Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Smart composite nanofibers based on PLA/PEG with the addition of clove oil as thermal regulators

Ertuğral Tuğba Güngör

Polimery

|

2023

|

Vol. 68, nr 10

530--536

EN

Smart nanofibers based on PLA and PEG with the addition of clove oil (Eugenia caryophyllus) (EO) were obtained using the electrospinning technique. The nanofibers were characterized by SEM, FT-IR, TGA and DSC. For the PLA/PEG/EO composite (mass ratio 2/1/0.25), the temperature of the maximum decomposition rate was approximately 370°C. This composite exhibited good latent heat energy storage (melting enthalpy 77.5 J/g at 34.7°C). Smart nanofibers can be used as thermal regulators in medicine, electronics, and food and textile industries.

PL

Metodą elektroprzędzenia otrzymano inteligentne nanowłókna na bazie PLA i PEG z dodatkiem olejku goździkowego (Eugenia caryophyllus) (EO). Nanowłókna scharakteryzowano metodą SEM, FT-IR, TGA i DSC. Dla kompozytu PLA/PEG/EO (2/1/0,25) temperatura maksymalnej szybkości rozkładu wynosiła około 370°C. Kompozyt ten wykazywał dużą zdolność magazynowania energii cieplnej w postaci ciepła utajonego (entalpia topnienia 77,5 J/g w temperaturze 34,7°C). Dzięki tym właściwościom inteligentne nanowłókna mogą znaleźć zastosowanie jako termiczne regulatory w medycynie, elektronice oraz przemyśle spożywczym i tekstylnym.

2

Zielona termoregulacja miast

Słomka Wojciech

Energia i Recykling : gospodarka obiegu zamkniętego

|

2023

|

nr 12

PL

Transformacja energetyczna miast w czasach zmian klimatu przybierze odmienną formę od dotychczas znanej. Jesienno-zimowe zużycie energii będzie znacznie niższe niż obecnie, na rzecz zwiększenia zapotrzebowania w okresach letnich. Ciepło jawne i ciepło utajone staną się elementami żywych i burzliwych dyskusji na temat przyszłości naszych aglomeracji. Czy w tych rozmowach zieleń miejska, jako element wspomagający regulację energii, zacznie być traktowana priorytetowo?

3

Technologie instalacyjne wykorzystujące materiały zmiennofazowe

Durczak Karolina, Spik Zenon, Zawada Bernard

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2023

|

T. 54, nr 7-8

38--43

PL

Celem niniejszego artykułu jest wskazanie możliwych aplikacji materiałów zmiennofazowych w zakresie instalacji sanitarnych. PCM, dzięki wykorzystaniu ciepła przemiany fazowej, pozwalających na efektywniejsze magazynowanie energii. W pracy wskazano jakie zalety ma zastosowanie takich technologii w budownictwie a także pokazano przykładowe rozwiązania, stanowiące jedynie część potencjalnych zastosowań. Na podstawie przedstawionych materiałów, można stwierdzić że użycie nowych technologii pozwala na oszczędności eksploatacyjne instalacji. Jednak nie odnosi się to kosztów inwestycyjnych, które w większości konfiguracji będą większe dla klasycznych rozwiązań instalacyjnych grzewczo-chłodzących.

EN

The purpose of this work is to indicate the possible applications of phase change materials in the field of sanitary installations. PCMs, thanks to the use of phase transfer heat, allow for more efficient energy storage. The paper shows the advantages of using such technologies in the construction industry and shows examples of solutions that are only part of the potential applications. Based on the presented materials, it can be concluded that the use of new technologies allows for operating savings of the installation. However, this does not apply to investment costs, which in most configurations will be higher for classic heating and cooling installation solutions.

4

Parafina LTP 53/35 jako potencjalny materiał magazynujący ciepło (PCM)

Ksionek Dariusz

Instal

|

2021

|

nr 11

20--24

PL

W artykule przedstawiono analizę możliwości wykorzystania parafiny LTP 53/35 produkowanej przez firmę Polwax pod kątem jej wykorzystania jako materiału magazynującego ciepło tzw. PCM. Badania wykonano przy użyciu różnicowej kalorymetrii skaningowej DSC, która jest powszechnie wykorzystywana w badaniach materiałów PCM. Potencjał do magazynowania ciepła parafiny określono na podstawie porównania jej z wodą, która jest powszechnie używana w magazynach zarówno ciepła jak i chłodu.

EN

The article contains an analysis of potential to heat storage of paraffin LTP 53/35 Polwax production. For this study one of the thermal analysis methods was used - Differential Scanning Calorimetry (DSC) which is frequently used to study phase change materials. The potential to heat accumulation of the investigated paraffin has been determined in comparison to heat storage potential of water, which is widely used in heat and cold storage.

