Wybierz swój język

Magazyny ciepła i chłodu PCM (Phase Changing Materials) - Materiały o zmiennej strukturze fazowej (ciecz - ciało stałe)

Magazyn ciepła i chłodu PCM Phase Changing Materials heatstixx

 heatStixx Reihe

Materiały Phase Change przeznaczone są do pochłaniania i uwalniania dużych ilości energii cieplnej w stałych temperaturach. Ponad 30 organicznych (ATP) i nieorganicznych (ATS) wysokowydajnych PCM w zakresie temperatur od -40°C do 120°C. Na życzenie można opracować dalsze temperatury topnienia dla określonych zastosowań!

Kluczowe cechy PCM to:

  • Wysokie zdolności magazynowania ciepła
  • Spójna, powtarzalna wydajność w tysiącach cykli termicznych
  • Prosta i bezpieczna obsługa

Produkowane na bazie odnawialnych surowców, nietoksycznych i biodegradowalnych.

PCM jest dostępny w specjalnej obudowie w postaci makrokapsułek ze zoptymalizowanym stosunkiem powierzchni do masy dla szybszej wymiany energii i lepszej wydajności w praktycznych zastosowaniach.

Innowacyjne rozwiązanie zwiększające pojemność magazynu

Innowacyjne rozwiązanie zwiększające pojemność buforów ciepła i chłodu

Zakres temperatur przemiany fazowej PCM

Magazyn ciepła i chłodu PCM Phase Changing Materials

Tabela magazynowanie ciepła i chłodu Zakres temperatur przemiany fazowej

Podstawy technologii magazynowania ciepła utajonego

Wiadomo, że w dzisiejszym świecie coraz większą rolę odgrywa efektywne wykorzystanie energii. Nasz świat wyrobił sobie nawyk posiadania wystarczającej ilości energii "na żądanie" z zasobów skończonych (ropa, węgiel itp.) lub z coraz bardziej przestarzałych modeli (energia jądrowa). Ten luksus jest jednak obciążeniem dla środowiska - wymaga niepotrzebnie dużych rezerw energetycznych, zwiększa emisję CO2 i powoduje dodatkowe obciążenia dla środowiska spowodowane wytwarzaniem, transportem i utylizacją tych źródeł energii. Zapewnia nam to dostęp do wystarczającej ilości energii, ale ma ten problem, że podaż i popyt często nie są wyrównane w czasie. Takie różnice mogą być mierzone w czasie od kilku minut (np. w produkcji) do kilku godzin.

Inaczej to wygląda w przypadku zapotrzebowania na słoneczną energię cieplną, która jest dostarczana w ciągu dnia, ale mało wykorzystywana, dramatycznie wzrasta w nocy. W tym miejscu pojawia się kwestia magazynowania np. w przemianie fazowej. Znaczące zastosowania wymiany fazowej można znaleźć w ogniwach paliwowych, pompach ciepła, elektrowniach kogeneracyjnych i innych. Magazynowanie ma kluczowe znaczenie ze względu na liczne zmienne źródła wytwarzania energii (cieplnej, elektrycznej), które pojawiły się w wyniku reformy energetycznej. Poniższy punkt widzenia koncentruje się w szczególności na magazynowaniu energii cieplnej.

PCM technologia magazynowania ciepła utajonego

Magazynowanie utajone opiera się na zasadzie przemian fazowych odpowiedniego materiału (PCM => phase change material). Jeśli materiał ten znajduje się w stanie stałym (krystalicznym) i dostarczana jest do niego energia w postaci ciepła, temperatura PCM rośnie aż do momentu, gdy zaczyna się topić. Jest to punkt, w którym rozpoczyna się przemiana fazowa. Podczas tego procesu wiązania międzycząsteczkowe zostają termicznie przerwane, powodując upłynnienie PCM. Od tego momentu PCM zaczyna absorbować energię cieplną, nie zmieniając temperatury (ciepło utajone). Dopiero po całkowitym stopieniu PCM temperatura wzrasta (ciepło jawne) przy stałym dopływie energii.

Dlaczego PCM - przemiana fazowa wody

PCM (materiały przemiany fazowej) są używane do magazynowania energii cieplnej. Dlatego zmiana fazy odgrywa kluczową rolę. W zależności od PCM (parafina, hydraty soli itp.) siły wiązania ulegają energetycznemu pęknięciu po osiągnięciu określonej temperatury (tj. temperatury przemiany fazowej, która zależy od PCM). Nazywa się to procesem topienia. Proces ten odbywa się w stałej temperaturze. PCM zestali się, gdy tylko zostanie ponownie ostudzony. Oznacza to, że zmagazynowana energia jest pobierana w stałej temperaturze. Aby wskazać, ile energii można zmagazynować, przyjrzyjmy się lodowi wodnemu: tyle samo energii potrzeba, aby doprowadzić 1 kg wody z 0°C ciała stałego do 0°C cieczy i 1 kg wody z 0°C w stanie ciekłym do 80°C w stanie ciekłym. To jest efekt utajony tzw. ciepło utajone. Właściwa entalpia przemiany fazowej jest zatem stosunkowo wysoka w porównaniu do pojemności cieplnej właściwej (dla wody: entalpia topnienia 334 kJ / kg, pojemność cieplna właściwa ok. 4,19 kJ / (kg - K)), gdzie gęstość energii zasobnika jest znacznie wyższa niż w zbiornikach ciepłej wody.

W ten sposób energia jest magazynowana w przejściu fazowym i ponownie uwalniana

Magazynowanie i uwalnianie energii

Przykład energii topnienia wody

  • 1 kg wody wymaga 1,16 Wh, aby podgrzać ją z cieczy o temperaturze 0°C do cieczy o temperaturze 1°C.
  • 92 Wh potrzebne są od 0°C ciała stałego do 0°C cieczy, to jest ok. 80 razy więcej.

Różnica między magazynem jawnym a utajonym

Przy magazynowaniu wody np. (powyżej 0°C) wykorzystuje się stosunkowo duże ciepło jawne, które woda może odebrać. Wynosi ono 1,16 Wh/kg*K. Oznacza to, że im wyższa różnica temperatur, tym więcej energii cieplnej jest magazynowane. Na przykład przy różnicy temperatur 50 K, 1 kg wody pochłonie 50 * 1,16 = 58 Wh.

Podstawowym warunkiem jest jednak to, że tak duże różnice temperatur są w ogóle dostępne! Jeśli nie są, jak to jest wymagane w przypadku zastosowań magazynowania utajonego, takie duże temperatury nie mają miejsca w specyfikacjach pojemności lub podobnych w technologiach PCM.

Jednak dobry PCM może zaabsorbować nawet 50 Wh/kg w zakresie temperatur około zaledwie 10 K, dlatego zastosowanie magazynowania utajonego jest ograniczone do niskich różnic temperatur. Im mniejsza różnica temperatur, tym bardziej efektywne jest magazynowanie utajone, co sprawia, że obliczanie pojemności magazynowania PCM przy dużych różnicach temperatur jest kompletnym nonsensem. Tam, gdzie dostępne są większe różnice temperatur od około 20 K, zawsze wskazane jest porównanie pojemności/kosztów z wodnymi nośnikami ciepła. Przy tak dużych różnicach temperatur nie ma sensu obliczać pojemności magazynowania utajonego, ponieważ właściwa funkcja, czyli przemiana fazowa, została zakończona, a przy różnicy temperatur 50 K około 40 K jest już uwzględnione jako ciepło jawne. Przykład: 1 kg PCM (baza parafinowa) ma ciepło jawne wynoszące około 0,6 Wh/kg*K (połowa tego, co woda!). 40 K * 0,6 Wh/kg*K = 24 Wh. Ciepło akumulacyjne jest niskie ze względu na duży wydatek na różnicę temperatur, ale zniekształca określoną entalpię topnienia PCM o (bezużyteczne) 50%.

Magazynowanie ciepła

Obecnie duże zbiorniki na wodę są wykorzystywane głównie do magazynowania ciepła. Jest to zalecana technika przy dużych różnicach temperatur. Jeżeli np. w zbiorniku wody przechowywana jest woda o temperaturze 90°C, a konsument korzysta z niej do temperatury 30°C, to jest to bardzo duża różnica temperatur, wynosząca 60K. Przy tak dużych różnicach temperatur nie ma rozsądnego alternatywnego zamiennika dla ciepła jawnego (wodnego) medium magazynującego. Systemy z dużymi różnicami temperatur są jednak coraz rzadsze (urządzenia starszego typu), ponieważ są to największe straty energii. Nowoczesne systemy oparte na energii działają z niską różnicą energii, stawiając temperatury generatora i odbiornika bardzo blisko siebie i wymagając tylko minimum energii, aby przywrócić zużytą energię do obiegu poprzez lekkie podniesienie temperatury. Takie wydajne systemy działają z wykorzystaniem zaledwie ułamka energii pierwotnej, która kiedyś była zużywana. Jednak im mniejsza różnica temperatur, tym mniej energii mogą magazynować nośniki ciepła jawnego. Jeśli np. użytkowa różnica temperatur wynosi tylko 5K (np. od 5 do 10°C), to wodny nośnik magazynujący zmagazynuje około 5,8 Wh na kilogram wody. Z każdym pobraniem energii maleje również robocza różnica temperatur, a więc jednocześnie spada wydajność.

