Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ zastosowania PCM w próżniowym kolektorze rurowym na charakterystykę energetyczną budynku

Sekret Robert, Feliński Piotr

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2024

|

T. 55, nr 3

12--18

PL

W artykule przedstawiono możliwości zwiększenia udziału energii słonecznej i zmniejszenia zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną w systemie ogrzewania budynku. Na te potrzeby zastosowano prototypowy próżniowo-rurowy kolektor słoneczny zintegrowany z materiałem zmiennofazowym (ETC/PCM). Jako PCM zastosowano parafinę techniczną o temperaturze topnienia 51,24°C. Wykazano, że najwyższy udział energii słonecznej w systemie ogrzewania budynku uzyskano przy obciążeniu cieplnym wynoszącym 40 W·m-2, a największa powierzchnia apertury ETC/PCM w stosunku do powierzchni grzewczej wynosiła 0,2. Zmniejszenie parametrów systemu grzewczego z 45/35°C do 35/25°C pozwoliło na zwiększenie uzysku ciepła z energii słonecznej w zakresie od 2,71% do 5,44%. Największy wzrost frakcji słonecznej występuje, gdy stosunek powierzchni apertury kolektora słonecznego ETC/PCM do powierzchni ogrzewanego budynku wynosi 0,03-0,07. Podsumowując, uzyskane wyniki wskazują, że proponowane rozwiązanie zmniejsza zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną w koncepcyjnym systemie grzewczym od 6% do 27% w zależności

EN

The paper shows the possibility of increasing solar energy and reducing the demand for non-renewable primary energy in the building heating system. To this end, a prototype evacuated tube solar collector integrated with phase change material (ETC/PCM) has been used, with technical grade paraffin with an onset melting point of 51.24°C as the PCM. It was shown that the highest solar energy fraction in the building heating system was obtained with a thermal load of 40 W·m-2, and the highest surface area of the ETC/PCM aperture in relation to the heating surface area was 0.2. Reducing the heating system parameters from 45/35°C to 35/25°C allowed an increase in the solar fraction in the range of 2.71% to 5.44%. The greatest increase in the solar fraction occurs when the ratio of the area of the ETC/PCM solar collector aperture to the area of the heated building is 0.03-0.07. In summary, the results obtained indicate that the proposed solution reduces the non-renewable primary energy demand in the conceptual heating system from 6% to 27%, depending on the thermal load of the building and the aperture area of the ETC/PCM.

2

Przegląd i rola magazynów ciepła w polskich systemach ciepłowniczych

Minkiewicz Tomasz

Rynek Energii

|

2023

|

Nr 1

3--10

PL

Większość ciepła produkowanego w polskich systemach ciepłowniczych (ponad 60%) pochodzi z układów kogeneracyjnych spalających głównie węgiel kamienny. Ich zaletą jest wysoka sprawność, a więc niskie zużycie paliwa (w porównaniu do gospodarki rozdzielonej) i tym samym ograniczenie emisji gazów cieplarnianych. Jednak wyzwania stawiane polskim systemom ciepłowniczym (regulacje unijne i krajowe) oraz problem z dostępnością i ceną paliw sprawiają, że konieczna jest przebudowa sektora ciepłowniczego. Głównym celem jest wzrost wykorzystania odnawialnych źródeł energii (OZE) oraz ciepła odpadowego, aż do całkowitego wyeliminowania paliw kopalnych (do 2050 r.). W systemach ciepłowniczych zasilanych z OZE, których praca zależy od warunków pogodowych, konieczne staje się uruchomienie magazynów ciepła, co umożliwi maksymalne wykorzystanie „zielonej” energii. W artykule omówiono znaczenie ciepła sieciowego, opisano technologie magazynowania ciepła, rolę magazynów ciepła w systemach ciepłowniczych i przedstawiono wybrane przykłady rozwiązań pracujących w Polsce i na świecie.

