Magazynowanie nadwyżki ciepła z tunelu foliowego w akumulatorze ze złożem kamiennym

• Autorzy: Kurpaska S. , Latała H. , Rutkowski K. , Hołownicki R. , Konopacki P. , Nowak J. , Treder W.

Warianty tytułu

EN

Storing heat surplus from a plastic tunnel in a rock - bed storage

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy w oparciu o dostępną literaturę, scharakteryzowano kierunki badań prowadzonych w różnych ośrodkach naukowych z zakresu ogrzewania szklarni z wykorzystaniem źródeł energii odnawialnej. Dla rozważanego systemu (tunel laboratoryjny wraz z akumulatorem ze złożem kamiennym) przedstawiono zależności wykorzystane do oszacowania ilości energii (magazynowanej w postaci ciepła) z wnętrza tunelu oraz do określenia wielkości akumulatora ciała stałego. W wyniku przeprowadzonych obliczeń stwierdzono, że potencjalna dobowa ilość ciepła do zmagazynowania dla analizowanych wartości warunków zewnętrznych mieściła się w granicach od 0,37 MJ*m-2 do blisko 1,72 MJ*m-2 .(odpowiednio dla dnia pochmurnego oraz dnia słonecznego). Obliczenia przeprowadzono zakładając, że temperatura wewnątrz obiektu nie przekracza 24°C zaś deficyt ciśnienia pary wodnej (jako różnica między aktualnym ciśnieniem a ciśnieniem w stanie nasycenia) będzie równy 4hPa. Dla uzyskanych wyników, w oparciu o największą wartość współczynnika determinacji; znaleziono zależność (określoną estymacją nieliniową metodą quasi Newtona przy zachowanym współczynniku zbieżności 0,001) ujmujące związek między ilością ciepła a temperaturą otoczenia i sumą energii promieniowania słonecznego. Po przeprowadzeniu analizy i badań weryfikacyjnych w warunkach laboratoryjnych, zaproponowano niezbędną powierzchnię i objętość złoża akumulatora.

EN

The work, basing on available literature describes directions of research carried out in different scientific centres concerning heating a greenhouse with renewable energy sources. For the system concerned (a laboratory tunnel along with a rock-bed storage) dependencies used to estimate the amount of energy (stored in the form of heat) from the inside of a tunnel and to determine the size of a solid body storage were presented. As a result of calculations, it was determined that potential daily amount of heat for storing for the analysed values of the external conditions was within limits ranging from 0.37MJ*m-2 to almost 1.72 MJ*m-2 (respectively for a cloudy day and a sunny day). Calculations were carried out assuming that the temperature inside the facility does not exceed 24°C while steam pressure deficiency (as a difference between actual pressure and pressure in a saturation point) will be equal to 4hPa. For the obtained results, on the basis of the highest value of the coefficient of determination a relation was found (determined by non-linear estimation by a quasi-Newton method while maintaining convergence coefficient 0.001) presenting a relation between the heat amount and the temperature of surroundings and the solar radiation energy sum. Upon carrying out an analysis and verification research in laboratory conditions, indispensable area and the volume of the storage bed was suggested.

Słowa kluczowe

PL

energia odnawialna; akumulator ciała stałego; tunel foliowy

EN

renewable energy; solid body storage; plastic tunnel

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Rolniczej
• Czasopismo: Inżynieria Rolnicza
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 16, nr 2, t. 1
• Strony: 157--167
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Kurpaska S.

autor

Latała H.

autor

Rutkowski K.

autor

Hołownicki R.

autor

Konopacki P.

autor

Nowak J.

autor

Treder W.

• Instytut Inżynierii Rolniczej i Informatyki, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, ul. Balicka 116B, 30-149 Kraków,

Bibliografia

• Bascetincelik A., Ozturk H.H., Paksoy H.O., Demirel Y. (1999): Energetic and exergetic efficiency of latent heat storage system for greenhouse heating. Renewable Energy, 16(1-4), 691-694.
• Bayer P., Saner D., Rybach L., Blum P. (2012): Greenhouse gas emission savings of ground source heat pump systems in Europe: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16(2), 1256-1267.
• Benli H., Dumus A. (2009): Performance analysis of a latent heat storage system with phase change material for new designed solar collectors in greenhouse heating. Solar Energy, 83 (12), 2109-2119.
• Benli H. (2011): Energetic performance analysis of a ground-source heat pump system with latent heat storage for a greenhouse heating. Energy Conversion and Management, 52(1), 581-589.
• Chinese D., Meneghetti A., Cardin G. (2005): Waste-to-energy based greenhouse heating: exploring viability conditions through optimisation models. Renewable Energy, 30(10), 1573-1586.
• Garcia J.L, Plaza la S. D., Navas L.M., Benavente R. M., Luna L. (1998): Evaluation of the Feasibility of Alternative Energy Sources for Greenhouse Heating. J. agric. Engng Res. 69, 107-114.
• Ghosal M.K., Tiwari G.N. (2004): Mathematical modeling for greenhouse heating by using thermal curtain and geothermal energy. Solar Energy, 76(5), 603-613.
• Ghosal M.K., Tiwari G.N., Das D.K., Pandey K.P. (2005): Modeling and comparative thermal performance of ground air collector and earth air heat exchanger for heating greenhouse. Energy and Buildings, 37(6), 613-621.
• Hepbasli A. (2011): A comparative investigation of various greenhouse heating options using exergy analysis method. Applied Energy, 88(12), 4411-4423.
• Kondili E., Kaldellis J.K. (2006): Optimal design of geothermal-solar greenhouses for the minimisation of fossil fuel consumption. Applied Thermal Engineering, 26(8-9), 905-915.
• Kurpaska S., Latała H. (2010): Energy analysis of heat surplus storage systems in plastic tunnels. Renewable Energy, 35 (12), 2656-2665, 2010.
• Ntinas G.K.. Kougias P.G., Nikita-Martzopoulou Ch. (2011):Experimental performance of a hybrid solar energy saving system in greenhouses. Int. Agrophys., 25, 257-264.
• Ozenger O., Hepbasli A. (2005): Experimental performance analysis of a solar assisted groundsource heat pump greenhouse heating system Energy and Buildings, 37(1), 101-110.
• Ozgener L. Ozgener O. (2010): Energetic performance test of an underground air tunnel system for greenhouse heating. Energy, 35(10), 4079-4085.
• Ozturk H.H., Bascetincelik A. (2003): Energy and exergy efficiency of a packed-bed heat storage unit for greenhouse heating. Biosystems Engineering, 86(2), 231-245.
• Panwai N.L., Kaushik S.C., Kothari S. (2011): Solar greenhouse an option for renewable and sustainable farming. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15(8), 3934-3945.
• Pluta Z. (2003): Słoneczne instalacje energetyczne. Oficyna Wydaw.. Politechniki Warszawskiej, Warszawa, ISBN 83-7207-411-9.
• Santamouris M., Balaras C.A., Dascalaki E., Vallindras M. (1994): Passive solar agricultural greenhouses: A worldwide classification and evaluation of technologies and systems used for heating purposes. Solar Energy, 53(6), 511-426.