعضی از محققان [3، 4] حتی متوجه شدند که ساختار تونل زیرزمینی می تواند به متوسط گرمای سالانه ی 175 MWh و متوسط ظرفیت انجماد و سردسازی سالانه ی 437 MWh دست پیدا کند.
5- نتیجه گیری
این مقاله سیستم جدیدی را پیشنهاد می کند که فناوری منفعل و غیرفعال (پمپ حرارتی منبع هوا) و فناوری فعال ذخیره سازی انرژی (دیوار ترومب) را با هم ترکیب می کند. از طریق آنالیز فرآیند انتقال گرما و نتایج آزمایشی این دیوار بازیابی حرارتی جدید، نتایج خوبی بدست آمده اند.
(1) عملکرد حرارتی نوع بازیابی حرارتی در مقایسه با عملکرد حرارتی دیوار معمولی به طور قابل ملاحظه ای ارتقا پیدا کرده است، که از طریق ساختار دیوار اساسا می تواند گرما و حرارت تلف شده را کمتر کرده و مصرف انرژی گرمایشی اتاق گرمایشی را کاهش دهد. این نشان می دهد که دیوار بازیابی حرارتی جدید کماکان عملکرد حرارتی فوق العاده ی دیوار ترومب قدیمی را حفظ می کند.
(2) زمانی که فن با سرعت بالا در حال کار است و مقدار لحظه ای تابش خورشیدی کل به 0 ~ 1108 W/m2 می رسد، لایه ی میانی هوای نوع بازیابی حرارتی دیوار ذخیره سازی حرارتی می تواند منبع گرمای هوای کم دما و باکیفیت را با بیشترین اختلاف دمای 11.89°C بین هوای ورودی و خروجی فراهم کند. این بخش از هوای لایه ی میانی با دمای بالاتر از هوای محیط بیرون می تواند به منبع گرمای هوایی کم دما و باکیفیت از فناوری غیرفعال (پمپ حرارتی منبع هوا) تبدیل شود، به طوریکه راندمان و بهینه سازی انرژی پمپ حرارتی منبع هوا را به طور اساسی ارتقا می دهد.
(3) نوع بازیابی حرارتی دیوار ذخیره سازی حرارتی می تواند بدون اتکا به تجهیزات فتوولتائیک و فتوترمال به نرخ استفاده از انرژی خورشیدی معادل با 13% تا 20% برسد، و حداکثر نرخ این استفاده می تواند به 36% برسد. استفاده ی ترکیبی از انرژی خورشیدی و پمپ حرارتی منبع هوا بیشتر راندمان و بهینه سازی کلی انرژی سیستم را ارتقا می دهد.
(4) با تکیه بر آنالیز فرآیند انتقال گرما مربوط به نوع بازیابی حرارتی دیوار ذخیره سازی حرارتی، استراتژی هایی برای ارتقای نرخ استفاده از انرژی خورشیدی مطرح می شوند: موادی با پراکنش و تراگسیلایی بالا و انعکاس پذیری پایین برای بخش انتقال دهنده ی نور استفاده می شوند و موادی با قابلیت جذب بالا برای سطح دیوار سنگین بیرونی استفاده می شوند. در تحقیق بعدی، این سیستم مطابق با این استراتژی ها بیشتر بهینه سازی خواهد شد.
Abstract
For tunnels in cold or serious cold areas, the problem of leaking in the spring thawing period is very frequent, which will cause various tunnel diseases due to freezing. By using the surrounding rock geothermal energy in the tunnel project, especially the tunnel project below the permafrost layer, the cold area tunnel heat pump system is able to improve the overall heating energy efficiency as the side temperature regarding the heat pump evaporation increases, that furtherly serves the surrounding supporting building facilities. Inspired by this system and the active and passive coupling building technology, a heat recovery type of heat storage wall model is proposed in this research. By describing the heat transfer process regarding the heat recovery type of heat storage wall and carrying out the experimental research, its feasibility and effectiveness are verified. The results show that when the outdoor ambient temperature in Urumqi is −7~−15° C and the instantaneous total solar radiation reaches the range of 0~1108 W/m2 , this kind of wall can create hot wall-near air whose temperature is 11.89° C higher than the ambient temperature for providing a high-quality air heat source for the air source heat pump when the temperature is low, thereby significantly improving the air source heat pump heating system efficiency. Without the photovoltaic and photothermal equipment, the heat recovery type of heat storage wall can make the utilization rate of solar energy reach 13% to 20%, even up to 36%.
1. Introduction
Due to the worsening world energy crisis, the use of renewable energy has drawn much attention, and its application in tunnel engineering in cold regions has emerged in an endless stream. Brandl [1] and Yuan et al. [2] applied ground source heat pump (GSHP) to tunnels in cold areas and improved the energy efficiency of GSHP by absorbing the geothermal energy of surrounding rocks, so as to serve the heating of tunnels and nearby buildings. Some scholars [3, 4] even found that the subway tunnel structure can obtain an annual average heat of 175 MWh and an annual average refrigeration capacity of 437 MWh.
