Projekt TN01000056/06 Optimalizace energopilot pro využití energie země
Epile_2.0 Energo pilota
Výsledek číslo: TN01000056/06-V001
Anotace: Software Epile 2.0 je určen pro modelování tepelně-hydraulického chování, základových energo pilot určených pro jímání tepla a chladu podzákladí budovy. Software je založen na numerickém řešení 2D rotačně-symetrickém vedení tepla, s 1D přenosem tepla prouděním v kapalinovém okruhu, řešeném metodou kontrolních objemů. Software umožňuje návrh energo piloty, posouzení, parametrické simulace a energetické a finanční optimalizace s využitím nákladová funkce.
English synopsis: The Epile 2.0 software is intended for modeling the thermal-hydraulic behavior of foundation energy piles intended for exploiting the heat and cold of the building’s sub-base soil. The software is based on the numerical solution of 2D rotationally symmetric heat conduction, with 1D heat transfer by flow in a fluid circuit, solved by the control volume method. The software enables energy pile design, assessment, parametric simulation and energy and financial optimization using a cost function.
Informace k softwaru jsou dispozici po vyžádání přes e-mail na adrese sikula.o@vutbr.cz.
Printscreeny uživatelského rozhraní softwaru, jakož i ukázky výstupů jsou uvedeny a komentovány níže.
Uživatelské rozhraní softwaru Epile_2.0
Ukázka vygenerované výpočetní geometrie a výpočetní sítě
Ukázka nastavení parametrických simulací
Ukázka výsledků – teplotní pole v EP, zemině a sloupu v jednom okamžiku zpracováno softwarem Paraview
Ukázka výsledků – průběh vybraných teplot a výkonů EP v testovaném roce – zpracováno softwarem MS Excel.
EpMPF_2.0 Energopiloty metodou přenosových funkcí
Výsledek číslo: TN01000056/06-V002
Anotace: Software EpMPF 2.0 je určen pro analýzu silově – deformačního chování osamělých velkoprůměrových energopilot zatížených jak mechanicky, tak i teplotně s využitím metody přenosových funkcí. K dispozici jsou tři typy přenosových funkcí – hyperbolická, kubická parabola a cyklická. Program umožňuje čtyři typy analýz: 1. Mechanické zatěžování (bez vlivu teploty), 2. Teplotní zatěžování (pouze vliv teploty), 3. Mechanicko-teplotní zatěžovaní (kombinace mechanického zatížení (síly) v hlavě piloty a cyklického, příp. monotónního teplotního zatěžování) a 4. Mechanicko-Teplotní zatěžování, NB = 0 (kombinace mechanického zatížení (síla) v hlavě piloty a monotónního teplotního zatěžování s fixací posunu v hlavě piloty).
English synopsis: The EpMPF 2.0 software is intended for the analysis of the force-deformation behaviour of a single large-diameter energy piles loaded both mechanically and thermally using the load-transfer method. Three types of load-transfer functions are available – hyperbolic, cubic parabola and cyclic. The program allows four types of analysis: 1. Mechanical loading (without the effect of temperature), 2. Thermal loading (only the effect of temperature), 3. Mechanical-thermal loading (combination of mechanical loading (force) in the pile head and monotonous or cyclic thermal loading) and 4. Mechanical-Thermal loading, ZP = 0 (combination of mechanical loading (force) in the pile head and monotonous thermal loading with prescribed zero displacement in the pile head).
Informace k softwaru jsou dispozici po vyžádání přes e-mail na adrese mica.l@vutbr.cz.
Pracovní prostřední aplikace je rozčleněno na čtyři základní části: a) Vlastnosti piloty; b) Vlastnosti zemního prostředí; c) Nastavení výpočtu a typ analýzy; d) Výsledky. Ukázky z popisovaného softwaru jsou uvedeny na následujících obrázcích 1 až 3:
Grafické prostředí softwaru EpMPF 2.0
Grafické prostředí softwaru EpMPF 2.0 – část “Zadávání vstupních parametrů”. Pozn: Zadávací pole jsou aktivní dle typu přenosové funkce a typu analýzy.
Grafické prostředí softwaru EpMPF 2.0 – část “Výsledky analýzy – MZK (mezní zatěžovací křivka)”
Grafické prostředí softwaru EpMPF 2.0 – část “Výsledky analýzy – Osová síla – hloubka)”
Grafické prostředí softwaru EpMPF 2.0 – část “Výsledky analýzy – Svislý posun – hloubka)”
Grafické prostředí softwaru EpMPF 2.0 – část “Výsledky analýzy – Mobilizované plášťové tření – hloubka)”
ZFMEpilota 1.0
Výsledek číslo: TN01000056/06-V003
Abstrakt: Funkční vzorek byl navržen v rámci řešení projektu „Optimalizace energopilot pro využití energie země“ (TA ČR, TN01000056/06). Jde o experimentální zařízení, které je určeno pro testování osamělých osově zatížených energopilot v laboratorních podmínkách. Pro simulaci napjatosti v okolí piloty slouží zatěžovací kužel spolu s tlakovou soustavou. Pro simulaci teplotního (+5°C ¸ +40°C) namáhání je systém doplněn o teplotní soustavu (změny teploty lze simulovat přes samotnou pilotu, přes podstavu kuželu anebo pomocí trubkového tepelného výměníku instalovaného uvnitř modelu). Funkční vzorek je navržen za účelem zhodnocení vlivu změn teploty v okolí energopiloty na její svislou únosnost.
English synopsis: The functional sample was designed within the framework of the project “Optimization of energy pilots for the use of earth energy” (TA CR, TN01000056 / 06). It is an experimental device that is designed to test single axially loaded energopile under laboratory conditions. The load cone together with the pressure system is used to simulate the state of stress around the pile. To simulate the temperature (+5°C ¸ + 40°C) stress, the system is supplemented by a temperature system (temperature changes can be simulated through the pile itself, through the base of the cone, or through a tubular heat exchanger installed inside the model). The functional sample is designed to evaluate the effect of temperature changes around the energopile on its vertical bearing capacity.
Schéma zatěžovacího kuželu: a) horní díl kuželu, b) dolní díl kuželu, c) horní válcová nástavba, d) dolní válcová nástavba, e) podkladní plech (dno kuželu), f) příruby, g) pružná pryžová membrána, h) výztuhy pláště kuželu, i) model energopiloty, P – tlak vody na membránu, F – osová tlaková síla v hlavě modelu piloty, σv – teoretický průběh svislého napětí v ose kuželu, σH – teoretický průběh vodorovného napětí v ose kuželu [kóty v mm].
Fotografie funkčního vzorku