Analysis of the selected factors impact on the amount of the stored heat and the mass change in the rock-bed storage placed in the laboratory tunnel

• Autorzy: Kurpaska S. , Latała H. , Konopacki P. , Hołownicki R.

Identyfikatory

DOI

10.14654/ir.2014.151.059

Warianty tytułu

PL

Analiza wpływu wybranych czynników na ilość zmagazynowanego ciepła oraz zmiany masy w akumulatorze o złożu kamiennym zlokalizowanym w tunelu doświadczalnym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents results of analysis of the air flow through the rock - bed storage. Air was collected from the inside of the plastic tunnel and pressed to the segments of the storage with area was 18.7m2 and volume was almost 13.1 m3. The research was carried out from March to October 2013. The cycle of the storage work (charging or discharging) was controlled based on the algorithm, in which a controlling signal was based on the difference in the temperature between the average temperature of the bed and the temperature inside a tunnel. 318 measurement cycles were selected for a detailed analysis. In those cycles, based on the measured parameters of air pressed into and flowing out of the storage, the amount of the stored heat in the storage and the change in the concentration of steam included in air was determined. For the obtained results multiple regression equations, describing a unitary heat stream and mass exchanged during the air flow through the storage, were found. Moreover, the quantity relations between a unitary heat and the mass stream exchanged during the air flow through the storage including two sets of independent variables, were determined. The first one includes: velocity of the pressed air (measured in the air pressing conduit for particular segments), initial temperature of the storage and the pressed heat stream. The second set of independent variables includes: temperature of the pressed air, deficiency of steam pressure inside the facility and the stream of the pressed air. Non-linear estimation with the use of quasi-Newton method was applied for determination of these relations.

PL

W pracy przedstawiono wyniki analizy związanej z przepływem powietrza przez złoże akumulatora kamiennego. Powietrze pozyskiwano z wnętrza tunelu foliowego i tłoczono do segmentów akumulatora o powierzchni 18,7 m2 i objętości blisko 13,1 m3. Badania przeprowadzono w okresie od marca do października 2013 r. Cyklem pracy akumulatora (ładowanie lub rozładowanie) sterowano w oparciu o algorytm, w którym sygnał sterujący opierał się o różnicę temperatury między średnią temperaturą złoża a temperaturą wewnątrz tunelu. Do szczegółowej analizy wyodrębniono 318 cykli pomiarowych, w których na bazie zmierzonych parametrów zatłaczanego i wypływającego z akumulatora powietrza określono ilość zmagazynowanego ciepła w akumulatorze oraz zmianę w koncentracji pary wodnej zawartej w powietrzu. Dla uzyskanych wyników znaleziono równania regresji wielokrotnej opisującej jednostkowy strumień ciepła i masy wymienianej podczas przepływu powietrza przez akumulator. Wyznaczono także ilościowe zależności między jednostkowym strumieniem ciepła i masy wymienianym podczas przepływu powietrza przez akumulator uwzględniających dwie grupy zmiennych niezależnych. W pierwszej grupie wykorzystano: prędkość zatłaczanego powietrza (zmierzoną w przewodzie tłoczącym powietrze do poszczególnych segmentów), temperaturę początkową akumulatora oraz strumienia ciepła zatłaczanego. Druga grupa zmiennych niezależnych obejmuje: temperaturę tłoczonego powietrza, deficyt ciśnienia pary wodnej wewnątrz obiektu oraz strumienia zatłaczanego powietrza. Do określenie tych zależności zastosowano estymację nieliniową z wykorzystaniem metody quasi-Newtona.

Słowa kluczowe

EN

heat storing; rock bed storage; plastic tunnel

PL

magazynowanie ciepła; akumulator kamienny; tunel foliowy

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Rolniczej
• Czasopismo: Agricultural Engineering
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 18, No. 3
• Strony: 71--83
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kurpaska S.

• Institute of Agricultural Engineering and Informatics, University of Agriculture in Kraków, ul. Balicka 116B, 30-149 Kraków

autor

Latała H.

• Institute of Agricultural Engineering and Informatics, University of Agriculture in Kraków, ul. Balicka 116B, 30-149 Kraków

autor

Konopacki P.

• Institute of Horticulture in Skierniewice

autor

Hołownicki R.

• Institute of Horticulture in Skierniewice

Bibliografia

• Abreu, M.J.; Ferreira, V.C.; Sottomayor, A.; Vargues, A.C.; Meneses, J.F. (2001). Evaluation of greenhouse structures for tomato spring crops in the entre douro e Minho region of Portugal. Acta Horticulturae, 559, 169-176.
• Boniecki, P. (1999). Uwzględnienie stochastycznych parametrów źródła ciepła w procesie ładowania akumulatora energii cieplnej. Prace Przemysłowego Instytutu Maszyn Rolniczych, Vol. 44(2), 66- 68.
• Boulard, T.; Fatnassi, H.; Roy, J.C.; Lagier, J.; Fargues, J.; Smits, N.; Rougier, M.; Jeannequin, B. (2004). Effect of greenhouse ventilation on humidity of inside air and in leaf boundary-layer. Agricultural and Forest Meteorology, 125(3-4), 225-239.
• Condori, M.; Echazu, R.; Saravia, L. (2001). Solar drying of sweet pepper and garlic using the tunnel greenhouse drier. Renewable Energy, Vol. 22(4), 447-460.
• Fuller, R.J.; Charters, W.W.S. (1997). Performance of a solar tunnel dryer with microcomputer control. Solar Energy, Vol. 59(4-6), 151- 154.
• Hołownicki, R.; Konopacki, P.; Kurpaska, S.; Latała, H.; Treder, W.; Nowak, J. (2012). Magazynowanie nadwyżek ciepła w tunelach foliowych – koncepcja kamiennego akumulatora ciepła. Inżynieria Rolnicza, 2(136), 79-87.
• Kittas, C.; Bartzanas, T. (2007). Greenhouse microclimate and dehumidification effectiveness under different ventilator configurations. Building and Environment, Vol 42(10), 3774- 3784.
• Kurklu, A. (1998). Energy storage applications in greenhouses by means of phase change materials (PCMs): a review. Renewable Energy, Vol. 13(1), 89-103.
• Kurpaska, S.; Latała, H.; Rutkowski, K.; Hołownicki, R.; Konopacki, P.; Nowak, J.; Treder, W. (2012). Magazynowanie nadwyżki ciepła z tunelu foliowego w akumulatorze ze złożem kamiennym. Inżynieria Rolnicza, Nr 2(136), 157-167.
• Mueller, W.; Maćkowiak, S. (2010). Symulacja przepływu ciepła w kamiennym akumulatorze o losowej strukturze złoża. Inżynieria Rolnicza, 7(125), 153-160.
• Ozgenger, L.; Ozgener, O. (2010). Energetic performance test of an underground air tunnel system for greenhouse heating. Energy, Vol. 35(10), 4079-4085.
• Volkaerts, D.; Youssef, A.; Ozcan, S.E.; Exadaktylos, V.; Berckmans, D. (2012). Modelling greenhouse temperature and humidity dynamics in order to develop an energy saving model-based control strategy. Acta Horticulturae, 952, 87-92.