arası mevsimlik depolama termal güneş enerjisi

chatelot16 yazdı:Tüm malzemelerinizi armis, çerçeveyi terketmesi gereken suyu özlüyor!

Evet, gönüllü olmadığı için orada değil (referans 4180 J / ° / kg'dır).

Bu yazının başlangıcında seninle aynı tepkiyi verdim, ilk projem bir su deposunu gömmekti ... Uygun kazı araçlarına sahiptim ve matematiksel hesaplamalar bunun aksini gösteriyor (bkz. Bu yazı başında ....).
Ayrıca, sorunun daha basit ve sorunlu olduğunu ve uygulama maliyetini karşılaştırdığımı düşünüyorum, bu benim ölçeğimde ekonomik bir çıkmaza yol açtığını gösteriyor.

Çok yüksek kapasiteli PSE> 10 m000 ile izole edilmiş yer altı tankına göre STES vardır ve toplam verim BTES'den yüksektir.
BTES, 10 kwh / m3 malzemesini geri yükleyebilir, STES ise 50 Kwh değerini geri verebilir.
Hala bir ısı pompası olmadan yararlanılabilecek bir alanda, yani 30 ° sıcaklık deltası için .... kendime "söylersem", Exergie'den bahsediyorum ... ama umursamıyoruz çünkü rakamlar benim 'duyuru gerçek kullanılabilir enerjiyi hesaba katar (bu söylemeye gerek kalmaz ve okumak isteyenler için açıklanır)
"Global sistemimin" hesaplanması için, ısıtmalı zemin tarafından 40 ° 'nin ötesinde ve 70 °' ye kadar olan sıcaklık kullanılabilir.
Tüp sensörü bana daha yüksek sıcaklıklar verse bile, BTES ve sistemin bir bütün olarak kesinlikle 70 ° 'den daha iyi olmayacağının farkındayım!

Öte yandan ekonomik olarak STES bugün karlı değil ve fizibilite çalışmasını gerçekleştirdi, geri kazanılmasında bile teknik olarak zor ve çok pahalı olduğunun farkındayım.

Matematiksel kanıtın, tank kaybını gösteremediğini varsayalım.
100 m3 depolama tankı, ikinci el piyasasında bile birkaç bin avroya çok pahalıya mal oluyor, kazı da çok pahalı ve bu tür bir çalışma yaparak bile tankın -5m başından çok derinlere gömülmesi gerekiyor. inşaat ekipmanları (ortak) ve çok sorunlu hareket etmek için toprak kütlesi ile ilgili sorunlara sahip olmak .... bunun yanında, çok güçlü bir çürümeye dayanıklı yalıtım (PSE 400mm) sağlamak zorunda ... tankın içine girmeden önce bir yapı sağlayın ve arazinin kendisi borç verirse hepsini kapatın.

chatelot16 yazdı:ikili işlev! su enerjiden daha değerliyse yağmur suyunu depolamak için kullanılabilir

Dürüst olmak gerekirse, bunun yarın olacağını düşünmüyorum, ancak ilk yatırımın bir su geri kazanım tankına (gerçek bir ekonomik başarısızlık) dönüşen küçük bir kısmını yakalamayı düşünebiliriz.

Su ve toprak arasında, sömürülebilir enerjide 4 oranı vardır. Karşılaştırma yapmak gerekirse, 250 m3'un (4m yarıçapı küresi) 1000 toprağına göre oldukça yalıtılmış küresel bir depolama tankının m3 (bir 6,2 küresi)
yarıçapı m) daha fazla 36 delme ile ilgilidir ...

Bu uzun yazıda, sondajın bir BTES için kârlı olamayacak kadar pahalı olduğu sonucuna vardık, sondajın başarısızlığından sonra son derece hızlı bir şekilde delme maliyetini azaltarak çözdüğümü itiraf ettiğim sorunun noktası haline geldi. Kendiliğinden yapımında ısıl panellerin fiyatını düşüreme.
Ancak, tank serbest olduğunda (akifer, hüküm süren bu sistemdir) Çok büyük sayılarla bir örnek vermek gerekirse ....

chatelot16 yazdı:yapılacak ilk hesaplama, dünyadaki hangi tank çapının iyi bir eski cam yünü katmanından daha verimli olduğunu bulmak olacaktır.

