Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Formulations of parametric models for energy and power system elements in the aspect of control quality improvements

Wójcicka-Migasiuk D., Paśnikowska-Łukaszuk M.

Rynek Energii

|

2018

|

Nr 3

82--88

EN

The paper presents the elements of analyses of thermal system operation performed on the fundament of real values received from continuous measurement and models formulated on this data basis. The system is a part of a thermal power plant supplied from boilers and turbines cooperating with volume heat exchangers. The measurements have been recorded in heating seasons and collect several simultaneous parameters of operation. Then, the models have been formulated on the real data and in turn new values generated. The presented research elements are based on linear parametric models with the preliminary non minimal phase parametric models. The paper presents and describes simplifications introduced to system diagrams to formulate the parametric models and their operation. The characteristic for this analysis is the transfer from the presentation of physical processes towards relation between in and out parameters. MATLAB and MathCad tools are used for the calculation. The conclusions that could follow the composition of the models are important especially in the aspect of effectiveness taking into account that the real data comes from a fully controlled system which as such meets all requirements. This additional diagnostics of energy system elements lets us precise the control, minimise the loss of energy and allows for better control for the use of fuels. Moreover the formulation of prognosis of improved accuracy in comparison to the reference, which is to be worked out, would be advantageous from the point of energy business. The possibility to increase the amount of energy production from conventional fuels and biofuels, generally known of medium efficiency, can have the impact either on technology or on public appreciation for unconventional fuel.

PL

W artykule przedstawiono elementy analizy pracy układu przepływu ciepła wykonane na podstawie wartości rzeczywistych otrzymanych pomiarów oraz modeli sformułowanych na podstawie tych danych. System, który został wykorzystany do opisania procedury jest częścią elektrociepłowni zasilanej z kotłów i turbin współpracujących z wymiennikami ciepła. Pomiary rejestrowano w okresach grzewczych i zbierano kilka równoczesnych parametrów pracy. Następnie na podstawie rzeczywistych danych sformułowano modele i kolejno wygenerowano nowe wartości. Przedstawione elementy badań bazują na liniowych modelach parametrycznych tzw. nie minimalno fazowych. W artykule przedstawiono także uproszczenia wprowadzone do schematów systemowych umożliwiające sformułowanie przedstawionych modeli parametrycznych. Charakterystyczną cechą tej analizy jest rezygnacja z badania przebiegu procesów fizycznych na rzecz zależności pomiędzy parametrami wejścia i wyjścia. Do obliczeń wykorzystywano narzędzia MATLAB i MathCad. Wnioski, które mogą wynikać z uzyskanych modeli są ważne, zwłaszcza w aspekcie zwiększenia skuteczności pracy całego układu, biorąc pod uwagę, że dane rzeczywiste pochodzą z systemu w pełni kontrolowanego, który jako taki spełnia wszystkie wymagania. Ta dodatkowa diagnostyka elementów systemu energetycznego może przyczynić się do zwiększenia skuteczności sterowania, a co z tym się wiąże do redukcji strat energii poprzez poprawę kontroli zużycia paliwa. Możliwość zwiększenia produkcji energii z paliw konwencjonalnych oraz biopaliw, ogólnie uważanych jako paliwa o niższej wydajności, może mieć wpływ na zwiększenie popytu na biopaliwa, także na skutek poprawy opinii społecznej odnośnie paliw niekonwencjonalnych.

2

Selected Aspects of Development Towards Energy Efficient Buildings

Wójcicka-Migasiuk D., Paśnikowska-Łukaszuk M.

Journal of Ecological Engineering

|

2017

|

Vol. 18, nr 5

137--143

EN

The focal point is to present the areas where the technology in buildings can be supported by proper motivation and take substantial advantage measurable in technical units. The need to understand the integration between ecology, society, economy and technology is crucial when global improvements are the targets. These targets should consider urban environments as natural human settlement, in the understanding that accepts human psychological needs for wide and deep education, acquiring highly professional satisfaction without resigning from family style of life and leisure as natural. It is necessary to accept human production also in its advanced levels as a natural human activity and to combine it with the other afore-mentioned components of integration. Attention has been directed to clean energy certification in newly constructed objects and refurbished buildings, formation of owner’s responsibility for the possessed goods and their best use in sustainable development. Particular attention has been drawn to the increasingly popular manner of using resources only if it is justified by proportionally very high advantages to the society. This has been presented with the examples of energy savings in low energy and passive buildings. Moreover, the examples show the ways of sustainable development which include the use of renewable energy, using coal only in collective industrial systems very restricted in terms of protection against pollution and uncontrolled use of energy, and similarly, of other conventional fuels, water and land.

