Szilárd tüzelésű kazánhoz illesztett energiatároló rendszer vizsgálata
A fázisváltó anyagok olyan energiatároló anyagok, melyek a fázisváltozás közben felszabaduló látens hő segítségével, nagyobb energiasűrűséggel képesek a hőenergiát tárolni. A különféle alkalmazások során ezt az energiatárolást lehet kihasználni.
Egy régebbi munkánk során saját hőtani modellt alkottunk a fázisváltó anyagok hőtani viselkedésének leírásához. Numerikus számítások alapján vizsgáltuk egy családi ház fűtési rendszerét, ahol egy túlméretezett kazánt egy alulméretezett kazán és egy puffer tároló váltott fel. A szokványos puffer tartályokban víz végzi a hőtárolást, de mivel a hőkapacitás nem elég magas, ezért túl sok vízre, és túl nagy méretű tárolóra van szükség. Munkánk során sikerült bebizonyítanunk, hogy fázisváltó anyag alkalmazása mellett kisebb mint 5-öd akkora méretű tartály is elegendő, valamint növekedett a kazán hatásfoka és csökkent a felhasznált tüzelőanyag mennyisége.
Eredményeink validálásához méréseket végeztünk a tanszék Stokes laborjában. Megterveztük a beépítendő tartályt szilárdságtani szempontból, és hőtani számítások segítségével meghatároztuk a belső csőkígyók optimális helyzetét. A tárolót a laborban található szilárdtüzelésű kazánhoz illesztettük. Megterveztük a rendszer kialakítását, beszereztük a szükséges fázisváltó anyagot és elvégeztük az összeszerelési munkálatokat. Olyan rendszert alkottunk, melyben szabadon eldönthető, hogy a fázisváltó anyaggal töltött tároló sorosan vagy párhuzamosan van kapcsolva mind a hőtermelővel, mind a hőfogyasztóval. Így a puffertároló hőtermelő és hőfogyasztó szerepet is be tud tölteni a rendszerben. Mértük az előremenő és visszatérő hőmérsékleteket, a fűtővíz térfogatáramát, a labor és négy helyen a fázisváltó anyag hőmérsékletét.
Célunk, hogy a megépített rendszerből tanszéki mérést készítsünk, hogy egyetemista társaink is megismerkedhessenek a fázisváltó anyagokkal, az energiatárolás jövőjével.
Irodalom:
1. Andrássy Zoltán, Farkas Rita: Fázisváltó anyagok alkalmazása fűtéskorszerűsítésre, TDK dolgozat, 2013.
2. N. Soares et al.: Review of passive PCM latent heat thermal energy storage systems towards buildings’ energy efficiency, Buliding and Environment, pp. 82-103, 2012.
3. Wakao N. et al.: Effect of fluid dispersion coefficients on particle to fluid heat transfer coefficients in packed beds. Chemical Engineering, pp. 325-336, 1979/34.
4. Renato M. Lazzarin, Luigi Schibuola: Performance analysis of heating plants equipped with condensing boilers, Heat Recovery Systems, pp. 269-276, 1986.
szerzők
-
Farkas Rita
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc) -
Andrássy Zoltán
Épületgépészeti és eljárástechnikai gépészmérnök mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Szánthó Zoltán
egyetemi docens, Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék
