Gå til hovedindholdet

Vurdér og optimér design af termisk energilagring med CFD

Termisk energilagring med CFD understøtter operatører og anlægsejere, når overskudsvarme, fjernvarmeenergi eller kølevand skal lagres til senere brug. I kraftvarmeværker kan termisk lagring lukke tidsgabet mellem produktion og brug af fjernvarme og elektricitet. I farmaceutiske miljøer og på hospitaler bruges kølevandstanke til at lagre kølevand til produktion og køling.

Når stabil lagdeling er afgørende

Hvorvidt en lagdelt vandtank til termisk energilagring fungerer, afhænger af, om tanken kan opfylde den intenderede termiske kapacitet og bevare høje temperaturer inde i tanken. Hvis varmt og koldt vand blandes under op- og afladning, bliver det termiske lag tykkere, varmetabet stiger, og den brugbare kapacitet falder. CFD-baseret vurdering af tank- og diffuserdesign giver indsigt før opførelse, mens det stadig er muligt at foretage designændringer.

Termiske energilagertanke til lagring af varmt eller kølet vand understøtter energibalancen mellem produktion og forbrug.
Large white cylindrical storage tanks for thermal energy storage at an industrial facility, with access stairways, piping and fenced outdoor surroundings under a blue sky.

Udfordringer

Når tank- og diffuserdesign ikke kan vurderes før opførelse, kan opblanding og varmetab reducere den brugbare kapacitet.

Termisk opblanding reducerer brugbar lagerkapacitet

Når varmt og koldt vand blandes under op- og afladning, bliver det termiske lag tykkere, og der opstår permanente varmetab. Det reducerer den energi, som senere kan leveres fra tanken.

Uklar strømning begrænser designverifikation

Uden detaljeret indsigt i strømning, turbulens og temperaturudvikling kan designteams ikke vurdere, om tanken vil fungere som planlagt under maksimale driftsforhold før opførelse.

Utilpassede diffusere kan forstyrre lagdelingen

Hvis diffusergeometrien ikke tilpasses den enkelte tank, kan ind- og udløbsstrømningen forstyrre det termiske lag og øge materialeforbruget sammenlignet med et optimeret diffuserdesign.

Fordele

Få CFD-baseret vurderingsinput, der understøtter brugbar kapacitet, lagdeling og reduceret varmetab før opførelse.

Understøt den designede termiske kapacitet

Simuleringsresultater giver et grundlag for at vurdere, om tanken kan bevare et tyndt termisk lag og levere den tilsigtede brugbare kapacitet under op- og afladning.

Reducér usikkerhed før opførelse

Intern strømning og temperaturudvikling kan vurderes, før tanken bygges. Det giver designteamet et tydeligere grundlag for at vurdere tankgeometri, diffuserlayout og forventet termisk ydeevne.

Begræns diffuservægt og forstyrrelse

Et optimeret diffuserdesign kan understøtte stabil lagdeling og samtidig reducere diffuserens størrelse og vægt sammenlignet med konventionelle designmetoder.