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Phase Change Material in District Heating with Model Predictive Control

Descripción del proyecto

La promesa del almacenamiento de energía térmica por calor latente

El consumo energético de los edificios está aumentando en todo el mundo, lo cual agrava la inminente crisis energética y la catástrofe medioambiental. Las predicciones actuales sugieren un futuro sombrío a menos que se encuentren soluciones innovadoras. Sin embargo, la disminución de la eficiencia de los sistemas de calefacción urbana no es fácil de revertir, sobre todo en la transición hacia temperaturas de funcionamiento más bajas en aras de la sostenibilidad. En el proyecto PaCeInDH, que cuenta con el apoyo de las acciones Marie Skłodowska-Curie, se abordará esta cuestión fundamental. Será pionero en el almacenamiento de energía térmica por calor latente. En concreto, el equipo del proyecto desplegará un marco híbrido de control predictivo de modelos basado en agentes para una gestión energética sin parangón en sistemas de calefacción urbana de baja temperatura. Con experimentos e investigaciones numéricas como núcleo, PaCeInDH allana el camino hacia una calefacción urbana de baja temperatura resistente y económica.

Objetivo

Rapid escalation of building energy use has raised concerns all over the world, and existing predictions express that this increasing trend will aggravate energy crisis and serious environmental problem. The district heating (DH) system that incorporates renewables and the thermal energy storage component shows favorable prospects as a supplier to serve residential and commercial consumers for space heating and domestic hot water. The operation temperature of the DH system is becoming lower to achieve a more energy efficient, sustainable, and eco-efficient system. This trend results in the performance degradation of the thermal storage when integrating the water tank to the DH system, resulting in potential economic losses. Meanwhile, a large heat storage and released rate cannot be achieved for the water tank with the limited size under the low temperature operation conditions. Compared with sensible heat thermal energy storage, the latent heat thermal energy storage (LHTES) is advantaged by its use of phase-change materials (PCMs) with high energy storage density at a near-constant phase-change temperature. To enable an energy efficient low temperature DH system, an appropriate storage medium with great thermophysical properties and low cost will be selected. The technical viability and practical applicability of the entire heating system will be experimentally and numerically investigated. A hybrid agent-based model predictive control (MPC) framework will be further built as a promising solution to achieve an effective energy management for the low temperature DH combined LHTES system. It is projected that the energy and economic performance of the DH combined LHTES system could be guided by the agent-based MPC. The capability of the agent-based MPC for performance enhancement will be finally calibrated and evaluated, and high-quality experimental research will be conducted for the validation of this hybrid control method outputs.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.

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Coordinador

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET NTNU
Aportación neta de la UEn
€ 210 911,04
Dirección
HOGSKOLERINGEN 1
7491 Trondheim
Noruega

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Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
Sin datos