EN

Most of the heat generated in Polish heating systems (over 60%) comes from cogeneration systen burning mainly hard coal. Their advantage is high efficiency, and thus low fuel consumption (compared to 001 ventional coal power plants and heating plants) resulting in greenhouse gas emissions reduction. However, t1 challenges which have to be faced by the Polish heating systems (EU and national regulations) and problems Wi‘ availability and prices of fiiels force the reconstruction of the heating sector. The main goal is to increase signil cantly the use of renewable energy sources (RES) and waste heat, until the complete elimination of fossil fuels (1 to 2050). In district heating systems powered by RES, Whose operation depends on the weather conditions, it necessary to launch heat storage facilities, which will maximize the use of "green" energy. The article describt the importance of district heating, heat storage technologies and the role of thermal energy storages in the heatir systems. It also presents selected heat storage solutions operating in Poland and in the world.

3

Magazynowanie ciepła w miejskich systemach ciepłowniczych

Turski Michał

Instal

|

2023

|

nr 10

4--8

PL

Do dalszego rozwoju miejskich systemów ciepłowniczych pod kątem wykorzystania odnawialnych źródeł energii, ciepła odpadowego i osiągnięcia standardu efektywnego energetycznie systemu ciepłowniczego niezbędne jest szerokie zastosowanie technologii magazynowania ciepła. Magazynowanie ciepła w systemach ciepłowniczych wpisuje się w stosowanie zasad zrównoważonego rozwoju oraz w ideę miast przyszłości. W artykule przedstawiono zasadność magazynowania nadwyżek ciepła w systemach ciepłowniczych poprzez wskazanie możliwych do uzyskania efektów zastosowania różnych technologii magazynowania. Do efektywnych rozwiązań należało wykorzystanie pojemności cieplnej wody, ciepła przemian fazowych, jak również magazynowanie w układzie centralnym i rozproszonym. Możliwe do osiągnięcia względne efekty energetyczne, ekonomiczne i ekologiczne magazynowania ciepła jawnego mogą wynieść od 5,1% do 6,38%. Możliwa do osiągnięcia poprawa sprawności systemu wyniosła 21 punktów procentowych przy zastosowaniu rozproszonego magazynowania ciepła z wykorzystaniem ciepła utajonego przemiany fazowej. Możliwe obniżenie mocy źródła wyniosło 17,3% przy wykorzystaniu pasywnego sposobu magazynowania ciepła.

EN

For the further development of district heating systems in terms of the use of renewable energy sources, waste heat and achieving the standard of an energy-efficient heating system, extensive use of heat storage technology is necessary. Heat storage in district heating systems is in line with the principles of sustainable development and the idea of cities of the future. The article presents the justification of heat surplus storage in heating systems by indicating the possible effects of use various storage technologies. The effective solutions included the use of the heat capacity of water, the heat of phase change, as well as central and dispersed heat storage. The achievable relative energy, economic and ecological effects of sensible heat storage may range from 5.1% to 6.38%. The achievable improvement in system efficiency was 21 percentage points when using dispersed heat storage and the latent heat of the phase change. The possible reduction of the source’s heat output was 17.3% with the use of passive heat storage method.

4

Net billing z magazynem ciepła

Ciuła Ryszard, Krzyżanowska Agata, Kalinowski Krzysztof, Wiśniewski Grzegorz

Energia i Recykling : gospodarka obiegu zamkniętego

|

2023

|

nr 4

PL

Mija rok od początku wprowadzania nowego systemu rozliczenia energii wyprodukowanej w instalacjach fotowoltaicznych działających w systemie net billing. Wiemy już, jakie bieżące zmiany spowodował na rynku fotowoltaiki prosumenckiej nowy system rozliczeń nadwyżek wyprodukowanej energii elektrycznej, która oddawana jest do sieci. Jakie są perspektywy dalszego rozwoju w nowym systemie rozliczeń prosumentów oraz następstwa tego w obszarze innych usług dla prosumentów?

