Оценка эффективности работы аккумуляторов теплоты фазового перехода экспериментальным путем и методом эксергетического анализа
Abstract
Целью настоящего исследования являлась оценка эффективности работы аккумуляторов теплоты фазового перехода методом эксергетического анализа. Ранее проведенные автором статьи экспериментальные исследования показали, что аккумуляторы теплоты фазового перехода имеют определенные недостатки. Основным из них можно назвать довольно низкие «разрядные» характеристики, что объяснимо низким коэффициентом теплопроводности шара затвердевшего аккумулирующего материала, образующегося около теплообменных конструкций на начальном этапе работы аппарата в режиме «разряд». Происходит «закрытие» оттока теплоты от внутренних шаров к теплообменным конструкциям. Для оценки эффективности работы аккумуляторов теплоты фазового перехода, взята конструкция аккумулятора теплоты на основе парафина, которая представляет собой изготовленную из стали, заполненную твердым теплоаккумулирующим материалом фазового перехода, горизонтально ориентированную емкость (корпус) в форме параллелепипеда. В качестве цилиндрического источника теплоты использовано трубный пучок, состоящий из 8-ми стальных труб, расположенных по центру емкости параллельно ко дну корпуса модуля. Система запорной арматуры позволяет комбинировать различные варианты размещения нагревательных труб: шахматное или коридорное их расположение в теплоаккумуляторе. Полученные методом эксергетического анализа результаты соответствуют данным экспериментальных исследований, которые показали, что температура глубинных слоев выше от температуры слоя закристаллизованного аккумулирующего материала. В заключение сделан вывод о необходимости улучшения условий «заряда», проведение мероприятий по интенсификации процессов теплоотвода и хранения тепловой энергии путем применения как развитых поверхностей теплообмена, так и новых, более эффективных теплоизоляционных материалов.
References
Antypov, I. О. (2015). Eksperimental'noye issledovaniye protsessov fazovogo perekhoda v teploakkumuliruyushchikh materialakh organicheskogo proiskhozhdeniya [Experimental studies of phase transition in the heat storage materials of organic origin]. Bulletin of the All-Russian Research Institute for Electrification of Agriculture, 3 (20), 44–49.
Antypov, I. O. (2015). Eksperymentalʹne doslidzhennya efektyvnosti novoyi konstruktsiyi akumulyatora teploty fazovoho perekhodu [Experimental study of the effectiveness of the new design of heat power phase transition]. Scientific Journal NUBiP Ukraine, 209 (2), 253–257.
Rubinstein, L.I. (1970). Problema Stefana [Stefan problem]. Zvayzgne, 232.
Gritsuk, I.V., Gritsuk Y.V., Chernyak Y.V. (2014). Algoritm i programma eksergeticheskogo analiza teplovogo akkumulyatora fazovogo perekhoda sistemy progreva transportnogo dvigatelya [The algorithm and the program exergetic analysis of the phase transition heat storage system warm vehicle engine]. Collection of Science Donetsk Institute of Railway Works, 39, 111–126.
Aleksandrov, V.D., Gutarevich Y.F., Gritsuk I.V. (2014). Teplovyye akkumulyatory fazovogo perekhoda dlya transportnykh sredstv: parametry rabochikh protsessov [The thermal phase transition batteries for vehicles: workflow settings]. Donetsk, 230.
Kukolev, M.I. (1996). Otsenka effektivnosti ispol'zovaniya massy teplovogo akkumulyatora [Evaluating the effectiveness of the use of the thermal mass of the battery]. Proceedings of the Faculty of Forest Engineering PetrSU, 40–42.
Antypov, I.A. (2015). Eksperimental'noye issledovaniye osnovnykh rezhimov raboty nizkotemperaturnykh akkumulyatorov teploty fazovogo perekhoda kozhukhotrubnogo tipa [Experimental study of the major modes of low-temperature heat accumulators phase transition shell and tube-type]. J. Kharkov National Technical University of Agriculture named after Peter Vasilenko, 164, 101–103.
Antypov, I. О. (2016). Eksperimental'noye issledovaniye effektivnosti razryadnykh kharakteristik akkumulyatora teploty fazovogo perekhoda s gladkoy teploobmennoy poverkhnost'yu [Experimental study of the efficiency of the battery discharge characteristics of heat of phase transition with a smooth heat exchange surface]. Bulletin of the All-Russian Research Institute for Electrification of Agriculture, 1 (16), 196–200.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Relationship between right holders and users shall be governed by the terms of the license Creative Commons Attribution – non-commercial – Distribution On Same Conditions 4.0 international (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).