Właśnie tutaj swoje kluczowe zalety ujawnia magazyn utajony, zawierający "materiały zmiennofazowe" (PCM). Materiały PCM mają właściwość skraplania się lub zestalania w określonych temperaturach - jest to proces znany jako zmiana faz (nie będziemy tu rozważać układu ciecz-gaz i podobnych).

W myśl zasad termodynamiki, jedyną rzeczą, która istnieje jest "ciepło", ale dla uproszczenia opisu będą stosowane terminy "ciepło" i "zimno".

W takiej przemianie fazowej duża ilość energii cieplnej jest pochłaniana (ciało stałe=>ciecz) lub oddawana (ciecz=>ciało stałe) przy zachowaniu stałej temperatury.

Na przykład pojemność cieplna wody wynosi 1,16 Wh/kg*K (podgrzanej o 1°C). Przy temperaturze 5K jest to zatem (5 K*1,16 Wh =) 5,8 Wh na kilogram wody. Jeśli natomiast weźmiemy pod uwagę główną temperaturę topnienia typowego PCM, takiego jak oparty na parafinie ATP 62 firmy Axiotherm, otrzymamy zdolność magazynowania 53 Wh na kg PCM przy różnicy temperatur 5 K, a więc nieco ponad dziewięć razy więcej na kilogram w porównaniu z wodą. Przy wyższych różnicach temperatur korzyści maleją, osiągając na przykład 5,2-krotność pojemności przy różnicy temperatur 10K. Chociaż dane te należałoby skorygować pod względem gęstości, w zależności od zastosowania (parafinowe PCM mogą mieć gęstość od 0,7 do 0,85 g/cm³), wartości te ilustrują wyraźną przewagę, jaką ma magazynowanie utajone nad magazynowaniem jawnym przy stosunkowo niskich różnicach temperatur.

Sposób działania wodnego magazynu utajonego Axioterm

Słabe przewodnictwo cieplne PCM sprawia, że nie ma sensu wypełniać pojemnika w całości PCM i na przykład używać spiralnej rury z przepływającą do niej wodą w nadziei, że w ten sposób uda się pozyskać i zmagazynować ciepło i zimno. Było już mnóstwo takich podejść, które w mniejszym lub większym stopniu nie spełniały oczekiwań ze względu na warunki fizyczne. W takich strukturach słaba przewodność cieplna PCM uniemożliwia ciągłe doprowadzanie (magazynowanie) energii, a jeszcze bardziej uniemożliwia odprowadzanie (pobieranie) energii. Można to porównać do ugotowanego jajka - powstające w wyniku procesu gotowania warstwy stałe powodują spadek dopływu ciepła do rdzenia jajka, a dopiero dzięki dużym różnicom temperatur powstaje stosunkowo niewielki strumień ciepła. W przypadku magazynowania utajonego oznacza to, że ze względu na małe różnice temperatur do zmagazynowania i pobrania energii cieplnej potrzebny jest bardzo długi czas, a gradienty temperatur są bardzo duże (rdzeń jajka jest ciągle gorący, skorupka co najwyżej ciepła) lub mniejsze lub większe części PCM w ogóle nie zmieniły fazy.

Axiotherm latent storage jest hybrydowym medium magazynującym, z makrokapsułami PCM w pojemniku wypełnionym wodą

Te makrokapsułki są zaprojektowane tak, aby grubość warstw PCM była jak najmniejsza przy zachowaniu dużej powierzchni, co pozwala całej masie PCM uczestniczyć w procesie zmiany fazy, a jednocześnie umożliwia pakiety, które zapewniają pełną ekspozycję powierzchni i łatwość przepływu (poprzez ułożenie makrokapsułek jedna na drugiej). Woda zawarta w medium magazynującym służy również do zarządzania bilansem energetycznym i dynamiką. Masa ta służy do przechowywania odpowiednich ilości energii we wszystkich zakresach temperatur w komponencie wodnym, w zależności od różnicy temperatur. Zastosowanie płytowych wymienników ciepła do oddzielenia zasobnika utajonego Axiotherm od obiegu wtórnego umożliwia wtłoczenie tej wody zasobnikowej do obiegu, zachowując energię zgromadzoną w układzie zasobnikowym.