5

Modular heat storage in waste heat recovery installations

Górszczak Piotr, Rywotycki Marcin, Hojny Marcin, Filo Grzegorz

Archives of Thermodynamics

|

2023

|

Vol. 44, no 3

301--323

EN

The paper presents the methodology of designing a system for accumulating waste heat from industrial processes. The research aimed to analyse the fluid’s movement in the heat accumulator to unify the temperature field in the volume of water constituting the heat buffer. Using the computer program Ansys Fluent, a series of computational fluid dynamics simulations of the process of charging the heat storage with water at 60◦C, 70◦C, and 80◦C was carried out. The selected temperatures correspond to the temperature range of unmanaged waste heat. In the presented solution, heat storage is loaded with water from the cooling systems of industrial equipment to store excess heat and use it at a later time. The results of numerical calculations were used to analyse the velocity and temperature fields in the selected structure of the modular heat storage. A novelty in the presented solution is the use of smaller modular heat storage units that allow any configuration of the heat storage system. This solution makes it possible to create heat storage with the required heat capacity.

6

Zastosowanie materiału zmiennofazowego do wygładzania wahań strumienia ciepła

Szulc Piotr, Tietze Tomasz, Smykowski Daniel, Redzicki Romuald, Sitka Andrzej

Rynek Energii

|

2021

|

Nr 5

36--40

PL

W artykule przedstawiono innowacyjną metodę wygładzania wahań strumienia ciepła, wykorzystującą przemianę fazową materiału wypełniającego akumulator ciepła. Badania przeprowadzono na instalacji pilotażowej, której głównym elementem był akumulator ciepła o pojemności cieplnej 500 MJ. Jako materiał zmiennofazowy wykorzystano sól „hitec” o składzie: 53% KNO3, 40% NaNO2 i 7% NaNO3. Akumulator zasilany był parą wodną o stałej temperaturze i zmiennym strumieniu masy, natomiast po stronie wtórnej chłodzony był wodą o stałym strumieniu masy. Do sterowania instalacją zastosowano tradycyjne układy wykorzystujące regulatory PI oraz sztuczną sieć neuronową. Na podstawie analizy otrzymanych wyników pomiarów stwierdzono, że praca akumulatora ciepła w obszarze przemiany fazowej wygładza wahania strumienia ciepła. Przeprowadzone testy pokazały również, że lepszą jakość sterowania uzyskuje się poprzez zastosowanie sztucznych sieci neuronowych.

EN

The paper presents an innovative method of a heat storage with phase change material to smoothing a heat flux fluctuations. Measurement results were obtained at a pilot scale heat storage installation. The main device of the installation was a heat storage unit with a thermal capacity of 500 MJ, filled with a mixture of “hitec” salt with the composition of 53% potassium nitrate KNO 3 , 40% sodium nitrite NaNO 2 and 7% sodium nitrate NaNO 3 . The heat storage unit was powered by vapor at a constant temperature of 200C and a variable mass flow up to 2000 kg/h, and cooled by water with a constant mass flow equal to 1750 kg/h. It has been shown that heat storage unit working in phase transition region smoothed heat flux fluctuations. The heat storage installation was controlled by traditional control systems based on PI controllers and an artificial neural network. Tests have shown that better control quality were obtained when using the neural networks.

7

Teoretyczne i eksperymentalne badania akumulatora ciepła z materiałem zmiennofazowym

Szulc Piotr, Smykowski Daniel, Tietze Tomasz, Sitka Andrzej, Redzicki Romuald

Rynek Energii

|

2021

|

Nr 3

73--78

PL

W artykule przedstawiono badania eksperymentalne oraz symulacje pracy akumulatora ciepła wypełnionego materiałem zmiennofazowym (PCM) w skali laboratoryjnej. Badania obejmowały testy ładowania i rozładowywania akumulatora oraz symulacje numeryczne reprezentujące wymienione procesy. Na podstawie badań laboratoryjnych przeprowadzono walidację modelu numerycznego akumulatora. Symulacje numeryczne umożliwiły dokonanie szczegółowej analizy procesów cieplno-przepływowych zachodzących podczas pracy akumulatora. Otrzymane wyniki pozwoliły na wyznaczenie czasu ładowania i rozładowywania, wizualizację rozkładu temperatury w PCM, określenie spadku temperatury pomiędzy wlotem i wylotem akumulatora, a także obliczenie strumienia ciepła przekazywanego do PCM.