Biri kısa süreli izolasyonda ve küçük hacimli olduğunda temyiz etmeden cam yünün ısınmaya karşı dayanıklılığıdır, ancak intersaisonnier'de hakim olan mesafenin karekök yasası. Yaygınlıktan bahsederken görülmesi gerekir (bu yazıya bakınız)

Son olarak, bir BTES'te, amaçlanan kullanım için en iyi depolama sisteminden (uzun veya kısa depolama süresi) en iyi şekilde yararlanmak için her zaman yalıtımlı bir su tankı (tampon tankı) bulunur.

Tüm bu durumları görmek önemlidir, çünkü bir tuzağın bu sisteme her zaman girebileceğini düşünüyorum ... girişime ne kadar yaklaşırsam, o kadar fazla tahmin edilemez bir kemik olacağını düşünüyorum !!

Belirtilen sıcaklıkta @chatelot16 gömülü tank örneği ...


Avesta mağara yaklaşık 15 000 m3 (45 m uzunluk, 18 m genişlik, 22 m yükseklik) hacmine sahiptir ve 25 m derinliğindedir (Şekil) . İlk olarak bir araştırma projesi için 1982'te inşa edildi ve ardından şehrin ısıtma sistemine (Martna, 1983) bağlandı. Hala çalışır durumda (Cabeza 2014) ve 115 ° C'de basınçlı su içerir.

Su tankı veya ısıtılmış zemin alanı olsun, yapılacak ilk iş, ısı yalıtımını zeminden diğer izolasyon araçlarıyla karşılaştırmaktır.

basitlik için küresel bir sarnıç (veya ısıtılmış bölge) ve derinlemesine düşünüyorum

Yeterince büyük bir R2 mesafesinde yeryüzünün normal sıcaklıkta kaldığını düşünürsek


Rth = (1 / 4 lambda ft) (1 / R1 - 1 / R2) https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9si ... conduction

Dikkat çekici bir sonuç, eğer R2 sonsuzluğa giderse, termal direnç sadece R1'i gösteren bir sınıra ulaşır: başka bir mesaja ne açıkladığımı doğrular: bir merkezden toprak ne kadar az olursa o kadar faydalı olur. izole et çünkü kürenin yüzeyi çok büyük

Rth = 1 / 4 pi lambda R

görmenin başka bir yolu: düz bir yüzeyde iletkenlik ile iletimi konsantrik küre ile değiştirmeyi hayal edin
Rth = e / lambda S

kürenin yüzeyi S = 4 pi R ^ 2

1 / 4 pi lamda R = e / lamda S


1 / 4 pi lambda R = e / lambda 4 pi R ^ 2

e = R

Bu nedenle, derin gömülü bir küre, küre ile aynı yüzeyde ve küre yarıçapına eşit kalınlıkta bir düz toprak duvarla aynı termal dirence sahiptir.

Özel bir yarıçapı 1m rezervuarı böylece görünüşü düz ve kalınlığı 1m sanki izole edilmiş ... 1m yerküre ca fazla bir şey yalıtmaz

bir yarıçap 100m tankı ve düz bir 100m kalınlığı duvarına sahipmiş gibi yalıtılmıştır: çok daha iyidir

lambda kuru toprak = 0,75
lambda cam yünü = 0,04
0,75 / 0,04 = 18,75

20cm cam yüne eşdeğer olmak için 0,2 x 18,75 = 3,75 m toprağa ihtiyacınız var

3,75 m yarıçapında gömülü bir tank 20 cm cam yünü varmış gibi yalıtılmıştır.

ama 20 cm cam yünü yazdan kışa gitmek için yeterli değildir ... daha büyük yapmalısınız

Bu, uzun süredir düşündüğümü doğruluyor: bu ilke, şehir ölçeğinde çok büyük bir şekilde inşa edilmiş olsaydı, tüm güneş çatıları tek bir tanka bağlıysa etkili olurdu.

