Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The impact of climate change on the energy efficiency of buildings

Krasoń Joanna, Barnat Ewelina, Babiarz Bożena

Materiały Budowlane

|

2025

|

nr 6

61--72

EN

The article presents trends in changes in climate parameters in Poland and around the world in the context of the impact on the energy efficiency of buildings, highlighting the need for adaptive strategies to mitigate their effects. For specific climate change scenarios and technical equipment of an example building, an analysis of its energy performance was carried out. The possibility of using passive systems as an additional element integrated into the external building envelope and using solar energy was taken into account.

PL

W artykule przedstawiono trendy zmian parametrów klimatu w Polsce i na świecie oraz ich wpływ na efektywność energetyczną budynku. Podkreślono konieczność stosowania adaptacyjnych strategii mających na celu łagodzenie skutków tych zmian. Na podstawie określonych scenariuszy dotyczących zmian klimatu oraz wyposażenia technicznego przykładowego budynku przeprowadzono analizę jego charakterystyki energetycznej. Uwzględniono możliwość stosowania systemów pasywnych, które stanowią integralny element zewnętrznej obudowy budynku i wykorzystują energię promieniowania słonecznego.

2

Numerical analysis of the influence of the vertical position of tubes in latent heat thermal storage on the charging and discharging processes

Szajding Artur, Gołdasz Andrzej, Korzeń Kinga

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2025

|

Vol. 19, no. 10

422--435

EN

The aim of this study is to perform a numerical analysis of the influence of the position of the tubes carrying the heat transfer fluid on the charging and discharging processes of a thermal energy storage system with a phase change material (PCM). The investigation was based on a three-dimensional numerical model of a repetitive section of the storage unit, consisting of four copper tubes and an aluminium fin acting as a heat exchanger. The model was implemented in the ANSYS Fluent environment using the built-in Solidification and Melting Model, which accounts for heat conduction, natural convection in the liquid phase, and the phase change of the PCM. Several configurations of tube placement were analysed with respect to the vertical position within the storage unit. The study evaluated their impact on the charging and discharging time, the resulting heat fluxes, temperature distribution, and the evolution of the liquid phase fraction over time. In the simulations, a PCM with a relatively high phase change temperature of approximately 78°C was used, allowing the results to be applicable in the design of thermal storage systems integrated with conventional central heating installations. The results indicate that tube placement significantly affects the efficiency of the charging process. Lowering the tubes toward the bottom of the storage tank reduced the melting time of the PCM by 23.2%, mainly due to the enhancement of natural convection. In contrast, during the discharging process, the tube arrangement had a significantly smaller impact on the solidification time. The findings of this analysis may serve as a basis for designing more efficient stationary and mobile PCM-based thermal energy storage systems, especially in applications where compactness and fast thermal response are essential.

3

Effect of the amount and location of phase change materials in a fibre reinforced composite matrix on ablative properties

Szczepaniak Robert, Przybyłek Paweł, Krzysztofik Katarzyna

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2025

|

Vol. 19, no. 3

228--237

EN

For this work, fibre-reinforced composites were prepared using 14 layers of aramid fabric and 6 layers of carbon fabric. The matrix was composed of epoxy resin Epidian 52, cured with TFF hardener. The composite cross-linked at ambient temperature. Additionally, a phase change material (PCM) in the form of BASF's Micronal DS5038X powder was added to the resin. Three samples were prepared for each measurement run, varying in the amount of powder additive used in the resin. The composites prepared in this way were subjected to ablation tests lasting approximately 3 minutes, during which the samples were exposed to a hot gas mixture at around 1100°C. The primary parameter measured during the experimental tests was the temperature of the back surface of the composite, recorded using thermocouples and a thermal imaging camera. The temperature of the ablated surface was also measured using a pyrometer, while the internal temperature of the material was recorded using thermocouples. Following the experimental tests, the ablative weight loss and ablation rate were analyzed. Additionally, an organoleptic evaluation of the individual layers of the composite structure was performed. The study revealed that the incorporation of phase change material altered the ablative properties of the composite. The average temperature on the back surface of the composite without the addition of microspheres was approximately 165°C after 180 seconds of heating. With the addition of PCM, significantly lower temperatures were recorded, ranging from 86°C to 106°C. Conversely, the addition of powder in the epoxy resin resulted in an increase in ablative weight loss by 1-4%, depending on the amount of the additive. This may be due to the formation of a layer with a higher thermal conductivity barrier in the composite with PCM.