Woda jest wykorzystywana nie tylko do przenoszenia energii cieplnej w celu doprowadzenia i odprowadzenia ciepła, ale także jako nośnik energii ciepła jawnego.

KORZYŚCI z zastosowania kapsułek PCM heatStixx

Pomysł wykorzystania materiałów utajonych do przechowywania energii istnieje od wielu dziesięcioleci.
Opracowano i przetestowano już wiele rozwiązań do zastosowań w ogrzewaniu i chłodzeniu. Żadne z nich nie było w stanie przebić się na rynku, ale dlaczego?
Wiele materiałów PCM może przechowywać dużą ilość energii dzięki wykorzystaniu ciepła utajonego, ale często mają one również słabe przewodnictwo cieplne, co czyni je dobrymi izolatorami. Prowadzi to do:

  • Słabej wydajności topienia
  • Słabej zdolności przenoszenia energii

W przypadku akumulatora ciepła lub zimna ważne jest, aby oprócz wykorzystania całego potencjału energetycznego, osiągnąć najwyższą możliwą wydajność transferową.
Nasze HeatStixx optymalnie łączą te właściwości. W naszym autorskim formacie, sprawdzonym przez lata badań i walidacji, łączymy wysoką moc przenoszoną dzięki dużej powierzchni z największą możliwą ilością PCM, którą możemy wprowadzić do buforów. Stosunek powierzchni do objętości odgrywa decydującą rolę.

Poznaj wydajność naszych kapsułek heatStixx

Nasze heatStixx i heatSel są dostępne dla różnych zakresów temperatur. Dzięki temu możemy pokryć bardzo szerokie spektrum obszarów zastosowań i możliwości magazynowania ciepła.

  • Optymalna forma enkapsulacji
  • Dobra wydajność topienia dzięki niewielkiej grubości warstwy
  • Optymalny stosunek powierzchni do objętości
  • Wysoka wydajność transferu
  • Łatwość zastosowania w istniejących systemach lub nowych instalacjach
  • Zaprojektowany jako akumulator hybrydowy
  • Przechowywanie i pobieranie mieszanek wody grzewczej/środka przeciw zamarzaniu
  • Tworzywa odporne na działanie temperatury
  • Wyjątkowo długa żywotność
  • Nie wymaga konserwacji

Magazyny chłodu PCM

Magazyn chłodu PCM

Zakres temperatur w zasobniku - przykład
Min. temperatura zbiornika magazynowego:

  • -10 °C (min. temperatura niezbędna do pracy)

Maks. temperatura zasobnika:

  • 5°C (temperatura, do której normalnie nagrzewa się zasobnik)

Delta przechowywania od 5 °C do -10 °C = 15 K

Magazyn chłodu PCM krzywa entalpii

 

 

 

Współczynnik zwiększenia możliwej do zmagazynowania ilości energii w porównaniu z wodą (ochrona przed zamarzaniem) przy delcie 15 K i całkowicie napełnionym zasobniku.

Zbiornik buforowy o poj.1 m³, napełniony 1500 heatStixx PKS-6 °C przechowuje ok. 40 kWh 

Zasobnik do magazynowania energii cieplnej o pojemności 40 kWh z utajonym materiałem PCM
Ciepło nadające się do natychmiastowego wykorzystania dzięki ładowaniu warstwowemu
30% wzrost zużycia własnego dzięki większej pojemności magazynowej

Magazyn chłodu PCM zwiększenie pojemności cieplnej 

Zasobniki do chłodnictwa

do chłodzenia procesów i klimatyzacji w zakresie temperatur od -63 °C do +20 °C (+84 °C)

PRODUKTY: heatStixx HP, heatSel, heatSel XL

PCM Heat Sel XL and Heat Stixx do chłodnictwa

Zalety w skrócie:

  • Zwiększenie wydajności do 5 razy
  • Oszczędność kosztów w porównaniu do przechowywania glikolu
  • Redukcja kosztów operacyjnych
  • PCM - wysoka stabilność cyklu

PCM CoolBoxx do magazynowania chłodu

PCM CoolBoxx magazyn chłodu

Specjalne zbiorniki magazynowe są produkowane indywidualnie według Państwa specyfikacji, łącznie z izolacją cieplną lub zimną.

