PL246197B1 - Zmiennofazowy magazyn ciepła/chłodu z nanocząsteczkami i mechanizmem mieszającym - Google Patents
Zmiennofazowy magazyn ciepła/chłodu z nanocząsteczkami i mechanizmem mieszającym Download PDFInfo
- Publication number
- PL246197B1 PL246197B1 PL442482A PL44248222A PL246197B1 PL 246197 B1 PL246197 B1 PL 246197B1 PL 442482 A PL442482 A PL 442482A PL 44248222 A PL44248222 A PL 44248222A PL 246197 B1 PL246197 B1 PL 246197B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- phase change
- nanoparticles
- tank
- heat
- mixing mechanism
- Prior art date
Links
- 238000002156 mixing Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 230000008859 change Effects 0.000 title claims description 7
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 claims abstract description 50
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 6
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 abstract description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 238000002135 phase contrast microscopy Methods 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000004964 aerogel Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N dodecane Chemical compound CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JYCQQPHGFMYQCF-UHFFFAOYSA-N 4-tert-Octylphenol monoethoxylate Chemical compound CC(C)(C)CC(C)(C)C1=CC=C(OCCO)C=C1 JYCQQPHGFMYQCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011852 carbon nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000007931 coated granule Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 239000007863 gel particle Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002113 octoxynol Polymers 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
- F28D20/021—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat the latent heat storage material and the heat-exchanging means being enclosed in one container
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
- F28F13/12—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation
- F28F13/125—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation by stirring
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
- F28F19/002—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using inserts or attachments
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest magazyn ciepła/chłodu z materiałem zmiennofazowym ulepszonym przez domieszkę nanocząstek, który jest wyposażony w mechanizm mieszający. Mechanizm ten powoduje intensyfikację wymiany ciepła oraz zapobiega sedymentacji nanocząstek na dnie magazynu. Zasadnicza część mechanizmu mieszającego to obracające się łopatki rozmieszczone w dwóch rzędach nad dnem zbiornika wypełnionego ulepszonym materiałem zmiennofazowym. Boczna ściana tego zbiornika ma kształt cylindryczny i jest opleciona wężownicą, przez którą przepływa nośnik ciepła. Zbiornika z ulepszonym materiałem zmiennofazowym jest izolowany termicznie od otoczenia.
Description
Opis wynalazku
Przedmiot patentu
Przedmiotem patentu jest magazyn ciepła/chłodu z materiałem zmiennofazowym z dodatkiem domieszki nanocząstek, który wyposażony w mechanizm mieszający. Przedstawiona konstrukcja magazynu z materiałem zmiennofazowym z nanocząstkami zawiera obrotowe mieszadło, które powoduje intensyfikację wymiany ciepła oraz zapobiega sedymentacji nanocząstek na dnie magazynu.
Stan techniki
Materiał zmiennofazowy (PCM) charakteryzuje się tym, że pozwalaja na intensywne absorbowanie, magazynowanie i uwalnianie energii termicznej w postaci ciepła lub chłodu w określonym zakresie temperatur, w którym w materiale zachodzi przemiana fazowa (topnienie, krzepnięcie). Magazyny ciepła/chłodu, w których materiał akumulujący stanowi materiał zmiennofazowy, dzięki wykorzystaniu ciepła utajonego pozwalają na większą gęstość magazynowania energii w porównaniu do magazynów wykorzystujących ciepło jawne, np. magazynów wodnych. W praktyce oznacza to, że w porównaniu do magazynu wodnego, magazyn z PCM ma mniejszą objętość, pozwala na magazynowanie energii z mniejszymi stratami do otoczenia oraz na jej wykorzystanie w wymaganym momencie. Niestety PCMy, w szczególności organiczne, mają niską przewodność cieplną, która powoduje duży opór cieplny i znacznie spowalnia proces wymiany ciepła. To w rezultacie powoduje zmniejszenie szybkości ładowania i rozładowania magazynu, oraz ogranicza jego zastosowanie w niektórych aplikacjach oraz instalacjach.
W celu poprawy przewodności cieplnej PCM w magazynach ciepła lub chłodu aktualnie prowadzone są prace badawcze wykorzystujące takie techniki, jak mocowanie metalowych żeber do powierzchni wymiany ciepła lub stosowanie materiałów kompozytowych typu PCM z metalową osnową.