Bu sağduyu analizleri ile ortak izolatörlerle analoji yapmanın kolay olmadığı açıktır, ancak yine de anlamaya çalışmak önemlidir.
Termal iletimi gerçekleştiren ısı denklemi, 2 ortam arasındaki sıcaklık farkından gelen ve termodinamiğin evrensel yasası prensibine göre geri dönüşü olmayan sıcak-soğuk yönde bu ısı akışına neden olan karmaşık bir sistemdir.

1804 Fourier bu denklemi birkaç yıl sonra doğruladığından beri:
Basitleştirilmiş fark denkleminde (1. dereceden anlaşılması yeterli bir boyut):

Phi = λ.S ∂T / ∂x

Phi: ısı akısı (W)
λ: termal iletkenlik (W / m / °)
S: akış geçişi bölümü (m²)
X: akış yönündeki mesafe

Termal dirençle yapılan analiz 2 büyük hipotez gerektirir, sistem termal dengededir, bu nedenle sabit moddadır ve transfer tek boyutludur (bir bina durumunda basit duvar)
Diferansiyel denklemi basitleştirerek: T (x = 0) = T1 ve T (x = duvar kalınlığı) = T2

Phi = λ (T1-T2) / e

Artık zaman içermeyen doğrusal bir profildir (sabit mod) ve ohm yasasının elektrik benzetmesini bulabiliriz. Ut1t2 voltajda ve R = e / λS (phi flux akımdır).

Bununla birlikte, bu basitleştirme, motorlar, bir binanın yalıtımı, metallerin termal iletkenliği vb.Gibi çoğu termal olayın çalışmasını açıklar.
Bu sabit mod, zamanın kaybolmasını sağlar ve bu da daha önce olanları kavramasını gerektirir.

Herhangi bir malzeme termal direnci ile karakterize edilebilir, ancak depolamada beni ilgilendiren şey akış yoludur, bu nedenle sezgisel olarak ısı ile geçen ortamı 2 fenomenle karakterize ederim:

1) termal direnç
2) termal faz kayması; yani zarfı oluşturan malzemelerin, özellikle sıcak ısı transferlerini yavaşlatma kapasitesi

"termal faz kayması, örneğin yazın güneş radyasyonundan enerjinin gün boyunca nüfuz etmesini önlemek ve geceleri reddetmek için yararlıdır"

Bu termal faz kayması, malzemelerin termal yayılımı ile ilgilidir. Cam yünü için bile var.

Daha sonra, oldukça masif bir malzemenin, geçiş döneminde termal dengeye kadar daha fazla ileteceği, ancak daha fazla ısı akışını içereceği anlaşılmaktadır.

“Örneğin, bir ev inşa ederken veya yenilerken, termal faz kayması kullanılan malzemelerin yaygınlığına bağlı olarak bazı problemler ortaya çıkarır (dışarıdan yalıtım durumu hariç). Çatı alanları için, çatı ısı transferini engellemeyecek kadar az olduğundan, yalıtım malzemelerinin termal yayılımı çok daha fazladır. "

Aslında, iletkenlik 1'den az olduğunda, izolatörlerin içindeyiz, 10'un üzerinde olduğumuzda, 2 arasındaki iletkenlerin (genel olarak metaller) içerisindeyiz, ilginç çünkü yalıtım yapıyoruz ve bu nedenle depolıyoruz.

Isıya tepki süresini daha iyi karakterize etmek için cam yünü difüzivite yönüyle bakarsak, ikincisi çok hafiftir, bu nedenle stok yapmayın, sadece ısıya dayanıklı karakterini kullanırız.

