Czasopismo | CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA | Rocznik 2017 - zeszyt 2

Wykorzystanie materiałów zmiennofazowych PCM do akumulacji ciepła w systemach ciepłowniczych Część I. Metodyka wyboru materiału PCM

10.15199/9.2017.2.1

nr katalogowy: 104161
10.15199/9.2017.2.1

W artykule przedstawiono klasyfikację materiałów pochodzenia organicznego i nieorganicznego wykorzystujących ciepło przemiany fazowej oraz określono wady i zalety tych materiałów. Przedstawiono także problemy związane z wykorzystaniem materiałów zmiennofazowych w systemach akumulacji ciepła, tj. niespójne topnienie materiału, przechłodzenie, mała przewodność cieplna, niewielki przepływ ciepła oraz niewystarczająca stabilność długoterminowa. W artykule została zaproponowana również metodyka doboru materiału zmiennofazowego, który może być zastosowany do akumulacji ciepła w systemach ciepłowniczych.1. Wprowadzenie Celem rozwoju systemów ciepłowniczych ze względu na zmieniające się przepisy [23], jest zwiększanie ich sprawności oraz niezawodności, m.in. przez wykorzystanie akumulatorów ciepła. Ciepło w systemach ciepłowniczych może być magazynowane jako ciepło jawne lub utajone, co przedstawiono w pracach [1, 9, 25]. Wykorzystanie ciepła jawnego to rozwiązanie, które polega na magazynowaniu ciepła z wykorzystaniem akumulatorów stratyfikacyjnych wypełnionych wodą. Coraz częściej spotyka się technologie polegające na wykorzystaniu ciepła utajonego (ciepło, które powoduje zmianę stanu skupienia substancji bez zmiany temperatury). Technologie magazynowania ciepła stale się rozwijają, przy czym akumulacja ciepła z wykorzystaniem materiałów zmiennofazowych wydaje się szczególnie interesujące. 1.1. Klasyfikacja materiałów zmiennofazowych (PCM) Materiał umożliwiający wykorzystanie ciepła przemiany fazowej jest materiałem, który zmienia stan skupienia w określonej temperaturze. W procesie zmiany fazy materiału absorbowane lub uwalniane są duże ilości ciepła. Proces ten charakteryzuje pobieranie ciepła utajonego w procesie topnienia lub parowania oraz magazynowanie ciepła występującego w tym procesie [31]. Występują 4 rodzaje zmian fazy substancji: ciało stałe w ciecz, ciecz w gaz, ciało stałe w gaz i ciało stałe w ciało stałe. Najc[...]

