Estratificação de um depósito de armazenamento térmico
Em poucas palavras
A EOLIOS Ingénierie concebeu concebeu um sistema de armazenamento térmico que utiliza a inércia para recuperar o calor residual das bombas de calor.
Estratificação de um depósito de armazenamento térmico
Ano
2021
Cliente
NC
Localização
Nantes
Tipologia
Processo industrial
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Estudo CFD de um depósito de armazenamento térmico
Combinação com uma bomba de calor :
No âmbito da conceção de um sistema de armazenamento de inércia térmica, as equipas de engenharia da EOLIOS puderam otimizar um depósito de armazenamento de água quente através da simulação CFD . O objetivo do estudo era, numa primeira fase, estudar um ciclo completo de armazenamento/descarregamento da água produzida por um sistema de recuperação de energia de um chiller. Com base nas características técnicas da fonte de produção de calor, os tempos de carga/esvaziamento podem ser estabelecidos em função de diferentes volumes de reserva armazenados.
O que é uma termoclina num depósito de água quente?
La térmicaoclinha é a pescoçoche de l‘eem que visita buracove à a certoe profondaur e que a a temporárioératura diferençaéaluguere de l‘eem situs em dessencialnós e em dessencialou. Danos a bolasobre d‘eem chaude, a térmicaoclinha visita formae entre l‘eem chaude em haut e água mais deide em fundo. Ele uma camada invisível que separa as duas camadas de água em função da sua temperatura.
Porque é que isto é importante no dimensionamento do armazenamento térmico?
La térmicaoclinha é importantee para a stockidade térmicaique porque ela porencontrado de mãodezir a temporárioératura de l‘eem chaude mais longotemps. O objetivo é o armazenamento heterogéneo para otimizar a mudança de fase. Se esta camada for perturbada, a estratificação térmica não é perfeita, o que pode levar a perdas de calor e a um consumo desnecessário de energia. A otimização do armazenamento térmico também permite que a bomba de calor funcione de forma mais eficientee produzir mais calor a um custo mais baixo.
Porquê integrar níveis de armazenamento num cilindro de água quente?
O amigoiers limiteformiga a latãoidade de l‘eem ster importaçãoformigas danos a bolasobre de stockidade térmicaique porque eles empêchent a formação d‘a pescoçoche chaude e deide separadoe. Cela porencontrado d‘améliorer l‘eficazacity de a pompe à chcervejaur em redeéformiga o porseu de chcervejaur e em mãodezformiga a temporárioératura de l‘eem à a nvivoem ótimo. As chumaceiras que limitam a circulação da água devem ser concebidas em função da velocidade de carga do reservatório. Quanto mais curto for o tempo entre ciclos, mais pequenos devem ser os passos para evitar a formação de camadas homogéneas de calor. Os rolamentos também devem ser concebidos de acordo com o tipo de bomba de calor utilizada, uma vez que algumas bombas de calor podem exigir rolamentos mais largos do que outras.
Como é que os depósitos de armazenamento térmico podem ser utilizados para otimizar a eficiência de uma bomba de calor?
Le defasesidade é a técnica que porencontrado de regular o fluxo de calor entre o depósito de armazenamento térmico e a fonte térmica. Cette méthode consistire à contrôler a duros e l‘intensity à aqueela l‘eem chaude é bombas de bolasobre para mãodezir a temporárioératura à a nvivoem ótimo. Este processonós porencontrado de reduzir o consumo de energia e maximizar o desempenho de a pompe à chcervejaur.
Le stockidade térmicaique peut être utiléé para ótimoiser l‘eficazacity d‘a pompe à chcervejaur em permanenteettformiga à l‘eem chaude de conservar o calor durante mais tempo. Cela porencontrado à a pompe à chcervejaur de fsobrecçãoner mais eficazacement e de produzirira mais de chcervejaur à moindre coût. De mais, a stockidade térmicaique peut reduzir os picos de contrasommação d‘énergy, para permitir l‘utilécomedor de benéficprimeiro de alcatrãoses mais avantageux e recuperação de calor residual.
Otimização do armazenamento térmico utilizando a simulação CFD
Com base nestes factores de dimensionamento inicial, a EOLIOS Ingénierie efectuou simulações CFD em regime transiente do ciclo de carga e descarga do depósito. Estes estudos temporais permitiram determinar as temperaturas da água extraída do depósito, de modo a otimizar as bombas de calor ar/água alimentadas pelos depósitos.
Por fim, a conceção do reservatório foi optimizada pela utilização de tabuleiros para favorecer a estratificação térmica do reservatório, seguida da conceção de um dispositivo de transferência concebido pelas equipas EOLIOS. Este sistema de estratificação foi patenteado pelas equipas EOLIOS.
Conceção e dimensionamento de sistemas de armazenamento com base na estratificação térmica
Resumo em vídeo do estudo
La térmicaoclinha é a pescoçoche invisível danos a bolasobre d‘eem chaude que sépsão o pescoçoches d‘eem visitasolitário aur temporárioératura. Ela é importantee para a stockidade térmicaique porque ela porencontrado de mãodezir a temporárioératura de l‘eem chaude mais longotemps e de regútero a temporárioératura para a contrasommação d‘énergie mais eficaze. Le stockidade térmicaique peut égalementação être utiléé para ótimoisando a eficiência de uma bomba de calor e para redeira o picos de contrasommação d‘énergie. Le defasesidade é a técnica que porencontrado de regútero a fluxos de chcervejaur entre a bolasobre e a fonte térmicaique. La a estratificação térmica deve ser perfeita afem d‘ótimoiser a fazementação de a pompe à chcervejaur e de reduzir a perda de calor.
Segue-se um resumo em vídeo dos estudos que conduziram à conceção e otimização de um sistema de armazenamento baseado no calor residual.
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