D = yayılma
λ: termal iletkenlik (W / m / °)
ρ: malzemenin yoğunluğu (kg / m3)
c: malzemenin termal kapasitesi (J / kg / °)

Cam yünü yayınımı: 0,94 (mm² / s)
Kaya yayınımı (1 mm2 / s)

Malzemenin termal kapasitesini dikkate alarak, ısı cephesinin cam yününde kayadakiyle aynı hızda hareket ettiğini görüyoruz.
Termal dirence benzer şekilde 3m toprak 20cm cam yünü ile eşdeğer değildir (basitleştirilmiş mod artık geçerli değildir).

Daha da ileri giderek, soğuk tarafında (geçici fazdan önce) sıcaklık düşüşünün başlamasından önce veya yaklaşık 20 dakika boyunca 10 cm yünün ısı tutma süresini karakterize edebiliriz ... geçiş fazı elektrikli modele benzer, ancak deşarj / yükler ve dirençten geçen akıda (akım = termal) bir değişikliğe neden olan kapasite. Daha sonra deşarj oranını% 99 olarak karakterize ediyoruz (iletkenlik, görünen yüzey geçti, termal akı sabiti ve ortamın termal kapasitesi ile termal olarak gerçekleştirin), asla sonsuz bir zamana ulaşmamak için, yani Hesaplamadan sonra ısının% 99'unu kaybetmeden birkaç gün beklettikten sonra elde edilen termal denge ..... (üstel bozulma)
Yeryüzünde (benzer yaygınlık) yaklaşık 10 cm'de 20 dakika sonra çok daha hızlı bir kayıp başlangıcına sahip olacağız çünkü ortamın iletkenliği çok daha yüksek ... Daha hızlı deşarj oranı.

Sonuç olarak, yayılma ve iletkenlik, aynı şeyi, bir termal akışın nüfuzunu karakterize eden 2 fenomendir, ancak yayılma, ortamın termal kapasitesini ve özellikle geçici modda bu akışı yavaşlatma kapasitesini dikkate alır.

Büyük boyutlarda ve masif materyallerde bu yansımayı daha da ileri götürerek, yavaşlamak ısıyı ve bu uzunlukta kütle içinde depolamaktır ve bu uzun süre kalorileri yakalama ortamından ayrılmadan önce geri kazanabiliriz.

Chatelot16'nın depolamayı termal dirençle tanımlama konusundaki soruşturmasını takiben, bir elektrik devresiyle BTES modellemesini stoklamaya çalıştım.
İlk bakışta, geçici faz olmadan, bir kuyu alanı sadece eşdeğer bir direnç devresi ile modellenebilir.
Bu, depolama süresinin sonunda potansiyel kayıpları değerlendirmek olacaktır (benim için 6 ay).
İlginç olabilir, ancak daha sonra zor olsa da ve kaba yaklaşımlardan geçmemiz gerekse bile ilgili hata payını değerlendirmeye çalışmalıyız.
İlgilenin ve bu ünlü ısı kayıplarının ne olabileceğini ölçün ve 1000 m3 civarında depolama için ilgiyi değerlendirin.
İlk bakışta aşağıdaki yaklaşımları yapın:
Zeminin üniform olduğunu, enjeksiyon borusundaki akış ve ısı transferinin de sabit olduğunu (sıcaklık giriş / çıkış ortalamaları), sonsuz ortamın olmadığını, geçici bir fazın olmadığını, kendini depolama alanının sonuna yerleştirdiğini düşünüyorum teorik olarak, sadece enjeksiyon yapılarak (Nisan-Eylül), enjeksiyonu sürekli (sensörlerden gelen ortalama enerji) olarak değerlendirerek, eşdeğer bir planın mümkün olduğunu ve sipariş vermeyi mümkün kılabileceğini düşünüyorum büyüklük.
İlk başarısız girişimden sonra (zevkime göre çok kaba bir yaklaşım) kendimi, tarladaki en ileri ülkelerden biri olan KANADA'dan aldığım son tezlere daldım.
Oh! Polytechnic of Montreal'in tezi başlıklı tezlerinden birinde mucize DİKEY JEOTERMAL DEĞİŞTİRİCİ MODELLERİNİN EVRİMSEL BİR SUİTİNİN GELİŞİMİ VE DEĞERLENDİRİLMESİ BTES tipi bir depolama kuyusunun termal etkisini dirençler ve kapasitelerle modelleyerek geçici fazın değerlendirilmesini mümkün kılar.



