Análisis térmico de un intercambiador geotérmico en serpentín para uso de climatización aplicando técnicas de CFD

Abstract

Se evaluará el desempeño térmico de un intercambiador geotérmico tipo serpentín helicoidal enterrado para la aplicación de climatización mediante CFD en ANSYS Fluent 2022 R2, donde por medio de un análisis transitorio de transferencia de calor conjugada (CHT) donde se realiza una transferencia (agua-tubería- pared- contorno). Se replica la configuración de referencia reportada por Martins, (2015): en el cual se desarrolló por un serpentín de cobre con las dimensiones estipuladas en “análise teórica e experimental do comportamiento de um trocador de calor geotérmico” basado en las condiciones en las cuales se realizaron el experimento, se simula para por recrear de idéntica por medio del software. Por lo cual se va a recrear la inyección de agua a una temperatura de 55 °C a una taza de 2 litros por minuto, el cual el régimen hidrodinámico turbulento inducido por curvatura ; por ello se emplea un modelo RANS(k-ω SST) y (k-ε realizable) con funciones de pared acordes al objetivo para poder llegar a la simulación de la temperatura en las profundidades de 0.3-1.5-3 metros donde se podrá en las cuales por medio del enmallado con capas internas para poder recrear el gradiente térmico convectivo ; el cobre y el suelo con llama no estructurada refinada en torno al tubo y a la interfaz suelo-serpentín se verificara la temperatura de pared.