Chang Zhuo

XL Cycle IDAUP (A. Y. 2024-2025) 

Chang Zhuo.jpgCurriculum: Architecture

Topic:  A novel thermal energy storage-thermochemical material module enabling enhanced energy storage density and system energy storage efficiency. | Un nuovo modulo per materiali termochimici di accumulo del l'energia termica che consente una maggiore densità di accumulo del l'energia e un sistema più efficiente di accumulo del l'energia.

Home Institution: University of Ferrara

Disciplinary sector:  08/CEAR-09: ARCHITECTURAL DESIGN - CEAR-09/A: Architectural and Urban Design

Main Supervisor: Prof. Dr. Bottarelli Michele (Ferrara)

Co-Supervisor: Dr. Rusi Ilda (POLIS)

ORCID ID: 0009-0008-6021-4496

Concise CV (English version)
Chang Zhuo is a researcher who graduated from Yunnan Normal University. She obtained a Master's degree in Energy and Power Engineering. Throughout her academic endeavors, she has cultivated a strong foundation in energy engineering, mastering programming tools like COMSOL and LabView, as well as design software such as CAD and Origin. Her hands-on experience extends beyond textbooks; as a project leader, she spearheaded two provincial-level research projects and saw her work published in the prestigious SCI journal "Solar Energy." These accomplishments, coupled with her active participation in international conferences and competitions, have honed her research skills and fostered a keen curiosity for exploring the intricacies of thermal energy systems.

Concise CV (Italian version)
Chang Zhuo è un ricercatore laureato alla Yunnan Normal University. Nel corso dei suoi sforzi accademici, ha coltivato una solida base in ingegneria energetica, padroneggiando strumenti di programmazione come COMSOL e LabView, oltre a software di progettazione come CAD e Origin. La sua esperienza pratica va oltre i libri di testo; In qualità di project leader, ha guidato due progetti di ricerca a livello provinciale e ha visto il suo lavoro pubblicato sulla prestigiosa rivista SCI "Solar Energy". Questi risultati, uniti alla sua partecipazione attiva a conferenze e concorsi internazionali, hanno affinato le sue capacità di ricerca e favorito una forte curiosità per esplorare le complessità dei sistemi energetici termici.

Research proposal (English version)

Title: A novel thermal energy storage-thermochemical material module enabling enhanced energy storage density and system energy storage efficiency.

Description: This research combines architecture and energy engineering to develop innovative solutions to address the challenges of sustainable energy management in urban environments. It forms an integrated TES-TCM module with higher moisture absorption and desorption capabilities by characterizing and selecting the most suitable adsorbent, and determining the binding methods related to the TES system. Using moisture permeability and flow resistance as quality factors, these results will be compared to ultimately determine the geometry and size of the TES-TCM module. A validated and optimized model was obtained through computer simulation, manufacturing, and laboratory testing of the TES-TCM prototype. Design a LabVIEW program to control temperature control equipment in the laboratory and record data in real-time. The automation control and real-time data recording designed in this system reduce manual intervention, improve experimental efficiency and accuracy.

Aims: 

  1. Preparation of the applicable adsorbent and determination of the associated binding method with the TES system; 
  2. Development of the appropriate mathematical equations and computer model to simulate the performance of TES-TCM; 
  3. Design, fabrication, and testing of a prototype TES-TCM module under the laboratory conditions and validate the computer model; 
  4. Design LabVIEW program for controlling temperature control equipment in the laboratory and recording data in real-time.

Specific Objectives:

  1. Adsorbent materials selection, characterization, and its suitable binding method with TES system
  2. Governing equations, analytical model, and simulation results of the TES-TCM; 
  3. TES-TCM prototype, test rig, test results, and validated computer model; 
  4. A LabVIEW program for controlling temperature control equipment in the laboratory and recording data in real-time of the TES-TCM module.

Stakeholders: This study can provide scholars with novel research direction guidance. Architects and urban planners will effectively utilize new energy to obtain energy storage methods that replace fossil fuels, and residents will use them more rationally.

Keywords: Building energy efficiency; New energy; Adsorption energy storage materials; LabVIEW software; Thermochemical energy storage system

 

Research proposal (Italian version)

Titolo: Un nuovo modulo termochimico per lo stoccaggio dell'energia termica che consente una maggiore densità di stoccaggio dell'energia e un'efficienza di stoccaggio dell'energia del sistema.

Descrizione: Questo studio combina architettura e ingegneria energetica per sviluppare soluzioni innovative per affrontare le sfide della gestione sostenibile dell'energia negli ambienti urbani. Forma un modulo TES-TCM integrato con maggiori capacità di assorbimento e desorbimento dell'umidità caratterizzando e selezionando l'adsorbente più adatto e determinando i metodi di legatura relativi al sistema TES. Utilizzando permeabilità all'umidità e resistenza al flusso come fattori di qualità, questi risultati saranno confrontati per determinare in ultima analisi la geometria e le dimensioni del modulo TES-TCM. Un modello convalidato e ottimizzato è stato ottenuto attraverso simulazione computerizzata, produzione e test di laboratorio del prototipo TES-TCM. Progetta un programma LabVIEW per controllare le apparecchiature di controllo della temperatura in laboratorio e registrare i dati in tempo reale. Il controllo di automazione e la registrazione dei dati in tempo reale progettati in questo sistema riducono l'intervento manuale, migliorano l'efficienza sperimentale e la precisione.

Obiettivi: Questa tecnologia può anche essere combinata con il sistema di raccolta del calore dell'aria (o dell'acqua) per ottenere la raccolta elettrica e termica. Il programma sarà realizzato sulla base dei seguenti obiettivi specifici:

  1.  Preparazione dell'adsorbente applicabile e determinazione del metodo di legame associato al sistema TES;
  2. Sviluppo delle equazioni matematiche appropriate e del modello informatico per simulare le prestazioni del TES-TCM;
  3. Progettazione, fabbricazione e collaudo di un prototipo di modulo TES-TCM nelle condizioni di laboratorio e convalida il modello informatico;
  4. Progettazione LabVIEW programma per il controllo delle apparecchiature di controllo della temperatura in laboratorio e la registrazione dei dati in tempo reale.

Obiettivi specifici:

  1. selezione dei materiali adsorbenti, caratterizzazione ed il suo metodo di legame adatto con il sistema TES

  2. equazioni, modello analitico e risultati di simulazione del TES-TCM;

  3. prototipo TES-TCM, impianto di prova, risultati delle prove e modello informatico convalidato;

  4. un programma LabVIEW per il controllo delle apparecchiature di controllo della temperatura in laboratorio e la registrazione dei dati in tempo reale del modulo TES-TCM.

Parti interessate: Questo studio può fornire agli studiosi una guida innovativa per la ricerca. Gli architetti e i pianificatori urbani utilizzeranno efficacemente le nuove energie per ottenere metodi di immagazzinamento dell'energia che sostituiscono i combustibili fossili, e i residenti li useranno in modo più razionale.

Parole chiave: efficienza energetica degli edifici; Nuova energia; materiali di accumulo di energia adsorbente; software LabVIEW; Sistema termochimico di accumulo di energia