Single Tank Oil Based Heat Storage for Cooking
Master thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/2787165Utgivelsesdato
2021Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
I denne masteroppgaven blir design og testing av et termisk energilager somkan brukes as familier og institusjoner i land sør for Sahara i Afrika undersøkt.Systemet består av en oljetønne med en trakt og et varmeelement inni, med enkjele til matlaging øverst. Trakten skiller varm og kald oljestrøm og gjør det muligå varme opp et lite volum olje raskt, som kan brukes til å lage mat eller lagres.Et system for å teste konseptet ble designet og bygget under en tidligere prosjektoppgave.Eksperimenter viste at systemet kan brukes til å lage mat både fra termisklager og under oppladning. Resultatene fra disse eksperimentene ble brukttil å utvikle et bedre design og et nytt system ble bygd med mulighet til å endrehøyden på trakten for å kontrollere temperatur. Et kjele-i-kjele-oppsett for åtilberede mat ble testet, da man må kunne ta ut den ene kjelen for rengjøring. Enliten mengde olje mellom kjelene gir tilfredsstillende varmeoverføring. Tankenble fylt med steiner for å redusere oljemengden i systemet. Eksperimenter viste atsteinene senker hastigheten på oljestrømmen, noe som fører til mindre miksingav kald og varm olje og bedre temperaturoppførsel under oppladning. Dette giren bedre energiutnyttelse av oljen ved koking. Trakt-i-tank-konseptet har vist segå være ineffektivt om det lades opp med for lav effekt på grunn av varmetap fratrakten til det termiske lageret. Simuleringer med et isolert traktrør er gjort for åse om dette kan forbedre systemet. Eksperimenter med ris- og bønnekoking tilkobletsolcellepaneler ble gjennomført. Den tilgjengelige mengden termisk energi nårsystemet er fulladet er 5.3 kWt. Dette kan være passende for en liten institusjon.Med mulighet for å lade opp tanken samme dag kan den daglige tilgjengeligeenergien være høyere. Konseptet er klart for å testes i det virkelig liv. This thesis concerns the design and testing of a thermal energy storage to be usedfor cooking by families and institutions in Sub-Saharan African countries. The systemconsists of an oil barrel containing a funnel and a heating element, with a potat the top. The funnel separates the hot and cold oil flows and makes it possibleto heat a small volume of oil quickly, to be stored or used for cooking. A system totest the concept was designed and built during a previous project thesis. Experimentsshowed that the system can be used to cook food both from the storageand while charging. The results from these experiments were used to optimize thedesign and, based on this, an improved system was built, with the possibility ofadjusting the funnel height to control the temperature in the funnel. A pot-in-potsolution for cooking was tested, since the pot must be extracted for cleaning.Witha small amount of oil in between the pots, the pot-in-pot solution provides a muchmore acceptable heat transfer to the cooker than without. The tank was filled withrocks to reduce the amount of oil needed. Experiments showed that the rock bedreduces the mixing of oil, which leads to better thermal behavior during chargingand makes it possible to extract more energy from the oil during discharging. Thefunnel concept has proven inefficient while charging under reduced power, due toheat losses from the funnel to the storage. Simulations have been run to investigatethe effect of insulating the funnel tube, showing the importance of the upperpart of the funnel. Rice and bean cooking experiments were conducted, with thesystem charged by photovoltaic panels. The available energy in the fully chargedsystem is about 5.3 kWh, which can be suitable for small institutions. With theability to recharge the system, the daily available energy can be increased. Theconcept has been deemed ready for testing under more realistic conditions.