Udział materiału zmienno-fazowego w pracy energetycznej przegrody kolektorowo-akumulacyjnej w przejściowych warunkach klimatycznych

• Autorzy: Lichołai L. , Krasoń J. , Miąsik P. , Starakiewicz A.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2017.45

Warianty tytułu

EN

The impact of a phase change material on the energy performance of thermal storage walls in transitional climatic conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono analizę wybranych parametrów cieplnego funkcjonowania przegrody kolektorowo-akumulacyjnej modyfikowanej materiałem zmiennofazowym. Badania przeprowadzono w komorze zewnętrznej w miesiącu kwietniu, uwzględniając rzeczywiste warunki klimatyczne: wartość promieniowania słonecznego i temperaturę zewnętrzną powietrza. W celu porównania wyników wykonano przegrodę referencyjną bez udziału materiału zmienno-fazowego. Podczas badań w komorze stabilizowano temperaturę wewnętrzną na poziomie 20°C. W badanej przegrodzie materiał zmienno-fazowy został wkomponowany w ścienny element ceramiczny, którym wypełniono połowę jego przestrzeni. Materiał ten usytuowano od strony zewnętrznej elementu, w celu uzyskania odpowiedniej temperatury wystarczającej do wystąpienia procesu przemiany fazowej. Przegroda kolektorowo-akumulacyjna posiada przeszklenie o współczynniku przenikania ciepła U = 0,6 W/m2K. Analizując wpływ materiału zmienno-fazowego, autorzy przedstawili i porównali wartości gęstości strumienia ciepła na powierzchni przegród od strony wewnętrznej. Celem badań było określenie wpływu wartości promieniowania słonecznego na modyfikowaną przegrodę kolektorowo-akumulacyjną, w okresie przejściowym, w którym zazwyczaj występują zmienne warunki klimatyczne. Umieszczenie PCM od strony zewnętrznej w elementach ceramicznych, jako składowej przegród kolektorowo- akumulacyjnych, jest jednym z wariantów w prowadzonych badaniach. Dalszej analizie poddane zostaną inne rozwiązania usytuowania materiału zmiennofazowego, w celu wybrania najkorzystniejszego wykorzystania tego materiału.

EN

The article presents the analysis of selected parameters of thermal performance of thermal storage walls modified with a phase-change material (PCM). The tests were carried out in April, in an outdoor chamber, taking into account the actual climatic conditions: the value of solar 504 L. Lichołai, J. Krasoń, P. Miąsik, A. Starakiewicz, M. Kruk radiation and the outdoor air temperature. A reference wall without PCM has been set up in order to compare the test results. During the tests, the internal temperature of the chamber was kept at 20°C. The PCM in the tested chamber was integrated into the ceramic element of the wall and filled half of the element’s area. The PCM was placed on the outer side of the element in order to have a suitable temperature sufficient for a phase change process to occur. The thermal storage wall has a glazing with a heat transfer coefficient of U = 0.6 W/m2K. While analysing the impact of the PCM, the authors presented and compared the density of the heat flux on the internal side of the walls surface. The aim of the study was to determine the impact of solar radiation value on the modified thermal storage wall during a transitional period, when changing climatic conditions are quite common. Placing PCM on the outer side of the ceramic elements, as a component of the thermal storage walls, is one of the options applied in the carried out tests. Other PCM arrangement solutions will be the subject of further studies in order to select the most beneficial use of this material.

Słowa kluczowe

PL

PCM; ceramika; ściana termiczna; promieniowanie słoneczne; strumień ciepła

EN

PCM; ceramics; thermal storage wall; solar radiation; heat flux

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2017
• Tom: z. 64, nr 1
• Strony: 495--504
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Lichołai L.

• Politechnika Rzeszowska, Zakład Budownictwa Ogólnego, ul. Poznańska 2, 35-959 Rzeszów; tel. [phone]

autor

Krasoń J.

• Politechnika Rzeszowska, Zakład Budownictwa Ogólnego, ul. Poznańska 2, 35-959 Rzeszów; tel. [phone]

autor

Miąsik P.

• Politechnika Rzeszowska, Zakład Budownictwa Ogólnego, ul. Poznańska 2, 35-959 Rzeszów; tel. [phone]

autor

Starakiewicz A.

• Politechnika Rzeszowska, Zakład Budownictwa Ogólnego, ul. Poznańska 2, 35-959 Rzeszów; tel. [phone]

Bibliografia

• [1] Alawadhi E.M.: Thermal analysis of a building brick containing phase change material, Energy and Buildings, vol. 40, 2008, pp. 351-357.
• [2] Principi P., Fioretti R.: Thermal analysis of the application of pcm and low emissivity coating in hollow bricks, Energy and Buildings, vol. 51, 2012, pp. 131-142.
• [3] Silva T., Vicente R., Soares N., Ferreira V.: Experimental testing and numerical modelling of masonry wall solution with PCM incorporation: A passive construction solution, Energy and Buildings, vol. 49, 2012, pp. 235-245.
• [4] Wang X., Yu H., Li L., Zhao M.: Experimental assessment on the use of phase change materials (PCMs)-bricks in the exterior wall of a full-scale room, Energy Conversion and Management, vol. 120, 2016, pp. 81-89.
• [5] Heim D., Isothermal storage of solar energy in building construction, Renewable Energy, vol. 35, 2010, pp. 788-796.
• [6] Chwieduk D. A., Dynamics of external wall structures with a PCM (phase change materials) in high latitude countries, Energy, vol. 59, 2013, pp. 301-313.
• [7] Chwieduk D. A., Wybrane przykłady zastosowania materiałów PCM w budownictwie, Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury – Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture, JCEEA, t. XXXII, z. 62 (2/15), kwiecień-czerwiec 2015, s. 29-38.
• [8] Lichołai L., Musiał M.: Wpływ organicznych materiałów zmiennofazowych na efektywność energetyczną przegrody przezroczystej, Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury – Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture, JCEEA, t. XXXIII, z. 63 (4/16), październik-grudzień 2016, s. 329-337.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)