4

Numeryczne badanie zarządzania temperaturą akumulatora litowo-jonowego przy użyciu materiału zmiennofazowego w różnych układach akumulatorów

Yang Huiqian, Han Zhitao

Przemysł Chemiczny

|

2024

|

T. 103, nr 8

890--901

PL

Zasymulowano, przy użyciu oprogramowania COMSOL Multiphysics 6.0, rozkład temperatury w akumulatorach litowo-jonowych z orga nicznymi materiałami o przemianie fazowej ciało stałe-ciecz w różnych układach akumulatorów. Zwykły układ akumulatorów wykazał dobrą kontrolę maksymalnej różnicy temperatur, podczas gdy układ krzyżowy pod kątem 45° wykazał optymalną kontrolę tej temperatury. Układ krzyżowy pod kątem 60° wykazywał największą gęstość energii. Wyniki symulacji mogą stanowić podstawę do wyboru odpowiednich układów akumulatorów spełniających określone wymagania.

EN

The temp. distribution within Li-ion batteries with the org. solid-liq. phase change materials under different arrangements was simulated by using the COMSOL Multiphysics 6.0 software. A regular battery pack arrangement exhibited superior control over the max. temp. differ ence, while a cross arrangement at a 45° angle demonstrated optimal control over the max. temperature. A cross arrangement at a 60° an gle exhibited the highest energy density. The simulation results can be a basis for selecting appropriate battery pack arrangements to meet specific requirements.

5

Model zredukowany procesu rozładowania magazynu energii termicznej z materiałem fazowo zmiennym

Bobula Mikołaj, Wołoszyn Jerzy

Przemysł Chemiczny

|

2024

|

T. 103, nr 11

1282--1286

PL

Opracowano uproszczony model transportu ciepła wraz ze śledzeniem frontu ciało stałe-ciecz dla procesu krzepnięcia materiału fazowo zmiennego w płaszczowo-rurowym magazynie energii termicznej. Zastosowano redukcję obiektu badań do modelu o skupionej pojemności cieplnej z uwzględnieniem zjawiska przewodzenia. Poprawność zaproponowanego modelu porównano z wynikami analiz numerycznych. Średni błąd bezwzględny pozycji frontu przemiany wynosił 0,17 mm, a różnica średniej temperatury materiału po procesie krzepnięcia była mniejsza niż 0,5 K. Zaproponowane podejście pozwoliło wykonać obliczenia w czasie poniżej 10 s, co w porównaniu z 3 h dla typowych obliczeń z zastosowaniem obliczeniowej mechaniki płynów jest istotnym osiągnięciem.

EN

A simplified model of the heat transfer process with phase-change front tracking during solidification of phase change material in shell-and-tube thermal energy storage was developed. The research object was reduced to the resistor-capacitor model. The correctness of the proposed model was assessed using the results of the numerical anal. The mean absolute error of the phase change front position was 0.17 mm and the discrepancy between the material temp. after the solidification process was less than 0.5 K. The proposed approach was able to perform the calculations in less than 10 s when the anal. using computational fluid dynamic took more than 3 h.

6

Ultralekki pianobeton z dodatkiem materiału zmiennofazowego do stosowania jako termoizolacja

Klemczak Barbara, Koenders Eduardus A. B., Jonkers Henk, Fachinotti Victor, Mankel Christoph, Röser Frank, Dolado Jorge S., Erkizia Edurne, Dauvergne Jean-Luc, Ortega Amaya, Zanoni Francesca, Červenka Jan, Düngfelder Michael, Stunz Christina, Zhilyaev Dmitry, Kolev Vesselin A.

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 2

45--49

PL

W artykule przedstawiono wybrane wyniki projektu NRG-STORAGE, którego celem jest opracowanie ultralekkiego pianobetonu z dodatkiem materiału zmiennofazowego (PCM), który ma zdolność do magazynowania i uwalniania ciepła. Uzyskane wyniki pokazały, że badany pianobeton o gęstości objętościowej 240 kg/m3 z dodatkiem 10% PCM charakteryzuje się wystarczającą wytrzymałością mechaniczną jako materiał termoizolacyjny, dobrymi właściwościami termofizycznymi oraz zdolnością do akumulacji i oddawania ciepła.