5

Magazynowanie chłodu z wykorzystaniem ciepła przemiany fazowej woda-lód

Sekret Robert, Starzec Przemysław

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2021

|

T. 52, nr 12

5--11

PL

W artykule przedstawiono badania prototypu akumulatora chłodu wykorzystującego do procesu magazynowania ciepło przemiany fazowej woda-lód. Koncepcja akumulatora chłodu polega na umieszczeniu w walcowym zasobniku o objętości 200 litrów kulistych kapsuł wypełnionych wodą. W badaniach wykorzystano złoża z kapsuł polipropylenowych o średnicach: 80 mm, 70 mm oraz 60 mm. Akumulator chłodu współpracował z pompą ciepła woda-powietrze. Na podstawie uzyskanych wyników badań obliczono: pojemność i moc chłodniczą, sprawność i współczynnik wydajności chłodniczej akumulatora (EER). Stwierdzono, że dla badanego prototypowego akumulatora chłodu maksymalna wartość pojemności chłodniczej wyniesie 17 kWh (85,3 kWh na metr sześcienny złoża). W przypadku EER wartość maksymalna wyniosła 4,93. Maksymalne wartości EER wystąpiły dla akumulatora chłodu z kapsułami o średnicy 70 mm i 80 mm dla strumienia masy mieszanki wodno-glikolowej przepływającej między akumulatorem i pompą ciepła odpowiednio 0,084 kg/s oraz 0,089 kg/s. W trakcie badań nie zaobserwowano istotnych problemów eksploatacyjnych prototypu akumulatora chłodu.

EN

The paper presents the investigation of a prototype cold accumulator using water–ice latent heat for the cold storage process. The concept of the cold accumulator was based on a 200-L-capacity cylindrical storage tank in which spherical capsules filled with water were placed. Beds of polypropylene capsules with diameters of 80 mm, 70 mm, and 60 mm were used in the tests. The cold accumulator operated with a water– air heat pump. Based on the test results, the following parameters were calculated: the cooling capacity, cooling power, energy efficiency of the cold storage, and energy efficiency ratio (EER) of the accumulator. It has been found that, for the prototype cold accumulator under investigation, the maximum values of the cooling capacity (17 kWh or 85.3 kWh per cubic meter of the accumulator) and EER (4.93). The maximum EER values occurred for a cold accumulator with capsules with a diameter of 70mm and 80mm for a mass flow of the water–glycol mixture flowing between the accumulator and the heat pump of 0.084 kg/s and 0.089 kg/s, respectively. During the tests, no significant problems with the operation of the prototype cold accumulator were found.

6

A pilot-scale condensing waste heat exchanger

Rączka Paweł

Journal of Power Technologies

|

2020

|

Vol. 100, nr 3

263--271

EN

This paper presents a calculation algorithm, design assumptions and results of studies concerning a flue gas/ water heat exchanger with the condensation of water vapor contained influe gas from the combustion of brown coal. The algorithm was used for design calculations of a pilot-scale heat exchanger with capacity of 380/312 kW. A cross-counter flow heat exchanger with capacity of 312 kW and coils made of PFA (perfluoroalkoxypolymer) was designed and installed. Waste heat is recoveredfrom flue gas produced by a pulverized brown coal fired sub-critical steam boiler operated in a power unit with capacity of370 MWe. The heat exchanger was theoretically divided into a non-condensing part (sensible heat recovery) and a part with the condensation of water vapor contained in flue gas (recovery of sensible and latent heat). The point of the division is the temperature of flue gas in the stream core (higher than nearthe pipe wall) where the condensation of water vapor occurs on the pipe surface. The heat transfer in the non-condensing part was calculated using the same formulas as for the economizerin a pulverized-fuel boiler, while the calculations of the heat and mass transfer in the condensing part were performed using the VDI algorithm. The results of the thermal calculations and the geometry of the heat exchanger together with the place of installation of the entire test rig are presented. The results of the calculation are then compared with the test results. Good correlation was achieved between the test results and the assumptions and results of the design calculations. Calculations for full scale exchanger for 370 MWe brown coal fired power unit showed a 1.18% net efficiency increase with improving wet flue gas desulphurization process (EUR 3.7 million annual savings of fuel consumption and CO2 emission).

