Transient Heat Transfer Modeling, Simulation and Performance Analysis of Single and Double U-Tube Borehole Heat Exchanger
Notice bibliographique
Résumé
Ground source heat pump systems (GSHPs) are currently being widely applied to space heating and cooling due to their high efficiency and reduced environmental impact and running cost. Borehole heat exchanger (BHE) is the key component that determines the performance and total cost of the GSHPs. This thesis primarily focuses on transient heat transfer modeling, simulation, and performance analysis of single and double U-tube borehole heat exchanger with two independent circuits. Numerical heat transfer model that predicts the transient heat transfer of the BHE with single and double U-tube configuration was developed. The model developed is then used to perform simulation and analysis of transient heat transfer and thermal performance of single U-tube BHE (sBHE) as well as double U-tube BHE (dBHE) with two independent circuits for different cases of operating conditions: simultaneous charging, discharging, and charging-discharging. Using developed model, detailed comparison of thermal performance between single and double U-tube BHE was also made. Furthermore, comprehensive parametric analysis was performed to identify the major factors that affects the thermal performance of the sBHE and dBHE. It was concluded that the developed model was successfully applied for the analysis of short time thermal performance of sBHE and dBHE with two independent circuits where different borehole operating conditions with the same or different mass flowrate, inlet temperature and working fluid can be taken into consideration. The obtained result revealed that the heat injected and extracted by the double U-tube BHE at steady state is 21.8 (77%) and 10.2 W/m (71.8%) more than that of the sBHE, respectively. The simulation results also indicate that the thermal effectiveness of sBHE and dBHE at steady state are 0.24 and 0.31, respectively. The obtained results also revealed that the dBHE is preferable to transfer more heat when used in shallow borehole depth; while with deep borehole depth, sBHE is better to transfer more heat than dBHE particularly for high grout and soil thermal conductivities. The performed simulation and analysis are important as quick a reference for the design and system optimization of BHE integrated with GSHPs.
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 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) | 0,002 | 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 ».