BULETINUL INSTITUTULUI POLITEHNIC DIN IAŞI

Bul. Inst. Polit. Iaşi, t. LVIII (LXII), f. 3, 2012 77
Dincer I., On Thermal Energy Storage Systems and Applications in Buildings. Energy
and Buildings, 21, 1105-1117 (2002).
Dincer I., Rosen M. A., Energetic, Environmental and Economic Aspects of Thermal
Energy Storage Systems for Cooling Capacity. Applied Thermal Engineering, 34,
377-388 (2001).
Dincer I., Rosen M. A., Thermal Energy Storage. Systems and Applications. Sec. Ed., J.
Wiley & Sons Ltd, Chichester, West Sussex, United Kingdom, 2011.
Horbaniuc B., Dumitraşcu Gh., Outward Solidification around Cylindrical Metallic
Walls. Bul. Inst. Polit. Iaşi, LII(LVI), 6C, s. Construcţii de Maşini, 157-164
(2006).
Horbaniuc B., Dumitraşcu Gh., Popescu A., Inward Solidification in Cylindrical Tubes.
ASME Proceedings of the 6 th ICCES Conference, Corfu, Greece (on CD) 2003.
LeVeque R., Finite Difference Methods for Ordinary and Partial Differential
Equations. S.I.A.M., Philadelphia, 2007.
STUDIUL PRINTR-O SCHEMĂ IMPLICITĂ CU DIFERENŢE FINITE, A UNUI
SISTEM DE STOCARE TERMICĂ ÎN SOL, CU UN SINGUR TUB
(Rezumat)
Lucrarea abordează problema stocării termice în sol a energiei solare în scopul
utilizării acesteia ca sursă termică pentru un sistem cu pompă de căldură. Stocarea în sol
este avantajoasă din punct de vedere al simplităţii constructive a sistemului de stocare şi
al capacităţii de stocare practic nelimitate. Un astfel de sistem de stocare termică este
constituit dintr-un tub vertical plasat în sol, prin care curg alternativ agenţii termici: cald
la încărcare, respectiv rece la descărcare. Lucrarea îşi propune să studieze transferul
termic conductiv unidimensional nestaţionar prin care căldura este acumulată în masa
de pământ aflată în contact cu tubul şi apoi extrasă în vederea valorificării într-o pompă
de căldură. Pentru aceasta, se recurge la o schemă implicită cu diferenţe finite cu
ajutorul căreia se determină câmpul de temperatură la fiecare pas de timp în nodurile
reţelei ataşate domeniului substanţei de stocaj termic (solul). Pe baza cunoaşterii
distribuţiei temperaturii şi a evoluţiei în timp a acesteia, se calculează cantitatea de
căldură stocată/destocată. Pe baza modelului matematic şi a metodei numerice de
rezolvare propuse, în lucrare se consideră un exemplu în care tubul metalic este din oţel,
iar tipul de sol adoptat este cel argilos. Sunt trasate curbele de variaţie a temperaturii pe
direcţie radială la diverse momente în timpul unui ciclu încărcare/descărcare cu durata
de 16 ore repartizate egal pentru cele două faze. Pentru o mai sugestivă prezentare
grafică a rezultatelor, evoluţia câmpului de temperatură este reprezentată şi sub forma
unei suprafeţe 3-D, în care coordonatele planului orizontal sunt distanţa în direcţie
radială reprezentată prin numărul de noduri, respectiv timpul scurs de la începerea fazei
ciclului. De asemenea, pentru fiecare din aceste faze este reprezentată variaţia în timp a
căldurii acumulate în sol. În cazul descărcării, reprezentarea este sub formă de diagramă
cu bare, care evidenţiază simultan căldura rămasă în sol şi cea extrasă, suma lor
reprezentând căldura care era acumulată în sol la sfârşitul fazei de încărcarea a ciclului.
Rezultatele prezentate confirmă pe deplin faptul că modelul cu tub singular
funcţionează, ceea ce constituie baza de plecare pentru o rafinare a analizei, prin
considerarea unei reţele de tuburi interconectate şi a transferului termic bidimensional.