Magazynowanie ciepła oparte na zjawisku przemiany fazowej

Magazynowanie ciepła oparte na zjawisku przemiany fazowej (zdjęcie: 1/2)

Magazynowanie ciepła stanowi w energetyce ważki przedmiot zainteresowania. Do najbardziej powszechnych metod magazynowania ciepła można zaliczyć: wykorzystanie ciepła pojemnościowego, ciepła zmiany fazy, ciepła reakcji chemicznej, ciepła reakcji fotochemicznej i produkcje paliw. W niniejszym opracowaniu skoncentrowano się na magazynowaniu ciepła przy wykorzystaniu zjawiska topnienia lub krzepnięcia, które jest szczególnym przypadkiem występujących w rzeczywistości wielu przemian fazowych.

Rozważany system magazynowania i uwalniania ciepła obejmuje krzepnący materiał PCM, zbiornik i czynnik pośredniczący służący do transportu ciepła na zewnątrz systemu. Przykładowy sposób magazynowania i uwalniania ciepła przedstawiono na rysunku 1. W zaizolowanym cieplnie zbiorniku znajduje się materiał PCM poddawany kolejno topieniu przy magazynowaniu ciepła i krzepnięciu przy jego uwalnianiu. Czynnik pośredniczący w magazynowaniu lub oddawaniu ciepła  przepływa wewnątrz kanału, bądź kanałów przepływowych, pogrążonych w materiale poddawanemu przemianie fazowej. Proces krzepnięcia rozpoczyna się od momentu osiągnięcia przez materiał PCM temperatury krzepnięcia. W tej fazie duże znaczenie na przebieg procesu mają właściwości termofizyczne materiału poddawanego temu procesowi, kształt geometryczny materiału, właściwości termofizyczne materiału i warunki odbioru ciepła.