EN

The article presents selected results of the NRG-STORAGE project, aiming to develop ultralight foamed concrete with the addition of phase change material (PCM), which has the ability to store and release heat. The obtained results showed that the tested foamed concrete with a bulk density of 240 kg/m3 and with the addition of 10% PCM is characterised by sufficient mechanical strength for thermal insulation applications, good thermophysical properties, and the ability to accumulate and release heat.

7

Application of PCM enhanced concrete panels as a component that reduces space overheating

Nowak Katarzyna, Zastawna-Rumin Anna, Sweetlin Jebarani Annie

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 12

226--234

EN

The article presents the results of preliminary research on the use of PCM-enhanced lightweight concrete panels as a component that helps reduce building overheating. The results of research on the thermal conductivity of concrete slabs using pumice aggregate impregnated with dodecanol (lauryl alcohol), an organic material that changes phase at +24°C. It has been shown that the use of concrete slabs containing 4% PCM mass as an internal finishing layer in building elements significantly increases the thermal capacity of the building, which translates into a change in its thermal characteristics. Computer simulations were also carried out for a simple model of a building with a lightweight wooden structure. The influence of the type of internal cladding on the thermal comfort of rooms in the summer period was analyzed, taking into account night cooling. The results indicated that the use of 3.5 cm thick PCM concrete slabs, compared to traditional plasterboards, effectively limits the increase in temperature inside the rooms and significantly reduces the duration of conditions causing thermal discomfort.

PL

W artykule zaprezentowano wyniki wstępnych badań paneli z lekkiego betonu zawierającego materiał zmiennofazowy (PCM) jako komponentu pozwalającego na ograniczenie przegrzewania budynku, w tym m.in. współczynnika przewodzenia ciepła płyt betonowych z PCM. Zastosowano w nich kruszywo pumeksowe nasączone dodekanolem (alkoholem laurylowym), materiałem organicznym, w przypadku którego temperatura przemiany fazowej wynosi +24°C. Wykazano, że wykorzystanie płyt betonowych zawierających 4% masy PCM, jako wewnętrznej warstwy wykończeniowej w elementach budowlanych, wpływa w istotny sposób na redukcję dobowych wahań temperatury. Przeprowadzono symulacje komputerowe prostego modelu budynku o lekkiej konstrukcji drewnianej. Analizowano wpływ rodzaju wewnętrznej okładziny na komfort termiczny pomieszczeń w okresie letnim, uwzględniając nocne chłodzenie. Wyniki wskazały, że zastosowanie betonowych płyt z PCM o grubości 3,5 cm skutecznie ogranicza wzrost temperatury wewnątrz pomieszczeń i znacznie redukuje czas trwania warunków powodujących dyskomfort cieplny w porównaniu z tradycyjnymi płytami gipsowo-kartonowymi.

8

Asymmetrical melting and solidification processes of phase change material and the challenges for thermal energy storage systems

Sutjahja Inge Magdalena, Yusuf Akhmad, Anggraini Yunita, Ulhaq Shofi Dhiya, Kurnia Daniel, Wonorahardjo Surjamanto

Archives of Thermodynamics

|

2024

|

Vol. 45, no. 3

135--147

EN

The melting and solidification processes of the organic phase change material - lauric acid exposed to air were experimentally studied to investigate the heat exchange and its effect on the heat transfer behaviour inside a shell as well as its phase-change characteristics. Lauric acid was placed in spherical shells made of polyvinyl chloride with diameters of 44, 63, and 74 mm. This study was based on analyses of the surface temperature and vertical temperature distribution data inside the shells. We found that the phase change characteristics were strongly related to the dominant heat transfer mechanism. In this case, melting was dominated by convection, whereas solidification was dominated by conduction. The convection intensity increased as the shell diameter increased. Further analysis revealed the melting and solidification periods. In contrast to latent heat release accompanying solidification, latent heat absorption accompanied by melting does not occur at a constant temperature, although it has a smaller temperature gradient than does sensible heat absorption. Based on the asymmetry between the melting and solidification processes, we discuss various possible strategies by which to control the charging and discharging of the phase change material by restraining the heat transfer rate to optimise its performance as a latent thermal energy storage material.

