DEVELOPMENT AND DETERMINATION OF PARAMETERS OF SEASONAL COLD ACCUMULATORS WITH PHASE TRANSFORMATION
DOI:
https://doi.org/10.20535/1813-5420.3.2023.289679Keywords:
battery, phase transition, crystallization, shell, cooling circuitAbstract
The purpose of this study is to develop and justify the parameters of new structures of seasonal batteries with phase transformation of the storage material, which allow to get rid of deformations and destruction of the contacting elements of the battery structure when the aggregate state changes. The design of a seasonal battery with a phase transformation of the storage material is based on a shell that allows to compensate for the expansion of the material when the aggregate state changes. Determination of the dependence of the energy parameters on the geometric parameters and thermophysical parameters of the constituent elements of the seasonal battery with phase transformation, which allow the battery capacity and power at different stages of discharge and charge. The study of phase transition processes made it possible to establish the characteristic stages of charging and discharging the battery: heating the material to the phase transformation temperature; heat transfer for phase transformation 0°C; heating the material after the phase transformation; cooling the material to the phase transformation temperature; heat removal for phase transformation 0°C (in some cases hypothermia up to 3-4°C is possible; cooling of the material after the phase transformation. The largest battery power values occur at the stage of cooling the material to the temperature of the phase transformation and heating the material after the phase transformation (25.62 kW ). The lowest power of the battery (13.56 kW) is observed heating of the material to the temperature of the phase transformation and cooling of the material after the phase transformation, which is explained by the low heat exchange of the accumulating substance in the solid state. Based on the conducted research, recommendations were made that the prospects for the development and optimization of the design of seasonal batteries with the phase transformation of the accumulating material.
References
Zaichenko S. et al. Substantiation of diagnostic parameters of autonomous sources of electric energy on the basis of the internal combustion engine at development of system of technical diagnostics //POWER ENGINEERING: economics, technique, ecology. – 2020. – №. 3. – С. 29-34.
Klychev S. I. et al. Thermal Losses of a Three-Layer Underground Cylindrical Heat Accumulator of Solar Installations //Applied Solar Energy. – 2021. – Т. 57. – №. 6. – С. 523-527.
Kortiš J., Gottwald M. Numerical Simulation of Thermal Energy Storage in Underground Soil Heat Accumulator //Civil and Environmental Engineering. – 2014. – Т. 10. – №. 2. – С. 93-97.
Basok B. et al. Three-dimensional numerical model of hydrodynamics and heat transfer in the system" soil–heat exchanger–heat carrier //ACTUAL PROBLEMS OF RENEWABLE ENERGY, CONSTRUCTION AND ENVIRONMENTAL ENGINEERING. – 2021. – С. 45.
Горобець В. Г., Антипов Є. О. Застосування сонячних енергетичних установок та акумуляторів теплоти в системах тепло забезпечення теплиць //Техніка та енергетика/Machinery & Energetics. – 2014. – №. 194.
Забарний Г. М. и др. Сезоне акумулювання теплоти в підземних акумуляторах:-К //ТОВ «ВІОЛ-ПРИНТ. – 2009./ Антипов Є. О. Енергозберігаюча система теплопостачання на базі сезонного акумулятора теплоти //Науковий вісник Таврійського державного агротехнологічного університету. – 2015. – №. 5, Т. 1. – С. 177-184.
Антипов Е. А. Исследование процессов тепло-и массопереноса в низкотемпературных аккумуляторах теплоты при фазовых превращениях аккумулирующего материала //Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. Технічні науки. – 2015. – №. 15, т. 2. – С. 131-135.
Антипов Є. О. Чисельне дослідження процесів теплопереносу в низькотемпературних акумуляторах теплоти при фазових перетвореннях акумулюючого матеріалу //Науковий вісник Національного університету біоресурсів і природокористування України. Серія: Техніка та енергетика АПК. – 2015. – №. 224. – С. 208-213.
Kozak K., Zhelykh V. Оцінка та аналіз характеристик теплових акумуляторів для повітряних геліосистем //Вентиляція, освітлення та теплогазопостачання. – 2016. – №. 19. – С. 65-70.
Rabczak S. Free-cooling in seasonal cold accumulator //International Journal of New Technology and Research. - 2015. - Т. 1. - №. 8. - С. 49-52.
Mehling, H. "Heat and cold storage with PCM" / H. Mehling, L. F. Cabeza. - Springer 2008.
Побігайло В.А., Зайченко С.В., Жукова Н.О., Шаленко В.О. Дослідження теплового режиму приводу мотор-барабану стрічкового конвеєра. // Енергетика: економіка, технології, екологія. – НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського», 2022. – № 2 (68). – С. 114-118.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