3

Analysis of thermal properties and heat loss in construction and isothermal materials of multilayer building walls

Urzędowski A., Wójcicka-Migasiuk D., Styczeń J.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2017

|

Vol. 11, no 2

33--37

EN

The article discusses the impact of vertical partition, technology on thermal insulation of the building, and the resulting savings and thermal comfort of residents. The study is carried out as an analysis of three selected design solutions including such materials as: aerated concrete elements, polystyrene, ceramic elements, concrete, mineral plaster. Simulation results of heat transfer in a multi-layered wall, are subjected to a detailed analysis by means of thermal visual methods. The study of existing structures, helped to identify the local point of heat loss by means of infrared technology leading to determination of U-value reduction by 36% in maximum for the described 3 types of structure.

4

Shaping of Panel Materials in Light Direction Design

Urzędowski A., Wójcicka-Migasiuk D.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 2B

941--945

EN

Abstract The paper presents the methodology of the analysis of the materials used in solar energy conversion, and an elaborated example with simulations of obtained results. Material properties are selected in relation to the need of sunlight illumination applications in civil constructions. This process is presented , starting from the analysis of some aspects of solar radiation, through the calculations of lens curvature and leading to the execution of simulations in different conditions. Graphical presentation of the phenomenon, it can visualize the process of shaping curves. The materials such as glass, polymers, metals, and gases have been discussed. Particular attention was paid to the results of the transmission of materials, their reflection and absorption of solar radiation. Moreover, the research problems of illumination and reflection in multi-layer structures used for civil constructions have been presented.

5

Visual analysis of heat transport in a unique object

Urzędowski A, Wójcicka-Migasiuk D.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2015

|

Vol. 9, nr 28

153--159

EN

The paper presents a visual analysis of heat propagation in selected elements of a unique building structure. Numerous spots of construction deterioration and weakening are exemplary to the presented method and to the procedure of concluding for the purpose of combined research and education at the third academic level of education. The described procedures use a thermographic camera. The most attention has been put to thermal bridges to avoid energy loss in further modernization of the investigated object and how the conclusion process can be supported. The discussion is based on four parallel types of camera imaging: thermal, multispectral, thermal fusion and digital. The selected important aspects of measurement conditions have been discussed to justify the reliability of presented measurements.

6

Internet tools in education at different levels of teaching

Wójcicka-Migasiuk D., Urzędowski A

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2014

|

Vol. 8, nr 24

66--71

EN

Modern education opens up broad prospects for the use of the Internet and its applications. Global computer network helps us to cross all limits allowed for the development and transfer of knowledge and to stimulate and create personal skills. Time and distance are no longer an obstacle. Recently, it has also been popularized in the use of online tools for professional work and intellectual and to the education at all levels of education. In this way, teachers are able to adapt teaching tools to the students’ individual needs. Moreover, the aspects of graphical visualization can be more efficient and interesting for students from previously used resources. This paper presents various methods of the Internet in education, and in particular the use of software to solve advanced problems in the art, for example, to calculate transient states. These tools are not only used for training skills or to solve specific tasks but also to shape attitudes and social behavior.

7

Wykorzystanie energii słonecznej wyzwaniem dla badania materiałów

Wójcicka-Migasiuk D.

