Numeryczna analiza ładowania zbiornika gorącej wody o pojemności cieplnej 75 MWh

W niniejszym opracowaniu przedstawiono opis techniczny oraz charakterystykę pracy układu akumulacji ciepła na terenie jednej z polskich elektrociepłowni. Źródłem ciepła współpracującym z omawianą instalacją są agregaty kogeneracyjne, złożone z silników gazowych o łącznej mocy cieplnej 8 MWt i łącznej mocy elektrycznej 8 MWe. Całkowita pojemność cieplna bezciśnieniowego akumulatora gorącej wody wynosi 75 MWh. Ważnym zagadnieniem w przypadku zbiorników na gorącą wodę jest stratyfikacja termiczna, spowodowana różnicą gęstości między wodą o wyższej temperaturze, zlokalizowaną w górnej części akumulatora ciepła a wodą zimniejszą, w jego dolnej części. W artykule zaprezentowano wyniki analizy numerycznej, opartej na osiowosymetrycznym modelu zbiornika gorącej wody, przy użyciu oprogramowania Ansys Fluent. Symulacje za pomocą metody Computational Fluid Dynamics (CFD) przeprowadzono dla procesu ładowania akumulatora ciepła trwającego, 10 godz. Przeanalizowany został wpływ gęstości siatki obliczeniowej na otrzymywane rezultaty. Wyniki porównano z danymi pomiarowymi z elektrociepłowni. Uwzględnione zostały straty ciepła ze zbiornika gorącej wody oraz przedstawiona charakterystyka gęstości strumienia ciepła traconego do otoczenia.