Zalety w skrócie:

  • Pojemność magazynowa od 300 do 100.000 litrów
  • Krótkie terminy dostaw
  • Zakres temperatur od -50 °C do +140 °C

MAGAZYNOWANIE UTAJONE CHŁODU - ZWIĘKSZENIE POJEMNOŚCI CIEPLNEJ

Dzięki zastosowaniu kapsuł heatSel w zakresie od -33 °C do +20 °C można osiągnąć 4-krotny wzrost pojemności w porównaniu do konwencjonalnego zbiornika chłodniczego.

  • Wprowadzanie przez otwór kołnierzowy DN 200
  • Ilość: na 1.000 I pojemności zbiornika ok. 1.000 szt. PCM heatSel

Przykład:
Dzięki zastosowaniu coolBoxx-hS 2200 z wypełnieniem HeatSel ATS -6 można zminimalizować objętość magazynowania konwencjonalnego zbiornika chłodniczego na wodę/glikol z 9020 I do 2200 I. To nie tylko oszczędność miejsca, ale także zmniejszenie liczby zbiorników magazynowych. Pozwala to nie tylko zaoszczędzić miejsce, ale również obniżyć koszty poprzez zmniejszenie ilości glikolu.

MATERIAŁY PCM

Ponieważ temperatura topnienia wody, o której wiadomo, że wynosi 0°C i jest nieodpowiednia dla większości zastosowań, jako PCM stosuje się specjalnie opracowane sole, estry lub parafiny. W zależności od konstrukcji mają temperaturę przemiany fazowej od -51°C do +89°C i są nieszkodliwe dla zdrowia. Dzięki tej szerokiej gamie produktów można znaleźć odpowiedni PCM do prawie każdego zastosowania.

ATP - parafiny

  • Dostępne w wielu zakresach temperatur
  • Stabilne cykle
  • Integrowalne
  • Pojemność magazynowa > 70 Wh / kg (250 kJ / kg)
  • Niska wrażliwość na ciepło (0,5 Wh / kg - K)
  • Słabe lub brak dochładzania
  • Niska gęstość (ok. 0,74 kg / l)
  • Niska gęstość składowania 50 Wh / l (185 kJ / l)
  • Niskie przewodzenie ciepła (0,2 - 0,4 W / m - K)
  • Zapalny

ATE - Estry

  • Dostępny w kilku zakresach temperatur
  • Stabilny cykl
  • Integrowalne
  • Pojemność magazynowa > 60 Wh / kg (220 kJ / kg)
  • Niska wrażliwość na ciepło (0,5 Wh / kg - K)
  • Słabe lub brak dochładzania
  • Niska gęstość (ok. 0,84 kg / l)
  • Niska gęstość składowania 50 Wh / l (185 kJ / l)
  • Niskie przewodzenie ciepła (0,2 - 0,4 W / m - K)
  • Łatwopalny, ale nieco wyższa temperatura zapłonu

ATS / PKS - Sole i hydraty soli

  • Dostępny w wybranych zakresach temperatur
  • Stabilny cykl
  • Pojemność składowania 40 - 90 Wh / kg (180 - 320 kJ / kg)
  • Wyższa wrażliwość na ciepło (0,8 - 1 Wh / kg - K)
  • Niskie dochłodzenie
  • Wysoka gęstość (1 - 1,7 kg / l)
  • Wysoka gęstość składowania 60 - 90 Wh / l (200 - 320 kJ / l)
  • Wyższa przewodność cieplna (0,4 - 0,6 W / m - K)
  • Niepalny

Główne temperatury zastosowania PCM

HeatStixx i HeatSel są dostępne dla różnych temperatur przemiany fazowej. Obejmuje to bardzo szeroki zakres zastosowań i możliwości przechowywania ciepła i zimna. Poniższy rysunek przedstawia nasze najpopularniejsze materiały.

heatStixx zakres temperatur punktu topnienia PCM

Jak dobrać odpowiednią temperaturę przemiany fazowej PCM

Zmiana fazy zawsze zachodzi w określonej temperaturze. Aby to jednak osiągnąć, musi nastąpić określony spadek temperatury od medium nośnego do PCM, tj. od temperatury otoczenia do temperatury przemiany fazowej.
Jest to ważne zarówno dla zużycia energii, jak i jej produkcji. Dlatego temperatura przemiany fazowej PCM powinna być tak dobrana, aby znajdowała się pomiędzy minimalną i maksymalną temperaturą systemu w każdym punkcie pracy systemu.