Postępy Nauki i Techniki

|

2010

|

nr 5

114-123

PL

W artykule przedstawiono przegląd materiałów wykorzystywanych w energetyce słonecznej z punktu widzenia badań i analiz materiałów nad ich własnościami, które sprzyjają pozyskiwaniu tej formy energii. Omówione zostały materiały z takich grup jak szkła, polimery, metale i gazy. Zakres zastosowań, który został objęty niniejszym opisem zawiera zarówno termiczne kolektory słoneczne, elementy systemów biernych oraz ogniwa fotowoltaiczne. Szczególną uwagę poświęcono rezultatom badań nad materiałami w postaci warstw cienkich oraz struktur wielowarstwowych z nich złożonych, takich jak inteligentne okna, elewacje fotowoltaiczne czy ściany słoneczne. Ponadto przedstawiono zagadnienia badawcze dla struktur wielowarstwowych stosowanych w budownictwie wykorzystujących izolacje przezroczyste i półprzezroczyste w oparciu o badania autorskie prowadzone na Politechnice Lubelskiej.

EN

The paper defines and describes factors and properties of so called solar materials divided into the following groups: glasses, polymers, metals and gases. The applications aspects have been discussed in most of solar energy conversion forms and devices, i.e.: thermal collectors, photovoltaic cells, thermal passive elements, however, excluding conversion in biological materials because this field deserves separate scientific paper. Some special attention has been paid to thin film materials and laminar systems composed of them. This paragraph describes numerous aspects of applications including the ones emerging in smart windows and photovoltaic elevations. Moreover, the problems of solar walls incorporating TIM elements have been described with the help of the author’s research.

8

FEM applications to the analysis of passive solar wall elements

Lenik K., Wójcicka-Migasiuk D.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2010

|

Vol. 43, nr 1

333--340

EN

Purpose: The evaluation of heat propagation effectiveness through passive solar modules of different construction in relation to selected process conditions by means of computer simulation. Design/methodology/approach: The analysis of heat transfer through laminar structures in transient states by means of FEM and its verification on small scale models during laboratory tests. Findings: The paper presents the application of FEM and its methodology of computations for the established conditions on both sides of laminar structures specific for solar passive-thermal modules. The results are compared to small scale experimental results. The verification of the analysis leads from particular conclusions concerning the procedure of simulations towards general comments on the application of real modules. Research limitations/implications: The research has been carried out by means of software suitable for field analysis with some limitations to 3D which have been specified but their influence on usefulness of results is only minor. The verification on a small scale model is necessary and reliable in terms of the research consistence. Practical implications: Finite Element Method exploited in the applied methodology of investigation can be successfully used as a tool to examine energy transfer at considerations on different laminar structures. The subject of the research, i.e. solar passive modules confirmed their usefulness for energy demand reduction but with some identified restrictions. Originality/value: The use of small scale solar modules to verify FEM analysis and the combination of both analyses to determine the applicability of modules in real conditions of solar energy conversion in different building objects.

9

Techniczne i społeczne aspekty zastosowania zintegrowanych systemów pozyskiwania energii

Wójcicka-Migasiuk D.

Postępy Nauki i Techniki

|

2009

|

nr 3

83-95

PL

W artykule omówiono wpływ wybranych czynników na proces projektowania odpowiedniego układu pozyskiwania energii oraz możliwości realizacji obiektów wykorzystujących energię promieniowania słonecznego. Przedstawiono przykłady skojarzonych układów pozyskiwania cieplej wody i wytwarzania ciepła pochodzącego z energii słonecznej. Pokazano istniejące instalacje kolektorów cieplnych działające zarówno w dużych obiektach jak i w domach jednorodzinnych. Omówiono ponadto sposoby modelowania i symulacji przydatne do projektowania układów zintegrowanych ze śródłami odnawialnymi. Przedstawiono przykłady obliczeń modelowych uzyskanych za pomocą programów komputerowych TRNSED, ESOP, WUFI oraz stosując algorytmy opracowane metodą zastępczej sieci cieplnej. Pokazano korzyści i wady stosowania tych programów. W końcowej części artykułu skupiono się na sposobach tworzenia i realizowania strategii optymalnego wykorzystania odnawialnych źródeł energii dla regionu lubelskiego. Stwierdzono, że region ten wystarczająco zasobny jest pod względem dostępności energii promieniowania słonecznego.