7

Thermal simulation of a continuous casting process subjected to water-sprays cooling

Mzad Hocine, Otmani Abdessalam

Archives of Thermodynamics

|

2020

|

Vol. 41, no 2

185--199

EN

As in many thermal processing technologies, there is a delicate balance between productivity and quality during ingot cooling process. Higher cooling velocities increase productivity but also create higher temperature gradients inside the ingot. Such a fast cooling does not leave sufficient time to establish the equilibrium within the solid, thus the final metal structure is strongly affected by the set up cooling mode throughout the liquid metal solidification. The first intention in this paper is to compare between three cooling modes in order to identify the required mode for a continuous casting process. Then, we study the influence of heat transfer coefficient on metal liquid-to-solid transition through the spray-cooled zone temperature and the metal latent heat of solidification. A gray iron continuous casting process subjected to water-sprays cooling was simulated using the commercial software for modeling and simulating multiphysics and engineering problems. The primary conclusions, from the obtained results, show the forcefulness of water spray cooling regarding standard cooling. Afterward, we highlight the great influence of heat transfer coefficient on the location of transition region as well as the relationship between heat transfer coefficient, wall outer temperature, latent heat dissipation, and the solidification time.

8

Możliwości zmniejszenia energochłonności budynków dzięki wykorzystaniu materiałów zmiennofazowych

Durczak Karolina, Zawada Bernard, Spik Zenon

Rynek Instalacyjny

|

2019

|

Nr 7-8

42--46

PL

Celem niniejszej pracy było wykazanie korzyści płynących z zastosowania materiałów zmiennofazowych do zmniejszenia energochłonności budynków dzięki możliwości akumulacji ciepła i wykorzystywania go w momencie, gdy jest ono potrzebne. Metody wykorzystujące materiały PCM swoje działanie opierają na zmianie fazy materiału, czemu towarzyszy pochłanianie oraz oddawanie energii. Bodźcem do zmiany fazy, a tym samym do akumulowania lub oddawania ciepła, jest zmiana temperatury otoczenia. W artykule zawarto charakterystykę ogólną materiałów PCM, opisano materiały wykorzystywane w budownictwie oraz dostępne techniki korzystające z materiałów zmiennofazowych w celu poprawy warunków termicznych panujących w budynku, a także wspomagające instalacje wodne (głównie ciepłej wody użytkowej). Na podstawie przeprowadzonej analizy można stwierdzić, że zastosowanie elementów budowlanych z PCM jest korzystne i w znaczny sposób przyczynia się do obniżenia kosztów utrzymania wymaganej temperatury w pomieszczeniu. Przy stosowaniu tego typu rozwiązań należy jednak pamiętać o wadach materiałów zmiennofazowych, szczególnie braku stałości ich właściwości w powtarzalnych cyklach oraz problemach z precyzyjnym określeniem momentu zmiany fazy, które mogą zmniejszyć rzeczywiste korzyści.

EN

The aim of this work was to demonstrate the benefits of using phase change materials to reduce energy consumption of buildings by the possibility of heat accumulation and using it when it is needed. Methods using PCM materials are based on the change of the material phase which is accompanied by absorption and energy donation. The stimulus to change the phase, and thus to accumulate or give off heat, is to change the ambient temperature. The work presents general characteristics of PCM materials, describes materials used in construction and available techniques using phase change materials to improve thermal conditions prevailing in the building and supporting water installations (mainly hot water). Based on the analysis, it can be concluded that the use of building components with PCM is beneficial and significantly contributes to reducing the cost of maintaining the required room temperature. However, when using this type of solution, one should remember about the disadvantages of phase-change materials, mainly in relation to the lack of constancy of material properties in repeatable cycles and problems in precisely determining the moment of phase change, which can reduce the real benefits.

9

Computation of latent heat in the system of multi-component order parameter : 3D Ashkin-Teller model

Jeziorek-Knioła D., Wojtkowiak Z., Musiał G.

Computational Methods in Science and Technology

|

2019

|

Vol. 25, No. 1

31--39

EN

The method for computing the latent heat in a system with many independently behaving components of the order parameter proposed previously is presented for a chosen point of the phase diagram of the 3D Ashkin-Teller (AH) model. Binder, Challa, and Lee-Kosterlitz cumulants are exploited and supplemented by the use of the energy distribution histogram. The proposed computer experiments using the Metropolis algorithm calculate the cumulants in question, the internal energy and its partial contributions as well as the energy distribution for the model Hamiltonian and its components. The important part of our paper is an attempt to validate the results obtained by several independent methods.

