Sorption thermal energy storage for sustainable heating and cooling
Notice bibliographique
Résumé
Heating and cooling of residential buildings account for 15% of the total energy use in Canada and produce 11% of the total GHG emissions, due to reliance on fossil fuels. Renewable thermal energy and usage of low-grade waste heat offer solutions for decarbonization of heating and cooling. Inherent intermittent nature of such energy resources makes integration of thermal energy storage (TES) systems inevitable. High energy storage density, low heat loss, and using non-toxic and non-polluting refrigerants make sorption TES (S-TES) more appealing and effective for heat/cold storage, compared to other thermal storage methods. This PhD research is set out to assess the performance of low-grade heat-driven S-TES systems for space heating and cooling. As such, the focus of this study is on the thermal and sorption characterization of the sorber bed, mathematical S-TES system modeling, and experimental testing of an S-TES prototype. An analytical model is developed for prediction of thermal conductivity and thermal resistance of packed bed sorbers. Thermal conductivity of packed bed sorber of AQSOA FAM-Z02 with different numbers of layers is measured by heat flow meter for the first time. The model, which is validated by the experimental data, provides a comprehensive platform for the design of packed bed S-TES to (i) predict thermal conductivity and thermal contact resistance of packed bed under the target operating condition and (ii) optimize the packed bed by finding the optimum particle size and arrangement. Small-scale characterizations and screening of sorbent candidates are performed by thermogravimetric analysis/differential scanning calorimetry. Moreover, comprehensive experimental studies are carried out on a custom-built lab-scale S-TES in our lab to study storage performance under various conditions, namely, i) coated vs loose grain sorbent configurations, ii) various heat storage durations, iii) adding high conductive additives in the sorbent material, iv) different operating temperatures, and v) different discharge-to-charge time ratios. A comprehensive transient resistance-capacitance lumped-parameter model is developed to assess the performance of a closed S-TES system. The model is proved to be accurate in comparison with the experimental data and offers a reliable platform for the design and optimization of an S-TES system.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,009 | 0,003 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».