The paper discusses a thorough modeling activity performed on a solar thermal collector-based microcogeneration unit for building applications. The set-up being investigated features an ORC unit bottoming thestandard solar collector/tank for DHW applications. The model accounts for a direct tank/evaporator connection atfirst: different combinations of thermodynamic parameters for both the solar thermal collector and ORC circuitswere swept, with reference to different sets of environmental conditions and irradiance values. Major limitations forsuch a plant configuration are in the low electricity generation at the ORC section and the unsteady operation for theORC unit. Shifting to a plant layout where the evaporator is fed by the solar collector directly, through a dedicatedbranch that only opens when target temperature and irradiance are reached, allows a more steady plant operation,smoothing out the ORC operation regime and extending the timespan over which the electricity generation takesplace. With reference to the combined heat/electricity set-up at hand, the model points out to small-scale expanders:both the domestic demand for electricity and the need to reduce plant and O&M costs (e.g. positive displacementmachines, heat exchanger surfaces, oil) advice from selecting expander sizes beyond 1.0 kW. At the same time, thereaching of a proper temperature for ORC activation depends on the solar collection capability and ultimately on thesurface extension, which also defines the amount of thermal power gathered and made available to the ORCworking fluid at the evaporator. The model proves that even in presence of minimum temperature differences at thepinch point, such a plant configuration is characterized by high thermal losses at the condenser, since only a littleshare of the thermal power available to the fluid is converted by the expander. The daily electricity generation neverexceeds 2 kWh, and up to 90% the thermal power gathered at the collector is lost to the environment (about 20kWh). An interesting option would consist in switching the position of the tank and the ORC evaporator: theresidual enthalpy at the expander discharge could be stored as thermal energy for DHW needs, rather than sunk tothe environment. Nonetheless, the need to restore R245fa conditions at the evaporator inlet and to avoid furtherORC efficiency penalties, along with the pinch point constraint call for a strict temperature control at the condenser:such a requirement is hard to fulfill when the heat exchange is controlled by a variable draw-off profile, as the oneassociated with a domestic application. Hence, the possibility of multiple condensing loops can’t be ruled out: it could eventually lead to increased technological complexity and cost for the plant and needs to be addressed at botha model and experimental level. In order to decouple the thermal demand for DHW and ORC, the implementation ofan additional low-temperature tank downstream the condenser should be considered: it would be in charge for directcoverage of DHW needs, whereas the mid-temperature tank, downstream the collector, would continue assisting theORC section. Apart from its energy merit, the low-grade heat recovery downstream the condenser is particularlycost effective, since the temperature levels at hand allow the use of low-cost standard materials. Based on the model,an experimental campaign can be designed, to sweep a variety of operating conditions for an actual mini-ORC plant,featuring solar thermal collectors as upper thermal source and the heat sink controlled by typical heat draw-offprofiles.