10

Metody magazynowania energii - przegląd dostępnych technik

Durczak Karolina, Spik Zenon, Zawada Bernard

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2019

|

T. 50, nr 6

223--228

PL

Uwzględniając dążenia do zwiększenia stopnia wykorzystania dostępnych zasobów energii (naturalnych, jak i wytworzonych przez człowieka), magazyny energii stanowią przedmiot wielu badań i innowatorskich rozwiązań dostosowanych do wielkości magazynu (np. domowy, lokalny), formy energii (np. ciepło, chłód, energia elektryczna) oraz innych uwarunkowań (np. ukształtowanie terenu). W artykule przedstawiono różne metody magazynowania energii, w małych i dużych zasobnikach (instalacje domowe, sieć elektroenergetyczna) oraz krótko- i długoterminowych (dni, miesiące, lata). Opisane metody wykorzystują zarówno układy mechaniczne oraz magnetyczne, jak i naturalne zasoby biologiczne, reakcje chemiczne. Największą grupę metod, najlepiej dostosowanych do wykorzystania w budownictwie, stanowią metody termiczne, których podstawą są zmiany temperatury i stanu skupienia czynników magazynujących ciepło. Na podstawie przeprowadzonej analizy można stwierdzić, że metody magazynowania energii umożliwiają zmniejszenie energochłonności procesów. W celu uzyskania optymalnej sprawności procesu należy dostosować wybraną metodę do dostępnych zasobów. Ze względu na skalę dostępności ciepła oraz stosunkowo mało skomplikowane układy, termiczne magazynowanie energii jest metodą najbardziej powszechną i możliwą do wykorzystania praktycznie we wszystkich rodzajach instalacji.

EN

Considering the tendency to use as much as possible available resources (natural and man-made), energy stores are the subject of many research and innovative solutions adapted to the scale of the magazine (eg home, local), energy forms (eg heat, cold , electricity) and available resources (eg terrain). The article presents different methods of energy storage, which allow its collection in small and large scale (home installations, power grid), short and long-term (days, months, years). Presented methods use both mechanical and magnetic systems as well as natural biological resources and chemical reactions. The widest group of methods, best suited for use in construction, are thermal methods based on the change of temperature and the physical state of the heat storage medium. On the basis of the analysis, it should be stated that energy storage methods significantly reduce the energy consumption of processes. In order to get the biggest efficiency, adjusted the chosen method to the available resources, is needed. Due to the scale of availability of heat and relatively low complexity, thermal energy storage is the most common area and possible to use in practically all installation areas.

11

Numerical performances study of curved photovoltaic panel integrated with phase change material

Benlekkam M. L., Nehari D., Madani H. Y.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 22, nr 4

1439--1451

EN

The temperature rise of photovoltaic’s cells deteriorates its conversion efficiency. The use of a phase change material (PCM ) layer linked to a curved photovoltaic PV panel so-called PV-mirror to control its temperature elevation has been numerically studied. This numerical study was carried out to explore the effect of inner fins length on the thermal and electrical improvement of curved PV panel. So a numerical model of heat transfer with solid-liquid phase change has been developed to solve the Navier-Stokes and energy equations. The predicted results are validated with an available experimental and numerical data. Results shows that the use of fins improve the thermal load distribution presented on the upper front of PV/PCM system and maintained it under 42°C compared with another without fins and enhance the PV cells efficiency by more than 2%.

12

Magazynowanie ciepła produkowanego przez cieczowe kolektory słoneczne w zasobniku PCM

Pater S., Ciesielczyk W., Bętkowska I.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2018

|

Nr 3

73--74

PL

Zaproponowano instalację do magazynowania w zasobniku PCM ciepła produkowanego przez system z płaskimi cieczowymi kolektorami słonecznymi dla Browaru Warka. Zgromadzona energia ma być wykorzystywana na potrzeby obecnie stosowanej metody mycia na miejscu CIP. Kolektory słoneczne zostaną zamontowane na dachu hali produkcyjnej i rozlewni, tj. na powierzchni około 26 000 m2. W skali roku instalacja ma produkować około 7,3 min MJ ciepła, czyli około 14% zapotrzebowania na ciepło do metody CIP. Jako substancję zmiennofazową wybrano parafinę typu RT54HC.

EN

The paper presents an installation for storing in the PCM tank the heat produced by the system with flat-plate liquid solar collectors at the Warka Brewery. The collected energy is to be used for the currently applied CIP method. Solar collectors will be installed on the roof of production hall and bottling plant, i.e. on the area of approximately 26 000 m2. On an annual basis, the plant is expected to produce about 7.3 million MJ of heat, or approximately 14% of heat demand for the CIP method. RT54HC paraffin was chosen as phase-changing substance.

13

Wpływ wykorzystania parafiny w kolektorze próżniowo-rurowym na uzysk ciepła z energii promieniowania słonecznego w instalacji ciepłej wody użytkowej

Feliński P., Sekret R., Starzec P.

