Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Magazynowanie energii cieplnej w gaczu parafinowym (cz. 1)

Badania eksperymentalne magazynu ciepła
Gacz parafinowy to  mieszanina węglowodorów otrzymywana przez wykrystalizowanie z olejowych destylatów ropy naft. (parafinowej)
Gacz parafinowy to mieszanina węglowodorów otrzymywana przez wykrystalizowanie z olejowych destylatów ropy naft. (parafinowej)
Petrochemgaz
Ciąg dalszy artykułu...

Badania eksperymentalne magazynu ciepła

Badania eksploatacyjne gaczu parafinowego przeprowadzono metodą porównawczą w tym samym zasobniku ciepła, w którym materiałem magazynującym ciepło były naprzemiennie woda lub gacz. W ten sposób wyeliminowano wpływ konstrukcji samego magazynu na przebieg zjawiska. Jako źródło ciepła wykorzystano kolektor słoneczny KS 1500.

Stanowisko badawcze
Stanowisko pomiarowe składało się z kolektora słonecznego, zasobnika ciepła z gaczem, wymiennika powietrznego (konwektora) do rozładowania magazynu, termostatu i układu pomiarowego oraz instalacji hydraulicznej.

W skład instalacji eksperymentalnej wchodziła również pompa cyrkulująca UPS 2540, zawór dławicowy regulujący natężenie przepływu oraz przepływomierz. Pompa obiegowa zasilana była z sieci elektrycznej poprzez blok regulacyjny. Wymuszała ona przepływ cyrkulacyjny wody w instalacji, dzięki czemu uzyskano możliwość zainstalowania odbiornika – magazynu ciepła poniżej kolektora. Zainstalowanie przepływomierza na głównym rurociągu umożliwiało odczyt natężenia przepływu czynnika grzejnego i określenie strumieni ciepła.

Budowa magazynu ciepła
Skonstruowano magazyn ciepła bez konieczności przepływu czynnika roboczego przez układ wężownic. Miało to na celu wyeliminowanie dużych oporów jego przepływu oraz przestrzeni „martwych" w gaczu parafinowym, w których nie ulegałby on przemianie fazowej. Stały gacz nie jest dobrym przewodnikiem ciepła i dlatego powierzchnia wymiany powinna być maksymalnie duża. Taką możliwość stwarza konstrukcja analogiczna do płytowego wymiennika ciepła, ale bez płyt. Przepływ czynnika roboczego, który z dwóch stron opływałby gacz parafinowy i na maksymalnie dużej powierzchni wymieniał z nim ciepło, zapewniło rozwiązanie przedstawione na rys. 4.

Magazyn ciepła składał się z przezroczystego, wykonanego z polimetakrylanu metylu (pleksiglasu) zbiornika o pojemności 0,141 m3. Dzięki temu możliwa była wizualizacja przepływu czynnika roboczego i zachowania się gaczu podczas przemiany fazowej. W celu ograniczenia strat ciepła zbiornik zaizolowano warstwą styropianu grubości 20 cm.

Gacz parafinowy, lżejszy od wody, umieszczony w odwróconych do góry dnem tackach nie mógł z nich wypłynąć, nawet po roztopieniu, ze względu na obwodowy rant, który miała każda z tacek (ich rozmieszczenie przedstawiono na rys. 4). Zapewniało to wymianę ciepła od gorącego czynnika roboczego obmywającego tacki od góry poprzez ich dno do gaczu oraz w trakcie przepływu wody pod tacką w bezpośrednim jej kontakcie z gaczem, z którym się nie mieszała.

Energia cieplna dostarczona przez medium grzewcze do gaczu składała się z trzech strumieni Q = Q1 + Q2 + Q3. Q1 to ciepło ogrzania stałego gaczu do temperatury jego topnienia, Q2 to ciepło przemiany fazowej, a Q3 – ciepło ogrzewania ciekłego gaczu.

Układ pomiarowy
Układ pomiarowy stanowiska składał się z instalacji: elektronicznej, elektrycznej i kontrolno-pomiarowej. Instalację elektroniczną stanowił sterownik elektryczny różnicowy G–41–01 z dwiema sondami pomiaru temperatury – na wlocie i wylocie z kolektora – oraz układ termopar sprzęgniętych z komputerem rejestrującym rozkład 32 temperatur w zbiorniku. Regulator różnicowy przeznaczony był do sterowania pracą silnika pompy oraz stabilizacji temperatury w stanowisku doświadczalnym.

Układ termopar umożliwiał odczyt rozkładu temperatur w zbiorniku. Całość połączona była poprzez multiplekser z komputerem, który dzięki specjalnie napisanemu programowi umożliwiał dokładny odczyt i rejestrację zmian temperatury i sporządzał akwizycje danych. Dokładność odczytu temperatury przez 32 termopary umieszczone w różnych miejscach magazynu ciepła (ścianki boczne, dna tacek, wewnątrz gaczu, w przepływającym medium) obrazuje rys. 5. W trakcie kalibracji termopar i magazynu ciepła czynnik roboczy, pobierany z termostatu o temperaturze 58,2°C, spełniał funkcję czynnika termostatującego.

W skład układu pomiarowego wchodził również wspomniany wcześniej przepływomierz elektroniczny połączony poprzez multiplekser z komputerem.

Procedura eksperymentu
W trakcie pomiarów z wykorzystaniem kolektora słonecznego okazało się, że zmienne warunki pogodowe i zbyt duże zachmurzenie nie pozwalają na badania porównawcze pracy magazynu ciepła wypełnionego samą wodą i topiącym się gaczem parafinowym z przemianą fazową. Ponieważ nie dysponowano symulatorem światła słonecznego o mocy odpowiadającej zainstalowanemu kolektorowi, postanowiono jego pracę wspomagać dogrzewaniem czynnika roboczego dodatkową grzałką elektryczną o mocy 1,7 kW. Należy przypomnieć, że celem badań nie był kolektor, lecz magazyn ciepła.

   15.04.2010

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Czym mogą Cię zaskoczyć nowoczesne pompy do wody »

pompy do wody

 



Zadbaj o bezpieczeństwo swoje i swoich pracowników » Szukasz partnera w projektowaniu inżynieryjnym i specjalistycznym? »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go już dziś »

 


Jak projektować instalacje najwyższej jakości »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jakich zabezpieczeń wentylatorów dachowych potrzebujesz »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Czy klimatyzacja jest zdrowa »

wentylacja

 



Kompendium wiedzy o procesach wymiany ciepła » Czy ogrzewanie może wpływać na nasze zdrowie »
pompy woda powietrze pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


Jak dobrze odseparować wodę kanalizacyjna od gruntowej »

studzienka kanalizacyjna

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
9/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Dofinansowanie ogrzewania i fotowoltaiki
  • - Eksploatacja gruntowych pomp ciepła
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl