Langtidsvarmelagring baseret på salthydrater. Simon Furbo DTU Byg Danmarks Tekniske Universitet Bygning 118, Brovej 2800 Kgs. Lyngby

Relaterede dokumenter
Solvarmeanlæg med smeltevarmelagre. Simon Furbo DTU Byg Danmarks Tekniske Universitet Bygning 118, Brovej 2800 Kgs. Lyngby

Udvikling af langtidsvarmelager til solvarmeanlæg i enfamilieshus

Stofindløbsrør til varmelagre

Forbedret varmtvandsbeholder til små solvarmeanlæg til brugsvandsopvarmning

Solfangeranlægget. Simon Furbo DTU Byg Danmarks Tekniske Universitet Brovej, bygning Kgs. Lyngby Tlf.

Forbedret varmtvandsbeholder til små solvarmeanlæg til brugsvandsopvarmning

Simon Furbo DTU Byg Danmarks tekniske Universitet Brovej bygning Kgs. Lyngby

Termisk energilagring i metaller

Advanced storage concepts for solar and low energy buildings IEA Task 32 final report

Kombinerede solvarme- og varmepumpeanlæg. Ivan Katić, Energi & Klima Teknologisk Institut, september 2013

Rapport for. VARMEGENVINDING hos Danpo

13:00 Velkomst Solvarmeanlæg Brugsvandsanlæg Kombianlæg Energibesparelser for solvarmeanlæg Projektet Solvarmeanlægs energibesparelser

SOLVARMEANLÆG FORÅR 2010

LAVE VARMEUDGIFTER MED WELLMORE LUFT/VAND VARMEPUMPER

Kombinerede sol/varmepumpeanlæg i praksis analyse af måledata

AFKØLING Forsøgskompendium

VARMEGENVINDING hos HK Scan

Greenlab solvarmeprøvefaciliteter ved DTU Byg Åbningskonference Elsa Andersen DTU Byg Brovej bygning Kgs. Lyngby

Til privatforbruger / villaejer. Bosch varmepumper Miljørigtig varmeenergi til enfamilieshuse og dobbelthuse

ELFORSK PSO-F&U 2007

SOLEN HAR MEGET AT GI

God Energirådgivning Modul M5 : Varmepumper

Jordvarme. - endnu lavere energiforbrug

Bæredygtigt arktisk byggeri i det 21. århundrede

Behovsstyret. Jordvarme. - endnu lavere energiforbrug

LAVE VARMEUDGIFTER MED WELLMORE JORD VARMEPUMPER

CO2-neutrale sygehuse med ATES

LUFT/VAND VARMEPUMPER

Alfred Heller. Notat vedr. UVE-ansøgning Røgerivej 3, Energiindpakning Udredning til udvalg under Energistyrelsen. Sagsrapport BYG DTU SR-01-13

VISIONER OG ØNSKER FOR DEN FREMTIDIGE FORVALTNING AF ANLÆG FOR GRUNDVANDSBASERET KØLING, OPVARMNING OG ATES

VE til proces Fjernvarme

Foreløbig årsrapport for 2001 for DTU s aktiviteter indenfor Solenergicentret

Energieffektivitet produktion 2010 TJ

Optimering og afprøvning af solfanger til solvarmecentraler

Måleresultater fra store varmelagre til Fjernvarme I Danmark

Drain Back-systemer. Made in Germany

Peter Dallerup. Ingeniør SustainHort

Solvarmeanlæg til store bygninger

VARMEPUMPE LUFT TIL VAND PRODUKT KATALOG 2011 DANSKSOLVARME APS

Bæredygtigt arktisk byggeri i det 21. århundrede

Svend Erik Mikkelsen, COWI

Spar op til 70% om året på varmekontoen... - og få samtidig et perfekt indeklima! Inverter R-410A Luft til Vand Varmepumpe Energiklasse A

Demonstration af NG LT-PEM i Varde Afslutningskonference 23. september 2014

Højtemperaturlagring i smeltet metal

Be06 resultater: Kassandravej Aalborg SØ / status Samlet energibehov MWh Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Året Varme 0,00 0,00

Per Alex Sørensen, PlanEnergi Thomas Schmidt, Solites. Steinbeis Research Institute for Solar and Sustainable Thermal Energy Systems

MWh Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Året Varme 0,77 0,74 0,37 0,06 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,12 0,47 2,74-0,65-0,67-0,64

Jordvarme VV DC. - endnu lavere energiforbrug

Condens 6000 W. Kondenserende gaskedel til solvarme med buffertank til varme og varmt vand

Ekstern varmekilde tilsluttet Queen DC

Seminar om fjernkøling

Installationer - besparelsesmuligheder

Opgradering af solvarmedata.dk

Hoval Biolyt Træpillestokeren med en ydeevne på 3-26 KW Varme uden at gå på kompromis!