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2018

|

T. 49, nr 11

444--449

PL

W artykule podjęto próbę określenia wpływu wykorzystania ciepła przemiany fazowej parafiny w próżniowo-rurowym kolektorze słonecznym na parametry pracy instalacji ciepłej wody użytkowej. Wyznaczono temperaturę wody w zasobniku ciepłej wody oraz udział energii promieniowania słonecznego w jej przygotowaniu w ciągu typowego roku meteorologicznego miasta Częstochowy. Zastosowanie metody akumulacji ciepła z wykorzystaniem parafiny (temperatura onset topnienia 51,24 °C) w kolektorze próżniowo-rurowym umożliwiło wieczorem uwalnianie ciepła zmagazynowanego w parafinie, tj. w czasie gdy natężenie promieniowania słonecznego było niewystarczające do bezpośredniego podgrzania wody. W efekcie tego, odnotowano podgrzanie wody w zasobniku w okresie największego zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową we wszystkich charakterystycznych okresach typowego roku meteorologicznego. Wyższa temperatura w zasobniku cieplej wody użytkowej, zasilanym przez kolektor próżniowo-rurowy z parafiną, spowodowała zwiększenie rocznego udziału energii promieniowania słonecznego w instalacji ciepłej wody użytkowej o 20,5%, w porównaniu z klasycznym próżniowo-rurowym kolektorem słonecznym bez parafiny.

EN

The article presents the influence of latent heat of paraffin in an evacuated tube solar collector on the operation parameters of domestic hot water installation. The water temperature in the domestic hot water tank and the share of solar energy in the preparation of domestic hot water were determined during a typical meteorological year for the city of Czestochowa. An application of latent heat storage (paraffin with melting point of 51.24 °C) in the evacuated tube solar collector allowed the delayed release of heat in the evening, when the intensity of solar radiation was insufficient. As a result, there was an increase in the obtained water temperature in the domestic hot water tank during the greatest demand for hot water in all characteristic periods of a typical meteorological year. Higher temperature in the domestic hot water tank supplied by the evacuated tube collector with storage resulted in an increase in the annual solar fraction in the domestic hot water system by 20.5% compared with the reference evacuated tube collector without storage.

14

Możliwość zastosowania warstwy materiału fazowo zmiennego w oknach trzyszybowych

Heim D., Wieprzkowicz A.

Materiały Budowlane

|

2017

|

nr 5

69--70

PL

W artykule podano techniczne możliwości zastosowania materiału fazowo-zmiennego jako magazynu ciepła w oknach trzyszybowych, dwukomorowych. Zaproponowano rozwiązanie techniczne i możliwość jego aplikacji w komponentach okiennych wraz z ewentualnymi ograniczeniami. Podano wady i zalety tego typu rozwiązania. Opisano stanowisko badawcze i sposób pomiaru efektywności systemu w warunkach sezonu ogrzewczego w klimacie Polski Centralnej. Jako kryteria oceny efektywności rozwiązania przyjęto zarówno parametry cieplne komponentu, jak i jego wpływ na dystrybucję światła dziennego we wnętrzu.

EN

Technical possibility of phase change material application as a heat storage in triple glazed windows was described in the article. A technical solution and the possibility of its application in window components with possible restrictions were proposed. The advantages and disadvantages of this type of solution were given. An experimental set-up and method of measuring system efficiency in the climate of central Poland were discussed. As criteria for assessing the solution's effectiveness, both the thermal parameters of the component and its influence on the distribution of daylight in the interior were taken.

15

Ogrzewanie zamarzającą wodą

Maślankiewicz P., Wojciechowski H.

Instal

|

2017

|

nr 4

19--23

PL

Tematem artykułu jest analiza techniczna wykorzystania ciepła krzepnięcia wody do ogrzewania i przygotowania ciepłej wody oraz w lecie odmrażania lodu w zbiorniku do klimatyzacji pomieszczeń. Zbiornik wody, stanowiący jednocześnie zasobnik lodu zawiera dwa wymienniki ciepła: dolny wymiennik pompy ciepła i regeneracyjny wymiennik ciepła. Pompa ciepła może pobierać ciepło zamarzającej wody lub chłód z zasobnika lodu, jednym z wymienników ciepła w zbiorniku, aby dostarczyć ciepło do ogrzewania pomieszczeń w zimie lub chłód do klimatyzacji w lecie. Podczas procesu ochładzania woda, chłodzi się i zamarza, oddając ciepło jej ochładzania i krzepnięcia. Drugi wymiennik ciepła regeneracyjny zainstalowany w zbiorniku pozyskuje ciepło z kolektorów słonecznych bądź absorberów powietrzno-słonecznych. Do odmrażania lodu w zbiorniku wykorzystuje się również ciepło gruntu otaczającego zbiornik. W lecie zbiornik może stanowić źródło chłodu do klimatyzacji pomieszczeń lub magazynowania ciepła pobieranego z pomieszczeń w odwrotnym procesie pompy ciepła i dostarczać ciepło do odmrażania lodu w zbiorniku.