Z opisu patentu CN104140786B znany jest kompozytowy materiał zmiennofazowy, składający się z porowatego materiału, o przewodności cieplnej w zakresie 40-400 W/m-K (np. spienionego metalu lub ekspandowanego grafitu), stosowanego jako szkielet nośny, oraz z PCM w postaci metalu o niskiej temperaturze topnienia lub metalu o niskiej temperaturze topnienia z nanocząstkami, o temperaturze topnienia niższej lub równej 80°C, rozprowadzanymi w porach materiału porowatego. W efekcie zastrzeżony w tym patencie kompozytowy PCM charakteryzuje się zwiększoną przewodnością cieplną i wysoką gęstością magazynowania ciepła.
Natomiast we wzorze użytkowym CN207035921U zaprezentowano magazyn energii, składający się z magazynu z wieloma szczelnymi pojemnikami umieszczonymi w zamkniętym, izolowanym pojemniku. Każdy pojemnik zawiera wielowarstwową płytę z porowatego grafitu i sieć rur w kształcie serpentyny do wymiany ciepła z materiałem wypełniającym pojemnik. Pory porowatej płyty grafitowej w pojemniku są wypełnione nieorganicznym PCM. Nośnik ciepła krąży w serpentynowej sieci rur, które poprzez kolektory prowadzą do przyłączy na zewnętrznej ścianie hermetycznego pojemnika. Magazyn jest izolowany cieplnie warstwą pianki poliuretanowej lub warstwą z wełny mineralnej.
Jednakże wspomniane powyżej rozwiązania wprowadzają ograniczenia takie, jak zwiększenie masy i objętości układu magazynowego oraz zmniejszenie ilości PCM w magazynach.
Innym rozwiązaniem skupiającym się również na zwiększeniu przewodności cieplnej PCM jest ulepszanie materiałów przez dodawanie do nich nanocząstek węglowych, metali lub tlenków metali. Na przykład patent US2009236079A1 przedstawia materiał zmiennofazowy ulepszony przez rozproszenie w nim nanocząstek. Opisywany w patencie US2009236079A1 ulepszony PCM tworzy bazowy PCM, którym może być woda, cykloheksan, dodekan lub żel olejowy, oraz nanocząstki m iedzi, glinu, tlenku glinu, tlenku miedzi lub tlenku tytanu. Ulepszony PCM wykazuje zwiększoną przewodność cieplną w porównaniu z materiałem bazowym.
Z kolei w patencie CN104180521A przedstawiona jest koncepcja podgrzewacza wody z pompą ciepła i magazynem energii z materiałem zmiennofazowym z nanocząstkami. Podgrzewacz wody z pompą ciepła zawiera zbiornik - magazyn z materiałem zmiennofazowym z nanocząstkami, w którym jest umieszczona wężownica przez którą przepływa medium robocze oraz wężownica przez którą przepływa woda. Magazyn ciepła jest wypełniony PCM z nanocząstkami, którego temperatura przemiany fazowej wynosi 50-60°C i który zawiera następujące składniki w częściach wagowych: 0,5 do 2,0 części nanocząstek (nanorurki węglowe), 0,9 do 3,6 części dyspergatora (etoksylan oktylofenolu TX-10), 94,4 do 98,6 części PCM (parafina).
Niestety ulepszanie PCM przez domieszki nanocząstek powoduje, że po pewnym czasie mogą one sedymentować na dnie magazynu. Zjawisko to jest niekorzystne, gdyż prowadzi do powstania rozwarstwienia materiału zmiennofazowego ulepszonego nanocząsteczkami i do zmiany jego właściwości termofizycznych.
W celu zapobiegania sedymentacji nanocząstek w PCM, można zastosować enkapsulację. Z opisu patentowego US9493695B2 znana jest metoda makrokapsułowania nieorganicznych PCM takich, jak NaNO3, NaCl, KNO3, mających niską przewodność cieplną i które można użyć w magazynach ciepła w systemach elektrowni słonecznych (CPS). Aby zwiększyć przewodność cieplną i ułatwić magazynowanie, przeprowadza się makrokapsułkowanie tych PCM w granulkach powlekanych poliimidem. Przy czym wewnątrz powłoki poliimidowej znajduje się środek zwiększający chropowatość powierzchni, np. nikiel, węglik krzemu, węgiel. Po utwardzeniu powłoki poliimidowej, jej zewnętrzna powierzchnia jest pokrywana tlenkiem metalu, tlenkiem krzemu (SiO2) lub kompozytem grafen-tlenek krzemu. Makrokapsułka ma kształt cylindryczny, kulisty lub podłużny.
Należy zauważyć, że stosowanie specjalnych makrokaspułek, w których umieszcza się materiały zmiennofazowe (w tym także ulepszone materiały zmiennofazowe z nanocząstkami) może prowadzić do zwiększenia kosztów magazynów ciepła/chłodu oraz do powstawania tzw. „martwych” stref w zasobniku z makrokapsułkami.
Istota wynalazku
Istotą wynalazku jest zastosowanie mechanizmu mieszającego w magazynie ciepła/chłodu z ulepszonym materiałem zmiennofazowym (z dodatkiem domieszki nanocząstek). Mechanizm mieszający służy do wprawienia ulepszonego PCM z nanocząstkami w ruch, zapobiegając w ten sposób opadaniu nanocząstek oraz ich sedymentacji na dnie zbiornika magazynu.
Zmiennofazowy magazyn energii z nanoczątkami i mechanizmem mieszania pozwala na przechowywanie ciepła lub chłodu oraz jego wykorzystanie w wymaganym czasie.
Przedmiotem wynalazku jest magazyn energii termicznej, który posiada:
- obrotowy mechanizm mieszający, wprawiający w ruch materiał zmiennofazowy z dodatkiem domieszki nanocząstek i gromadzący ciepło/chłód podczas przemiany fazowej, który wypełnia zbiornik w kształcie cylindra o średnicy D z dnem płaskim i poziomym,
- w materiale zmiennofazowym z dodatkiem domieszki nanocząstek zanurzony jest obrotowy mechanizm mieszający o pionowej osi obrotu zaopatrzony w łopaty mieszające obracające się nad dnem zbiornika w odległości jednej dziesiątej wysokości tego zbiornika, gdzie łopaty mieszające są zamocowane w dwóch rzędach, a liczba łopat mieszających w rzędzie wynosi od 2 do 8, a zewnętrzna średnica łopat wynosi od 0,7D do 0,95D, łopaty mieszające w górnym rzędzie są zamocowane pod kątem wynoszącym od 30° do 60° w stosunku do osi pionowej (α), natomiast kąt między łopatami z różnych rzędów wynosi od 10° do 30°(β),
- wewnątrz zbiornika przy jego cylindrycznej ścianie znajduje się śrubowa wężownica, przez którą przepływa nośnik ciepła.
Zaletą magazynu wykonanego według wynalazku jest to, że:
1. Dodanie nanocząstek do materiału zmiennofazowego powoduje zwiększenie przewodności cieplnej materiału wypełniającego magazyn oraz wpływa na szybkość procesów ładowania i rozładowania magazynu.
2. Specjalna konstrukcja magazynu, w której znajduje się mechanizm mieszający, zapobiega pogorszeniu procesu magazynowania ciepła lub chłodu wskutek sedymentacji nanocząstek na dnie magazynu.
3. Ruch ciekłego PCM, wywołany działaniem mechanizmu mieszającego, powoduje intensyfikację wymiany ciepła lub chłodu między PCM a cieczą-nośnikiem ciepła poprzez konwekcję wymuszoną na powierzchni wymiany ciepła.
Objaśnienie rysunków
Budowa wewnętrzna magazynu według wynalazku jest przedstawiona na rysunkach, gdzie Fig. 1 pokazuje przekrój pionowy magazynu, a Fig. 2 - widok łopatek mechanizmu mieszającego.
Wynalazek ilustruje następujący przykład wykonania, nie stanowiący jego ograniczenia.