DANSK VARMEPUMPE INDUSTRI A/S

En opgradering af solvarmedata.dk er på vej

GECO 2 -BRUGG. Geotermisk opvarmning med CO 2 til gavn for miljøet

Optimering af processer og uider i varmepumper

God Energirådgivning Modul M5 : Varmepumper

Projektsammendrag Nordby/Mårup Samsø Danmark

Temperatur stabilisering ved brug af faseskiftende materiale - PCM. Carsten Rode & Amalie Gunner

ATES kan spare 50% på regningen til køling og opvarmning af bygninger i Danmark.

Det naturlige valg DAIKIN ALTHERMA LAVTEMPERATUR VARMEPUMPE OPVARMNING, KØLING OG VARMT BRUGSVAND I BOLIGEN BROCHURE FOR SLUTBRUGER

Erfaring med varmepumper i fjernvarmen Rye Kraftvarmeværk A.m.b.a.

Varmepumpeløsninger i etageejendomme. Netværksdag 11. Juni Teknologisk Institut Svend Pedersen, Senior konsulent

I denne artikel vil der blive givet en kort beskrivelse af systemet design og reguleringsstrategi.

Store varmepumper i industrien. Lars Reinholdt 8. November 2018

Grundvandskøling og ATES state of the art i Danmark.

Værktøj til økonomisk og miljømæssig analyse FJERNKØL 2.0. Beregningsværktøj for planlæggere og rådgivere udarbejdet med tilskud fra ELFORSK

Opvarmning med naturlig varme

GRUNDFOS DATAHÆFTE PHP. Ekspansionsudstyr med trykudligning

Solvarmeanlæg til store bygninger

Solvarmeanlægs energibesparelser

Solvarmeanlæg til store bygninger

Årsrapport for 2001 for DTUs aktiviteter inden for solenergicentret

Bidrag til idékonkurrence Fjernvarmens Udviklingscenter Sommer 2011

Projektsammendrag Ærøskøbing Fjernvarme Ærø Danmark

Næste generation solvarme / 4. Generation Fjernvarme

Hybridvarmepumpe. En fortælling om gammel kendt teknologi sammensat på en ny måde! Kurt Hytting Energirådgiver i Industri Montage

336 M 2 SOLVARMEANLÆG MED VARMTVANDS- BEHOLDER MED SOLVIS INDLØBSRØR SUNDPARKEN, HELSINGØR

Kondenserende oliekedel COB: På vej mod fremtiden - klar, parat, start!

FJERNVARME I FREMTIDEN?

Bestemmelse af energiindhold i. Højtemperatur energilagre

FAKTAARK Ordforklaring. Biomasse hvad er det?

Varmeakkumulering muligheder fordele og ulemper. Brancheforeningen for Decentral Kraftvarme. Temadag onsdag den 3. maj 2017

Garneriet Hjortebjerg på vej mod at blive energiproducent.

FJERNVARME I FREMTIDENS BYGNINGER OG ENERGISYSTEM

TAARS VARMEVÆRK A.M.B.A

EL varmeflade med. temperaturregulator

Fremtidens stokeranlæg

Kritisk revision af Energinet.dk s udredning om solvarmeprojekter i kraftvarmeområder.

Anvendelse af propolis

Udredning vedrørende store varmelagre og varmepumper

Design af jordvarmeanlæg med og uden lagring

Dette forudsætter, at alt stof i forvejen er opvarmet til smeltepunktet eller kogepunkt.

Varmepumper tendenser og udvikling. Svend V. Pedersen, Energi sektionen for køle og varmepumpeteknik

200 C med ny varmepumpeteknologi. Lars Reinholdt Teknologisk Institut

luft/vand varmepumper

Måling af ledningsevne. I rent og ultrarent vand

Transkript:

Langtidsvarmelagring baseret på salthydrater Simon Furbo DTU Byg Danmarks Tekniske Universitet Bygning 118, Brovej 2800 Kgs. Lyngby sf@byg.dtu.dk

Heat pack håndvarmer Kog i 10 minutter Put i tasken - gå en tur Bøj metalskive - varm hænderne 2

Stored energy [kj/litre ] Smeltevarmelagringsmateriale Heat storage capacity of sodium med acetate underafkøling tri-hydrate varmeindhold af natriumacetat trihydrat 800 700 600 500 Underafkøling Sodium acetate 400 300 200 100 Aktivering af størkning Melting point = 58 C Water 0 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Temperature [ C] 3

Natriumacetat trihydrat NaCH 3 COO 3H 2 O 60% natriumacetat + 40% H 2 O Inkongruent smeltning - faseseparation Ekstra vand princippet 58% natriumactat + 42% H 2 0 Underafkølet natriumacetat trihydrat Underafkølet natriumacetat trihydrat tilsat vand Tilsætningsstoffer - Carboxymethylcellulose, CMC - Xanthangummi, X-Gum - Etylen diamin tetra eddikesyre, EDTA Underafkølet natriumacetat + CMC 4

For 5 år siden: Start Formål: Demonstration af fuldskala solvarmeanlæg med langtidslagring 5

Sandwich varmelagermodul med natriumacetat trihydrat Start af størkning ved afkøling af modulets yderside eller med nål Fordele: Store varmeoverførende arealer Reduceret risiko for faseseparation Reduceret risiko for salthydratkrystaller efter smeltning Lukket kasse uden revner til salthydrat Internt og eksternt ekspansionsvolumen for salthydratet - lavt tryk i kassen Reduceret risiko for mislykket underafkøling 6

