Simulation and Performance Analysis of Active PCM-Heat Exchanger to Optimize Building Operation
Notice bibliographique
Résumé
This thesis presents a simulation study of an active energy storage device, intended to enhance building operation, and which is designed to be installed in the ceiling plenum of an office space, a mechanical room or in other convenient locations. This device, consisting of an arrangement of several panels of a phase-change material, may be charged or discharged as required with an air stream passing through the gaps between the panels, thus operating as a PCM-air heat exchanger (PCM-HX). \nThe first part of the thesis focuses on the design of the PCM-HX. Several design configurations are evaluated; investigated parameters include the PCM-HX dimensions, the number of air channels, and airflow rates. The Thesis also includes an experimental validation of the PCM model. Design criteria that were considered in the parametric study include the amount of stored heat, the time needed to charge/discharge the PCM storage and the overall energy density of the device. \nThe second part of the thesis evaluates different control strategies targeting reductions in peak demand and HVAC system sizing during winter. The effect of a linear ramp of room temperature setpoint and PCM-HX on peak load reduction is investigated. It was found that implementing a two hour linear ramp in temperature setpoint –together with a PCM-HX configuration with six air channels– can reduce the heating peak load by 41%, relative to a benchmark case without the PCM-HX. \nThe third part of the thesis presents a simulation case study of The PCM-HX for free-cooling purposes. Results show that in the present case-study, 14% reduction in energy consumption and 24 % reduction in cooling power fluctuation (W) during daytime could be achieved using the PCM heat exchanger (PCM-HX) for free cooling. \nThe last section of the thesis evaluates effect of the PCM-HX on energy flexibility in building. The potential of shifting the energy use from high to low price periods is investigated. Results show that such a PCM HX along with appropriate control strategies could provide flexibility to the grid, reduce mean power load during daytime and peak power demand. It was found that the PCM-HX could enhance energy flexibility by 10 % in winter day and 20% in summer day.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,003 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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 tête enseignante, 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 ».