Bazı yaklaşımlara rağmen, yazar deneysel sonuçlara kabul edilebilir bir sapma ile yaklaşma olasılığından bahsetmektedir (bu nedenle BTES'in yanıt eğrisini çizmek için analitik sonuçlardan ilham almaya çalışacağım).
Bu tez, bir elektrik modeli kullanarak, çok sayıda olası konfigürasyonu (analitik model) simüle etmeyi mümkün kılar, ancak özellikle borulardaki sıvının bir sıcaklığa sahip olduğu gerçeği üzerinde hala çizilmesi gereken yaklaşımlar olduğu sonucuna varır. Teneke ila Tümü arasında kademeli olarak değişir, izole edilmeyen sığ derinlikteki kuyuların yıl boyunca sıcaklıkların etkisini dikkate alması ve ısı dağılımının yukarıdan aşağıya etkisinin ihmal edilemez etkilerinin olması özellikle küçük BTES'lerde.

Şu anda, yapım aşamasında veya incelenmekte olan BTES'lerin çoğu, bir ısı pompası ile ilişkili yer altı ısı eşanjörleri (çok kuyu tipi) olup, depolama sıcaklığını ( toprak ve habitat arasında bir kalori sistemi).
Bu özellikle sistemi ekonomik olarak uygulanabilir ve tanınan termal sensörlerin sayısını ve sondaj deliklerinin sayısını azaltmayı mümkün kılar.
Isı pompasına başvurmadan yıl boyunca% 95 güneş kapsama oranını temsil eden ancak ekonomik olarak uygun olmayan (% 5 eksik bir gaz santrali tarafından üretilir) olan Darke inişinin istisnai durumunun dışında, küçük ısı pompalarıyla ilişkili BTES endüstriyel ölçekte kesinlikle en güvenilir olanlardır.

Yaygınlık işe yaramaz bir kalitedir ... büyük termal atalet istediğinizde, tek bir malzeme için büyük bir difüzivite aramamalısınız ... yüksek hacimli ısıya sahip bir malzeme koymak zorundasınız ... ve bir yalıtım malzemesinin etrafına ... bu 2 materyalin difüzivitesi düşük olsa bile, en büyük atalete sahip olan bu birlikteliktir.

elektronikte bir filtre yapmak gibi, kişi aynı zamanda kapasitif ve dirençli bir bileşen aramaz: kişi iyi bir direnç ve iyi ayrılmış bir kondansatör koyar

Bonjour
Birden fazla soru ve bu göreve katkıda bulunanların meşru şüpheciliğinin ardından, özellikle BRGM'den (Solargeotherm projesi) uzmanlarla iletişim kurarak sezonlar arası depolama konusundaki araştırmamı sürdürmek zorunda kaldım. Bu, karmaşık ve son derece yenilikçi bir projeye başlamadan önce tüm soruları sormak için.

Büyük "çetrefilli" sorulardan biri, sezon dışı termal depolamanın bir konut ölçeğinde uygun olup olmadığıydı.

"Termal" ile ilgili büyük zorluk, geçici fenomenlere (transfer ve depolama) basitçe matematikle yaklaşılamaz (Fourier yasası 1804) çünkü fenomen ayrıktır (kademeli olarak gizli ısı transferi) ve olasılık yasasına benzer.
Daha iyi anlamak için: http://robert.mellet.pagesperso-orange. ... iff_01.htm

Bu zorluktan matematikçiler daha basit ve kolayca programlanabilir sonlu elemanlar ile hesaplamaları kullanmaktan oluşan bir numaraya başvururlar. yine de bu basit hesaplama yöntemi, kesin sonuçlara ulaşmak için çok fazla makine gücü gerektirir ve genellikle 2B olaylara yaklaşmak için yeterli olan 3D ile sınırlıdır (hata payı% 2).