EN

The topic of this thesis is the analysis of an ice storage system in structural engineering. An ice storage is a water-filled cistern which contains two heat exchanger : heat pump and regenerative heat exchanger. If necessary, the heat pump draws heat or cold from the ice cream store from one of the heat exchangers in the tank to provide heat for heating the premises in the building cools and freezes. The regenerative heat exchanger acquires heat from solar collectors or solar-air absorbers. Defrosting the ice in the tank also uses the warmth of the soil surrounding the tank. In summer, the tank can be a source of cooling for room air conditioning, which can be realized by the reverse heat pump process.

16

Modelling the effect of phase transformations on cooling rate during quenching in nuclear forgings using effective heat capacity

Howson M. P., Wynne B. P., Davies P. S., Talamantes-Silva J.

Computer Methods in Materials Science

|

2017

|

Vol. 17, No. 3

137--144

EN

A modelling methodology based on experimental heat capacity measurements has been used to predict the effects of latent heat formation on cooling rates in a thick sectioned nuclear forging during quenching. Differential scanning calorimetry was used to measure specific heat capacity as a function of temperature (100 - 1000°C) and cooling rate (5 - 70°C/min) that also incorporates the heat energy release during transformations, which is termed the effective specific heat. A user defined routine then incorporated this data into a finite element model of a full scale heat treatment trial forging that had section thicknesses of 200 and 330mm approximately. Excellent agreement with thermocouple data, taken from key test locations, was obtained, particularly at 0.25 and 0.5 thickness. However, some deviations from thermocouple data were seen that has been attributed to the model assumptions, particularly the method used to represent boundary conditions.

PL

Metodologię modelowania z wykorzystaniem efektywnej pojemności cieplnej wykorzystano do przewidywania wpływu ciepli przemiany na prędkość chłodzenia w masywnych częściach hartowanej odkuwki dla przemysłu jądrowego. Różnicowa kalorymetria tria skaningowa została zastosowana do pomiaru ciepła właściwe go w funkcji temperatury (100 - 1000°C) i prędkości chłodzeni; (5 and 70°C/min) z uwzględnieniem ciepła uwalnianego w czasie przemiany. Wyznaczone w taki sposób ciepło właściwe nazywane jest efektywnym. Uzyskane dane zaimplementowano poprze procedurę użytkownika do programu metody elementów skończonych modelującego w pełnej skali obróbkę cieplną odkuwki posiadającej masywne części z przekrojem poprzecznym o grubości 200.5 i 331 mm. Uzyskano bardzo dobrą zgodność wyników z modelu i pomiaru za pomocą termopar umieszczonych w punktach testowych, w szczególności dla 0.25 i 0.5 grubości. Za przyczynę zaobserwowanych pewnych odchyłek wyników obliczeń od pomiarów uznano przyjęte założenia modelu, w szczególności metodę opisu warunków brzegowych.

17

Wpływ organicznych materiałów zmiennofazowych na efektywność energetyczną przegrody przezroczystej