EN

The paper defines and describes factors that should be considered by designers of integrated energy supply systems that incorporate solar systems in particular. In the first point, the author establishes the hierarchy of criteria to apply at subsequent phases of the decision processes carried out when renewable energy systems are to be used. To do this, she takes the advantage of the following case studies: a solar hot water system in an elderly house and an integrated system of steam boilers, heat recovery from a cooling system in connection with solar heating in a food production plant. The images of thermal collectors in experimental objects, i.e.: the educational center and the small detached house are presented. Then, the paper indicates the necessity of energy simulations prior to: taking up the decisions of localization and to final verification of the project. Moreover, the examples of simulation results derived from different software such as TRNSED, ESOP and from the method called equivalent thermal network are presented. The advantages and disadvantages of this software are described. The third chapter is focused on forms of promotion that can be applied to positively stimulate the sustainable development of the use of renewable sources in the central eastern region of Poland. It is also explained why this region is predestinated for solar energy use. The most important legislative documents for renewable energy applications are listed.

10

Modelowanie zintegrowanych systemów ogrzewania na obszarach wiejskich

Wójcicka-Migasiuk D.

Inżynieria Rolnicza

|

2007

|

R. 11, nr 1 (89)

3-120

PL

W pracy przedstawiono metodę wspomagającą projektowanie zintegrowanych systemów ogrzewania o strukturze odpowiadającej zapotrzebowaniu i możliwościach występujących na obszarach wiejskich. Niniejsza praca jest także odpowiedzią na zapotrzebowanie dla narzędzi projektowych zintegrowanych z programami symulacyjnymi, które podawałyby użytkownikowi oczekiwaną ilość i rozkład zapotrzebowania na energię przez obiekt w połączeniu z efektami pracy systemu ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji. W przypadku systemów zintegrowanych istotny jest także rozkład tych efektów z jednoczesną możliwością dostosowywania do lokalnych warunków klimatycznych, bezpośredniego otoczenia obiektu, danego typu produkcji rolniczej czy sposobu użytkowania obiektu zarówno planowanego jak i poddawanego modernizacji. Warunki te zostały uwzględnione w przeprowadzonych symulacjach poprzez odpowiedni dobór wartości wprowadzanych danych. Przedstawiono modele układów zintegrowanych, w oparciu o analogię pomiędzy instalacjami ogrzewania a obwodami elektrycznymi zawierającymi rezystancje, elementy indukcyjne oraz pojemnościowe (RLC). Dokonano identyfikacji parametrów istotnych dla oceny pracy takich podsystemów jak: instalacje kolektorów słonecznych płaskich lub próżniowych, pompy ciepła wraz z różnymi źródłami dolnymi, kotły opalane paliwem konwencjonalnym lub biopaliwem, bierne systemy słoneczne, wspomaganie zasilania w energię elektryczną z systemów fotowoltaicznych, które mogą wchodzić w skład układów hybrydowych. Do tych parametrów należą: temperatura czynników, natężenie przepływu, stałe czasu nagrzewania. Zakres pracy obejmuje przedstawienie modeli zastępczych sieci cieplnych dla różnych rozwiązań systemów zintegrowanych w obiektach zlokalizowanych na terenach wiejskich, tj.: obiektu agroturystycznego pełniącego również funkcję centrum szkoleniowego w Budach Grabskich, Domu Pomocy Społecznej dla gospodyń wiejskich w Jadwinowie k. Lubartowa, masarni w Księżpolu k. Tomaszowa Lubelskiego oraz szklarni modelowej wyspecjalizowanej w produkcji pomidorów we wsi Bogate k. Przasnysza. Przeprowadzono i przedstawiono analizy symulacyjne stanów pracy tych systemów, wykonano analizy porównawcze pomiędzy wynikami symulacji a wynikami pomiarów w obiekcie rzeczywistym. Wyniki przeprowadzonych symulacji dają podstawy do oceny efektów energetycznych przedsięwzięcia, które bezspornie znajduje wykorzystanie w obiektach przetwórstwa rolniczego oraz innych, na terenach wiejskich, w których cykl poboru ciepła pokrywa się z dostępnością energii odnawialnej. Porównanie wyników przeprowadzonych obliczeń i pomiarów wykazuje, że na etapie projektowania za pomocą zastępczej sieci cieplnej można określić efekty energetyczne planowanej inwestycji przed przystąpieniem do jej realizacji, jak i obliczenia szacunkowe pozwalające na pobieżną ocenę efektów energetycznych przed przystąpieniem do wykonania projektu, czyli w procesie przygotowania oferty.

