ΑΝΑΛΥΣΗ & ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΔΙΑΤΑΞΕΩΝ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

Η έρευνα σε αυτό τον τομέα επικεντρώθηκε μέχρι σήμερα κατά κύριο λόγο σε δεξαμενές αποθήκευσης αισθητής θερμότητας χαμηλών θερμοκρασιών (κάτω από 100^oC ) και στην ανάλυση των φαινομένων ροής και μεταφοράς θερμότητας σε δεξαμενές νερού με στόχο την ελαχιστοποίηση των ενεργειακών απωλειών που οφείλονται στην μεταφορά θερμότητας προς το περιβάλλον, στην διάχυση θερμότητας από τα θερμά σε ψυχρά στρώματα στο εσωτερικό της δεξαμενής, καθώς και στην ανάμιξη μεταξύ εισερχόμενων/εξερχόμενων ρευμάτων νερού. Μελετώνται τα φαινόμενα τόσο στην στατική κατάσταση (π.χ. κατά τη νύχτα) όσο και στη δυναμική κατάσταση (φόρτιση-εκφόρτιση).

Χρησιμοποιούνται μέθοδοι προσομοίωσης των φαινομένων ροής και μεταφοράς θερμότητας (υπολογιστική ρευστομηχανική) σε συνδυασμό με πειραματικές μετρήσεις. Στην δυναμική κατάσταση και με δεδομένα τα γεωμετρικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά των δεξαμενών (παροχές, φορτία), κεντρικό πρόβλημα είναι ο σχεδιασμός κατάλληλων διατάξεων προσαγωγής-απαγωγής του νερού στη δεξαμενή (διαχύτες) με στόχο την ελαχιστοποίηση της θερμοκρασιακής ανάμιξης και την διασφάλιση της βέλτιστης δυνατής διατρωμάτωσης. Ο σχεδιασμός γίνεται τόσο σε ορθογωνικές, όσο και σε κυλινδρικές γεωμετρίες, με χρήση κατάλληλων ενεργειακών και εξεργειακών δεικτών. Μελετήθηκαν τόσο δεξαμενές θαμμένες στο έδαφος, όσο και δεξαμενές επιφανείας με κέλυφος από σκυρόδεμα ή μεταλλικό.

Οι μελλοντικοί στόχοι στο αντικείμενο αυτό εστιάζονται στα εξής σημεία :

Διερεύνηση τεχνικών και μέσων αποθήκευσης για θερμοκρασίες άνω των 100ºC, για χρήση σε εγκαταστάσεις παραγωγής ηλεκτρικής ισχύος με συγκεντρωτικούς συλλέκτες (νερό υπό πίεση, σκυρόδεμα, υλικά αλλαγής φάσης).
Χρήση νανορευστών ως εργαζόμενου μέσου σε θερμικά ηλιακά συστήματα με στόχο την βελτίωση της εναλλαγής θερμότητας μεταξύ ηλιακών συλλεκτών και αποθηκευτικών διατάξεων.
Περαιτέρω ανάπτυξη των διαθέσιμων υπολογιστικών εργαλείων για προσομοίωση τυρβωδών ροών σε δεξαμενές νερού αποθήκευσης με χρήση μεθοδολογιών όπως προσομοίωση μεγάλων δινών (LES) ή απευθείας αριθμητική προσομοίωση (DNS).