9

The Impact of Tube Arrangement in Latent Heat Thermal Energy Storage on the Melting Rate of Phase Change Material

Szajding Artur, Gołdasz Andrzej, Łach Łukasz, Eichler Pavel

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2024

|

Vol. 18, no. 8

366--374

EN

This paper analyses the impact of tube arrangement in a latent heat thermal energy storage (LHTES) system on the melting rate of phase change material (PCM). Numerical model was created in ANSYS Fluent 2023 R2, considering natural convection, to investigate the PCM melting process in LHTES. To validate the numerical model, a simulation of the PCM melting process around a single tube was conducted, and the obtained results were compared with experimental findings from other researchers. The validation showed good agreement, confirming the model's accuracy. Next, the melting process of PCM in a latent heat thermal energy storage system constructed of 9 tubes arranged inline was examined. The effect of the distance between the axes of the heating tubes and the distance from the axis of the tubes in the lower row to the bottom edge of the LHTES was investigated to understand the impact of these parameters on the melting dynamics of the PCM. The study showed that lowering the tubes in the LHTES improves natural convection in the PCM, thereby accelerating the melting process, especially in the final stage. For the exchanger with lowered tubes, charging times were reduced by up to 53.7%, and the heat flux was more than twice as high compared to the classic inline tube arrangement. Within the tested range of tube distances, increasing the spacing between the tubes in the inline arrangement decreases the average heat flux, whereas for the lowered tube arrangements, increasing the distance between the tubes does not affect the average heat flux. The conclusions drawn from this research can be used to optimize LHTES designs, contributing to the enhanced performance of thermal energy storage systems. These findings are particularly relevant for applications in renewable energy systems, where efficient thermal management is crucial for overall system performance.

10

Badania wpływu położenia przegród na proces magazynowania energii w systemach z materiałem fazowo zmiennym

Wołoszyn Jerzy, Czerwiński Grzegorz

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 11

1246--1250

PL

Jednym z najbardziej obiecujących rozwiązań w obszarze magazynowania energii termicznej jest wykorzystanie materiałów fazowo zmiennych PCM (phase change materials). Istotnym problemem w szerokim zastosowaniu PCM jest ich mała przewodność cieplna, negatywnie wpływająca na czas ładowania i rozładowania, a tym samym na efektywność całego procesu magazynowania. Celem badań była ocena wpływu położenia przegród w pojedynczym module magazynu na czas topnienia PCM. Badania symulacyjne przeprowadzono, wykorzystując metodę objętości skończonych za pomocą modelu entalpia-porowatość. Porównując moduły wielorurowe z przegrodami i bez przegród, można stwierdzić, że wprowadzenie pionowych przegród przyczynia się do zmniejszenia czasu topnienia o 59%. Zmiana orientacji przegrody na poziomą umożliwia zmniejszenie czasu topnienia o 22,7%. Przy zastosowaniu układu dwururowego warto zastosować przegrodę diagonalną, dla której czas topnienia jest najkrótszy.

EN

Simulation studies of the melting process of phase change materials (PCM) were carried out using the ANSYS Fluent package using the fixed grid enthalpy porosity method. The considered geometric model was a rectangular shell-and-tube storage structure with a partition in various positions, in a single- or 2-tube system. Modules with partitions were compared to modules without partitions. Placing vertical partitions shortened the PCM melting time by 59%, while changing the orientation of the partition to horizontal shortened the melting time by 22.7%. The shortest melting time was obtained for a 2-tube system with a diagonal partition.

11

The Use of Phase Change Materials to Improve the External Walls' Thermal Parameters of Heated Buildings

Kaczmarek Anna, Nakielska Magdalena

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2023

|

Vol. 33, no. 4

63--72

EN

Currently, it is estimated that the construction sector consumes over 40% of the energy produced and about 50% of the mass of processed materials. As a consequence, there is a challenge to look for alternative material solutions allowing for the storage and conversion of energy. Phase change materials give us such opportunities. Their introduction leads to additional benefits related to thermal parameters. The work presents a short overview of PCMs along with the possibility of their application. Then, as part of the research, the selected phase change material was applied to the internal plaster layer of an external wall to check its activity. The obtained results were compared to the values of reference samples (without PCM). The proposed solution leads to the improvement of the analyzed partitions' thermal parameters.