Przykład
Przedmiotowy wynalazek - specjalna konstrukcja magazynu ciepła/chłodu z ulepszonym materiałem zmiennofazowym i mechanizmem mieszającym, będąca przedmiotem wynalazku, została przed stawiona na Fig. 1. Konstrukcja ta zakłada, że magazyn ciepła/chłodu składa się z wewnętrznego, cylindrycznego zbiornika (5) o średnicy wewnętrznej D. Zbiornik (5) jest wypełniony ulepszonym PCM z dodatkiem nanocząstkek (6), z zachowaniem pustej przestrzeni ze względu na rozszerzalność termiczną PCM. We wnętrzu zbiornika (5) umieszczono mechanizm mieszający (7). Mechanizm mieszający wewnątrz zbiornika (5) składa się z pionowej osi napędowej, do której przy dolnym końcu zamocowano łopaty mieszające w dwóch rzędach. Mechanizm mieszający (7) jest wprowadzony do wewnętrznego zbiornika (5) w taki sposób, że łopaty mieszające (9) są całkowicie zanurzone w ulepszonym materiale zmiennofazowym i znajdują się w odległości jednej dziesiątej wysokości zbiornika wewnętrznego nad dnem tego zbiornika. Liczba łopat mieszających (9) w rzędzie wynosi od 2 do 8. Zewnętrzna średnica łopat (9) wynosi od 0,7D do 0,95D. Łopaty mieszające w górnym rzędzie są zamocowane pod kątem a wynoszącym od 30° do 60° w stosunku do osi napędowej. Natomiast kąt β występujący między łopatami z różnych rzędów wynosi od 10° do 30°. Mechanizm mieszający (7) w przedstawianej konstrukcji magazynu ciepła/chłodu jest używany w czasie, kiedy ulepszony materiał zmiennofazowy znajduje się w stanie ciekłym. Wówczas łopaty mieszające (9), wykonując ruch obrotowy wokół osi napędowej, wprawiają w ruch ciekły PCM z nanocząstkami i w ten sposób zapobiegają opadaniu nanocząstek i ich sedymentacji na dnie zbiornika (5). Wewnętrzny zbiornik (5) przy cylindrycznej ścianie jest opleciony wężownicą (4), przez którą przepływa nośnik ciepła. W celu ograniczenia strat ciepła do otoczenia, zbiornik wewnętrzny (5) wraz z wężownicą (4) jest umieszczony w większym zbiorniku (2). Przestrzeń między ścianą zbiornika (5), a wewnętrzną ścianą zbiornika (2) jest wypełniona materiałem izolującym termicznie (3), np. aerożelem.
Zestawienie indeksów na rysunkach
- wlot nośnika ciepła
- zbiornik zewnętrzny
- materiał izolujący termicznie (np. aerożel)
- wężownica
- zbiornik wewnętrzny
- ulepszony PCM z nanocząsteczkami
- mechanizm mieszający
- wylot nośnika ciepła
- łopaty mieszające mechanizmu mieszającego
D - wewnętrzna średnica zbiornika wypełnionego ulepszonym PCM α - kąt między górnym rzędem łopat mieszających a osią napędową β - kąt między rzędami łopat mieszający
Claims (1)
1. Magazyn energii termicznej znamienny tym, że posiada
- obrotowy mechanizm mieszający (7), wprawiający w ruch materiał zmiennofazowy z dodatkiem domieszki nanocząstek (6) i gromadzący ciepło/chłód podczas przemiany fazowej, który wypełnia zbiornik (5) w kształcie cylindra o średnicy D z dnem płaskim i poziomym,
- w materiale zmiennofazowym z dodatkiem domieszki nanocząstek (6) zanurzony jest obrotowy mechanizm mieszający (7) o pionowej osi obrotu zaopatrzony w łopaty mieszające (9) obracające się nad dnem zbiornika w odległości jednej dziesiątej wysokości tego zbiornika (5), gdzie łopaty mieszające (9) są zamocowane w dwóch rzędach, a liczba łopat mieszających (9) w rzędzie wynosi od 2 do 8, a zewnętrzna średnica łopat wynosi od 0,7D do 0,95D, łopaty mieszające (9) w górnym rzędzie są zamocowane pod kątem wynoszącym od 30° do 60° w stosunku do osi pionowej (α), natomiast kąt między łopatami z różnych rzędów wynosi od 10° do 30°(β),
- wewnątrz zbiornika (5) przy jego cylindrycznej ścianie znajduje się śrubowa wężownicą (4), przez którą przepływa nośnik ciepła.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL442482A PL246197B1 (pl) | 2022-10-10 | 2022-10-10 | Zmiennofazowy magazyn ciepła/chłodu z nanocząsteczkami i mechanizmem mieszającym |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL442482A PL246197B1 (pl) | 2022-10-10 | 2022-10-10 | Zmiennofazowy magazyn ciepła/chłodu z nanocząsteczkami i mechanizmem mieszającym |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL442482A1 PL442482A1 (pl) | 2024-01-03 |