EN

The paper presents combined computational and experimental study of a laboratory-scale heat storage unit with phase change material (PCM). The study involved laboratory tests of charging and discharging process of the heat storage unit, as well as the numerical simulations representing aforementioned processes. This approach allowed to validate the numerical model with respect to experimental results as well as to analyze the thermal and flow processes during the heat storage unit operation. The laboratory-scale heat storage unit was tested by the use of an original laboratory installation, described in the article. The aim of the laboratory tests was to perform charging and discharging of the heat storage unit using air stream. Numerical model of the laboratory heat storage unit was created and verified with reference to experimental results. Obtained results allowed to determine the charging and discharging time, temperature distribution in the PCM material, temperature drop at inlet/outlet of the heat storage unit as well as thermal power during charging and discharging.

8

Potencjał magazynowania ciepła akumulatorów PCM w miejskim systemie ciepłowniczym w układzie rozproszonym

Turski Michał

Rynek Energii

|

2021

|

Nr 6

36--43

PL

W artykule przedstawiono potencjał magazynowania ciepła akumulatorów PCM w miejskim systemie ciepłowniczym w układzie rozproszonym. Wyróżniono teoretyczny i techniczny potencjał magazynowania ciepła. Teoretyczny potencjał magazynowania ciepła został zdefiniowany jako całkowity, dobowy potencjał magazynowania ciepła dla węzłów ciepłowniczych, a techniczny potencjał jako ilość ciepła możliwego do zmagazynowania z wykorzystaniem materiału zmiennofazowego. Wyniki technicznego potencjału magazynowania ciepła są właściwe dla PCM uwodnionego trisiarczanu sodu Na2S2O3·5H2O oraz dla parafiny z 25 atomami węgla. Badania zostały przeprowadzone dla systemu ciepłowniczego o parametrach zasilania i powrotu 120/60°C w zakresie mocy węzłów cieplnych do 2000 kW oraz w zakresie względnych wartości ciepła nieodebranego przez użytkowników do 50%. Badania obejmowały wyznaczenie charakterystyk pracy systemu ciepłowniczego z zastosowaniem symulacji w programie TRNSYS dla wybranego okresu sezonu grzewczego. Symulacje zastosowania magazynowania ciepła w sieci ciepłowniczej zostały przeprowadzone w odniesieniu do godzinowych wartości temperatury powietrza zewnętrznego dla roku standardowego. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że na zasadność zastosowania akumulatorów ciepła PCM w miejskim systemie ciepłowniczym w układzie rozproszonym wskazują wyniki dotyczące technicznego, średniodobowego potencjału magazynowania ciepła wynoszące ok. 50–60% całkowitej ilości ciepła możliwego do zmagazynowania w sieci ciepłowniczej. Ten poziom zmniejszenia strat ciepła systemu ciepłowniczego niewątpliwie przyczyniłby się do istotnej poprawy jego efektywności.

EN

The article presents the heat storage potential of dispersed PCM accumulators in a district heating system. The theoretical and technical potential of heat storage were distinguished. The theoretical heat storage potential was defined as the total daily heat storage potential for district heating substations, and the technical potential was defined as the amount of heat that could be stored using a phase change material. The results of the technical heat storage potential are adequate for PCM hydrated sodium trisulfate Na 2 S 2 O 3 · 5H 2 O and for paraffin with 25 carbon atoms. The tests were carried out for a heating system with the supply and return parameters of 120/60°C in the heat output range of heating substations up to 2000 kW and in the range of relative heat values not collected by users up to 50%. The research included determining the operating characteristics of the district heating system with the use of simulations in the TRNSYS software for the selected period of the heating season. The simulations of the use of heat storage in the district heating network were carried out in relation to the hourly values of the external air temperature for the standard meteorological year. On the basis of the conducted research, it was found that the validity of the use of dispersed PCM heat accumulators in a district heating system is indicated by the results concerning the technical, average-daily heat storage potential in the range of approx. 50–60% of the total amount of heat that can be stored in the district heating network. This level of heat losses reduction in the district heating system would undoubtedly contribute to a significant improvement in its efficiency.

9

Modelowanie numeryczne wpływu rodzaju materiału zmiennofazowego na parametry pracy akumulatora ciepła

Sitka Andrzej, Szulc Piotr, Smykowski Daniel, Redzicki Romuald

Rynek Energii

|

2021

|

Nr 2

42--48

PL

W artykule przedstawiono wyniki modelowania numerycznego możliwości zastosowania mieszanin materiałów zmiennofazowych do akumulacji ciepła. Mieszaniny uwzględnione w symulacjach, opracowano w ramach badań własnych. Zastosowano materiały PCM o temperaturze przemiany fazowej wyższej niż 300°C. Na potrzeby modelowania numerycznego opracowany został model matematyczny akumulatora ciepła z przemianą fazową. Badano wpływ strumienia masy pary ładującej i powietrza rozładowującego akumulator oraz temperatury powietrza rozładowującego akumulator na strumień ciepła po stronie ładowania i rozładowywania. Na podstawie przeprowadzonej analizy otrzymanych wyników badań, stwierdzono, że najkorzystniejszym materiałem do zastosowania jest PCM 1 (NaNO3) o temperaturze przemiany fazowej 308°C. W przypadku zastosowania tego materiału, jednakowy wzrost strumienia masy czynnika ładującego i rozładowującego, skutkuje takim samym wzrostem strumienia ciepła ładowania i rozładowania. Z tego wynika porównywalna wartość strumienia ciepła ładowania i rozładowania oraz czas ładowania i rozładowania. Są one zbliżone w całym zakresie strumienia masy czynnika ładującego i rozładowującego. Stąd, zastosowanie tego materiału zapewnia najlepsze możliwości skalowania i umożliwia dużą elastyczność pracy akumulatora ciepła w stosunku do pozostałych badanych materiałów zmiennofazowych.

EN

The article presents the results of numerical modelling of the possibility of application of the phase change materials for the heat storage. The mixtures taken into account in the simulations, were developed within own studies. The materials of phase change temperature over 300°C were taken into account. For the purposes of numerical modelling, a mathematical model of the heat storage unit was developed. The authors have studied the influence of charging steam stream and discharging air stream on charging and discharging thermal power. Based on performed analysis, it was indicated that the most suitable material is PCM 1 (NaNO 3 ), which is characterized by a phase change temperature equal to 308°C. In case of this material, equal increase of charging fluid stream and discharging fluid stream, results with an equal growth of charging and discharging thermal power. In consequence, both charging and discharging thermal power as well as charging and discharging time remain similar for entire range of mass stream of charging and discharging fluid. As a result, application of this material for heat storage, guarantees largest scaling capabilities and allows large flexibility of the heat storage unit operation, comparing to other tested materials.

10

Energetyczne, ekonomiczne i środowiskowe aspekty magazynowania ciepła w systemie ciepłowniczym