12

Technologie instalacyjne wykorzystujące materiały zmiennofazowe

Durczak Karolina, Spik Zenon, Zawada Bernard

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2023

|

T. 54, nr 7-8

38--43

PL

Celem niniejszego artykułu jest wskazanie możliwych aplikacji materiałów zmiennofazowych w zakresie instalacji sanitarnych. PCM, dzięki wykorzystaniu ciepła przemiany fazowej, pozwalających na efektywniejsze magazynowanie energii. W pracy wskazano jakie zalety ma zastosowanie takich technologii w budownictwie a także pokazano przykładowe rozwiązania, stanowiące jedynie część potencjalnych zastosowań. Na podstawie przedstawionych materiałów, można stwierdzić że użycie nowych technologii pozwala na oszczędności eksploatacyjne instalacji. Jednak nie odnosi się to kosztów inwestycyjnych, które w większości konfiguracji będą większe dla klasycznych rozwiązań instalacyjnych grzewczo-chłodzących.

EN

The purpose of this work is to indicate the possible applications of phase change materials in the field of sanitary installations. PCMs, thanks to the use of phase transfer heat, allow for more efficient energy storage. The paper shows the advantages of using such technologies in the construction industry and shows examples of solutions that are only part of the potential applications. Based on the presented materials, it can be concluded that the use of new technologies allows for operating savings of the installation. However, this does not apply to investment costs, which in most configurations will be higher for classic heating and cooling installation solutions.

13

Multi-objective optimization of PCM-fin structure for staggered Li-ion battery packs

Qiu Chenghui, Wu Chongtian, Yuan Xiaolu, Wu Linxu, Yang Jiaming, Shi Hong

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2023

|

Vol. 71, nr 4

art. no. e145677

EN

Endurance capability is a key indicator to evaluate the performance of electric vehicles. Improving the energy density of battery packs in a limited space while ensuring the safety of the vehicle is one of the currently used technological solutions. Accordingly, a small space and high energy density battery arrangement scheme is proposed in this paper. The comprehensive performance of two battery packs based on the same volume and different space arrangements is compared. Further, based on the same thermal management system (PCM-fin system), the thermal performance of staggered battery packs with high energy density is numerically simulated with different fin structures, and the optimal fin structure parameters for staggered battery packs at a 3C discharge rate are determined using the entropy weight-TOPSIS method. The result reveals that increasing the contact thickness between the fin and the battery (X) can reduce the maximum temperature, but weaken temperature homogeneity. Moreover, the change of fin width (A) has no significant effect on the heat dissipation performance of the battery pack. Entropy weight-TOPSIS method objectively assigns weights to both maximum temperature (Tmax) and temperature difference (DT) and determines the optimal solution for the cooling system fin parameters. It is found that when X = 0:67 mm, A = 0:6 mm, the staggered battery pack holds the best comprehensive performance.

14

Decision-making model using the Analytical Hierarchy Process for the selection of the type of concrete and the method of its maintenance in dry, hot climate conditions

Hsino Mahmoud, Jasiczak Józef

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 3

385--403

EN

The article presents selected types of phase change materials (PCM) and their properties in terms of applications in construction and concrete technology. The purpose of using PCM is to allow the technological barrier to be exceeded in hot and dry climate conditions, enabling the construction of non-cracking concrete structures. Methodology of the multi-criteria decision-making process with the use of a relatively new decision-making tool in construction - the Analytical Hierarchical Process (AHP) is presented. Theoretical aspects of the method and an example of its practical use for the selection of the best material variant and concrete care method in the dry Syrian climate are presented. The conclusions resulting from the presented article concern two areas, i.e. the advisability of using phase change materials for temperature regulation in the maturing fresh concrete in dry climate conditions and the attractiveness of the AHP method justifying the advisability of choosing the maintenance methods in such conditions.