| PL246197B1 true PL246197B1 (pl) | 2024-12-16 |
Family
ID=89473579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL442482A PL246197B1 (pl) | 2022-10-10 | 2022-10-10 | Zmiennofazowy magazyn ciepła/chłodu z nanocząsteczkami i mechanizmem mieszającym |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL246197B1 (pl) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105466259A (zh) * | 2015-11-28 | 2016-04-06 | 浙江陆特能源科技股份有限公司 | 带螺旋结构的单管超级热传导装置 |
| PL3120098T3 (pl) * | 2014-03-21 | 2018-08-31 | Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives | Urządzenie do magazynowania energii cieplnej w postaci ciepła utajonego z ulepszoną fazą ładowania |
| CN214172560U (zh) * | 2020-12-10 | 2021-09-10 | 丽水学院 | 一种翅片和螺旋带复合强化传热技术的相变储能箱 |
-
2022
- 2022-10-10 PL PL442482A patent/PL246197B1/pl unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL3120098T3 (pl) * | 2014-03-21 | 2018-08-31 | Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives | Urządzenie do magazynowania energii cieplnej w postaci ciepła utajonego z ulepszoną fazą ładowania |
| CN105466259A (zh) * | 2015-11-28 | 2016-04-06 | 浙江陆特能源科技股份有限公司 | 带螺旋结构的单管超级热传导装置 |
| CN214172560U (zh) * | 2020-12-10 | 2021-09-10 | 丽水学院 | 一种翅片和螺旋带复合强化传热技术的相变储能箱 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL442482A1 (pl) | 2024-01-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Karimi et al. | Experimental analysis to improve charge/discharge of thermal energy storage in phase change materials using helical coil and porous metal foam | |
| Saha et al. | Global prospects and challenges of latent heat thermal energy storage: A review | |
| Huang et al. | Advances and applications of phase change materials (PCMs) and PCMs-based technologies | |
| Saydam et al. | Design and experimental analysis of a helical coil phase change heat exchanger for thermal energy storage | |
| Zhai et al. | A review on phase change cold storage in air-conditioning system: Materials and applications | |
| Dash et al. | A review on organic phase change materials and their applications | |
| Sinaga et al. | The microencapsulation, thermal enhancement, and applications of medium and high‐melting temperature phase change materials: A review | |
| Wang et al. | Paraffin core-polymer shell micro-encapsulated phase change materials and expanded graphite particles as an enhanced energy storage medium in heat exchangers | |
| Mazman et al. | Heat transfer enhancement of fatty acids when used as PCMs in thermal energy storage | |
| Yan et al. | Construction strategies and thermal energy storage applications of shape‐stabilized phase change materials | |
| CN111082185A (zh) | 复合二元相变材料及其在电池热管理系统中的应用 | |
| Li et al. | Stearic acid/copper foam as composite phase change materials for thermal energy storage | |
| Upadhyay et al. | A review of current developments in the use of materials with latent heat phase changes for the storage of thermal energy | |
| EP2444468A1 (en) | Composite material for storing heat energy at high temperatures | |
| Liu et al. | Application of phase change energy storage in buildings: Classification of phase change materials and packaging methods | |
| Alam | Experimental investigation of encapsulated phase change materials for thermal energy storage | |
| Sonare et al. | Review on applications of microencapsulated phase change material in buildings for thermal storage system | |
| PL246197B1 (pl) | Zmiennofazowy magazyn ciepła/chłodu z nanocząsteczkami i mechanizmem mieszającym | |
| Thamaraikannn et al. | Review of phase change materials based on energy storage system with applications | |
| CN202814181U (zh) | 一种储热-换热设备 | |
| CN107084634A (zh) | 一种具有热桥效应的远距离传输蓄放热结构 | |
| Almadhoni et al. | A review—An optimization of macro-encapsulated paraffin used in solar latent heat storage unit | |
| JP7705678B1 (ja) | 蓄熱体、蓄熱装置および蓄熱システム | |
| CN220004054U (zh) | 用于制备石油磺酸盐表面活性剂用的温度调节装置 | |
| CN206695657U (zh) | 一种具有热桥效应的远距离传输蓄放热结构 |