Lichołai L., Musiał M.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 4

329--337

PL

W niniejszym artykule zaprezentowane zostały wyniki badań pokazujące wpływ zastosowania materiałów zmiennofazowych na poprawę efektywności energetycznej przegrody przezroczystej. Autorzy przedstawili dotychczasowy stan wiedzy z zakresu materiałów zmiennofazowych oraz ich wykorzystania wraz z przeszkleniem lub elementami współpracującymi z nimi. Przytoczone zostały również niekonwencjonalne zastosowania materiałów zmiennofazowych, w których zasadne było wykorzystanie ciepła przemiany fazowej do poprawy funkcjonowania wybranych rozwiązań. Badaniom zostało poddane przeszklenie o powierzchni 0,64m2, w komorze o kubaturze 1m3. Prace badawcze zostały przeprowadzone w rzeczywistych warunkach klimatycznych w Rzeszowie w III kwartale 2015 roku. Przeszklenie zostało poddane modyfikacji z wykorzystaniem paneli zawierających materiał zmiennofazowy, mobilnej izolacji termicznej magazynująco-refleksyjnej z zaaplikowanym materiałem zmiennofazowym oraz rolet z materiałem zmiennofazowym. Otrzymane wyniki uzasadniają racjonalność użycia materiałów zmiennofazowych w celu zwiększenia bezwładności cieplnej przegrody, a co z tym związane zmniejszeniem wrażliwości wyżej wymienionej przegrody na chwilową zmianę temperatury powietrza zewnętrznego oraz natężenia promieniowania słonecznego. Uzyskane wyniki ukazują zarówno potencjał powyższego zagadnienia, jak i jego wady. Kluczowe znaczenie ma odpowiedni dobór materiału zmiennofazowego (np. temperatura przemiany fazowej oraz ciepło topnienia-krzepnięcia). Autorzy zwracają uwagę na funkcję, jaką ma spełniać opisywany materiał, poprzez jego ulokowanie w przegrodzie w zależności od potrzeby ograniczenia przechłodzenia oraz przegrzewania pomieszczeń. Niewłaściwy dobór wyżej wymienionych parametrów uniemożliwia efektywne wykorzystanie właściwości materiału zmiennofazowego.

EN

This paper describes the results of the research that presents an improving influence of organic PCM on energy efficiency of transparent barrier. Author reviewed an actual knowledge concerning phase change materials and their applications with insulated glass units and other elements of transparent barriers. Unconventional applications of phase change materials in civil engineering were also mentioned. Insulated glass unit of 0,64 m2 surface area was studied in research chamber of one cubic meter volume. Research were conducted in Rzeszów, under real world, outdoor conditions, during third quarter of 2015 year. Insulated glass unit was equipped interchangeably using PCM containing panels, shutters filled with phase change material and with so called reflective-buffering movable thermal insulation. The results obtained justify using phase change materials as a mean of increasing thermal inertia of the barrier, therefore making it less susceptible for external temperature and solar irradiance changes. Proper choice of phase change materials and its properties, especially melting point and latent heat of fusion) appears to be essential if proper improvement is to be achieved. Author emphasizes the necessity to predetermine the function of the modification (overheating or overcooling protection), as the function strongly influences an optimal location of phase change material. Improper choice of properties or location of phase change material makes impossible to take full advantage of its potential.

18

Thermal properties of transparent barrier modified with organic PCMs

Musiał M., Kaczmarzyk M.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 2/I

171--178

EN

Renewable energy sources are increasingly often applied in civil engineering as a mean to reduce buildings energy demand for heating. One of the ways to reduce HVAC energy demand is to limit heat transfer and excessive solar gain through building's glazed barriers. Preliminary results of the research conducted on organic PCM-modified transparent barrier are presented in this paper. Multiple publications concerning PCMs application in structural materials have recently appeared. Most of them are focused on modification of structure of non-transparent sections of buildings' envelope. Augmenting a glazed barrier with PCMs increases its heat capacity and thermal resistance. The most important feature of the assembly is the thermal buffer, a product of PCM's considerable value of specific latent heat. Research were conducted on a triple-pane transparent rectangular barrier, that constituted one of the faces of cubic chamber. Internal volume of the chamber was 1m3. The applied PCM was a mixture of saturated and non-saturated hydrocarbons. The described assembly was subjected to temperature and radiation that occur in Poland during winter. Glazing temperature, melted/total PCM ratio were measured, as well as energy demand for keeping internal temperature at constant level. Measurements were made in steady states, for various PCM layer thickness. The influence of the modification on energy demand was determined, along with the most effective and rational thickness of PCM layer to be applied. Conducted research enabled to develop a basis for further investigation of PCMs application in civil engineering.