5. Conclusions
This paper puts forward a new system which combines the passive technology (air source heat pump) and the active energy saving technology (Trombe wall). Through the analysis of the heat transfer process and the experimental results of this new heat recovery wall, some good conclusions are obtained.
(1) The thermal performance of the heat recovery type is significantly improved compared with that of the ordinary wall, which can remarkably lower the dissipated heat through the wall structure and reduce the heating energy consumption of the heating room. This shows that the new thermal recovery wall still retains the excellent thermal performance of the traditional Trombe wall
(2) When the fan runs at high speed and the instantaneous value of the total solar radiation reaches 0~1108W/m2 , the air interlayer of the heat recovery type of heat storage wall can provide a high-quality low-temperature air heat source with the largest temperature difference of 11.89° C between the inlet and outlet air. This part of the interlayer air with a higher temperature than the outdoor air can become a high-quality low-temperature air heat source of passive technology (air source heat pump), so as to greatly improve the energy efficiency of air source heat pump
(3) The heat recovery type of heat storage wall can achieve a 13% to 20% utilization rate of solar energy without relying on photovoltaic and photothermal equipment, and the maximum rate can reach 36%. The combined use of solar energy and air source heat pump will further improve the overall energy efficiency of the system
(4) Relying on the analysis on the heat transfer process regarding the heat recovery type of heat storage wall, strategies are put forward for improving the solar energy utilization rate: materials with high transmittance and low reflectivity are used for the lighttransmitting part and materials with high absorptivity are used for the heavy outer wall surface. In the following research, the system will be further optimized according to these strategies
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1- مقدمه
2- مدل فیزیکی
3- متدولوژی
4- نتایج آزمایش
4-1 آنالیز کار حرارتی نوع بازیابی گرما و حرارت از دیوار ذخیره سازی حرارتی.
4-2 تحلیل بهینه سازی و راندمان انرژی نوع بازیابی حرارتی دیوار ذخیره سازی حرارتی
4-2-1 اختلاف دمای هوای مدخل و مخرج لایه ی میانی
4-2-2 استفاده از بهره وری و بهینه سازی انرژی خورشیدی
5- نتیجه گیری
منابع
Abstract
1. Introduction
2. Physical Model
3. Methodology
4. Experiment Results
4.1. Analysis of Thermal Work of Heat Recovery Type of Heat Storage Wall
4.2. Analysis of Energy Efficiency of Heat Recovery Type of Heat Storage Wall
4.2.1. The Inlet and Outlet Air Temperature Difference of the Interlayer
4.2.2. Solar Energy Efficiency Utilization
4.3. Analysis of Heat Transfer Characteristics of Heat Recovery Type of Heat Storage Wall
5. Conclusions
References
این محصول شامل پاورپوینت ترجمه نیز می باشد که پس از خرید قابل دانلود می باشد. پاورپوینت این مقاله حاوی 20 اسلاید و 5 فصل است. در صورت نیاز به ارائه مقاله در کنفرانس یا سمینار می توان از این فایل پاورپوینت استفاده کرد.
در این محصول، به همراه ترجمه کامل متن، یک فایل ورد ترجمه خلاصه نیز ارائه شده است. متن فارسی این مقاله در 8 صفحه (1800 کلمه) خلاصه شده و در داخل بسته قرار گرفته است.
علاوه بر ترجمه مقاله، یک فایل ورد نیز به این محصول اضافه شده است که در آن متن به صورت یک پاراگراف انگلیسی و یک پاراگراف فارسی درج شده است که باعث می شود به راحتی قادر به تشخیص ترجمه هر بخش از مقاله و مطالعه آن باشید. این فایل برای یادگیری و مطالعه همزمان متن انگلیسی و فارسی بسیار مفید می باشد.
بخش مهم دیگری از این محصول لغت نامه یا اصطلاحات تخصصی می باشد که در آن تعداد 40 عبارت و اصطلاح تخصصی استفاده شده در این مقاله در یک فایل اکسل جمع آوری شده است. در این فایل اصطلاحات انگلیسی (تک کلمه ای یا چند کلمه ای) در یک ستون و ترجمه آنها در ستون دیگر درج شده است که در صورت نیاز می توان به راحتی از این عبارات استفاده کرد.
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش و pdf بدون آرم سایت ای ترجمه
- پاورپوینت فارسی با فرمت pptx
- خلاصه فارسی با فرمت ورد (word)
- متن پاراگراف به پاراگراف انگلیسی و فارسی با فرمت ورد (word)
- اصطلاحات تخصصی با فرمت اکسل