EN

The thesis describes an aid design method that can be applied to integrated heating systems of an appropriate structure relevant to demands and possibilities specific to rural regions. This monograph aims to respond to the increasing demand for design tools integrated with simulation software that could provide, to its users, expected quantity and the distribution of energy within the object and in connection to the effects of incorporated heating and air conditioning systems. In the case of the integrated energy systems, the distribution of these effects with mutual flexible capability to adapt local climatic conditions, environmental features, a particular type of agricultural production and the way in which the object is used belong also to the general aim. The presented models of integrated systems are based on the fundamental theory of analogy between heating systems and electric systems that include RLC elements (resistance, inductive elements, capacitors). The thesis presents identification of parameters substantial to evaluate performance of the following sub-systems: flat plate solar collectors, vacuum collectors, heat pumps together with different bottom sources, boilers fuelled by conventional fuel or bio-fuels, passive solar systems, electric energy supply aided from photovoltaic panels. All of them can be combined in one hybride system. These parameters are: medium temperatures, medium flow intensity, time constants. The scope of work consists of the presentation of equivalent network models for different systems localized in rural objects at different stage of advance, such as: an agro-tourist center with educational features in Budy Grabskie, an elderly house for women in Jadwinów near Lubartów (occupied by women from surrounding country region), a meat processing plant in Księżpol near Tomaszów Lubelski, glasshouses specialized in tomato production in Bogate near Przasnysz. Moreover, anticipated operation of these systems has been presented in the form of simulation analyses for steady states and transients, comparative analyses. The thesis has been summarized and the final statements and conclusions are presented in a suitable way to synthesize modeling of different hybride systems adapted particularly for rural regions. The results of performed analyses give the basis to evaluate the energy effectiveness of planned enterprise, where the cycle of heat and other energy demand is in some coincidence with the availability. The comparison between the computation results and taken measurements indicates that at the stage of design process, the energy effects can be evaluated by mean of a suitable equivalent network for particular planned investment process before it is realized. The other advantage of this method is that it enables also estimate calculations which, in turn, let us estimate energy effects at the stage of a tender process.

11

Thermal analysis of rooms with solar walls

Wójcicka-Migasiuk D., Zając A.

Archives of Civil Engineering

|

2007

|

Vol. 53, nr 1

161-173

EN

The paper presents the numerical analysis of heat transfer through solar walls performed by means of Cedrat software. Climatic conditions for the region have been introduced in several data sets divided in groups for winter, fall and hot summer. The analysis has been performed for different types of buildings and is presented on the example of a small two storey house, South oriented. Winter climatic conditions are established as low insolation densities at low temperatures. The visible temperature difference within the building zones is then high (about 15-20°C). Fall conditions are maintained at 10°C with different insolation values and summer conditions are assumed as hot and at high insolation. The solar wall is then presented in its four roles: heating, insulation, cooling and ventilation. Some part of the numerical analysis has been verified by tests on a physical model of a solar wall and both series of results are presented and compared. The conclusion is partially optimistic for our climate, however shows the need of additional construction elements at substantial cost.

PL

Przedstawiono analizę numeryczną wymiany ciepła zachodzącej przez ściany słoneczne. Analizę wykonano za pomocą oprogramowania Cedrat Flux 2DR. Warunki klimatyczne zostały dobrane dla regionu tak, aby zbadać wymianę ciepła w okresach: mroźnej zimy, przejściowym (wiosenno-jesiennym) oraz w warunkach gorącego lata. Analizę przedstawiono na przykładzie budynku jednopiętrowego, w którym ściana słoneczna jest zwrócona w kierunku południowym. Warunki zimowe rozumiane są jako: natężenie promieniowania słonecznego do 300 W/m2, a temperatura powietrza zewnętrznego pomiędzy -5°C i -20°C. Stwierdzone różnice temperatury pomiędzy poszczególnymi strefami w budynku wynoszą do 20 K. Dla okresu przejściowego przyjmowano temp. 0-10°C i różne natężenia promieniowania, a warunki letnie: powyżej 20°C i 600W/m2. Przedstawiono ścianę słoneczną, która spełnia w różnych okresach rolę grzewczą, izolującą lub chłodząco-wentylującą. Niektóre z wyników analizy numerycznej zostały zweryfikowane poprzez pomiary wykonane na modelu fizycznym, jednakże, w ograniczonym zakresie temperatur, tj. powyżej 22°C. Wyniki przedstawiono. Wnioski z analizy są częściowo optymistyczne dla naszego regionu, jednakże wskazują na potrzebę montowania dodatkowych elementów, które zwiększają koszt konstrukcji.

