PCMBOOSTER

Η αποθήκευση ενέργειας με τη μορφή λανθάνουσας θερμότητας (LHTES – Latent Heat Thermal Energy Storage) αποτελεί μία ώριμη τεχνολογία , η οποία έχει διερευνηθεί εκτενώς τα τελευταία 20-25 χρόνια. Ένα από τα κρίσιμα στοιχεία για τη λειτουργία των συστημάτων LHTES είναι τα Υλικά Αλλαγής Φάσης (PCMs – Phase Change Materials). Έχουν αναπτυχθεί πολλά PCMs, τα οποία διακρίνονται σύμφωνα με τη σύστασή τους σε οργανικά, ανόργανα και ευτηκτικά. Στην κατηγορία των οργανικών ανήκουν οι παραφίνες, οι οποίες παρουσιάζουν πολύ καλή χημική σταθερότητα, υψηλή λανθάνουσα θερμότητα τήξης και διατηρούν τις θερμικές τους ιδιότητες μετά από πολλούς κύκλους φόρτισης – αποφόρτισης. Η θερμοκρασία τήξης εξαρτάται από τον τύπο της παραφίνης με αποτέλεσμα να είναι δυνατή η χρήση τους τόσο σε εφαρμογές θέρμανσης αλλά και ψύξης. Το βασικό μειονέκτημα τους είναι ο χαμηλός συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας, ο οποίος μπορεί να βελτιωθεί με την ενσωμάτωση λεπτότοιχων μεταλλικών πτερυγίων στη δεξαμενή αποθήκευσης ή τη μακρο/ μικροενθυλάκωση της παραφίνης και της δημιουργίας σύνθετων υλικών.

Ένα από τα σύγχρονα συστήματα θέρμανσης και ψύξης εσωτερικών χώρων αποτελούν οι αντλίες θερμότητας αέρα – αέρα. Μπορούν να επιτύχουν υψηλούς συντελεστές απόδοσης και διαθέτουν υψηλό βαθμό αυτοματοποίησης καθώς και έξυπνα χαρακτηριστικά λειτουργίας. Στα συστήματα αυτά ο φορέας ενέργειας είναι ψυκτικό ρευστό, το οποίο χρησιμοποιείται για τη ψύξη ή τη θέρμανση του αέρα των κλιματιζόμενων χώρων. Διακρίνονται σε αυτόνομες κλιματιστικές μονάδες (τα γνωστά σε όλους κλιματιστικά), στις οποίες ο αέρας ψύχεται ή θερμαίνεται απευθείας σε εναλλάκτες θερμότητας αέρα-ψυκτικού μέσου (η εξάτμιση ψυκτικού μέσου προκαλεί ψύξη και η συμπύκνωση θέρμανση). Διακρίνονται σε μονάδες του ενός τεμαχίου (self contained) και σε διμερείς μονάδες (split units). Επίσης, εκτός από τις αυτόνομες και τις διμερείς μονάδες κατασκευάζονται και κεντρικά συστήματα με μία εξωτερική μονάδα (ή συστοιχίες μονάδων) και κυκλοφορία του ψυκτικού μέσου σε πολλές εσωτερικές μονάδες (ονομάζονται συστήματα VRV – Variable Refrigerant Volume).

Η εταιρία VERTECO έχει προβεί στην εγκατάσταση πολλών συστημάτων VRV τα τελευταία χρόνια. Μέσα από την πολύχρονη εμπειρία που έχει αποκτηθεί, έχουν αναγνωριστεί και τα μειονεκτήματα των συγκεκριμένων συστημάτων. Στόχος του έργου είναι η ανάπτυξη ενός αποδοτικού και χρηστικού μεγέθους συστήματος αποθήκευσης ενέργειας με στόχο την αντιμετώπιση της παύσης λειτουργίας κατά την απόψυξη αλλά και την δημιουργία εφεδρείας για την αντιμετώπιση απότομων αυξήσεων στην κατανάλωση ενέργειας, ειδικά κατά τις χρονικές στιγμές όπου η μονάδα VRV εργάζεται με χαμηλό συντελεστή απόδοσης.

