Badania średniotemperaturowych materiałów zmiennofazowych wykorzystywanych w procesie akumulacji ciepła

• Autorzy: Redzicki R. , Smykowski D. , Szulc P. , Sitka A.

Warianty tytułu

EN

Research on medium-temperature phase change materials used in the heat accumulation process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono i omówiono wyniki badań średniotemperaturowego materiału PCM, którym są stopy soli NaNO2-NaNO3-KNO3. Celem przeprowadzonych badań było sprawdzenie przydatności opracowanych stopów, jako materiałów do akumulowania ciepła w zakresie temperatur od 150Co – 180Co. Badania przeprowadzono w dwóch częściach. Pierwsza z nich to badania właściwości termofizycznych, na podstawie, których określona została temperatura oraz entalpia przemiany fazowej, natomiast druga część to badania z zastosowaniem akumulatora ciepła. Na podstawie otrzymanych wyników badań w akumulatorze ciepła potwierdzono temperaturę przemiany fazowej, jaką otrzymano w pierwszej części badań, a zaproponowane przez autorów stopy soli są stabilne termicznie i zachowują właściwości akumulujące ciepło przez wszystkie cykle ładowania i rozładowania. Można stwierdzić, że zaproponowane stopy są dobrym materiałem zmiennofazowym, które mogą być wykorzystywane w zakresie średnich temperatur przemiany fazowej do akumulowania ciepła. Zaletą zaproponowanych stopów soli jest to, że są materiałami łatwo dostępnymi na rynku, nieszkodliwymi dla środowiska, a do ich usuwania wystarczy wykorzystać wodę.

EN

The results of tests of medium-temperature PCM material, which are the NaNO2-NaNO3-KNO3 salt alloys are presented. The purpose of the conducted tests was to verify the suitability of the developed alloys as materials for heat storage in the temperature range between 150Co – 180Co. The research was carried out in two parts. The first one included thermophysical properties measurements, which allowed to determine the temperature and specific phase transition enthalpy, while the second part involved the tests with the use of a heat accumulator. The results obtained from the tests on the heat accumulator, the phase transition temperature measured in the first part of the tests was confirmed, and the salt alloys proposed by the authors are stable and preserve thermal properties throughout all charging and discharging cycles. It can be concluded that the proposed alloys are a good phase-change material which can be used in the range of medium phase change temperatures for heat storage. The advantage of the proposed salt alloys is that they are safe to the environment, commercially available and soluble in water which allows easy removal.

Słowa kluczowe

PL

akumulacja ciepła; materiał zmiennofazowy PCM

EN

heat accumulation; PCM phase change material

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2018
• Tom: Nr 2
• Strony: 72--77
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Redzicki R.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczno-Energetyczny, Zakład Mechaniki i Systemów Energetycznych

autor

Smykowski D.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczno-Energetyczny, Zakład Mechaniki i Systemów Energetycznych

autor

Szulc P.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczno-Energetyczny, Zakład Mechaniki i Systemów Energetycznych

autor

Sitka A.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczno-Energetyczny, Zakład Mechaniki i Systemów Energetycznych

Bibliografia

• [1] Agyenim F i inni.: A review of materials, heat transfer and phase change problem formulation for latent heat thermal energy storage systems (LHTESS), Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14 (2010) 615–628.
• [2] Jankowski N. R., McCluskey F. P.: A review of phase change materials for vehicle component thermal buffering, Applied Energy 113 (2014) 1525–1561.
• [3] Jin Y., Wan Q., Ding Y.: PCMs heat transfer performance enhancement with expanded graphite and its thermal stability, Procedia Engineering 102 (2015) 1877 – 1884.
• [4] Lichota J., Lepszy M., Wójs K.: Badania efektywności akumulacji ciepła w materiale o zmiennej fazie. Rynek Ciepła 2012: materiały i studia: praca zbiorowa / pod red. Henryka Kapronia. Lubin: Kaprint, 2012. s. 405–419.
• [5] Lichota, J. Lepszy, M. Wójs, K.: Dynamika akumulacji ciepła kul PCM, Rynek Energii 2013, nr 2, s.97–103.
• [6] Liu M., Saman W., Bruno F., Review on storage materials and thermal performance enhancement techniques for high temp phase change thermal storage systems, Renewable and Sustainable Energy Reviews 16 (2012) 2118– 2132.
• [7] Nomura T., Zhu C., Sheng N., Saito G., Akiyama T.: Microencapsulation of Metal-based Phase Change Material for High-temperature Thermal Energy Storage, Sci. Rep. 5, 9117; (2015)
• [8] Pomorski M., Nemś A., Gnutek Z.: Techniki akumulacji energii – część 2. Źródła ciepła i energii elektrycznej, Instal 11/2015.
• [9] Smykowski D. A., Lichota J.: Thermal analysis of erythritol as phase change material, Rynek Energii, 2017, nr 2, s. 88.
• [10] Smykowski D. A., Lichota J.: Thermal analysis of RT-82 paraffin, hydrated sodium sulphide and 4A zeolite, Rynek Energii, 2017, nr 4, s. 84–90.
• [11] Wójs K., Lichota J., Bechtold Z., Lepszy M.: Matematyczne modelowanie i zastosowania akumulacji odpadowego ciepła z elektrowni w materiałach z przemianą fazową, Rynek Energii 2011, nr 5, s. 66–73.
• [12] Zalba B., Marın J., Cabeza L.F., Mehling H.: Review on thermal energy storage with phase change: materials, heat transfer analysis and applications, Applied Thermal Engineering 23 (2003) 251–283.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).