Design and Modelling of a Novel Combustion Heat Exchanger for Household Heating
Notice bibliographique
Résumé
The present study is focused on the design and modelling of a novel Combustion Heat Exchanger (CHE), used for heating and hot water supplies in residential buildings.System design includes a combination of an efficient porous burner and heat exchangers.Combined with an Organic Rankine Cycle (ORC) and a Heat Pump (HP), it is meant to deliver higher energy efficiency as well as reduced greenhouse gas emissions.A numerical model has been developed in STAR-CCM+ to evaluate the design.Furthermore, system level heat transfer calculations were acquired to assist with the design process.A step by step approach was undertaken to investigate physical and chemical phenomena in the system.System dimensions, exchanger location and geometry, air/fuel ratio, porous media models, radiation and combustion were investigated along with different exchanger geometries.A novel spiral heat exchanger was introduced in addition to the common coil designs to exhibit both convection and radiation heat transfers.The results indicated that the exhibition of spiral heat exchanger would result in significantly enhanced heat transfer.Overall heat transfer coefficients of 4-5 times higher in comparison to coils could be expected for spiral exchangers.It was shown that radiation heat transfer accounts for a prominent share in the total heat transfer.Furthermore, the CHE could operate at a wide range of lean air/fuel ratios, enabling further decrease in greenhouse gas emissions.As the last part of the study, further investigations on the regular coil exchangers indicated that these exchangers could still be used with the design, but heat transfer enhancement is required to reduce the dimensions.Such enhancements were tested through shell geometry designs with improved results.Overall, the system shows a promising solution for further reduction of CO2 emissions while improving thermal efficiency.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».