På senare år har efterfrågan på kylning ökat i takt med urbaniseringen i storstäder. 1992 introducerades fjärrkyla i Sverige, sedan dess har tekniken utvecklats och spridits till allt fler anläggningar över hela landet. Kallt vatten skickas från frikällor i naturen till en värmeväxlare och därifrån vidare till de anläggningar som behöver kylas ner. I de fall där en tank används separeras varmt och kallt vatten på grund av densitetsskillnad, kallt vatten kan således pumpas ut oberoende av det varma.Syftet med denna rapport är genom användning av diffusorer skapa ett laminärt utflöde ur perforerade rör. Diffusorer kan minimera termoklinet och direkt öka kapaciteten av fjärrkyla. Med hjälp av tidigare forskning inom området har sex olika diffusordesigner tagits fram. Dessa har sedan genom inledande beräkningar i MatLAB kombinerats med simulationer i COMSOL Multiphysics för att erhålla resultat. Antaganden som gjorts för detta arbete är uniformt flöde genom tryckrören med försummad tryckförlust och endast en urladdningsprocess.En känslighetsanalys har genomförts där diffusorradie, höjd över inloppet, massflöde och inloppstemperatur har varierats. Resultatet visade att den avrundade och i toppen perforerade diffusorn gav upphov till tunnast termoklin på 3,26m och relativ hög höjd över tankens botten vilket innebär hög kapacitet för kylvattenlagret vilket uppfyller målen. / In recent years, the demand for cooling has increased with urbanization. District cooling as a technique started in Sweden in 1992 and has been steadily evolving ever since. The technology is now available in several facilities throughout the country. Cold water is sent from a deep water source found in nature to a heat exchanger and led into a facility in need of cooling. The flow of hot water that returns to the tank is separated from the cold because of the difference in density. Cold water can thus be pumped out independently of the hot until the entire tank consists of hot return water.The purpose of this report is to create laminar flow out of the perforated pipes by using diffusers and thereby maintaining the separation of hot and cold water. Diffusers can help minimize the thermocline thickness and thus increase the cooling capacity of the tank. By studying previous research in the area six diffuser designs have been proposed. The proposals have then been tested using calculations in MatLAB combined with flow simulations in COMSOL Multiphysics to achieve results. The assumptions for this study are uniform flow throughout the pressure pipe with neglected pressure losses along and only taking one discharge process into consideration.A sensitivity analysis has been carried out where the diffuser radius, height above the inlet, mass flow and the inlet temperature has varied. The results showed that the rounded and perforated diffuser led to the thinnest thermocline of 3.26m with a relatively high height above the bottom of the tank which satisfies the goals.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-227031 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Bilek, Zinar, Gustafsson, Martin |
| Publisher | KTH, Energiteknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; EGI_2017:2018 |
Page generated in 0.0015 seconds