Trong thế giới hiện đại, hiệu suất năng lượng đã trở thành tâm điểm trọng tâm trong mọi lĩnh vực, từ xây dựng đến công nghiệp. Các công nghệ giữ nhiệt được coi là một trong những lĩnh vực có nhiều triển vọng nhất. Các chuyên gia tại UST Inc. đã chế tạo ra một nguyên mẫu thí nghiệm và mô hình toán học của bộ tích trữ nhiệt địa nhiệt. Việc tích hợp sự phát triển này vào các tổ hợp vận tải và cơ sở hạ tầng uST mở ra những cơ hội mới cho các giải pháp vận tải thân thiện với môi trường và tiết kiệm chi phí hơn.
Tích hợp vào các tổ hợp uST
Bộ tích trữ nhiệt địa nhiệt hoạt động nhờ khả năng tích lũy và giữ nhiệt của đất. Các đường ống được lắp đặt dưới lòng đất hoặc trong một thùng chứa đặc biệt, nơi chất lỏng truyền nhiệt như nước hoặc chất chống đông chảy qua. Khi có lượng nhiệt dư thừa, hệ thống sẽ tích lũy và khi cần thiết, sẽ trả lại nhiệt lượng đó cho mục đích sưởi ấm.
Các tổ hợp uST rất phù hợp để triển khai các giải pháp như vậy: các bộ trao đổi nhiệt dạng đứng của bộ tích trữ địa nhiệt có thể được lắp đặt bên trong các cột trụ hoặc các thành phần cơ sở hạ tầng khác. Thiết kế mô-đun, độ bền và tuổi thọ của các tổ hợp làm cho chúng trở nên lý tưởng để tích hợp với các thiết bị lưu trữ này. Trong các mùa ấm hơn, pin tích lũy nhiệt lượng dư thừa, sau đó được tận dụng trong những tháng lạnh hơn để sưởi ấm các nhà ga, không gian kỹ thuật hoặc các cấu trúc lân cận.
Hơn nữa, các hệ thống này có thể được sử dụng để làm ấm pin của phương tiện, nâng cao công suất của chúng lên tới 15-20% trong điều kiện thời tiết lạnh giá. Điều này giúp giảm chi phí vận hành và giảm thiểu dấu chân carbon.
Các đặc điểm của thiết lập thí nghiệm
Mẫu thí nghiệm bao gồm một thùng chứa hình trụ có dung tích 180 lít, được đổ đầy cát. Để giảm thất thoát nhiệt, thùng chứa được trang bị lớp cách nhiệt nhiều lớp. Các bức tường bên được phủ bọt tráng nhôm, trong khi các đầu được bọc bằng xốp nhựa.
Quá trình trao đổi nhiệt được thực hiện thông qua một ống hình chữ U chạy dọc theo trục thẳng đứng của pin. Quá trình sưởi ấm được thực hiện thông qua việc sử dụng lò hơi điện, hoạt động trên hai vòng tuần hoàn riêng biệt.
Để theo dõi các thông số trong toàn bộ pin, một mạng lưới gồm 50 cảm biến nhiệt độ được lắp đặt trên năm cấp độ khác nhau ở các khoảng cách khác nhau tính từ bộ phận gia nhiệt. Hệ thống này cho phép bạn quan sát kỹ lưỡng sự phân bố nhiệt độ bên trong thiết bị.
Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả
Trong quá trình thí nghiệm, pin đã được gia nhiệt bằng nước, nâng nhiệt độ lên +42 °C. Giá trị này có thể so sánh với những gì có thể đạt được trong các tình huống thực tế mà không cần sưởi ấm bổ sung. Các kỹ sư đã khám phá các phương pháp làm mát khác nhau, cả tự nhiên và cưỡng bức, đồng thời kiểm tra sự tiêu dissipation nhiệt ở các biến động nhiệt độ dao động từ +27 đến +42 °C.
Các yếu tố chính quyết định hiệu suất của pin là:
- Đặc tính vật lý của vật liệu được sử dụng để tạo ra pin
- Đặc tính hình học (tỷ lệ thể tích trên bề mặt)
- Chất lượng cách nhiệt
- Đặc điểm của dòng chất lỏng truyền nhiệt
- Thời gian của chu kỳ sạc và xả
- Thời gian trữ nhiệt
- Cấu trúc của các bộ phận gia nhiệt
Hóa ra hiệu quả của hệ thống cũng phụ thuộc vào độ sâu của mực nước ngầm. Để duy trì năng suất cao, điều quan trọng là các cọc không chạm tới mức nước.
Cơ hội đầy hứa hẹn
Các kỹ sư tại UST Inc. đã phát triển và xác minh mô hình toán học của hệ thống. Mô hình này sẽ cho phép thực hiện các mô phỏng tính toán và điều chỉnh các thông số pin cho các tổ hợp khác nhau.
Các công nghệ lưu trữ nhiệt trong đất mở ra triển vọng cho việc tái cấu trúc hệ thống năng lượng một cách đáng kể. Việc đưa những đổi mới này vào cơ sở hạ tầng giao thông uST cho phép chúng ta giải quyết các vấn đề logistics, giảm chi phí tài chính và tác động môi trường so với các phương thức vận tải truyền thống.
📌 Khám phá các bài viết liên quan:
Nguồn tin chính thức: ust.inc
