Comparaison globale des performances des fluides de travail pour le stockage thermique par absorption en modes refroidissement/chauffage

Sui Yunren ,  

Wu Wei ,  

摘要

La technologie de stockage thermique par absorption peut efficacement atténuer le décalage temporel et d'intensité entre l'approvisionnement en énergies renouvelables et les besoins en chauffage et refroidissement, tandis que la sélection du fluide de travail est un facteur clé influençant les performances de stockage et l'applicabilité. Cet article établit une méthode d'évaluation globale et unifiée des fluides de travail pour le stockage thermique par absorption, en réalisant une comparaison systématique de trois générations de matériaux : les sels inorganiques traditionnels, les liquides ioniques et les solvants eutectiques profonds. Les performances globales sont évaluées en termes de cycles de refroidissement/chauffage, de vitesse de réponse, de plage de températures d'exploitation et d'économie. Les résultats montrent que le fluide H2O-liquides ioniques présente de hautes performances cycliques en modes refroidissement et chauffage. En mode refroidissement, la densité et l'efficacité de stockage d'énergie de H2O-[EMIM][OAc] sont les plus élevées, atteignant respectivement 380 kJ/kg et 0,86; en mode chauffage, H2O-[EMIM][EtSO4] a la densité et l'efficacité les plus élevées, atteignant respectivement 375 kJ/kg et 1,65. Le H2O-LiBr traditionnel présente de bonnes performances de transfert thermique, mais sa plage de température d'opération est limitée par la cristallisation; avec l'augmentation de la température de chauffage, la température minimale requise pour le stockage énergétique augmente également, ce qui élève les exigences de température pour la source de chaleur. Les fluides à base d'ammoniac peuvent satisfaire les besoins de refroidissement à basse température sous 0 ℃, NH3-Glyceline atteint en mode chauffage une densité et une efficacité de stockage respectivement de 227 kJ/kg et 1,61, avec une large plage d'exploitation. Sur le plan économique, les solvants eutectiques profonds montrent un avantage évident, avec un coût nivelé de stockage d'énergie le plus bas pour H2O-Ethaline sur une durée de vie système de 15 ans, soit 0,091 USD/(kW·h), soit une réduction de 36,5 % par rapport à H2O-LiBr. Ces résultats peuvent fournir une référence pour la sélection des fluides de stockage thermique par absorption dans différents scénarios d'application.

关键词

stockage thermique par absorption;fluide de travail;liquides ioniques;solvants eutectiques profonds;densité de stockage

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