Ενότητες Εργασίας

Το έργο περιλαμβάνει τις παρακάτω ενότητες εργασίας:

Ενότητα Εργασίας 1: Υποστηρικτικές Δράσεις

1.1 Τεχνολογική Επισκόπηση

1.1 Τεχνολογική Επισκόπηση

Αναλυτική επισκόπηση υπαρχόντων τεχνολογικών λύσεων και εμπορικών προϊόντων και επιστημονικής έρευνας σε έγκριτα διεθνή επιστημονικά περιοδικά και λοιπές βιβλιογραφικές πηγές (τεχνική, τεχνολογική και επιστημονική αρθρογραφία) σχετικά με τα ερευνητικά αντικείμενα που αφορούν στο έργο.

1.2 Τάσεις Αγοράς

1.2 Τάσεις Αγοράς

Καταγραφή και ανάλυση των τάσεων της αγοράς όσον αφορά στα συστήματα αποθήκευσης θερμικής ενέργειας μέσω των ΥΑΦ βίο-βάσης.

1.3 Ανάπτυξη Ερευνητικής Μεθοδολογίας

1.3 Ανάπτυξη Ερευνητικής Μεθοδολογίας

Θεωρητική προσέγγιση της ερευνητικής διαδικασίας που θα εφαρμοστεί με προσδιορισμό των σημαντικότερων παραμέτρων που θα πρέπει να ληφθούν υπόψη, των στόχων και των αναμενόμενων αποτελεσμάτων.

1.4 Διαχείριση Έργου/Δημοσιότητα/ Διάχυση

1.4 Διαχείριση Έργου/Δημοσιότητα/ Διάχυση

Καθ’ όλη τη διάρκεια του έργου θα πραγματοποιείται αποτελεσματική διαχείριση και εκτέλεση του έργου ώστε να εξασφαλίζεται ο συντονισμός των ερευνητικών και τεχνικών δραστηριοτήτων. Περιλαμβάνει επίσης Δράσεις δημοσιότητας και διάχυσης αποτελεσμάτων, όπως περιγράφονται στη σχετική ενότητα της πρότασης.

 

Ενότητα Εργασίας 2: Εργαστηριακές Δοκιμές

Αφορά σε δράσεις επιλογής και χαρακτηρισμού διαφόρων υλικών αλλαγής φάσης, από άποψη θερμοχωρητικότητας και θερμικής αγωγιμότητας, και περιλαμβάνει τις παρακάτω δραστηριότητες:
2.1 Επιλογή Υλικών

2.1 Επιλογή Υλικών

Έρευνα εμπορικά διαθέσιμων ΥΑΦ, ανάλυση των τεχνικών χαρακτηριστικών τους και των εφαρμογών που προτείνουν οι κατασκευαστές τους

 

 

2.2 Δοκιμές Θερμοχωρητικότητας

2.2 Δοκιμές Θερμοχωρητικότητας

Χαρακτηρισμός των επιλεγμένων υλικών, εργαστηριακά, σε όργανα DSC (Διαφορική Θερμιδομετρική Σάρωση) και TGA (Θερμοβαρυμετρική Ανάλυση).

2.3 Δοκιμές Αγωγιμότητας

2.3 Δοκιμές Αγωγιμότητας

Χαρακτηρισμός των επιλεγμένων υλικών, εργαστηριακά, σε όργανο μέτρησης θερμικής αγωγιμότητας.

 

Ενότητα Εργασίας 3: Πειραματική πιλοτική μονάδα εργαστηριακής διερεύνησης των υλικών αλλαγής φάσης

Ο στόχος της ΕΕ είναι η επαλήθευση και επικύρωση της απόδοσης των επιλεγμένων PCM σε συνδυασμό με τις μεθόδους βελτίωσης της θερμικής αγωγιμότητας. Η μονάδα θα προσομοιώνει συστήματα αποθήκευσης θερμότητας με υλικών αλλαγής φάσης με δυνατότητες φόρτισης και άμεσης αποφόρτισης των δοχείων αποθήκευσης. Σκοπός είναι o καθορισμός της βέλτιστης μεθόδου βελτίωσης της θερμικής αγωγιμότητας του συστήματος. Περιλαμβάνονται οι εξής δραστηριότητας:
3.1 Σχεδιομελέτη – Κατασκευή

3.1 Σχεδιομελέτη – Κατασκευή

Σχεδιασμός και μελέτη της πειραματικής διάταξης, διαστασιολόγηση εξαρτημάτων.

