Wykorzystanie materiałów zmiennofazowych PCM do akumulacji ciepła w systemach ciepłowniczych. Cz. 1. Metodyka wyboru materiału PCM

• Autorzy: Nogaj K. , Turski M. , Sekret R.

Identyfikatory

DOI

10.15199/9.2017.2.1

Warianty tytułu

EN

The Use of Phase Change Materials PCM to the Accumulation of Heat in District Heating System. Part 1. Methodology of PCM Material Selection

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

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.

EN

The article presents a detailed classification of materials using of latent heat the origin of organic and inorganic, and determined their advantages and disadvantages. Also presented problems associated with the use of phase change material in heat storage systems, ie. inconsistent melting material, subcooling, low thermal conductivity, low heat flow and insufficient long-term stability. The article proposed method of analysis that allows for the selection of the material using heat of phase change, which can be used in heat storage systems.

Słowa kluczowe

PL

akumulacja ciepła; decentralizacja; rozproszony akumulator ciepła; materiał zmiennofazowy

EN

heat storage; decentralization; distracted heat accumulator; phase change material

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 48, nr 2
• Strony: 47--52
• Opis fizyczny: Bibliogr. 34 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Nogaj K.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Infrastruktury i Środowiska, Katedra Ciepłownictwa, Ogrzewnictwa i Wentylacji

autor

Turski M.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Infrastruktury i Środowiska, Katedra Ciepłownictwa, Ogrzewnictwa i Wentylacji

autor

Sekret R.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Infrastruktury i Środowiska, Katedra Ciepłownictwa, Ogrzewnictwa i Wentylacji

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 materiał” 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 techniąues”. 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 materiał as a thermal energy Storage materiał 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., MUR: Phase change materiał (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., MUR: Phase change materiał (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., MUR: 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., MUR: 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.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.