Jeśli normalnie eksploatujesz zbiornik w temperaturze od 40°C do 60°C, optymalna temperatura PCM powinna wynosić ok. 50°C.
Twój zbiornik będzie wtedy nadal rozładowywany w temperaturze 40°C i całkowicie naładowany w temperaturze 60°C, ale proces ten będzie trwał znacznie dłużej. Pozwala to na magazynowanie znacznie większej ilości energii.

heatStix zakres stosowania temperatur

Instalacja w zbiorniku heatStixx przez przyłacze 1½ "
Opcje aplikacji: W mniejszych zbiornikach magazynowych, zwykłych systemach grzewczych, prywatnych gospodarstwach domowych, zbiornikach do 1000 l, a także w optymalizacji istniejących zbiorników
Potencjalne aplikacje: magazyny chłodu, magazyny ciepła

heatSeal zakres stosowania temperatur

Opcje aplikacji: W dużych zasobnikach ciepła HeatSel do 2000 l oraz w zasobnikach HeatSelXL do 20000 l, a także opcjonalnie do istniejących zasobników.
Potencjalne aplikacje: magazyny chłodu, magazyny ciepła.

Ładowanie i rozładowanie zbiornika buforowego PCM - temp.topnienia 58°C

Ładowanie zbiornika buforowego PCM temperatura topnienia 58Rozładowanie zbiornika buforowego PCM temperatura topnienia 58

Jaką moc cieplną możesz wykorzystać?

Gdy zbiornik jest maksymalnie napełniony, pojemność cieplna, którą pobierasz ze zbiornika lub możesz magazynować, jest ograniczona przez trzy zmienne:

  • Różnica temperatur między temperaturą przemiany fazowej i temperatura powrotu systemu
  • Rozmiar twojego zbiornika magazynowego
  • Przepływ objętościowy systemu

Na diagramie wydajności możesz zobaczyć, które dane wyjściowe możesz uzyskać lub magazynować.

Teoretyczna moc ciągła magazynu ciepła PCM

Przykładowe zastosowanie ogrzewania:

  • Wielkość zbiornika magazynowego: 600 l
  • Przepływ objętościowy 900 l / h
  • Stosunek objętościowego natężenia przepływu do wielkości zbiornika magazynowego: 1,5
  • Temperatura przemiany fazowej PCM: 58 ° C
  • Temperatura powrotu do zbiornika: 53 ° C
  • Delta 5 K: Niebieska linia na schemacie
  • Skutkuje to możliwą ciągłą wydajnością ok. 9,8 kW 

Ponadto ważne jest, aby w celu uzyskania wydajności ciągłej nie należy przekraczać współczynnika 1,5 przepływu objętościowego do rozmiaru zbiornika. Oczywiście wyższe wydajności mogą być również osiągnięte w krótkim czasie, np. przez stacje świeżej wody cwu.

Zastosowanie magazynów ciepła PCM

  • Magazynowanie ciepła
  • Magazynowanie chłodu
  • Systemy pomp ciepła
  • Systemy kogeneracyjne CHP

Optymalizacja pracy pomp ciepła

  • Umożliwiają korzystanie z taryf SmartGrid
  • Łaczą czasy przestojów pomp ciepła
  • Zwiekszają efektywność pomp ciepła

Centrala cieplna Kraft Boxx

kraftboxx 1kraftboxx 2

 

 

 

 

  1. Obieg grzewczy - Grupa pompowa do mieszania - Obiegi grzewcze, zakres mocy do 45 kW
  2. Stacja świeżowodna - 3 Modele do 41l/min
  3. Power to heat - Stacja elektrotermiczna
  4. Makrokapsułki z PCM - magazynujące ciepło utajone