Turski Michał, Jachura Agnieszka

Rynek Energii

|

2021

|

Nr 4

52--60

PL

W artykule przedstawiono energetyczne, ekonomiczne i środowiskowe aspekty zastosowania magazynowania ciepła w sieci ciepłowniczej z wykorzystaniem pojemności cieplnej wody. Analiza obejmowała dwa niewykluczające się wzajemnie warianty. Wariant pierwszy dotyczył wykorzystania centralnego akumulatora ciepła na zasilaniu sieci ciepłowniczej. Wariant drugi zakładał wykorzystanie rozproszonych akumulatorów ciepła stabilizujących i regulujących temperaturę powrotu sieci ciepłowniczej. Badania zostały przeprowadzone dla systemu ciepłowniczego o mocy 330 MW, który stanowi standardowe i popularne rozwiązanie w wielu ośrodkach miejskich. Badania obejmowały wyznaczenie charakterystyk pracy systemu ciepłowniczego z zastosowaniem symulacji w programie TRNSYS dla wybranego okresu sezonu grzewczego. Symulacje dla proponowanych wariantów zastosowania magazynowania ciepła w sieci ciepłowniczej zostały przeprowadzone w odniesieniu do godzinowych wartości temperatury powietrza zewnętrznego dla roku standardowego. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że dla analizowanego systemu ciepłowniczego możliwe jest osiągnięcie oszczędności energii do 123 TJ/sezon, co stanowi 6,38% rocznej produkcji ciepła dla analizowanego systemu ciepłowniczego. Takie rozwiązanie może pozwolić na osiągnięcie rocznej korzyści finansowej 1,32 mln €, co stanowi 6.38% sprzedaży ciepła, przy ograniczeniu całkowitej emisji zanieczyszczeń ok. 15,1 Gg/sezon.

EN

The article presents energy, economic and environmental aspects of the application of heat storage in a district heating network with the use of heat capacity of water. The analysis included two variants that are not mutually exclusive and could be used simultaneously. The first variant concerned the use of a central heat accumulator at the supply of the heating network. The second variant assumed the use of dispersed heat accumulators to stabilize and regulate the return temperature of the heating network. The research was carried out for the district heating system with a heat output of 330 MW, which is a standard and popular solution in many urban areas. The research included determining the operating characteristics of the heating system using simulations in the TRNSYS software for a selected period of the heating season. The simulations for the proposed variants of the use of heat storage in the district heating network were carried out for the hourly values of the outside air temperature for the standard meteorological year. On the basis of the conducted research, it was found that for the analyzed district heating system it is possible to achieve energy savings of up to 123 TJ/season, which constitutes 6,38% of the annual heat production for the analyzed heating system. Such a solution may allow for an annual financial benefit of M€ 1,32, which is 6,38% of heat sales, with a reduction in the total emission of approximately 15,1 Gg/season.

11

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.

12

Magazyny ciepła − przybliżone obliczenia i wdrożenia

Matysko Robert, Dutkowski Krzysztof, Orłowska Magdalena

Chłodnictwo i Klimatyzacja

|

2021

|

nr 11-12

41--43

PL

Magazynowanie ciepła staje sią coraz istotniejszym zagadnieniem w związku z rozwojem technologii mających na celu optymalizacją produkcji i rozpływu ciepła − zarówno w aspektach miejskich, gminnych, jak i indywidualnego odbiorcy. W artykule opisano zagadnienia związane z magazynowaniem ciepła w zasobnikach wodnych współpracujących z pompami ciepła oraz kolektorami słonecznymi. Opisano również alternatywne metody magazynowania ciepła na przykład w materiałach PCM lub w gruncie.

13

Application of poly amide 6 as a phase change material: Preliminary studies

Raźny Natalia, Naplocha Krzysztof

Zeszyty Energetyczne

|

2020

|

T. 7

59--69

EN

Phase-change materials (PCMs) have been the subject of numerous studies for many years thanks to their ability to accumulate heat from phase transitions. This group of materials is different to conventional groups, such as metals, polymers or ceramics. A PCM can be any material with specific parameters, such as the temperature of the phase transition suitable for the application, high enthalpy of the transition, easy product availability or a relatively low price. Applications for this type of material are numerous – from construction, where they are used to collect heat for cooling and heating buildings, through water heating, collecting heat from solar panels, creating smart textiles for athletes and people working in changing weather conditions, to planned applications in food packaging to keep food at the right temperature for longer. Corrosion issues with common PCM salts used in a medium temperature range (150–250°C) induced the development of chemically nonaggressive materials. Due to its high availability, satisfactory melting point for use in heat accumulators and relatively low price, polyamide 6 was used in a series of tests. Polymers are not a popular material for PCM due to their low melting enthalpy and fast degradation. Static temperature exposure tests were run and the first cooling curves were examined to determine whether polyamide 6 is a suitable PCM for this application. The results obtained so far are optimistic, but further tests will be required to determine the performance of the material during repeated charging and discharging cycles of the heat accumulator (heating and cooling of the polymer).

14

Porównanie poszczególnych faz LCA kolektora słonecznego bez i z magazynem ciepła

Jachura Agnieszka, Czapski Radosław

Rynek Energii

|

2020

|

Nr 1

31--35

PL

W artykule zaprezentowano ocenę oddziaływania na środowisko, w całym cyklu życia, rozwiązania polegającego na integracji materiału zmiennofazowego z kolektorem rurowo – próżniowym. Porównano dwa rozwiązania: tradycyjny kolektor rurowo – próżniowy oraz analogiczny kolektor, wypełniony parafiną. Ekologiczną ocenę cyklu życia przeprowadzono z wykorzystaniem metody Ekowskaźnik’99. Końcowy wynik LCA zaprezentowano z uwzględnieniem trzech kategorii szkód: zdrowia ludzkiego, jakości ekosystemu i zasobów naturalnych. Wykazano wpływ wszystkich etapów cyklu życia analizowanej technologii na środowisko. Największe wpływy na środowisko uzyskano w kategorii zdrowia ludzkiego, które stanowiły średnio 64% ogólnie wyrządzonych szkód, z największym oddziaływaniem w kategorii rakotwórczość. Mniejsze obciążenie środowiskowe uzyskano dla kolektora zintegrowanego z parafiną.

EN

The article presents an assessment of the environmental impact throughout the life cycle of a solution based on the integration of phase-change material with a vacuum tube collector. Two solutions were compared: a traditional tube-vacuum collector and an analogue collector filled with paraffin. The ecological assessment of the life cycle was carried out using the Eko-indicator'99 method. The final LCA result was presented taking into account three categories of damage: human health, ecosystem quality and natural resources. The impact of all stages of the life cycle of the analysed technology on the environment has been demonstrated. The largest environmental impacts were obtained in the category of human health, which constituted on average 64% of the total damage caused, with the highest impact in the category of carcinogenicity. A lower environmental load was obtained for the collector integrated with paraffin.

15

Energy Consumption Determination of the Heat Storage Device Based on the Phase Change Material Depending on the Temperature Ranges

Bondarenko Vladyslav, Faik Abdessamad, Grosu Yaroslav, Stoudenets Victor

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2020

|

Tom 22, cz. 1

144--155

EN

The work concerns determining the energy performance of the heat storage device based on the phase change material for the solar dish Stirling unit. Experimental studies were performed with the heat storage material, made of the eutectic metal alloy Mg-51%Zn. The energy characteristics are determined by mathematical analysis of the experimental data and simulation of the process of cooling the heat storage.

16

Water-paraffin dispersion systems: manufacturing and application

Yovchenko Alla, Bespalko Sergii, Tryhub Oksana, Poliakov Sviatoslav, Baret Guy, Munoz Miranda Alberto

Acta Innovations

|

2020

|

no. 36

31--47

EN

The paper presents the study results of the stability and heat storage capacity of paraffin-in-water phase change suspensions (PCSs) obtained by the homogenization of paraffin and water in the developed rotary hydrodynamic homogenizer. The optimal concentration of components for obtaining stable paraffin-in-water suspensions is found. It is shown that the stable PCSs in the form of pastes, gels, and liquids can be obtained depending on the concentration of water, paraffin, and the surface active agent (SAA) as well as its type. In addition, the scheme of the solar heating system with the heat storage tank where the PCS functions both as the heat transfer fluid and the heat storage media is presented. It is shown that the use of PCS in the domestic solar heating system allowed the heat storage capacity of the storage tank to be increased by 25% as a result of the high fusion heat of paraffin and the high value of the water specific heat capacity. The estimation of the saving rate from applying fluid PCS as a heat storage medium is also presented and discussed.

17

Analiza zastosowania magazynu ciepła z materiałem PCM przy niedopasowaniu wydajności źródła i odbiornika chłodu

Karwacki Jarosław, Kwidziński Roman, Lackowski Marcin, Kapica Paulina, Śniadała Tadeusz, Leputa Piotr, Laskowski Marek

Nowa Energia

|

2019

|

nr 2

40--49

PL

W pracy omówiono zagadnienia projektowe związane z doborem magazynu chłodu z materiałem PCM do instalacji wody lodowatej zasilanej agregatem adsorpcyjnym. Dla analizowanego obiegu opracowano model o parametrach skupionych i wykonano obliczenia pięciu różnych przypadków. Analiza otrzymanych wyników pozwoliła na określenie optymalnej wielkości magazynu oraz wpływu działania elementów automatyki.

18

Modelling heat flow in a heat storage system with the use of the Finite Volume Method

Sobieski Wojciech

Journal of Applied Computer Science

|

2019

|

Vol. 27, nr 1

27--49

EN

Non-stationary heat flow was analysed in a heat storage system comprising a flat multilayer structure with different parameters and thickness. Concrete was the heat storage material, and water was the transfer medium responsible for supplying and evacuating heat from the storage medium. It was assumed that the modelled heat storage system may be powered by a solar thermal collector. Data were collected over a period of 24 hours, and they were analysed separately for the heat accumulation phase and the heat recovery phase. Calculations were performed in a program developed by the author based on the Finite Volume Method (FVM). The main aim is to illustrate the basic features of the developed numerical code and to find effective methods for evaluating the applicability of the modelled structures for heat storage. Except that, in the paper the possibilities are discussed for the use of the source component of the diffusion equation to describe various phenomena of physical, chemical and biological nature. The present article was motivated by the observation that FVM is currently not applied in the process of designing heat storage systems.

19

Stabilizacja temperatury w pomieszczeniach z wykorzystaniem zasobników ciepła/chłodu z materiałem PCM zintegrowanych z systemem wentylacji budynku

Jaworski Maciej, Rusowicz Artur, Grzebielec Andrzej

Inżynieria Bezpieczeństwa Obiektów Antropogenicznych

|

2019

|

Nr 3

PL

W pracy przedstawiono pasywną metodę mającą na celu ograniczenie zapotrzebowania na energię do celów klimatyzacji, której istotą jest zwiększenie bezwładności cieplnej struktury budynku przez zastosowanie materiałów zmiennofazowych PCM. Opisano różne metody wkomponowania materiałów PCM w różne elementy budynku. Przedstawiono również wyniki badań eksperymentalnych wybranych typów zasobników ciepła z PCM pokazujące wpływ zwiększonej bezwładności cieplnej struktury budynku na stabilizację temperatury wewnątrz pomieszczeń. W szczególności opisano badania zasobnika ciepła/chłodu zbudowanego z kompozytu gipsowego z dodatkiem PCM zintegrowanego z systemem wentylacji budynku.

EN

The paper presents a passive method aimed at limiting the energy demand for air-conditioning purposes, the essence of which is to increase the thermal inertia of the building structure by using phase change materials, PCM. Different methods of incorporation of PCMs into various building elements are described. The results of experimental research on selected types of heat storage units with PCM showing the effect of increased thermal inertia of the structure of the building on the stabilization of indoor temperature were also presented. In particular, the research describes a heat cold storage unit produced of a gypsum composite with the addition of PCM, integrated with the building ventilation system.

20

Analysis of thermal parameters of heat storages for use in vehicles with combustion engines

Mężyk Przemysław, Przybyła Grzegorz, Petela Karolina

Combustion Engines

|

2019

|

R. 58, nr 4

119--125

EN

The propulsion system of a vehicle using an internal combustion engine generates a significant amount of waste heat during operation, which is almost entirely discharged into the environment without any useful effect. One of the ways of using waste heat is storing it, and then using, for example, when starting the engine in winter conditions. The application of the indicated solution, in particular for the combat vehicle will allow to reduce the effects of cold start and will shorten the time of preparing such a vehicle for combat operations. The article presents: types of heat accumulators that could be used in a military vehicle, the results of preliminary tests carried out on the test stand and the impact of an additional heat source on the time of heating the internal combustion engine and on emission of exhaust gas components.