Methods for the calculation of the undisturbed ground temperature (UGT) are presented. Heat fluxes occurring on the surface of the ground and their influence on the UGT are described. Correlation equations for the calculation of the undisturbed ground temperature based on the meteorological data averaged in the yearly cycle are proposed. These equations are of a semi-empirical character and they are based on the heat flux balance. The determined coefficients of these equations, particularly the convection heat transfer coefficient, are consistent with the values specified by other methods.

No abstract

Knowledge of the temperature of the ground in time and space as well as its thermal properties gives basic information about physical phenomena concerning the transfer and accumulation of heat in the ground. It can be also used for evaluation of the heating possibilities of heat pumps; to proper design the size of the ground exchangers and the depth, at which they should be installed. For this purpose, a mathematical model based on the heat balance equation on the ground surface was developed. The basis of the model is the Carslaw-Jaeger equation regarding the temperature profile in the ground. The model was verified using experimental results for two different locations (different climatic conditions, moderate and arid climate)—the standard deviation is equal 0.62 K and 0.92 K, respectively. In this work, the impact of several parameters on the ground temperature profiles and thermal fluxes was determined. It was found that among the examined parameters the amplitude of the daily average solar radiation flux strongly effects on the total amount of heat transferred between the ground and the environment during the year, wherein the other parameters have a negligible effect.

No abstract

No abstract

In this work, numerical simulation calculations were performed to investigate the minimum ground temperature that occurs when extracting thermal energy in a horizontal ground heat exchanger system in the Central European climate. The influence of ground thermal conductivity, heat flux extracted from the ground, periodic interruptions in the operation of the heat exchanger, periodic supply of heat energy to the ground, relative humidity of the ambient air, evaporation rate coefficient, and convective heat transfer coefficient on the ground minimum temperature were investigated. Based on the simulation, it was found that the high value of ground thermal conductivity favorably affects the operation of the installation with a ground heat exchanger. Both the reduction of the maximum heat flux taken from the ground, as well as periodic interruptions in the operation of the exchanger effectively protects the ground against excessive cooling. Further, it was found that heat supply to the ground in summer only slightly raises its minimum temperature, as well as the decrease of the relative humidity of the ambient air and evaporation rate coefficient. The change of the convective heat transfer coefficient has no significant impact on the minimum annual ground temperature.

EFEKTYWNOŚĆ ENERGETYCZNA KOLEKTORÓW SŁONECZNYCH WYKORZYSTUJĄCYCH WODĘ, JAKO PŁYN SOLARNYW Polsce najczęściej stosowanym płynem solarnym w instalacjach grzewczych z kolektorami słonecznymi są 35-50% wodne roztwory glikolu propylenowego lub etylowego. Takie mieszaniny wraz z dodatkami uszlachetniającymi skutecznie zabezpieczają instalację solarną przed skutkami zamarznięcia czynnika roboczego przy niskich temperaturach zewnętrznych panujących w okresie zimowym. Roztwory te, w porównaniu do wody, charakteryzują się wyższą lepkością i niższą wartością ciepła właściwego w zakresie typowych temperatur pracy cieczy roboczej w obiegu solarnym, mają wyższą cenę w przeliczeniu na jednostkową obję-tość oraz mogą powodować zatrucia w wyniku przypadkowego spożycia. W instalacjach solarnych pracujących również w okresie zimowym możliwe jest wykorzystanie samej wody, bez dodatku glikoli, ale konieczne jest wtedy wyposażenie układu regulacji automatycznej sterującego instalacją w funkcję ochrony przeciwzamrożeniowej. Celem niniejszej pracy jest omówienie funkcji przeciwzamrożeniowej w instalacji solarnej z kolektorami próżniowo-rurowymi, w której wykorzystano wodę, jako płyn solarny. Poddano szczegółowej analizie okres czasu, w którym ta funkcja była stosowana. Kolektory słoneczne pracujące w warunkach rzeczywistych dla przygotowania ciepłej wody użytkowej i wspomagania centralnego ogrzewania w obiekcie mieszkalno-usługowym, są częścią multiwalentnej instalacji hybrydowej, gdzie do wytwarzania ciepła dodatkowo zastosowano trzy różne urządzenia grzewcze. Określono również efektywność energetyczną kolektorów słonecznych.

No abstract