Zalety magazynu PCM

  • Zwiększenie pojemności magazynowej - od 3 do 4 razy bez zmian objętości (dostępne rozwiązania modernizacyjne)
  • Zmniejszenie objetości zasobnika - Współczynnik 3–4 przy stabilnym poziomie pojemności (i minimalnych wymaganiach przestrzennych)
  • Redukcja kosztów operacyjnych - Obniżanie wartości szczytowych (w odniesieniu do mocy znamionowej) w celu korzystania z tańszych taryf za energię elektryczną (np. Taryf nocnych) i wewnętrznego zasilania
  • Zwiększona wydajność - Stały poziom temperatury zapewnia podniesienie współczynnika COP i zmniejszenie strat ciepła (koszty operacyjne - 40%!) Oraz pozwala na instalację mniejszych urządzeń grzewczych i chłodniczych.
  • Wydłużenie cyklu życia produktu - Praca non-stop na optymalnym poziomie poprzez redukcję faz pracy, w tym wydłużenie czasu przestoju i minimalizację wysiłków związanych z konserwacją systemu
  • Uproszczone przetwarzanie - Przez przekształcenie pików temperatury w zmianę fazową, co skutkuje spójnymi poziomami temperatur ładowania i rozładowania i daje szansę na zastosowanie jako przełącznika termicznego.

Tabela magazynowanie ciepła hydraty soli chłodu parafina

PROJEKT CHP - Kogeneracja

Zadanie: Zminimalizowanie rozmiaru zbiornika buforowego dla mniejszej lokalnej sieci ciepłowniczej obsługiwanej przez jednostkę kogeneracyjną.

  • Wymagana pojemność magazynowania 5,5 m³ objętości wody.
  • Lokalna sieć ciepłownicza zimą z zasilaniem 55°C i rozwiązaniem powrotnym 45°C

Rozwiązanie: Zmniejszenie pojemności zbiornika do 30% w porównaniu z konwencjonalnym zbiornikiem buforowym o wybranej wielkości 2500 l.

Magazyny ciepła Projekt CHP 

PROJEKT POMPA CIEPŁA

Zadanie: Zmaksymalizowanie pojemności bufora buforowego pompy ciepła w celu uelastycznienia czasu pracy.

  • Pojemność 300 l
  • Chłodzenie całej ilości napełnienia z 60°C do 50°C

Rozwiązanie: Zwiększenie pojemności magazynowej o 258%.

Magazyny ciepła - Projekt pompa ciepła

PROJEKT ZASOBNIK CHŁODU

Zadanie: Objętość zasobnika chłodu wody/glikolu należy maksymalnie zmniejszyć.

  • Pojemność 8000 l
  • Zakres temperatur od -5°C do 5°C

Rozwiązanie: Łatwa realizacja zasobnika chłodu bez kosztownych wymienników ciepła i prac konstrukcyjnych oraz minimalizacja pojemności magazynowej do 2000 l, co odpowiada 25% pierwotnej objętości.

Magazyny chłodu Projekt zasobnik chłodu

 

Podsumowanie korzyści ze stosowania magazynów ciepła i chłodu z materiałami PCM

Magazyny ciepła i chłodu z materiałami PCM (Phase Changing Materials) przynoszą znaczące korzyści w porównaniu do tradycyjnych zbiorników wody lodowej z glikolem oraz zbiorników z wodą stosowanych do celów grzewczych. Główne korzyści wynikają z możliwości efektywnego magazynowania energii cieplnej lub chłodniczej w niższych temperaturach przy zachowaniu mniejszej objętości zasobników.

Korzyści dla pomp ciepła

  1. Zwiększenie pojemności magazynowej:

    • PCM oferują od 3 do 4 razy większą pojemność magazynową ciepła lub chłodu przy tej samej objętości w porównaniu do tradycyjnych zbiorników wodnych. Przykładowo, zastosowanie PCM pozwala na magazynowanie do 53 Wh na kilogram PCM w niskim zakresie temperatur, co jest kilkukrotnie wyższym wynikiem niż w przypadku wody, która magazynuje tylko 5,8 Wh na kilogram w podobnym zakresie temperatur.
    • Dla pomp ciepła oznacza to możliwość zwiększenia efektywności pracy urządzeń poprzez magazynowanie większej ilości energii cieplnej przy tej samej objętości zasobnika.
  2. Efektywność energetyczna:

    • PCM umożliwiają magazynowanie energii przy stałej temperaturze dzięki przemianie fazowej (ciecz-stałe), co minimalizuje straty energii podczas przechowywania i odbioru. W porównaniu do konwencjonalnych zbiorników wodnych, magazyny PCM mogą zwiększać współczynnik efektywności (COP) pomp ciepła, ponieważ proces przemiany fazowej absorbuje lub oddaje energię bez zmiany temperatury.
    • PCM optymalizują pracę pomp ciepła, umożliwiając im działanie przy mniejszych różnicach temperatur i pozwalając na dłuższe przerwy w pracy, co zmniejsza zużycie energii.
  3. Zwiększenie elastyczności działania:

