Czasopismo | CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA | Rocznik 2018 - zeszyt 11

Wpływ wykorzystania parafiny w kolektorze próżniowo- -rurowym na uzysk ciepła z energii promieniowania słonecznego w instalacji ciepłej wody użytkowej

Impact of the Use of Paraffin in an Evacuated Tube Collector on the Heat Gain From Solar Energy in a Domestic Hot Water System

10.15199/9.2018.11.4

nr katalogowy: 116884
10.15199/9.2018.11.4

Streszczenie

W artykule podjęto próbę określenia wpływu wykorzystania ciepła przemiany fazowej parafiny w próżniowo-rurowym kolektorze słonecznym na parametry pracy instalacji ciepłej wody użytkowej. Wyznaczono temperaturę wody w zasobniku ciepłej wody oraz udział energii promieniowania słonecznego w jej przygotowaniu w ciągu typowego roku meteorologicznego miasta Częstochowy. Zastosowanie metody akumulacji ciepła z wykorzystaniem parafiny (temperatura onset topnienia 51,24 ºC) w kolektorze próżniowo-rurowym umożliwiło wieczorem uwalnianie ciepła zmagazynowanego w parafinie, tj. w czasie gdy natężenie promieniowania słonecznego było niewystarczające do bezpośredniego podgrzania wody. W efekcie tego, odnotowano podgrzanie wody w zasobniku w okresie największego zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową we wszystkich charakterystycznych okresach typowego roku meteorologicznego. Wyższa temperatura w zasobniku cieplej wody użytkowej, zasilanym przez kolektor próżniowo-rurowy z parafiną, spowodowała zwiększenie rocznego udziału energii promieniowania słonecznego w instalacji ciepłej wody użytkowej o 20,5%, w porównaniu z klasycznym próżniowo-rurowym kolektorem słonecznym bez parafiny.

Abstract

The article presents the influence of latent heat of paraffin in an evacuated tube solar collector on the operation parameters of domestic hot water installation. The water temperature in the domestic hot water tank and the share of solar energy in the preparation of domestic hot water were determined during a typical meteorological year for the city of Czestochowa. An application of latent heat storage (paraffin with melting point of 51.24 ºC) in the evacuated tube solar collector allowed the delayed release of heat in the evening, when the intensity of solar radiation was insufficient. As a result, there was an increase in the obtained water temperature in the domestic hot water tank during the greatest demand for hot water in all characteristic periods of a typical meteorological year. Higher temperature in the domestic hot water tank supplied by the evacuated tube collector with storage resulted in an increase in the annual solar fraction in the domestic hot water system by 20.5% compared with the reference evacuated tube collector without storage.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Bales C., P. Gantenbein, D. Jaenig, R. Weber. 2007. “Laboratory prototypes of thermo-chemical and sorption storage units". Report B3—IEA SHC Task 32. International Energy Association.
[2] Beausoleil-Morrison I., C.A. Cruickshank, P. Pinel, A. Wills. 2011. “A review of available methods for seasonal storage of solar thermal energy in residential applications". Renewable and Sustainable Energy Reviews 15 (2011): 3341-3359.
[3] Buddhi D., C.R. Chen, A. Sharma, V.V. Tyagi. 2009. “Review on thermal energy storage with phase change materials and applications". Renewable and Sustainable Energy Reviews 13 (2009): 318-345.
[4] Feliński P., R. Sekret. 2016. “Experimental study of evacuated tube collector/storage system containing paraffin as PCM". Energy 114 (2016): 1063-1072. DOI: 10.1016/j.energy.2016.08.057
[5] Hassanipour F., A. Papadimitratos, V. Pozdin, S. Sobhansarbandi, A. Zakhidov. 2016 “Evacuated tube solar collectors integrated with phase change materials". Solar Energy 129 (2016): 10-19.
[6] Hauer A. 2007 “Sorption theory for thermal energy storage. Thermal energy storage for sustainable energy consumption", Netherlands: Springer (2007): 393-408.
[7] Jordan U., K. Vajen. 2001. “Influence of the DHW Load Profile on the Fractional Energy Savings: A case study of a solar combi-system with TRNSYS simulations". Solar Energy Volume 69 (2001), Supplement 6: 197-208.
[8] Knight I., N. Kreutzer, M. Manning, H. Ribberink, M. Swinton. 2007. “European and Canadian non-HVAC electric and DHW load profiles for use in simulating the performance of residential cogeneration systems", A Report of Subtask A, Annex 42 of the IEA Energy Conservation in Buildings and Community Systems Programme, 2007
[9] N’tsoukpoe K.E., Liu H., Le Pierre` S N., Luo L. 2009. “A review on long-term sorption solar energy storage". Renewable and Sustainable Energy Reviews 13 (2009): 2385-2396.
[10] Regin A.F., J.S. Saini, S.C. Solanki. 2008. “Heat transfer characteristics of thermal energy storage system using PCM capsules: A review", Renewable and Sustainable Energy Reviews 12 (2008): 2438-2458.
[11] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 27 lutego 2015 r. w sprawie metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku lub części budynku oraz świadectw charakterystyki energetycznej, Dz.U. 2015, Poz. 376.
[12] Sekret R., M. Turski. 2012. “Research on an adsorption cooling system supplied by solar energy" Energy and Buildings 51 (2012): 15-20.
[13] ShengXue H. 2016. “Experimental investigation of a domestic solar water heater with solar collector coupled phase-change energy storage". Renewable Energy 86 (2016): 257-261.
[14] Tian Y., C.Y. Zhao, D. Zhou. 2012. “Review on thermal energy storage with phase change materials (PCMs) in building applications". Applied Energy 92 (2012): 593-605.
[15] Turski M., R. Sekret. 2016. “Conceptual adsorption system of cooling and heating supplied by solar energy". Chemical and Process Engineering 37 (2) (2016): 293-304. DOI: 10.1515/cpe-2016-0024.
[16] Typical meteorological years determined in accordance with EN ISO15927 standard. Data base of Ministry of Infrastructure and Buildings. Available online at: http://mib.gov.pl/2-Wskazniki_emisji_ wartosci_opalowe_paliwa.htm
[17] Wojdyga K. 2009 “An investigation into the heat consumption in a low-energy building". Renewable Energy 34 (2009): 2935-2939.
[18] Jordan U., S. Furbo. 2005. “Thermal stratification in small solar domestic storage tanks caused by draw-offs". Solar Energy, Volume 78 (2005): 291-300. Artykuł został przygotowany w ramach badań statutowych Politechniki Częstochowskiej, Wydział Infrastruktury i Środowiska, Zakład Ciepłownictwa, Ogrzewnictwa i Wentylacji, BS/PB-407-302/11 nt.: Energooszczędne i zrównoważone środowiskowo systemy zaopatrzenia budynków w ciepło, chłód i elektryczność.

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

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 116884 "Wpływ wykorzystania paraf..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA - e-zeszyt (pdf) 2018-11 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

2018-11

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma