Naslov Analiza energetske učinkovitosti termotehničkih sustava s latentnim spremnikom topline : doktorska disertacija Naslov (engleski) Energy efficiency analysis of thermal systems with latent thermal energy storage : doctoral dissertation Autor Fran Torbarina Mentor Kristian Lenić (mentor)Član povjerenstva Anica Trp (predsjednik povjerenstva)Član povjerenstva Boris Delač (član povjerenstva)Član povjerenstva Marino Grozdek (član povjerenstva)Ustanova koja je dodijelila Sveučilište u Rijeci Datum i država obrane 2022-09-06, Hrvatska Znanstveno / umjetničko TEHNIČKE ZNANOSTI Univerzalna decimalna klasifikacijaUDC ) 62 - Inženjerstvo. Tehnika. Tehnologija Sažetak U doktorskoj disertaciji provedena je numerička analiza izmjene topline u termotehničkim
sustavima grijanja koji koriste dizalicu topline i latentni spremnik topline, s ciljem povećanja
njihove energetske učinkovitosti. U tu svrhu, temeljem fizikalnog problema izmjene topline u
latentnom spremniku topline, postavljen je odgovarajući matematički model koji opisuje
nestacionarni problem izmjene topline između fluida prijenosnika topline i akumulatora topline
u latentnom spremniku topline, koristeći entalpijsku metodu. Numeričko rješavanje
postavljenog matematičkog modela izmjene topline u latentnom spremniku topline izvršeno je
metodom kontrolnih volumena i korištenjem računala, za što je u programskom jeziku Fortran
napisan računalni program. Takav novi računalni model latentnog spremnika topline može se
koristiti unutar računalnih programa za nestacionarno modeliranje termotehničkih sustava. U
programskom paketu Trnsys, postavljeni su simulacijski modeli koji uključuju zgradu i
termotehnički sustav s dizalicom topline, latentnim spremnikom topline i solarnim kolektorima,
na kojima se mogu provoditi cjelovite analize energetske učinkovitosti, uvažavajući međusobnu
interakciju zgrade i termotehničkog sustava, uz promjenjive rubne uvjete. U svrhu provjere
valjanosti razvijenog računalnog modela latentnog spremnika topline, dinamičkog
simulacijskog modela termotehničkog sustava s dizalicom topline i latentnim spremnikom
topline i numeričkog postupka, provedena su eksperimentalna mjerenja na sustavu s dizalicom
topline i latentnim spremnikom topline. Usporedbom numeričkih rezultata s rezultatima
eksperimentalnih mjerenja utvrđeno je dobro poklapanje i ispravnost simulacijskih modela.
Provođenjem numeričkih analiza, istražen je utjecaj geometrijskih i radnih parametara sustava
grijanja s dizalicom topline, latentnim spremnikom topline i solarnim kolektorima na
energetsku učinkovitost takvih termotehničkih sustava, a optimizacijom su dobivene njihove
optimalne vrijednosti s obzirom na funkciju cilja usmjerenu na povećanje energetske
učinkovitosti. Rezultati provedenog istraživanja daju doprinos znanstvenim spoznajama o
kriterijima za primjenu latentnih spremnika topline u termotehničkim sustavima s dizalicom
topline i mogu služiti kao pomoć pri projektiranju ovakvih sustava.
Sažetak (engleski) In the doctoral dissertation, a numerical analysis of heat transfer in heating systems with heat
pump and latent thermal energy storage was carried out with the goal of increasing their energy
efficiency. For this purpose, based on the physical problem of heat transfer in latent thermal
energy storage, a suitable mathematical model which describes a transient heat transfer between
heat transfer fluid and phase change material in latent thermal energy storage is used according
to the enthalpy method. The numerical solution of the mathematical model of the heat transfer
was performed by the control volume method and using computer, for which computational
code was written in Fortran programming language. A new computational model of latent
thermal energy storage was developed which can be used in computer programs for dynamic
simulation of thermal systems. Simulation models which consist of building and thermal system
with heat pump, latent thermal energy storage and solar collectors are created in Trnsys
software. The models take into account the interaction of the building and thermal system in
transient boundary conditions. In order to validate the developed computational model of latent
thermal energy storage, dynamic simulation model of thermal system with heat pump and latent
thermal energy storage and the numerical procedure, experimental measurements were
performed on the system with heat pump and latent thermal energy storage. By comparing the
numerical results with the results of experimental measurements, a good agreement was
observed thus proving the validity of the models and the numerical procedure. By performing
numerical analyses, the influence of geometric and operating parameters of heating systems
with heat pump, latent thermal energy storage and solar collectors on energy efficiency was
investigated and their optimal values were determined by performing optimization with respect
to objective function in order to increase the energy efficiency of such thermal systems. The
research results contribute to scientific knowledge about the criteria for the use of latent thermal
energy storage in thermal systems with heat pumps and can help in designing such systems.
Ključne riječi
obnovljivi izvori energije
termotehnički sustavi
dizalica topline
latentni spremnik topline
energetska učinkovitost
Ključne riječi (engleski)
renewable energy
thermal systems
heat pump
latent thermal energy storage
energy efficiency
Jezik hrvatski URN:NBN urn:nbn:hr:190:337289 Datum promocije 2022 Studijski program Naziv: Poslijediplomski doktorski studij iz područja Tehničkih znanosti, polja Strojarstva, Brodogradnje i Temeljnih tehničkih znanosti i Interdisciplinarnih tehničkih znanosti Vrsta resursa Tekst Opseg 136 str. ; 30 cm Način izrade datoteke Izvorno digitalna Prava pristupa Otvoreni pristup Uvjeti korištenja Datum i vrijeme pohrane 2022-10-04 12:28:16
