Efektywna głębokość wnikania ciepła w przegrodzie pełnej wypełnionej MFZ

• Autorzy: Heim D.

Warianty tytułu

EN

Effective depth of heat penetration in opaque partition fulfilled with PCM

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy omówiono termiczne zachowanie się płaskiego zbiornika wypełnionego materiałem fazowo-zmiennym i poddanego oddziaływaniu środowiska zewnętrznego. Przeanalizowano wpływ promieniowania słonecznego na ściany zbiornika oraz zawarty w nim materiał w przypadku, gdy kontener usytuowano pionowo i zorientowano na południe. Oceniano zdolność elementu do pasywnego magazynowania energii promieniowania słonecznego w cyklu dobowym w zależności od docierającego, całkowitego promieniowania słonecznego oraz dobowej różnicy temperatury. W obliczeniach zastosowano autorski model obliczeniowy w formie jawnej. Dyskretyzację w przestrzeni dokonano metodą objętości skończonych. Krok czasowy obliczeń przyjęto równy l godzina, zaś warunki brzegowe opisano poprzez 6 parametrów klimatu. Uwzględniono wymianę ciepła na drodze konwekcji, promieniowania oraz transport ciepła w materiale na drodze przewodzenia. Wyniki zamieszczono w postaci zmian temperatury na grubości przegrody dla charakterystycznych okresów czasu. Okresowe przebiegi w poszczególnych punktach przegrody opracowano pod względem statystycznym. Stwierdzono, że najefektywniejszą grubością przegrody o zadanych parametrach materiałowych praz dla danych warunków klimatycznych, z uwzględnieniem przemiany fazowej, jest grubość do 5 cm.

EN

The thermal behavior of the flat container filled with phase-change material exposed to the external environment is presented. The influence of solar radiation on the wall and the material contained therein when the container was situated vertically and oriented to the south was analyzed. The ability of passive solar energy storage in the daily cycle, depending on the total solar radiation and diurnal temperature difference was discussed. The calculation have been done using advanced numerical techniques. Time step calculation was equal to one hour, and the boundary conditions were described by six parameters of the local climate, based on TMY for Lodz. All heat transfer forms: by convection, radiation and heat transfer in the material by conduction were taking into account. The results are presented in the form of temperature changes in the wall for specific periods of time. Additionally, temperature change at particular nodes in the wall was work out statistically. It was found that the most effective barrier thickness of given parameters of material and climatic conditions, including the phase changes is the thickness of 5 cm.

Słowa kluczowe

PL

przegroda pełna; materiał fazowo-zmienny; energia słoneczna; transport energii; głębokość penetracji

EN

solid partition; phase-change material; solar energy; energy transfer; penetration depth

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska
• Rocznik: 2011
• Tom: z. 58, nr 3/III
• Strony: 99--106
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., il.

Twórcy

autor

Heim D.

• Politechnika Łódzka,

Bibliografia

• [1] Domański R.: Magazynowanie energii cieplnej, Warszawa: PWN, 1990.
• [2] Cabeza L.F., Castell A., Barreneche C., de Gracia A., Fernández A.I.: Materials used as PCM in thermal energy storage in buildings: A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15 pp. 1675-1695, 2011.
• [3] Khudhair A.M., Farid M.M,: A review on energy conservation in building applications with thermal storage by latent heat using phase change materials, Energy Conversion and Management, 45, 263-275, 2004.
• [4] Pasupathy A., Velraj R., Seeniraj R.V.: Phase change materials-based building architecture for thermal management in residential and commercial establishment, Renewable & Sustainable Energy Reviews, 12 (2008), 39-64, 2008
• [5] Zhang Y., Zhou G., Lin K., Zhang Q., Di H.: Application of latent heat thermal storage in buildings: State-of-the-art and outlook, Building and Environment, 42, 2197-2209, 2007.
• [6] A. Abhat, Low temperature latent heat thermal energy storage: heat storage materials, Solar Energy 30, 313-332, 1983
• [7] I. Dincer, M.A. Rosen, Thermal energy storage, Systems and Applications, John Wiley & Sons, Chichester (England), 2002.
• [8] Heim D., Mrowiec A., Prałat K.: Zastosowanie metody „gorącej nici” do wyznaczania przewodności cieplnej płynnych kwasów organicznych. Inżynieria i Aparatura Chemiczna, nr 1, s. 51-52, 2010.
• [9] Heim D., Mrowiec A., Prałat K.: Badania przewodności cieplnej organicznych MFZ przy zastosowaniu metody „gorącej nici”. Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce, tom V, zeszyt 2, s. 15-20, 2010.
• [10] Heim D., Modelowanie elementów budynków pełniących rolę nisko-temperaturowych magazynów ciepła utajonego, Mat. 50 Konferencji Naukowej KILiW PAN i KN PZITB - Krynica 2004, tom IV, Krynica, 14-19 września 2004, s. 69-76, 2004.
• [11] Heim D.: Isothermal storage of solar energy in building construction, Renewable Energy, Vol. 35, Issue 4, s. 788-796, 2010.
• [12] Narowski P., Heim D., Dane klimatyczne dla potrzeb modelowania transportu ciepła i wilgoci w przegrodach budowlanych, Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce tom 3, s. 85-92, Łódź, 2008.