Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Computational fluid dynamics simulations of electric storage-tank water heater

Adam Zieliński

Abstract

Hot water is an essential element in everyday human life, for example, showering, clothes washing or dishwashing. The most common type of water heaters – electric storage-tank water heater has a few disadvantages like limescale, dead zones or even corrosion that worsen the work parameters, mainly heat exchange and lifetime. The purpose of this work is to simulate electric storage-tank water heater using computational fluid dynamics. The first part of this dissertation is focused on the simulation of work of a typical water heater to identify problems. The results showed that near enabled electric heater temperature is about 5 times higher than the average temperature in the tank. Along with the temperature change, the pH value also changes. At high temperatures, the water is slightly acidic, which accelerates the corrosion processes. Furthermore, under the influence of temperature, the water changes its physical and chemical properties causing precipitation of limescale. The phenomenon of precipitation increases with rising temperature. Next, there were presented the possibilities of changing way of dispensing water into the tank. It reduced maximal temperature of water. That helps to prevent corrosion, reduces limescale formation and limits dead zones especially at the bottom of the tank.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Adam Zieliński (FCPE) Adam Zieliński,, Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Title in Polish
Modelowanie pracy pojemnościowego podgrzewacza cieplnego przy użyciu obliczeniowej mechaniki płynów
Supervisor
Łukasz Makowski (FCPE/DSP) Łukasz Makowski,, Department of Separation Processes (FCPE/DSP)Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Certifying unit
Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Affiliation unit
Department of Separation Processes (FCPE/DSP)
Study subject / specialization
, Inżynieria Chemiczna i Procesowa
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
04-02-2019
Issue date (year)
2019
Pages
104
Internal identifier
DICHP-2898
Reviewers
Łukasz Makowski (FCPE/DSP) Łukasz Makowski,, Department of Separation Processes (FCPE/DSP)Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE) Katarzyna Dąbkowska (FCPE/DBBE) Katarzyna Dąbkowska,, Department of Biotechnology and Bioprocess Engineering (FCPE/DBBE)Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Keywords in Polish
obliczeniowa mechanika płynów, wymiana ciepła, podgrzewacz wody, kamień kotłowy
Keywords in English
computational fluid dynamics, water heater, heat transfer, limescale
Abstract in Polish
Ciepła woda jest niezbędnym elementem w codziennym życiu człowieka, używana jest na przykład podczas kąpieli, prania ubrań, czy zmywania naczyń. Najbardziej popularny rodzaj podgrzewaczy wody – elektryczny pojemnościowy podgrzewacz wody ma kilka wad, takich jak osadzanie się kamienia, występowanie stref martwych, a nawet korozja. Pogarszają one parametry pracy urządzenia, głównie wymianę ciepła i żywotność. Celem niniejszej pracy jest zamodelowanie pojemnościowego podgrzewacza cieplnego przy zastosowaniu obliczeniowej mechaniki płynów. Pierwsza część koncentruje się na symulacji pracy typowego, elektrycznego podgrzewacza wody w celu identyfikacji źródła problemów. Wyniki pokazały, że w pobliżu włączonej grzałki elektrycznej temperatura jest około 5 razy wyższa od średniej temperatury w zbiorniku. Wraz ze zmianą temperatury zmienia się również wartość pH. W wysokich temperaturach woda jest lekko kwaśna, co przyspiesza procesy korozyjne. Ponadto, pod wpływem temperatury, woda zmienia swoje właściwości fizyczne i chemiczne, powodując wydzielanie się kamienia kotłowego. Zjawisko to nasila się wraz ze wzrostem temperatury. Następnie przedstawiono możliwość zmiany dozowania wody do zbiornika. Zmniejszono w ten sposób maksymalną temperaturę wody. Pomaga to zapobiegać korozji, redukuje osadzanie się kamienia i ogranicza strefy martwe, szczególnie przy dnie zbiornika.
File
  • File: 1
    277605-Adam_Zieliński_-_Praca_dyplomowa_inżynierska.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 26334

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTf2a35d21772c4856876a9dbe40723b95/
URN
urn:pw-repo:WUTf2a35d21772c4856876a9dbe40723b95

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page