กระดาษกล่าวถึงกิจกรรมการสร้างแบบจำลองอย่างละเอียดที่ดำเนินการบนไมโครที่ใช้ตัวเก็บความร้อนพลังงานแสงอาทิตย์<br>cogeneration หน่วยงานอาคาร การตั้งค่าการตรวจสอบมีการตรวจสอบหน่วยของออร์ค<br>เก็บพลังงานแสงอาทิตย์มาตรฐาน/ถังสำหรับการใช้งาน DHW บัญชีแบบจำลองสำหรับการเชื่อมต่อถัง/เครื่องควบแน่นโดยตรงที่<br>ครั้งแรก: การผสมผสานที่แตกต่างกันของพารามิเตอร์อุณหพลศาสตร์สำหรับทั้งการเก็บความร้อนพลังงานแสงอาทิตย์และวงจรออร์ค<br>ถูกกวาดด้วยการอ้างอิงไปยังชุดที่แตกต่างกันของสภาพแวดล้อมและค่าความกระจ่างใส ข้อจำกัดที่สำคัญสำหรับ<br>การตั้งค่าของโรงงานดังกล่าวอยู่ในการผลิตไฟฟ้าต่ำที่ส่วนออร์คและการดำเนินงานที่ไม่มั่นคงสำหรับ<br>หน่วยของออร์ค การเปลี่ยนไปใช้โครงร่างของโรงงานที่เครื่องระเหยจะถูกป้อนโดยตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์โดยตรงโดยเฉพาะ<br>ซึ่งจะเปิดเฉพาะเมื่ออุณหภูมิเป้าหมายและความกระจ่างใสเข้าถึงช่วยให้การดำเนินงานของโรงงานมีความมั่นคงมากขึ้น<br>ควบคุมการดำเนินงานของออร์คและขยายระยะเวลาซึ่งการผลิตไฟฟ้าจะใช้เวลา<br>เพล ส ด้วยการอ้างอิงถึงการตั้งค่าความร้อน/ไฟฟ้ารวมกันที่มือรุ่นจะชี้ออกไปยังเครื่องขยายขนาดเล็ก:<br>ความต้องการไฟฟ้าและความจำเป็นในการลดต้นทุนโรงงานและ O&M (เช่นการขจัดค่าบวก<br>เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนพื้นผิว, น้ำมัน) คำแนะนำจากการเลือกแผ่ขนาดเกิน๑.๐กิโลวัตต์. ในขณะเดียวกัน<br>การเข้าถึงอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการเปิดใช้งานของออร์คขึ้นอยู่กับความสามารถในการเก็บรวบรวมพลังงานแสงอาทิตย์และในที่สุด<br>ส่วนขยายของพื้นผิวซึ่งจะกำหนดปริมาณของพลังความร้อนที่รวบรวมและทำให้กับออร์ค<br>ของเหลวในการทำงานในเครื่องระเหย รูปแบบพิสูจน์ว่าแม้ในการปรากฏตัวของความแตกต่างอุณหภูมิต่ำสุดที่<br>จุดหยิกเช่นการกำหนดค่าโรงงานเป็นลักษณะการสูญเสียความร้อนสูงที่คอนเดนเซอร์เนื่องจากเพียงเล็กน้อย<br>ส่วนแบ่งของพลังงานความร้อนที่มีอยู่กับของเหลวจะถูกแปลงโดยแผ่ การผลิตไฟฟ้าทุกวันไม่เคย<br>เกิน2กิโลวัตต์และถึง๙๐% พลังความร้อนที่รวบรวมไว้จะสูญหายไปสู่สิ่งแวดล้อม (ประมาณ20<br>kWh) ตัวเลือกที่น่าสนใจจะประกอบด้วยการสลับตำแหน่งของถังและเครื่องระเหยของออร์ค:<br>ที่เหลืออยู่ในการปล่อยแผ่สามารถเก็บไว้เป็นพลังงานความร้อนสำหรับ DHW ต้องการ, มากกว่าจมไป<br>สิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตามความจำเป็นในการเรียกคืนเงื่อนไข R245fa ที่เครื่องระเหยและเพื่อหลีกเลี่ยงการ<br>การลงโทษประสิทธิภาพของออร์คพร้อมกับการเรียกข้อจำกัดจุดหยิกสำหรับการควบคุมอุณหภูมิที่เข้มงวดที่คอนเดนเซอร์:<br>ข้อกำหนดดังกล่าวเป็นเรื่องยากที่จะตอบสนองเมื่อการแลกเปลี่ยนความร้อนจะถูกควบคุมโดยรายละเอียดการวาดออกตัวแปรเป็นหนึ่ง<br>ที่เกี่ยวข้องกับการใช้งานในประเทศ ดังนั้นความเป็นไปได้ของลูปควบแน่นหลายไม่สามารถถูกตัดออกได้: ในที่สุดก็อาจจะนำไปสู่ความซับซ้อนทางเทคโนโลยีที่เพิ่มขึ้นและค่าใช้จ่ายสำหรับโรงงานและจำเป็นต้องได้รับการแก้ไขที่ทั้ง<br>รุ่นและระดับการทดลอง เพื่อที่จะแยกความต้องการทางร้อนสำหรับ DHW และออร์คการดำเนินงานของ<br>ถังที่มีอุณหภูมิต่ำเพิ่มเติมควรได้รับการพิจารณา: มันจะอยู่ในค่าใช้จ่ายโดยตรง<br>ความคุ้มครองของ DHW, ในขณะที่ถังอุณหภูมิกลาง, ปลายน้ำ, จะยังคงช่วยเหลือ<br>ส่วนของออร์ค นอกเหนือจากการใช้พลังงานของมัน, การกู้คืนความร้อนระดับต่ำปลายน้ำคอนเดนเซอร์เป็นพิเศษ<br>ค่าใช้จ่ายที่มีประสิทธิภาพ, เนื่องจากระดับอุณหภูมิที่มือช่วยให้การทำงานของวัสดุมาตรฐานที่มีต้นทุนต่ำ. ขึ้นอยู่กับรุ่น<br>การรณรงค์ทดลองสามารถออกแบบมาเพื่อกวาดสภาพการทำงานที่หลากหลายสำหรับโรงงานที่มีการผลิตในมินิออร์คที่แท้จริง<br>ที่มีนักสะสมความร้อนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งร้อนด้านบนและความร้อนที่ควบคุมโดยการวาดความร้อนโดยทั่วไป<br>โพ รไฟล์ ...
การแปล กรุณารอสักครู่..