PL

Obecnie, aby obniżyć koszty związane z utrzymaniem temperatury powietrza w budynku, coraz częściej wykorzystuje się odnawialne źródła energii. Jednym ze sposobów obniżenia kosztów utrzymania budynku jest ograniczenie strat ciepła oraz nadmiernego przegrzania pomieszczeń przez okna. W niniejszym artykule przedstawione zostały wstępne wyniki badań sprawdzających zasadność modyfikowania przeszkleń PCM-ami pochodzenia organicznego W przeciągu kilku ostatnich lat można zaobserwować wzrost ilości prac naukowych opisujących możliwości modyfikowania materiałów budowlanych PCM-ami. Zdecydowana większość wyżej wspomnianych prac odnosi się do modyfikacji stropów, dachów i ścian wykonanych z różnych materiałów. Modyfikacja przeszkleń PCM-ami pozwala na zwiększenie bezwładności termicznej przegrody, zwiększenie oporu cieplnego szyby oraz utworzenie buforu cieplnego związanego z ciepłem przemiany fazowej PCM-u. Badaniom zostało poddane przeszklenie dwukomorowe o wymiarach 80,5cm x 80,5 cm, będące jedną ze ścian sześciennej komory. Wewnętrzna kubatura komory wynosi 1m3. Materiałem zmiennofazowym użytym do badań jest mieszanina węglowodorów nasyconych i nienasyconych o temperaturze przemiany fazowej 38-41ºC oraz cieple przemiany fazowej 135 kJ/kg. Opisaną wyżej komorę wraz z PCM-em poddano działaniu temperatury i promieniowania, odpowiadającym wartościom rzeczywistym w Polsce w sezonie zimowym. Dla zadanych warunków mierzono stopień [%] zmiany fazy PCM-u, temperaturę przeszklenia oraz ilości energii potrzebnej do utrzymania stałej temperatury wewnątrz komory. Wyniki zostały odczytane dla stałych warunków (temperatury i natężenia promieniowania) oraz różnych grubości PCM-u. Na podstawie przeprowadzonych badań określono ilość zużytej energii potrzebnej do utrzymania określonej temperatury w komorze. Dodatkowo określono grubość PCM-u, która pozwoli na jego racjonalne wykorzystanie. Przeprowadzone badania stanowią podstawę do prowadzenia dalszych modyfikacji cech chemicznych i fizycznych PCM-ów wykorzystywanych w budownictwie.

19

Badania możliwości magazynowania ciepła w prototypowym wymienniku akumulacyjnym

Borcuch M., Kalawa W., Warzybok P., Wójcik T. M.

Instal

|

2015

|

nr 9

58--61

PL

Zastosowanie materiałów zmiennofazowych jako substancji akumulujących ciepło jest jednym z istotnych kierunków badań nad magazynowaniem energii. Wykorzystanie ciepła utajonego pozwala opracować metody o wysokiej gęstości energii. Artykuł przedstawia konstrukcję oraz badania akumulacyjnego wymiennika ciepła, umożliwiającego zastosowanie materiałów zmiennofazowych w magazynowaniu ciepła. Urządzenie przeznaczone jest do instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Przybliżono ponadto tematykę magazynowania ciepła i wskazano dalszy kierunek prac nad rozwojem zaprezentowanego urządzenia.

EN

Application of phase change materials as heat accumulating substances is one of the most important directions of research into energy storage. Usage of latent heat may support development of methods with high energy density. The article presents construction and examinations of accumulative heat exchanger which facilitates the usage of phase changing materials in the process of heat accumulation. This device is designed for the use in air conditioning and ventilation systems, in which heat recovery is important. Furthermore, in the article there is explained the matter of heat storage and future direction of construction development.

20

Eksperymentalna charakterystyka suszenia węgla brunatnego za pomocą pary przegrzanej

Zakrzewski M., Ściążko A., Komatsu Y., Kimijima S., Hashimoto A., Kaneko S., Szmyd J. S.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2014

|

z. 86 [290], nr 1

135--142

PL

Artykuł przedstawia wybrane zagadnienia związane z wykorzystaniem oraz osuszaniem węgla brunatnego dla potrzeb przemysłu energetycznego. Badania eksperymentalne przeprowadzono dla próbek węgla ze złoża Bełchatów suszonych w przegrzanej parze wodnej w zakresie temperatur 110 -170 [°C] pod ciśnieniem atmosferycznym. Pomiary obejmowały zmiany wagi, rozkład profilu temperatur oraz zmiany struktury próbki. Kinetykę zjawiska opisano w formie krzywych suszenia oraz zależności szybkości suszenia i profilu temperatur od czasu, na podstawie których wyróżniono charakterystyczne fazy procesu. Charakterystyki suszenia wyznaczone w eksperymencie są niezbędne do zaprojektowania efektywnego przemysłowego systemu osuszania węgla umożliwiającego wykorzystanie ciepła utajonego zawartego w odparowanej z węgla wodzie.

EN

This paper presents selected issues related to the use and drying of the lignite for the energy industry. Experimental investigations were conducted for the lignite samples from Belchatow lignite mine, which were dried in a superheated steam in the temperature range 110 -170 [°C] and atmospheric pressure. Each experiment included measurements of the changes of weight, the temperature profile distribution and changes in the structure of the sample. The kinetics of the process was described in the form of the functions of weight, drying speed and temperatures in correlation with time, which were used to distinguish the characteristic stages of the drying process. Drying characteristics derived in the experiment are essential for designing an effective industrial coal drying system, which allows for using of the latent heat contained in the water evaporated from the coal.