04.06.2020
Magazynowanie ciepła w materiałach PCM
Magazynowanie ciepła w materiałach PCM (Phase Change Material), oparte na wykorzystaniu przemian fazowych: krzepnięcia i topnienia jest dość powszechnie znane w literaturze fachowej z dziedziny energetyki. Przykłady analizy tego typu zjawisk zaprezentowano w załączonym materiale i w cytowanej w niej literaturze. Urządzenia w których jest magazynowane i uwalniane ciepło nazywane są akumulatorami ciepła. Zadaniem akumulatora ciepła jest gromadzenie energii na sposób ciepła w okresie występowania jej nadwyżki, a następnie uwalnianie w okresie jej niedoboru. Materiał PCM gromadzący i uwalniający energię jest odpowiednio dobrany ze względu na jego rodzaj i geometrię zewnętrzną. Stosowany w akumulatorach ciepła materiał PCM posiada możliwość gromadzenia relatywnie dużej ilości ciepła w jednostce masy materiału w porównaniu z innymi sposobami akumulowania ciepła. Racjonalne gospodarowanie energią dzięki stosowaniu akumulatorów ciepła pozwala na zmniejszenie jej zużycia, a co za tym idzie finalnie prowadzi do oszczędności paliw. Drugą istotną korzyścią, wynikającą bezpośrednio z mniejszego zużycia paliw, jest spadek emisji szkodliwych produktów spalania do środowiska naturalnego. Wybór optymalnej konstrukcji i rozmiaru akumulatora ciepła jest jednym z głównych zadań dla projektantów akumulatorów ciepła. Stosunek objętości do powierzchni zewnętrznej materiału, przez którą jest dostarczane lub wyprowadzane ciepło drogą przejmowania do czynnika pośredniczącego w wymianie ciepła jest bardzo ważnym parametrem akumulatora ciepła. W przedstawionej prezentacji omówiono różne kształty materiałów PCM ze względu na efektywne warunki wymiany ciepła. Do badania krzepnięcia jako reprezentacyjnego materiału PCM używana jest również woda jako bardzo dobry materiał badawczy ze względu na możliwość jego wielokrotnego użycia bez destrukcji stanowiska badawczego. Woda pozwala również zaobserwować wszystkie istotne elementy przebiegu zjawiska krzepnięcia. Więcej informacji znajdą Państwo na Platformie Edukacyjnej.