PL

W artykule przedstawiono wybrane rodzaje materiałów zmiennofazowych (PCM) oraz ich właściwości pod kątem zastosowań w budownictwie, w tym w technologii betonu. Celem stosowania PCM jako dodatku do świeżego betonu jest umożliwienie przekroczenia określonych barier technologicznych występujących w warunkach klimatu gorącego i suchego, gwarantując schładzanie betonu i tym samym wykonanie niezarysowanych konstrukcji betonowych. Przedstawiono metodologię wielokryterialnego procesu decyzyjnego związanego z wyborem różnych wariantów pielęgnacji betonu w warunkach ekstremalnie suchych z wykorzystaniem stosunkowo nowego narzędzia decyzyjnego w budownictwie jakim jest AHP tj. Analytic Hierarchy Process. Przedstawiono teoretyczne aspekty metody oraz przykład jej praktycznego zastosowania do wyboru najlepszego rodzaju cementu oraz betonu i metody jego pielęgnacji w suchym klimacie syryjskim. Wnioski płynące z przedstawionego artykułu dotyczą dwóch obszarów, tj. celowości stosowania materiałów PCM z przemianą fazową o stosunkowo niskiej temperaturze do regulacji temperatury w dojrzewającym świeżym betonie w suchych warunkach klimatycznych oraz atrakcyjności metody AHP uzasadniającej celowość wyboru alternatywnych metod pielęgnacji młodego betonu w takich warunkach.

15

Thermal performance of the thermal storage energy with phase change material

Bałon Paweł, Kiełbasa Bartłomiej, Kowalski Łukasz, Smusz Robert

Acta Mechanica et Automatica

|

2023

|

Vol. 17, no. 1

76--84

EN

Values of energy supply and demand vary within the same timeframe and are not equal. Consequently, to minimise the amount of energy wasted, there is a need to use various types of energy storing systems. Recently, one can observe a trend in which phase change materials (PCM) have gained popularity as materials that can store an excess of heat energy. In this research, the authors ana-lysed paraffin wax (cheese wax)’s capability as a PCM energy storing material for a low temperature energy-storage device. Due to the relatively low thermal conductivity of wax, the authors also analysed open-cell ceramic Al2O3/SiC composite foams’ (in which the PCM was dispersed) influence on heat exchange process. Thermal analysis on paraffin wax was performed, determining its specific heat in liquid and solid state, latent heat (LH) of melting, melting temperature and thermal conductivity. Thermal tests were also performed on thermal energy container (with built-in PCM and ceramic foams) for transient heat transfer. Heat transfer coefficient and value of accumulated energy amount were determined.

16

Nowa powłoka niskoemisyjna na bazie materiału zmiennofazowego

Żelazowska Elżbieta

Szkło i Ceramika

|

2022

|

R. 73, nr 2

50--51

PL

Energooszczędne okna pełnią kluczową rolę w zakresie ograniczania zapotrzebowania na energię do ogrzewania i klimatyzacji budynków. Zużycie energii na te cele w krajach rozwiniętych może nawet przekraczać 20% całkowitego zużycia. Metody pozwalające dostosowywać właściwości optyczne cienkich powłok w możliwie szerokim zakresie widmowym mogą mieć istotne znaczenie praktyczne w projektach komercyjnych. Oto jeden z bardziej zaawansowanych.

17

Badanie wpływu składu materiału pcm na jego właściwości termofizyczne z wykorzystaniem pomiarów DSC–TGA oraz laboratoryjnego akumulatora ciepła

Smykowski Daniel, Sitka Andrzej, Szulc Piotr, Tietze Tomasz, Redzicki Romuald

Rynek Energii

|

2022

|

Nr 3

33--38

PL

W artykule przedstawiono badania eksperymentalne oraz symulacje pracy akumulatora ciepła wypełnionego materiałem zmiennofazowym (PCM) w skali laboratoryjnej. Badania obejmowały testy ładowania i rozładowywania akumulatora oraz symulacje numeryczne reprezentujące wymienione procesy. Do badań wykorzystano dwie sole : azotyn sodu NaNO2 i azotan potasu KNO3 oraz ich mieszaniny o różnym stężeniu, Na podstawie badań laboratoryjnych przeprowadzono walidację modelu numerycznego akumulatora. Badania DSC – TGA pozwoliły określić entalpię badanych soli i ich mieszanin. Otrzymane wyniki pozwoliły na wyznaczenie czasu ładowania i rozładowywania, wizualizację rozkładu temperatury w PCM, określenie spadku temperatury pomiędzy wlotem i wylotem akumulatora, a także obliczenie strumienia ciepła przekazywanego do PCM.

