Analysis of the selected factors impact on the amount of the stored heat and the mass change in the rock-bed storage placed in the laboratory tunnel

The paper presents results of analysis of the air flow through the rock - bed storage. Air was collected from the inside of the plastic tunnel and pressed to the segments of the storage with area was 18.7m2 and volume was almost 13.1 m3. The research was carried out from March to October 2013. The cycle of the storage work (charging or discharging) was controlled based on the algorithm, in which a controlling signal was based on the difference in the temperature between the average temperature of the bed and the temperature inside a tunnel. 318 measurement cycles were selected for a detailed analysis. In those cycles, based on the measured parameters of air pressed into and flowing out of the storage, the amount of the stored heat in the storage and the change in the concentration of steam included in air was determined. For the obtained results multiple regression equations, describing a unitary heat stream and mass exchanged during the air flow through the storage, were found. Moreover, the quantity relations between a unitary heat and the mass stream exchanged during the air flow through the storage including two sets of independent variables, were determined. The first one includes: velocity of the pressed air (measured in the air pressing conduit for particular segments), initial temperature of the storage and the pressed heat stream. The second set of independent variables includes: temperature of the pressed air, deficiency of steam pressure inside the facility and the stream of the pressed air. Non-linear estimation with the use of quasi-Newton method was applied for determination of these relations.

W pracy przedstawiono wyniki analizy związanej z przepływem powietrza przez złoże akumulatora kamiennego. Powietrze pozyskiwano z wnętrza tunelu foliowego i tłoczono do segmentów akumulatora o powierzchni 18,7 m2 i objętości blisko 13,1 m3. Badania przeprowadzono w okresie od marca do października 2013 r. Cyklem pracy akumulatora (ładowanie lub rozładowanie) sterowano w oparciu o algorytm, w którym sygnał sterujący opierał się o różnicę temperatury między średnią temperaturą złoża a temperaturą wewnątrz tunelu. Do szczegółowej analizy wyodrębniono 318 cykli pomiarowych, w których na bazie zmierzonych parametrów zatłaczanego i wypływającego z akumulatora powietrza określono ilość zmagazynowanego ciepła w akumulatorze oraz zmianę w koncentracji pary wodnej zawartej w powietrzu. Dla uzyskanych wyników znaleziono równania regresji wielokrotnej opisującej jednostkowy strumień ciepła i masy wymienianej podczas przepływu powietrza przez akumulator. Wyznaczono także ilościowe zależności między jednostkowym strumieniem ciepła i masy wymienianym podczas przepływu powietrza przez akumulator uwzględniających dwie grupy zmiennych niezależnych. W pierwszej grupie wykorzystano: prędkość zatłaczanego powietrza (zmierzoną w przewodzie tłoczącym powietrze do poszczególnych segmentów), temperaturę początkową akumulatora oraz strumienia ciepła zatłaczanego. Druga grupa zmiennych niezależnych obejmuje: temperaturę tłoczonego powietrza, deficyt ciśnienia pary wodnej wewnątrz obiektu oraz strumienia zatłaczanego powietrza. Do określenie tych zależności zastosowano estymację nieliniową z wykorzystaniem metody quasi-Newtona.