    • Magazyny PCM umożliwiają korzystanie z tańszych taryf energetycznych poprzez magazynowanie ciepła lub chłodu w okresach niskiego zużycia i wykorzystywanie tej energii w czasie wysokiego zapotrzebowania. Zwiększa to efektywność systemu i pozwala na optymalizację kosztów operacyjnych.
  4. Redukcja objętości zasobników:

    • Dzięki wyższej gęstości energii magazynowanej przez PCM, objętość zasobników może być zmniejszona nawet o 70%. Na przykład w przypadku magazynowania chłodu, objętość zasobnika wody lodowej z glikolem może być zredukowana z 9020 litrów do 2200 litrów przy zastosowaniu PCM, co pozwala na znaczną oszczędność miejsca i materiałów.

Korzyści dla agregatów wody lodowej

  1. Zwiększona pojemność chłodnicza:

    • Magazyny PCM mogą magazynować do 4 razy więcej chłodu w porównaniu z konwencjonalnymi zbiornikami wody lodowej z glikolem. Dzięki temu systemy agregatów wody lodowej mogą działać bardziej wydajnie, zwłaszcza w chłodnictwie procesowym i klimatyzacji.
    • Zmniejszenie objętości zasobników chłodu pozwala na bardziej kompaktowe instalacje oraz na redukcję kosztów operacyjnych związanych z utrzymaniem glikolu.
  2. Efektywność pracy agregatów:

    • Magazyny PCM działają w stałych temperaturach, co eliminuje konieczność ciągłego włączania i wyłączania agregatów chłodniczych. Dzięki temu agregaty mogą pracować bardziej stabilnie i efektywnie, zmniejszając zużycie energii i wydłużając cykl życia urządzeń.
  3. Oszczędność kosztów i miejsca:

    • Dzięki redukcji objętości zasobników, zmniejsza się liczba zbiorników wymaganych w instalacji chłodniczej. To nie tylko pozwala zaoszczędzić miejsce, ale również zmniejsza koszty inwestycyjne oraz operacyjne, związane na przykład z wymiennikami ciepła.

Zastosowania PCM w systemach magazynowania ciepła i chłodu

  • Magazyny ciepła: PCM sprawdzają się doskonale w nowoczesnych systemach grzewczych z pompami ciepła, gdzie różnice temperatur są niskie, a potrzeba magazynowania energii w stałych temperaturach jest kluczowa.
  • Magazyny chłodu: PCM umożliwiają efektywne magazynowanie chłodu w procesach przemysłowych, klimatyzacji budynków oraz w systemach wody lodowej z glikolem, znacząco zwiększając pojemność magazynową i redukując objętość zbiorników.

Podsumowanie

Magazyny PCM oferują znacznie wyższą pojemność magazynową w porównaniu z tradycyjnymi zbiornikami wody czy wody lodowej z glikolem, co przekłada się na zwiększenie efektywności energetycznej i redukcję kosztów operacyjnych zarówno w systemach grzewczych z pompami ciepła, jak i w systemach chłodniczych z agregatami wody lodowej. PCM są szczególnie korzystne w zastosowaniach, gdzie występują niewielkie różnice temperatur, ponieważ potrafią magazynować i uwalniać duże ilości energii przy stałych temperaturach, co optymalizuje pracę urządzeń i pozwala na lepsze zarządzanie energią.

Ten serwis używa cookies do prawidłowego funkcjonowania

Informujemy, iż w celu optymalizacji treści dostępnych w naszym serwisie, dostosowania ich do Państwa indywidualnych potrzeb korzystamy z informacji zapisanych za pomocą plików cookies na urządzeniach końcowych użytkowników. Pliki cookies użytkownik może kontrolować za pomocą ustawień swojej przeglądarki internetowej. Dalsze korzystanie z naszego serwisu internetowego, bez zmiany ustawień przeglądarki internetowej oznacza, iż użytkownik akceptuje stosowanie plików cookies. Czytaj więcej…

Zrozumiałem

sectigo trust seal lg 140x54

ECOPRIUS Konsultacje i wyceny - płatności