Akumuliacinės karšto vandens talpos veikimo režimų vertinimas

Abstract

Vis dažniau naudojant atsinaujinančius energijos šaltinius iškyla šilumos akumuliavimo technologijų svarba. Tačiau, paprastai tokių šaltinių generuojama energija laiko atžvilgiu nesutampa su sistemos ar vartotojo poreikiu – energija gaminama, kai nėra jos naudojimo ir atvirkščiai. Tai skatina tobulinti ir tirti įvairias energijos akumuliavimo technologijas, kurios padeda išspręsti šią problemą ir gali išlyginti energijos gamybos svyravimus paros, ar kito laikotarpio, bėgyje. Kartu iškyla šiose akumuliavimo technologijose vykstančių procesų efektyvumo vertinimo aktualumas bei poreikis. Šiame darbe nagrinėjami vandeninės akumuliacinės talpos veikimo režimai, atliekamas jų vertinimas. Išskirti trys pagrindiniai procesai: įkrovimas, laikymas ir iškrovimas. Atlikti atskiri realūs eksperimentai kiekvienam iš režimų, nustatyti jų efektyvumo koeficientai. Siekiant išnagrinėti šiluminės stratifikacijos pobūdį bei temperatūros pasiskirstymą talpoje išsamiau, iš eksperimentinių duomenų apskaičiuojami stratifikaciją apibūdinantys kriterijai Atlikta skaitinė ir grafinė gautų rezultatų interpretacija. Gauti rezultatai palyginti su termovizinėmis nuotraukomis.

The importance of heat accumulation technologies arises with increased usage of renewable energy sources. However, often the energy generated by such sources over time does not match the needs of the system or the user – energy is produced when there is no need and vice versa. This situation enhances new investigations of various accumulation technologies and their application. Such technologies compensate fluctuations in energy production and use over a day. At the same time, the need and importance to evaluate the efficiency of processes in heat storage grows. In this work the operation modes of the accumulation tank are analyzed and their evaluation is performed. When we are talking about accumulation tanks, three main processes are distinguished: charging, storage and discharging. In this article separate experiments for each of these modes were performed and efficiency coefficients were determined. In order to determine what happens to the thermal stratification and the temperature distribution in the tank, stratification numbers are calculated from the experimental data. A numerical and graphical interpretation of the obtained results was performed. The results are compared with thermovision photos.