 
3.2 Σενάρια Λειτουργίας

3.2 Σενάρια Λειτουργίας

Διερεύνηση διαθέσιμων υλικών αλλαγής φάσης και συνθηκών λειτουργίας για τα διάφορα, εμπορικά διαθέσιμα PCM, όπως αυτά προσδιορίστηκαν σε προηγούμενη ΕΕ. Επιλογή και προμήθεια κατάλληλων υλικών αλλαγής φάσης. Ανάπτυξη σεναρίων λειτουργίας μονάδας πρόσδοσης θερμότητας.

3.3 Προγραμματισμός BMS

3.3 Προγραμματισμός BMS

περιγραφή των σεναρίων λειτουργίας

 
3.4 Πειραματική Λειτουργία

3.4 Πειραματική Λειτουργία

εκτέλεση των σεναρίων λειτουργίας και παρακολούθηση – καταγραφή των πειραματικών δεδομένων. Επίβλεψη, παρακολούθηση, αντιμετώπιση λειτουργικών προβλημάτων – τεχνική υποστήριξη. Συλλογή, ταξινόμηση, επεξεργασία και παρουσίαση των αποτελεσμάτων της πιλοτικής λειτουργίας. Επιστημονική –τεχνολογική τεκμηρίωση και ανάλυση των πειραματικών αποτελεσμάτων. Αξιολόγηση αποτελεσμάτων και επανεκτέλεση συγκεκριμένων πειραματικών δοκιμών.

3.5 Αναλυτικοί υπολογισμοί

3.5 Αναλυτικοί υπολογισμοί

Προσομοιώσεις της διαδικασίας τήξης/ στερεοποίησης με κατάλληλο CFD (Computational Fluid Dynamics) λογισμικό.

Ενότητα Εργασίας 4: Πειραματική πιλοτική μονάδα διερεύνησης της λειτουργίας της μονάδας VRV με τη μονάδα LHTES

Ο στόχος της ΕΕ είναι η σύνδεση της μονάδας αποθήκευσης με τη μονάδα VRV και ο έλεγχος λειτουργίας, με πειραματική κατάλληλη πιλοτική μονάδα βιομηχανικού χαρακτήρα. Η μονάδα θα εφαρμοστεί για θέρμανση εργαστηριακού χώρου του Τμήματος Χημείας του ΔΙΠΑΕ. Έτσι, θα καταστεί δυνατή η διεξαγωγή δοκιμών σε διάφορες πραγματικές εξωτερικές και εσωτερικές συνθήκες, ώστε να υλοποιηθεί έλεγχος αξιοπιστίας για βιομηχανική χρήση.
4.1 Σχεδιασμός Εγκατάστασης

4.1 Σχεδιασμός Εγκατάστασης

Σχεδιασμός και μελέτη εφαρμογής της πιλοτικής διάταξης, διαστασιολόγηση εξαρτημάτων, κατασκευαστικά – ηλεκτρομηχανολογικά (Η-Μ) & οικοδομικά σχέδια, έρευνα αγοράς.

 

4.2 Ανάπτυξη Μονάδας

4.2 Ανάπτυξη Μονάδας

Προμήθεια εξαρτημάτων, εγκατάσταση, συνδέσεις και ρυθμίσεις Η-Μ διατάξεων, σύνδεση μονάδας LHTES, αρχικές δοκιμές λειτουργίας. Εγκατάσταση των αισθητήρων και των συστημάτων ελέγχου του BMS.

4.3 Ανάπτυξη λογισμικού λειτουργίας

4.3 Ανάπτυξη λογισμικού λειτουργίας

και ελέγχου της μονάδας VRV.

4.4 Πειραματική Λειτουργία

4.4 Πειραματική Λειτουργία

Παρακολούθηση – καταγραφή των πειραματικών δεδομένων. Επίβλεψη, παρακολούθηση, αντιμετώπιση λειτουργικών προβλημάτων – τεχνική υποστήριξη. Συλλογή, ταξινόμηση, επεξεργασία και παρουσίαση των αποτελεσμάτων της βιομηχανικής πιλοτικής μονάδας. Επιστημονική – τεχνολογική τεκμηρίωση και ανάλυση των πειραματικών αποτελεσμάτων.

Video Καταγραφών Εργαστηριακών Δοκιμών

LGMV SENARIO A
580p
LGMV ΣΕΝΑΡΙΟ Β
580p
LGMV ΣΕΝΑΡΙΟ A CYCLE VIEW 580p
LGMV ΣΕΝΑΡΙΟ Β CYCLE VIEW 580p
Skip to content