Określenie wpływu impulsów termicznych na wewnętrzne zmiany temperaturowe w elementach silikatowych zmodyfikowanych materiałem zmiennofazowym

• Autorzy: Krasoń J. , Lichołai L.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2014.97

Warianty tytułu

EN

Defining the influence of thermal pulses on the internal temperature changes in silicate elements modified with phase change materials

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono badania wstępne dotyczące określenia wartości temperatur w elemencie silikatowym, w którym umieszczono materiał zmiennofazowy (PCM). Temperatury rejestrowano podczas nagrzewania i chłodzenia próbek w komorze klimatycznej. Dla porównania wyników, badania przeprowadzono przy wykorzystaniu dwóch próbek silikatowych o jednakowych masach. Do jednej z próbek dodano materiał zmiennofazowy w postaci mikrogranulatu. Przedmiotowy mikrogranulat występuje w postaci parafiny, zamkniętej w powłokach polimerowych, co umożliwia umieszczenie tego materiału zmiennofazowego bezpośrednio w elemencie silikatowym bez dodatkowego zabezpieczenia powierzchni wewnętrznej ścianek. Próbki poddano działaniu impulsów termicznych w dwóch wariantach. W pierwszym, elementy silikatowe zostały stopniowo nagrzewane oraz schładzane w określonym przedziale czasowym, w drugim natomiast zadano szybki wzrost i spadek temperatury. Każde badanie przeprowadzono w dwóch jednakowych cyklach. W artykule, na przedstawionych wykresach zwrócono przede wszystkim uwagę na przedział temperatury, w którym następuje przemiana fazowa, zarówno podczas fazy topnienia jak i fazy krzepnięcia materiału zmiennofazowego. Wykonano dodatkowo badanie na próbkach w kierunku możliwości zastosowania elementów silikatowych w przegrodach kolektorowo - akumulacyjnych. Założono wartości temperatury na podstawie danych termicznych na wewnętrznej powierzchni przeszklenia uzyskanych od promieniowania słonecznego w ciągu jednego dnia. Dane przyjęto analizując wybrany styczniowy dzień. Silikaty należące do elementów ściennych charakteryzują się dużą akumulacyjnością, co wiąże się z ich znacznym ciężarem. Szansą na obniżenie ciężaru tych materiałów, przy jednoczesnym utrzymaniu i ewentualnym polepszeniu ich zdolności akumulacyjnych jest zastosowani w ich strukturze materiałów zmiennofazowych.

EN

The article presents preliminary research on the defining temperature values in the silicate element, where phase-change material (PCM) was placed. Temperatures were being recorded during heating and cooling of samples in the climatic chamber. For the comparison of the results, the research was conducted using two equal-mass silicate samples. The phase change material in the form of microgranules was added to one of the samples. The subject microgranule was in the form of paraffin, encapsulated in polymer coatings, to allow the insertion of the change phase material in the element of silicate directly without collateral of the inner wall surfaces. The samples were subjected to thermal pulses in two variants. In the first one, silicate elements were gradually heated and cooled within the specified time period, while in the second one, they were exposed to the rapid increase and decrease of temperature. Each test was carried out in two identical cycles. In the article, special attention was put to the presented charts focusing particularly on the temperature ranges in which the phase change occurs, both during the melting phase and the solidification phase of the material. The additional sample research was conducted in order to define the possibility of using silicate materials in thermal - storage barriers. The temperature values were assumed on the basis of data collected from the inner glazing surface and obtained from solar radiation during one day. The data was adopted by analyzing a selected day in January. Silicates belonging to the wall elements are characterized by high accumulation, which is related to their significant weight. A chance to reduce the weight of these materials while maintaining and possibly improving their accumulation capacity, is to use phase change materials in structure of silicate.

Słowa kluczowe

PL

materiał fazowo-zmienny; PCM; akumulacja ciepła; element ścienny; przemiana fazowa; impuls cieplny; temperatura wewnętrzna

EN

phase change material; PCM; heat accumulation; masonry element; phase change; thermal pulse; indoor temperature

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 61, nr 3/II
• Strony: 307--316
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Krasoń J.

• Politechnika Rzeszowska

autor

Lichołai L.

• Politechnika Rzeszowska

Bibliografia

• [1] Cabeza L. F., Castellon C., Nogues M., Medrano M., Leppers R., Zubillaga O.: Use of microencapsulated PCM in concrete walls for energy savings, Energy and Buildings 39 (2007) 113–119
• [2] Entrop A.G., Brouwers H.J.H., Reinders A.H.M.E.: Experimental research on the use of micro-encapsulated Phase Change Materials to store solar energy in concrete floors and to save energy in Dutch houses, Solar Energy 85 (2011) 1007–1020
• [3] Hunger M., Entrop A.G., Mandilaras I., Brouwers H.J.H., Founti M.: The behavior of self-compacting concrete containing micro-encapsulated Phase Change Materials, Cement & Concrete Composites 31 (2009) 731–743
• [4] Kuznik F., David D., Johannes K., Roux J.J.: A review on phase change materials integrated in building walls, Renewable and Sustainable Energy Reviews 15 (2011) 379–391
• [5] Miąsik P.: Efektywność energetyczna szkieletowych przegród kolektorowo – akumulacyjnych, Praca doktorska, 2011