Sonunda değerli bilgiler edinebildim ve özellikle araştırmamda, özellikle stokun kritik bir eşiğinin varlığına dair belirli sayıda temel parametreyi kontrol etmeye izin veren basit termal simülasyon yazılımını tanımlayabildim.
Bu simülasyon kapasitesi aynı zamanda en karlı sistemi bulmayı kolaylaştırır, çünkü karlılık genellikle belirli bir basitlik şekli taşır ve performans parametrelerinin optimizasyonuna izin verir.

Sonuçları matematiksel olarak değerlendiremediğim için simülasyon benim için çok önemliydi.

Sezonlar arası depolama konusundaki tüm araştırmalarım ve okumalarımın sonunda hatırladığım sadece:

1. Bu ısının geo-stoklanması sorunundaki esas, difüzyonla ısı kayıplarını en aza indirmektir, bu nedenle (a) dolaşım veya hatta su varlığında herhangi bir kayalık hacmi hariç tutmak ve (b) suyun bir geometrisini korumak iç hacme göre dış yüzeyleri en aza indiren coğrafi stoklama, yani bir BTES (jeotermal kuyu ile depolama) için yarıçapı yüksekliğe eşit olan bir silindir (depolamanın belirli yüzeylerinin termal olarak yalıtılabileceği veya istenen ortama hafifçe yayılmasına izin verin).
Benim 1200m3 "toprak" durumumda, ideal hacim 7.3 m yarıçaplı ve 7.3 m yüksekliğinde bir silindirdir (sanırım yüzeyi izole edebilirim, aksi takdirde ideal hacim çapı şuna eşit olan bir silindir olur. yükseklik).

2. Aradığımız enjeksiyon ve geri çekilme gücünü sağlamak için yeterli bir jeotermal ısı eşanjörü yoğunluğunun sağlanması gerekmektedir. Dikey jeotermal problardaki jeotermalinkine çok benzer çalışma sıcaklığı göz önüne alındığında, 40 ila 50W / m eşanjör gücü bir başlangıç ​​noktasıdır.

3. Bu tür bir termal yapı ile hesaplayamıyorsanız her zaman simüle etmelisiniz ve her durumda kalorileri (sıcaklık sıcaklığı) kullanabileceğinizin güvencesine sahip değilseniz, kendinizi bir ısı pompasından hariç tutmak zor görünüyor. kullanım üstü stok).

Hala güneş panelinden kalori enjekte etmeden önce ön ısıtma stokunun ilgi dahil olmak üzere birkaç şeyi kontrol etmeliyim.
Simülasyonlar uzun ...
iyi bir Pazar

Bonjour

Hollandalı bir şirket (yakında Fransız da olacak) sezonlar arası depolama çözümleri satıyor: https://www.hocosto.com/product/

benim sorum: Fransız pazarında mevsimsel depolama çözümleri (su, toprak, ...) sunan şirketleri bilen var mı?

merci,
Erik

Bonjour
Hiçbir Fransız şirketi bu tür bir teklifte bulunmaz.
Ancak, bu depolama çalışıyor ancak yine de büyük ölçekli projelerle sınırlı görünüyor.
Kendi kendine inşaatta ve güneş enerjisi termal panellerinin ve su-su ısı pompalarının daha düşük maliyetleriyle, sezon dışı depolama 10 yıldan daha kısa sürede kendini amorti eder.
Ek olarak, bu tür bir yaklaşım yaz aylarında aşırı sıcak zirveleri ile giderek daha fazla ilgilidir.

fretjex şunu yazdı:Bonjour

Hollandalı bir şirket (yakında Fransız da olacak) sezonlar arası depolama çözümleri satıyor: https://www.hocosto.com/product/

benim sorum: Fransız pazarında mevsimsel depolama çözümleri (su, toprak, ...) sunan şirketleri bilen var mı?

merci,
Erik

Houla bir çözüm olarak çok karmaşık (bu nedenle pahalı) görünüyor!

Bir yüzme havuzu ya da mahzende veya gezinme alanında branda tipi esnek bir tank ve 1 iyi büyük ısı eşanjörü hile yapabilir!