Zastosowanie dwupłaszczowego wymiennika ciepła z warstwą PCM do odzysku ciepła odpadowego

• Autorzy: Smusz R. , Wilk J.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2018.33

Warianty tytułu

EN

Application of the double-walled heat exchanger with PCM coating in a waste heat utilizing system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zaprezentowano koncepcję wykorzystania materiału zmiennofazowego PCM (phase change material) w układzie do odzysku ciepła odpadowego. W proponowanym rozwiązaniu zbiornik akumulacyjny jest dwupłaszczowy. Utworzona między płaszczami szczelina cylindryczna jest wypełniona organicznym materiałem zmiennofazowym, który podczas nagrzewania wody w zbiorniku zmienia stan skupienia, akumulując energię cieplną oraz zwiększając pojemność cieplną zbiornika. Omówiono możliwości odzysku ciepła odpadowego, potencjalne zastosowania materiałów PCM w układach mobilnych oraz stacjonarnych, dokonano także charakterystyki przemian fazowych w aspekcie wykorzystania materiału zmiennofazowego do akumulacji ciepła. Przedstawiono główne założenia konstrukcyjne, przeanalizowano możliwości zastosowań wybranych materiałów PCM oraz omówiono korzyści proponowanego rozwiązania.

EN

The paper presents the concept of the application of phase change material PCM in the waste heat recovery system. In the proposed system a double-walled storage tank has been applied. The cylindrical gap between the inner and outer shells is filled with the PCM material. PCM changes the physical state during the process of water heating,so thermal energy is stored. The separation of PCM from domestic hot water ensures elimination of possible water pollutants. Moreover, metal chips are filled in the gap. They create a metal sceleton with spaces filled with PCM. The design improves conduction properties of the phase change material. In the paper the considered system has been described. The main design assumptions were presented. The possibilities of the application of PCM and the benefits of the proposed system have been discussed.

Słowa kluczowe

PL

materiał zmiennofazowy; ciepło odpadowe; akumulacja ciepła

EN

phase change material; waste heat; heat accumulation

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2018
• Tom: z. 90 [298], nr 3
• Strony: 385--394
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Smusz R.

• Politechnika Rzeszowska, 35-959 Rzeszów, al. Powstańców Warszawy 12

autor

Wilk J.

• Politechnika Rzeszowska

Bibliografia

• 1. Aneke M., Wang M.: Energy storage technologies and real life applications – A state of the art review, Applied Energy, 179 (2016) 350-377.
• 2. Chandel S.S., Agarwal T.: Review of current state of research on energy storage, toxicity, health hazards and commercialization of phase changing materials, Renewable Sustainable Energy Rev., 67 (2017) 581-596.
• 3. Farid M.M., Khudhair A.M., Razack S.A.K., Al-Hallaj S.: A review on phase change energy storage: materials and applications, Energy Conversion Management, 45 (2004) 1597-1615.
• 4. Agyenim F., Hewitt N., Eames P., Smyth M.: A review of materials, heat transfer and phase change problem formulation for latent heat thermal energy storage systems (LHTESS), Renewable Sustainable Energy Rev., 14 (2010) 615-628.
• 5. Kenisarin M., Mahkamov K.: Solar energy storage using phase change materials, Renewable Sustainable Energy Rev., 11 (2007) 1913-1965.
• 6. Sharma A., Tyagi V.V., Chen C.R., Buddhi D.: Review on thermal energy storage with phase change materials and applications, Renewable Sustainable Energy Rev., 13 (2009) 318-345.
• 7. Telkes M., Raymond E.: Storing solar heat in chemicals – a report on the Dover house, Heat Vent, 46 (1949) 80-86.
• 8. Schaetzle W.J.: Thermal energy storage in aquifers: design and applications, Pergamon, New York 1980.
• 9. Schmidt F.W.: Thermal energy storage and regeneration, McGraw-Hill, New York 1981.
• 10. Schröder J., Gawron K.: Latent heat storage, Energy Res., 5 (1981) 103-109.
• 11. Abhat A., Low temperature latent heat thermal energy storage: heat storage materials, Solar Energy, 30 (1983) 313-332.
• 12. Smusz R., Wilk J., Gil P., Tychanicz-Kwiecień M., Bałon P.: Badania termofizyczne materiałów zmiennofazowych w aspekcie ich zastosowań w układach do odzysku ciepła odpadowego, ZN PRz Mechanika, 35 (2018) 67-75.
• 13. Mazmana M., Cabeza M.L., Mehling H., Noguesb M., Hunay Evliya, Paksoy H.Ö.: Utilization of phase change materials in solar domestic hot water systems, Renewable Energy, 34 (2009) 1639-1643.
• 14. Khot S.A., Sane N.K., Gawali B.S.: Thermal energy storage using PCM for solar domestic hot water systems: A review, J. Inst. Eng. India Ser. C, 93 (2012) 171-176.
• 15. Castell A., Solé C., Medrano M., Nogués M., Cabeza L.F.: Comparison of stratification in a water tank and a PCM-water tank, J. Solar Energy Eng., 131 (2009) 024501-024501-5.
• 16. Cabeza L.F., Ibanez M., Sole C., Roca J., Nogues M.: Experimentation with a water tank including a PCM module, Solar Energy Mater. Solar Cells, 90 (2006) 1273-1282.
• 17. Wilk J., Smusz R.: Initial investigations of coil heat exchanger utilizing waste heat from air conditioning system, ZN PRz Mechanika, 34 1(2017) 131-138.
• 18. Smusz R.: Numerical study of thermal stratification in hot water storage tank, Progress Computational Fluid Dynamics, 17 (2017) 368-375.

Uwagi

PL

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