Badanie systemu do redukcji zmian temperatury nawierzchni mostu (wiaduktu) w cyklach sezonowych i dziennych przez akumulację energii słonecznej z jego powierzchni w gruncie

• Authors: Małgorzata Leszczyńska-Domańska , Roman Domański

Title variants

EN

Testing the system to reduce the surface temperature changes of the bridge (overpass) in the seasonal and daily cycles by an accumulation of solar energy from the surface of the ground

• Languages of publication: PL

Abstracts

PL

Artykuł zawiera opis i wyniki prac badawczych prowadzonych między innymi w ramach Projektu Badawczego Nr. N5120163/1761. Celem badań było znalezienie rozwiązania dla stosowanie instalacji do podwyższania temperatury nawierzchni drogowych i mostowych w zimie i jej obniżania w lecie w warunkach Polski. Efektem końcowym są rozwiązania obejmujące instalację do redukcji zmian temperatury nawierzchni w cyklach długo i krótko terminowych, w tym usuwania śniegu i zmarzliny z powierzchni jezdnej mostów i wiaduktów, dostosowanej do Polskich warunków klimatycznych. W artykule omówiono konstrukcje mostowe. Przedstawiono wyniki symulacji numerycznej dla mostu skrzynkowego, który posiada korzystną konstrukcję z punktu widzenia instalacji układu do odbioru ciepła oraz dobre własności wytrzymałościowe. Dokonano przeglądu istniejących instalacji na świecie. Przedstawiono wyniki analizy pracy wymiennika w nawierzchni przy zastosowaniu programu Fluent. Podczas wykonywania obliczeń dotyczących nawierzchni mostu i wymiennika rozważano złożoną wymianę ciepła. Obliczenia wykazały iż zastosowany wymiennik ciepła przyczynia się do obniżenia latem temperatury nawierzchni SMA, w najbardziej nasłonecznionych godzinach o 19oC dla skrajnych miejsc między rurkami wymiennika i o 23oC dla miejsc nad wymiennikiem. Artykuł stanowi pierwszą część, gdyż druga część będzie opisywała magazyn gruntowy.

EN

The aim of this paper is to present a methodology of the design of road surface temperature controlling installation (temperature increasing in winter, decreasing in summer) for polish climatic conditions. (N5120163/1761 Research project). The result is a concept of temperature changes decrease installation in long and short term cycles including plowing and the icing reduction from the road surface. This paper presents bridge construction review and numerical simulation for box bridge which has the best construction for heat extraction and good strength properties. Analyzes of heat exchanger work computer simulations in the “Fluent” program are also present. Advance heat transfer phenomena were taken into account during the simulation of the road surface and heat exchanger different working conditions. The results show temperature reduction of road surface material SMA by 19 C in the most irradiated parts between the pipe lines and 23 C over the heat exchanger. The paper is a first part of research. The second part will describe the results of investigation of ground energy storage.

Keywords

PL

transport; mechanika; energetyka

EN

transport; mechanics; energy

• Publisher: Mazowieckie Biuro Planowania Regionalnego w Warszawie
• Journal: MAZOWSZE Studia Regionalne
• Year: 2009
• Issue: 2
• Pages: 113-136

Dates

published

2009-06

Contributors

author

Małgorzata Leszczyńska-Domańska

• Wyższea Szkoła Techniczno-Ekonomicznej w Warszawie

author

Roman Domański

• Politechnika Warszawska

References

• Domański i inni 2009, Domański R., Leszczyńska-Domańska M., Kuta J., Fołtyn M., Olszewski P: Badanie systemu do redukcji zmian temperatury nawierzchni mostu (wiaduktu) w cyklach sezonowych i dziennych przez akumulację energii słonecznej z jego powierzchni w gruncie, Projekt Badawczy Nr N5120163/1761, Warszawa, styczeń.
• 2. Domański R., 2000, Magazynowanie energii cieplnej, PWN, Warszawa.
• 3. Bose, J.E., M.D. Smith, Spitler J.D., 2002, Advances in Ground Source Heat Pump Systems – An International Overview, (w:) Proceedings of the Seventh International Energy Agency Heat Pump Conference, 1:313-324, Beijing. May 19-22.
• 4. Leszczyńska-Domańska i inni 2008, Leszczyńska-Domańska M., Domański R, Fałtyn M., Numerical simulation of the processes of receipt of solar energy from the surface of the bridge In order to stabilize the temperature In short – and long – term cycles, (w:) SOLPOL 2008, International Conference Renewable Energy Innovative Technologies and New Ideas, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej.
• 5. Owczarek M, Domański R., 2008, Snow melting on road pavement using solar energy, (w:) SOLPOL 2008, International Conference Renewable Energy Innovative Technologies and New Ideas, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej.
• 6. Madaj A, Wołowicki W., 2002, Mosty betonowe, wymiarowanie i konstruowanie, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa.
• 7. Most przez Odrę w ciągu obwodnicy północnej miasta Opola, Opole, 1997-1999 (na prawach rękopisu).
• 8. Rakowski G., Kacprzyk Z., 1993, MES w Mechanice Konstrukcji, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa.
• 9. PN-85/S-10030, Konstrukcje mostowe, obciążenia.
• 10. PN-91/S-10042, Obiekty mostowe. Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone. Projektowanie
• 11. Olszewski P., 2006, Analiza pracy długoterminowego, gruntowego magazynu energii z regeneracją sezonową, rozprawa doktorska, WPW, Warszawa.
• 12. Owczarek M., 2008, Pole temperatury i bilanse ciepła konstrukcji mostowej w procesach absorpcji, magazynowania i odzysku energii promieniowania słonecznego, niepublikowana rozprawa doktorska, WPW, Warszawa.
• 13. Lund J. W., Pavement Snow Melting Geo-Heat Center, Oregon Institute of Technology, Klamath Falls, USA.
• 14. Spitler J. D., Ramamoorthy M., 2000, Bridge Deck Deicing using Geothermal Heat Pumps, (w:) Proceedings of the Fourth International Heat Pumps in Cold Climates Conference, Aylmer, Québec. August 17-18.
• 15. Spitler J.D, Oklahoma State University geothermal smart bridge, Available: http://www.smartbridge.okstate.edu
• 16. SERSO – Solar energy recovery from road surfaces, www.polydynamics.ch\