Badania charakterystyk cieplnych elementów budowlanych akumulujących ciepło, zawierających materiały PCM (phase change materials)

• Autorzy: Wnuk R. , Jaworski M.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Podjęto badania o charakterze eksperymentalnym dotyczące budowy i funkcjonowania kompozytowych zasobników ciepła, składających się z materiału budowlanego domieszkowanego materiałem PCM. Wykonano dwie płyty testowe: gipsową oraz kompozytową (gips z materiałem PCM). Przeprowadzono pomiary przebiegów i rozkładów temperatur w płytach testowych podczas cyklicznych procesów nagrzewania i chłodzenia. Płyty testowe (modele fizyczne zasobników) stanowiły kompozyty cementu lub gipsu z materiałem fazowo-zmiennym. Przygotowano i uruchomiono stanowisko badawcze do pomiarów rozkładów i przebiegu temperatur w modelach akumulatorów ciepła, jakie stanowiły płyty testowe, w procesach ich nagrzewania i chłodzenia. Proces nagrzewania był wymuszany oddziaływaniem na płyty energii promieniowania symulatora słonecznego. (W praktycznych zastosowaniach przewiduje się wykorzystanie badanych zasobników ciepła do akumulacji energii promieniowania słonecznego.) Proces chłodzenia przebiegał w warunkach konwekcji naturalnej w pomieszczeniu. Płyty testowe poddano wielokrotnym obciążeniom cieplnym w procesie ich nagrzewania i chłodzenia. Wnioskowano o mechanicznej trwałości płyt i zmianie tej trwałości na skutek zmiennych w czasie oddziaływań cieplnych ich otoczenia. Przeprowadzono pomiary przewodności cieplnej kompozytów gipsowych domieszkowanych materiałem PCM dla różnych koncentracji materiału zmiennofazowego oraz w zakresie temperatury obejmującym fazę stałą oraz ciekłą materiału PCM. Wyznaczono również charakterystyki zmian entalpii w funkcji temperatury kompozytu wykorzystanego do wykonania modelowego zasobnika ciepła w czasie ogrzewania i chłodzenia.

Słowa kluczowe

PL

charakterystyka cieplna; element budowlany; kumulacja ciepła

EN

thermal characteristics; building components; cumulation; heat

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Energetyki Słonecznej PTES - ISES
• Czasopismo: Polska Energetyka Słoneczna
• Rocznik: 2010
• Tom: nr 2-4
• Strony: 5--11
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., il.

Twórcy

autor

Wnuk R.

autor

Jaworski M.

• Krajowa Agencja Poszanowania Energii

Bibliografia

• Cabeza L.F. et al., Use of microencapsulated PCM in concrete walls for energy savings, Energy and Buildings, 39 (2007) 113-119
• Jaworski M., Wnuk R., Determination of thermal properties and characteristics of PCM based heat storage elements for application in building envelope. EuroSun 2010, Int. Conference on Solar Heating Cooling and building, Graz, 28.09-1.10.2010
• Jaworski M., Badania właściwości cieplnych materiałów budowlanych o podwyższonej pojemności cieplnej. Materiały XIV Sympozjum Wymiany Ciepła i Masy, 2010, str. 241-248
• Kuznik F., J. et al., Energetic efficiency of room wall containing PCM wallboard: A full-scale experimental investigation, Energy and Buildings 40(2008) 148-156
• Kuznik F., Virgone J., Experimental investigation of wallboard containing phase change material: Data for validation of numerical modeling, Energy and Buildings 41 (2009)561-570
• Medina M.A., et al., On the heat transfer rate reduction of structural insulated panels (SIPs) outfitted with phase change materials (PCMs), Energy, 33 (2008) 667-678
• Pasupathy A., et al., Experimental investigation and numerical simulation analysis on the thermal performance of a building roof incorporating phase change material (PCM) for thermal management, Applied Thermal Engineering 28 (2008) 556-565
• Pasupathy A., Velraj R., Effect of double layer phase change material in building roof for year round thermal management, Energy and Buildings 40 (2008) 193-203
• Schossig P., et al., Micro-encapsulated phase-change materials integrated into construction materials, Solar Energy Materials & Solar Cells, 89 (2005) 297-306
• Voelker C., Kornadt O., Ostry M., Temperature reduction due to the application of phase change materials, Energy and Buildings 40 (2008) 937-944