EN

The article presents experimental studies and simulations of the operation of a heat accumulator filled with a phase change material (PCM) on a laboratory scale. The research included battery charging and discharging tests as well as numerical simulations representing the processes mentioned. Two salts were used for the tests: sodium nitrite NaNO2 and potassium nitrate KNO3 and their mixtures of various concentrations. The numerical model of the accumulator was validated on the basis of laboratory tests. DSC-TGA tests allowed to determine the enthalpy of tested salts and their mixtures. The obtained results made it possible to determine the charging and discharging time, to visualize the temperature distribution in the PCM, to determine the temperature drop between the battery inlet and outlet, and to calculate the heat flux transferred to the PCM.

18

Mobile thermal energy storage (M-TES)

Demchenko Volodimir, Konyk Alina

Journal of New Technologies in Environmental Science

|

2022

|

Vol. 6, nr 3

91--96

EN

The main world trends aimed at creating new energy systems, highly efficient and, at the same time, with a careful attitude to the surrounding environment, intensified the creation and protection of energy storage systems. One of the areas that is actively developing is mobile heat accumulators that work on this technology of latent heat storage. The article presents a new design of a mobile heat accumulator with a short-term heat storage period. A combination of several types of coolants is used as an accumulation system. The technical and technological characteristics of M-TES-0.5 MW are given. The most promising mobile thermal energy storage devices, which implement a similar principle of thermal energy conservation and have a positive experience of use, were noted.

19

Performance analysis and PCM selection for adsorption chiller aided by energy storage supplied from the district heating system

Karwacki Jarosław, Kwidziński Roman, Leputa Piotr

Archives of Thermodynamics

|

2022

|

Vol. 43, no. 4

135--169

EN

The paper presents a theoretical analysis of thermal energy storage filled with phase change material (PCM) that is aimed at optimization of an adsorption chiller performance in an air-conditioning system. The equations describing a lumped parameter model were used to analyze internal heat transfer in the cooling installation. Those equations result from the energy balances of the chiller, PCM thermal storage unit and heat load. The influence of the control of the heat transfer fluid flow rate and heat capacity of the system components on the whole system operation was investigated. The model was used to validate the selection of Rubitherm RT62HC as a PCM for thermal storage. It also allowed us to assess the temperature levels that are likely to appear during the operation of the system before it will be constructed.

20

Zastosowanie materiału zmiennofazowego do wygładzania wahań strumienia ciepła

Szulc Piotr, Tietze Tomasz, Smykowski Daniel, Redzicki Romuald, Sitka Andrzej

Rynek Energii

|

2021

|

Nr 5

36--40

PL

W artykule przedstawiono innowacyjną metodę wygładzania wahań strumienia ciepła, wykorzystującą przemianę fazową materiału wypełniającego akumulator ciepła. Badania przeprowadzono na instalacji pilotażowej, której głównym elementem był akumulator ciepła o pojemności cieplnej 500 MJ. Jako materiał zmiennofazowy wykorzystano sól „hitec” o składzie: 53% KNO3, 40% NaNO2 i 7% NaNO3. Akumulator zasilany był parą wodną o stałej temperaturze i zmiennym strumieniu masy, natomiast po stronie wtórnej chłodzony był wodą o stałym strumieniu masy. Do sterowania instalacją zastosowano tradycyjne układy wykorzystujące regulatory PI oraz sztuczną sieć neuronową. Na podstawie analizy otrzymanych wyników pomiarów stwierdzono, że praca akumulatora ciepła w obszarze przemiany fazowej wygładza wahania strumienia ciepła. Przeprowadzone testy pokazały również, że lepszą jakość sterowania uzyskuje się poprzez zastosowanie sztucznych sieci neuronowych.

EN

The paper presents an innovative method of a heat storage with phase change material to smoothing a heat flux fluctuations. Measurement results were obtained at a pilot scale heat storage installation. The main device of the installation was a heat storage unit with a thermal capacity of 500 MJ, filled with a mixture of “hitec” salt with the composition of 53% potassium nitrate KNO 3 , 40% sodium nitrite NaNO 2 and 7% sodium nitrate NaNO 3 . The heat storage unit was powered by vapor at a constant temperature of 200C and a variable mass flow up to 2000 kg/h, and cooled by water with a constant mass flow equal to 1750 kg/h. It has been shown that heat storage unit working in phase transition region smoothed heat flux fluctuations. The heat storage installation was controlled by traditional control systems based on PI controllers and an artificial neural network. Tests have shown that better control quality were obtained when using the neural networks.