Cold storage in a sorption beds as an effective solution enabling averaging of daily energy consumption

• Autorzy: Grzebielec Andrzej , Szelągowski Adam

Warianty tytułu

PL

Magazynowanie chłodu w złożach sorpcyjnych jako efektywne rozwiązanie umożliwiające uśrednienie zużycia energii w ciągu doby

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Energy storage is one of the most important issues related to modern energy. The major change from sources of constant generation energy into favor of sources with variable powers (wind or solar power plants) causes a greater than before need for energy storage systems. The article focuses on averaging energy consumption by air-conditioning installations in a single-family house. In a standard air conditioning system based on a compressor device, the demand for electric power is proportional to the demand for cooling power. If a cold store is used, it is possible to balance the electricity demand. The use of a cold storage in the form of a sorption bed means that the building uses a constant amount of electric energy just for ventilation system. The analysis showed that if there is needed to store 47.8 kWh of cold, its volume (in case it is built of silica gel) must be 3.78 m3. This solution not only causes that the energy consumption is equalized, but also significantly reduces electricity consumption.

PL

Magazynowanie energii jest jednym z ważniejszych zagadnień związanych ze współczesną energetyką. Odchodzenie od źródeł energii wytwórczych o stałej mocy na rzecz źródeł o zmiennych mocach (w elektrowniach wiatrowych czy słonecznych) powoduje większą niż do tej pory potrzebę magazynowania energii. W artykule skupiono się na uśrednianiu zużycia energii przez instalację klimatyzacji budynku jednorodzinnego. W standardowym układzie klimatyzacji opartym na urządzeniu sprężarkowym zapotrzebowanie na moc elektryczną jest proporcjonalne do zapotrzebowanie na moc chłodniczą. W przypadku gdy zastosuje się magazyn chłodu możliwe jest wyrównanie zapotrzebowana na energię elektryczną. Zastosowanie magazynu chłodu w postaci złoża sorpcyjnego powoduje, że budynek zużywa stałą ilość energii przez całą dobę na potrzeby wentylacji. Analiza pokazała, że w przypadku, gdy magazyn musi przechować 47,8 kWh chłodu jego objętość (w przypadku gdy jest zbudowany z silikażelu) musi wynieść 3,78 m3. Rozwiązanie to nie tylko powoduje, że zużycie energii jest równomierne, ale także zdecydowanie zmniejsza zużycie energii elektrycznej.

Słowa kluczowe

EN

energy storage; sorption systems; refrigeration; STES

PL

magazynowanie energii; układy sorpcyjne; chłodnictwo; STES

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2020
• Tom: Nr 4
• Strony: 70--74
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Grzebielec Andrzej

• Zakład Chłodnictwa i Energetyki Budynku w Instytucie Techniki Cieplnej Politechniki Warszawskiej

autor

Szelągowski Adam

• Zakład Chłodnictwa i Energetyki Budynku w Instytucie Techniki Cieplnej Politechniki Warszawskiej

Bibliografia

• [1] Badyda K., W. Bujalski, Heat accumulator operation modelling for load forecasting,Modelowanie pracy zasobnika w celu prognozowania obcia̧żenia elektrociepłowni, Rynek Energii. (2009).
• [2] Bartela Ł., S. Waniczek, M. Lutyńnski, Concept of the thermal integration of the compressed air energy storage system with the power plant, J. Power Technol. 99 (2019) 176–186.
• [3] Brooks S., G. Quarini, M. Tierney, X. Yun, E. Lucas, Conditions for continuous ice slurry generation in a nylon helical coiled heat exchanger, Therm. Sci. Eng. Prog. (2020).
• [4] Chwieduk D.A., Some aspects of energy efficient building envelope in high latitude countries, Sol. Energy. (2016).
• [5] Cyklis P., Two stage ecological hybrid sorption-compression refrigeration cycle, Int. J. Refrig. 48 (2014).
• [6] Grzebielec A., A. Rusowicz, M. Jaworski, R. Laskowski, Possibility of using adsorption refrigeration unit in district heating network, Arch. Thermodyn. 36 (2015).
• [7] Grzebielec A., A. Rusowicz, J. Kuta, Role of installations based on heat pumps cycles in virtual power plants, Rynek Energii. 110 (2014).
• [8] Grzebielec A., A. Szelągowski, Experimental study of a sorption cold storage supporting the air, Mod. Eng. (2019) 10–15.
• [9] Ibrahim N.I., F.A. Al-Sulaiman, F.N. Ani, Solar absorption systems with integrated absorption energy storage–A review, Renew. Sustain. Energy Rev. (2018).
• [10] Jaworski M., M. Bednarczyk, M. Czachor, Experimental investigation of thermoelectric generator (TEG) with PCM module, Appl. Therm. Eng. (2016).
• [11] Jaworski M., A. Rusowicz, A. Grzebielec, Stabilizacja temperatury w pomieszczeniach z wykorzystaniem zasobników ciepła/chłodu z materiałem pcm zintegrowanych z systemem wentylacji budynku, Inżynieria Bezpieczeństwa Obiektów Antropog. (2019).
• [12] Kortenstedde F., J.M. Stief, Investigation and optimization of an untypical vertical axis rotor of a small wind turbine, J. Mech. Energy Eng. 3(43) (2019) 245–258.
• [13] Leonzio G., Solar systems integrated with absorption heat pumps and thermal energy storages: state of art, Renew. Sustain. Energy Rev. (2017).
• [14] Li S.F., Z. hua Liu, X.J. Wang, A comprehensive review on positive cold energy storage technologies and applications in air conditioning with phase change materials, Appl. Energy. (2019).
• [15] Owczarek M., A. Baryłka, Estimation of thermal diffusivity of buildingelements based on temperature measurement forperiodically changing boundary conditions, Rynek Energii. (2019) 76–79.
• [16] Owczarek M., A. Baryłka, Determining the thermal diffusivity of the material based on the measurement of the temperature profile in the wall, Rynek Energii. (2019) 63–69.
• [17] Rayhan F.A., Yanuar, A.S. Pamitran, Effect of ice mass fraction on ice slurry flow for cold energy storage application, in: Energy Reports, 2020.
• [18] Szelągowski A., P. Trzcinowski, Experimental study on the adsorption refrigeration device built on a water-silica gel working pair, Mod. Eng. (2019) 42–54.
• [19] Wang J., F. Battaglia, S. Wang, T. Zhang, Z. Ma, Flow and heat transfer characteristics of ice slurry in typical components of cooling systems: A review, Int. J. Heat Mass Transf. (2019).
• [20] Yu N., R.Z. Wang, L.W. Wang, Sorption thermal storage for solar energy, Prog. Energy Combust. Sci. (2013).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).