12

Zastępcza sieć cieplna

Wójcicka-Migasiuk D., Drozd D.

Czysta Energia

|

2005

|

Nr 12

22-24

13

Equivalent thermal network for complex heating system based on renewable energy

Wójcicka-Migasiuk D.

Archives of Civil Engineering

|

2005

|

Vol. 51, nr 3

415-426

EN

The paper presents the fundamental theory to create equivalent thermal networks on the basis of an integrated heating supply system based on renewable energy sources and conventional heating media. The system consists of flat plate solar collectors, vacuum collectors, flat plate heat exchangers, a volume heat exchanger with coils, accumulation tanks, a ground collector, a heat pump and, optionally, a gas or gasoiI boiler and related pipelines. The presented model is used for steady state analysis performed by means of algorithms composed in MathCad. Additionally, the graphic presentation of results has been worked out in Excel. The simulation analysis results and measured values have been compared and they show coincidence. This is treated as some proof to justify the introduction of a coefficient equivalent to thermal inductance, which role in heat transfer has been mentioned.

PL

Przedstawiono podstawy teoretyczne oraz metodę tworzenia zastępczej sieci cieplnej na przykładzie złożonego układu zintegrowanego ogrzewania obejmującego: płaskie kolektory słoneczne, próżniowe kolektory słoneczne, płytowe wymienniki ciepła, objętościowy wymiennik ciepła z wężownicami, zbiorniki akumulacyjne, kolektor gruntowy, pompę ciepła oraz opcjonalnie kocioł gazowy lub olejowy wraz z rurociągami. Przedstawiono model graficzny układu w ustalonym stanie pracy oraz odpowiadające mu równanie stanu, wg którego przeprowadzono algorytm symulacyjny. Wyniki analizy symulacyjnej dla stanu ustalonego w przybliżeniu pokrywają się z wartościami uzyskanymi z pomiarów. Potwierdzają one słuszność wprowadzenia współczynnika korygującego opór cieplny niektórych elementów. Stwierdzono, że wynika on z wpływu zjawiska induktancji termicznej na wymianę ciepła w tych elementach układu. Algorytmy symulacyjne i graficzne prezentacje wyników wykonano za pomocą programów MathCad oraz Excel.

14

Selection algorithms for heat pump thermodynamic parameters

Wójcicka-Migasiuk D.

Archives of Civil Engineering

|

2004

|

Vol. 50, nr 2

265-275

EN

The paper presents simulation analysis based on mathematical models of compressors, evaporators and condensers to determine proper operation parameters for heat pumps. Moreover, it presents algorithms for corrections of results in relation to nominal power values. Computations are presented for the example of R290. Simulations and graphic presentations of results have been performed by MathCad.

PL

Przedstawiono wyniki analizy symulacyjnej doboru parametrów termodynamicznych pracy pomp ciepła posługując się modelami statycznymi parownika, skraplacza i sprężarki, dostępnymi w literaturze. Przedstawiono algorytm korekcji wyników symulacji względem nominalnej mocy chłodniczej i napędowej. Przedstawiono sposób lokalizowania prawidłowych wartości parametrów termodynamicznych w tabelach danych. Obliczenia komputerowe wykonano w zakresie przedziału zmienności temperatury dla różnych grup czynników chłodniczych, takich jak: R410 czy R270 przedstawiając przykładowe wyniki dla propanu. Algorytmy symulacyjne i graficzne prezentacje wyników wykonano za pomocą programu MathCad.