Bibliografia

[1] Abhat A. 1983. "Low temperature latent heat thermal energy storage: heat storage materials". Solar Energy 30 (4) : 313-332.
[2] Basakayi J.K., V.V. Storm V.V. C.P. 2014. "Potential Use Of Phase Change Materials With Reference To Thermal Energy Systems In South Africa". International Journal of Advances in Engineering & Technology 7 Issue (3) : 692-700.
[3] Bruno F., M. Belusko, M. Liu, N.H.S. Tay. 2015. "Using solid-liquid phase change materials (PCMs) in thermal energy storage systems". Advances in Thermal Energy Storage Systems: 201-246.
[4] Cabeza L. F., I. Martorell, L. Miro, A.I. Fernandez, C. Barreneche. 2015. "Introduction to thermal energy storage (TES) systems". Advances in Thermal Energy Storage Systems: 1-26.
[5] Castell A., C. Sole. 2014. "Design of latent heat storage systems using phase change materials (PCMs)". Advances in Thermal Energy Storage Systems: 285-305.
[6] Chen Wenzhen, Zhao Yuansong, Sun Fengrui, Chen Zhiyun, Gong Miao. 2008. "Application of phase change materials for thermal energy storage in concentrated solar thermal power plants: A review to recent developments". Heat and Mass Transfer (44): 281-286.
[7] Chwieduk D. 2010. "Solar Energy Use for Thermal Application in Poland". Polish Journal of Environmental Studies 19 (3): 473-478.
[8] dr. ir. Wim van der Spoel. 2014. "Phase change material" Design Informatics - AR0135.
[9] Feliński P., Turski M., Sekret R. 2013. "Magazynowanie ciepła niskotemperaturowego powstałego w wyniku konwersji fototermicznej. Część I". Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja 44 (10) : 416-421.
[10] Fernandez A. Inez, Martinez Monica, Segarra M., Cabeza Luisa F. 2008. "Selection of materials with potential in thermal energy Storage".
[11] Hasnain S. M. 1998. "Review on sustainable thermal energy Storage technologies, part I: heat storage Materials and techniques". Energy Convers. Mgmt 39 (11): 1127-1138.
[12] Hauer A. "Thermal energy storage with zeolite for heating and cooling applications". ZAE Bayern, Center for Applied Energy Research, Domagkstr. 11, 80807 Munich, Germany: 343-348.
[13] Jesumathy Stella P., M. Udayakumar, S. Suresh. 2012. "Heat transfer characteristics in latent heat storage system using paraffin wax". Journal of Mechanical Science and Technology (26) : 959-965.
[14] Kenisarin Muart, Mahkamov Khamid. 2016. "Salt hydrates as latent heat storage materials: Thermophysical properties and costs". Solar Energy Materials & Solar Cells (145) : 255-286.
[15] Kuznik F., K. Johannes, D. David. 2015. "Integrating phase change materials (PCMs) in thermal energy storage systems for buildings". Advances in Thermal Energy Storage Systems: 325-353.
[16] Lauck Jeffrey Stephen. 2013. "Evaluation of Phase Change Materials for Cooling in a Super-Insulated Passive House". Portland State University PDXScholar, Summer 10-3-2013.
[17] Mehling Harald, Cabaza Luisa F., Hiebler Stefan, Hippeli Sven. 2015. "Improvement of stratified hot water heat stores using a PCM-module". ZAE Bayern, Division 1, Walther-Meißner-Str.6, D-85748 Garching.
[18] Ravikumar M., Dr. Pss. Srinivasan. "Phase change material as a thermal energy Storage material for cooling of building". Journal of Theoretical and Applied Information Technology 2005-2008.
[19] Shannaq R. Al, Farid M. M. 2015. "Microencapsulation of phase change materials (PCMs) for thermal energy storage systems". Advances in Thermal Energy Storage Systems: 247-284.
[20] Sharma Atul, Tyagi Atul, Chen C.R., Buddhi D. 2009. "Review on thermal energy storage with phase change materials and applications". Renewable and Sustainable Energy Reviews (13): 318-345.
[21] Streicher W., Heinz A., Bony J.,. Citherlet S, Cabeza L., Schultz J. M., Furbo S. 2008. "Results of IEA SHC Task 32: Subtask C: Phase Change Materials: Advanced storage concepts for solar and low energy buildings". IEA-SHC 2008.
[22] Tatsidjodoung Parfait, Nolwenn Le Pierres, Luo Lingai. 2013. "A review of potential materials for thermal energy storage in building applications". Renewable and Sustainable Energy Reviews (18) : 327-349.
[23] Turski M., Sekret R. 2015. "Konieczność reorganizacji systemów ciepłowniczych w świetle zmian zachodzących w sektorze budowlano - instalacyjnym". Rynek Energii 4 (119): 27-34.
[24] Turski M., Sekret R. 2015. "Nowe rozwiązania dla hybrydowych systemów zaopatrzenia budynków w energię". Rynek Ciepła 2015. Materiały I Studia. Wydawnictwo KAPRINT, Lublin 2015. Praca zbiorowa pod redakcją Henryka Kapronia: 23-38.
[25] Xu J., Wang R. Z., Li Y. 2014. "A review of available technologies for seasonal thermal energy storage". Solar Energy (103): 610-638.
[26] Zafer URE M. Sc., C. Eng., MCIBSE, MASHRAE, M. Inst. R., MIIR: Phase change material (PCM) based energy storage Materials and global application examples, Cibsetechnical Symposium De Montfort University, Leicester, UK, 6~7 September 2011.
[27] Zafer URE M. Sc., C. Eng., MCIBSE, MASHRAE, M. Inst. R., MIIR: Phase change material (PCM) based energy storage materials and global application examples, 12th International Conference on Sustainable Energy technologies (SET-2013) 26-29th August, 2013 Hong Kong.
[28] Zafer URE M. Sc., C. Eng., MCIBSE, MASHRAE, M. Inst. R., MIIR: Positive temperature eutectic (PCM) Thermal energy storage systems, 21st IIR International Congress of Refrigeration 17-22 August 2003, Washington, DC USA.
[29] Zafer URE M. Sc., C. Eng., MCIBSE, MASHRAE, M. Inst. R., MIIR: Positive temperature eutectic (PCM) Thermal energy storage systems, 21st IIR International Congress of Refrigeration 17-22 August 2003, Washington, DC USA.
[30] Zafer URE M. Sc., C. Eng., MCIBSE, MASHRAE, M. Inst. R.: Eutectic (PCM) based heat rejection Thermal energy storage systems, ASHRAE 2004, anaheim winter meeting.
[31] Zalba Belen, Martin Jose M., Cabeza Luisa F. 2003. "Review on thermal energy storage with chase change: materials, heat transfer analysis and applications". Applied Thermal Engineering 23: 251-283.
[32] Zhou D., Zhao C. Y., Tian Y. 2012. "Review on thermal energy storage with phase change materials (PCMs) in building applications". Applied Energy 92: 593-605.
[33] Zhou Zhihua, Zhang Zhiming, Zuo Jian, Huang Ke, Zhang Liying. 2015. "Phase change materials for solar thermal energy storage In residential buildings in cold climate:. Renewable and Sustainable Energy Reviews (48): 692-703.
[34] Ziskind G. 2015. "Modelling of heat transfer In phase change materials (PCMs) for thermal energy storage systems". Advances in Thermal Energy Storage Systems: 307-324.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 104161 "Wykorzystanie materiałów ..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - e-zeszyt (pdf) 2017-2 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	30.00 zł

Prenumerata

CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Promocja
Nowość

360.00 zł

CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - papierowa prenumerata roczna	432.00 zł brutto 400.00 zł netto 32.00 zł VAT (stawka VAT 8%)
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

474.00 zł

CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	552.00 zł brutto 511.11 zł netto 40.89 zł VAT (stawka VAT 8%)

552.00 zł

Zeszyt

2017-2

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma