Modelowanie numeryczne wpływu rodzaju materiału zmiennofazowego na parametry pracy akumulatora ciepła
Numerical modeling of the phase change material impact on the heat storage unit operation parameters
Andrzej Sitka, Piotr Szulc, Daniel Smykowski, Romuald Redzicki
Streszczenie
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.
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.