Varmelagermodul sandwich design Dimensioner: 240 x 120 cm Kassehøjde: 5 cm Varmevekslerhøjde: 4 mm Materialetykkelse: 2mm Stålmasse: 236 kg Natriumacetat vand blanding: 200 kg Natriumacetat trihydrat med CMC: 220 kg 7

Udfordringer Tilstrækkelig høj varmeoverføringsevne Højt varmeindhold af varmelagermodul Varmelageret skal fungere stabilt med højt varmeindhold i lang tid Stabil underafkøling Pålidelig aktivering af størkning 8

Massefylde af natriumacetat trihydrat Fast Væske 9

Effektiv varmetransport i varmelagermodulet Problem: Luftlommer mellem salthydratkrystaller og varmevekslere luft/vakuum Olie Løsning: Forøgelse af varmetransport mellem salthydratkrystaller og varmeveksler ved at tilføre olie, som suges ned i luftlommerne 10

11 Start af størkning med nål

Heat content [kj/kg] Småskalaforsøg varmeindhold af natriumacetat trihydrat inklusive tilsætningsstoffer 230 220 210 200 190 180 170 160 150 40% 42% 45% 46% CMC X-Gum X-Gum F EDTA* Tartaric* Aquakeep* Glycerol* AMPS*Chinese Liquid* * Nogle blandinger indeholder ekstra vand 12

Erfaringer Underafkøling Stabil underafkøling opnås både i moduler af stål og rustfrit stål Stabil underafkøling opnås hvis alle dele af materialet opvarmes til mere end 77 C Stabil underafkøling opnås med ekstern ekspansionsbeholder Med tiden kan salt i slangen mellem salthydratkassen og ekspansionsbeholderen resultere i mislykket underafkøling Tilsætning af olie reducerer fordampning fra salthydratet til slangen til ekspansionsbeholderen Aktivering af størkning pålidelig med CO 2 aktiveringsprincip til køling Peltier element til køling Nål med krystaller 13

Erfaringer fortsat Varmeoverføringsevne Lav varmeoverføringsevne både for opvarmning og afkøling Målt varmeoverføringsevne mindre end beregnet Olie forøger varmeoverføringsevne under afkøling Grafit pulver forøger varmetransport Varmeindhold Varmeindhold reduceres med tiden for natriumacetat/vand blandinger Varmeindhold konstant med tilsætningsstoffer Faseseparation forhindres, selv i høje varmelagre Målt varmeindhold tæt på teoretisk beregnet varmeindhold Forøget varmeindhold og aktivt temperaturniveau med tilsætningsstoffer i stedet for ekstra vand Langtidsstabilitet Varmelagermodul stabilt med lavt tryk i varmevekslerne 14

Demonstrationsanlæg Forsøgsareal for solvarme på DTU Byg 15

16 Demonstrationsanlæg

Smeltevarmelager for demonstrationsanlæg 17 SAT: Natriumacetat trihydrat

Erfaringer Anlægget fungerer Målesystemet fungerer Solfangerne kan smelte varmelagermodulerne Underafkølingen fungerer for 3 moduler Smeltevarme anvendes til dækning af varmebehov og: Høje varmelagermoduler fungerer stabilt med tilsætningsstoffer Udfordring Der er lang vej til attraktive langtidsvarmelagre til markedet 18

Anbefalinger til videreudvikling Reducere pris billigere tankmateriale, -design, -produktion bedste tilsætningsstof Optimal udformning af anlæg inklusive buffertank til forskellige huse Identificere attraktive løsninger til energisystemet Solvarmeanlæg med udnyttelse af billig el Varmepumpeanlæg Forbedrede driftsbetingelser, øget COP Forskydning af elforbrug ift. varmebehov 19

Igangværende projekter IEA SHC Programme Task 58 projekt: Material and Component Development for Thermal Energy Storage Udvikling af langtidsvarmelager i samarbejde med H.M. Heizkörper, Tyskland Gerald Englmairs Ph.D. studium om langtidsvarmelagring ved hjælp af natriumacetat trihydrat 20

Cylinderformet modul under afprøvning 21 Natriumacetat trihydrat: 200 kg (160 l) Vand: 60 kg Stål: 140 kg

150 cm Samarbejde med H.M. Heizkörper GmbH & Co. KG om Thermobatterie Cylinderformet rustfrit stål modul med interne varmevekslere: 16 rør med tynde varmeoverføringsplader Modulvolumen: 115 kg natriumacetaat trihydrat/vand blanding med tilsætningsstoffer http://www.hm-heizkoerper.de/ 22 30 cm

Suntherm Natriumacetat trihydrat varmelager/varmepumpe unit 50x50x180 cm modul 250 l natriumacetat trihydrat 80 l varmetransmissionsolie http://www.suntherm.dk/ 23

24 Nyeste publikationer

Tak til the European Union Seventh Framework Program 25