Χρήση υλικών αλλαγής φάσης για αποθήκευση θερμικής ενέργειας και κατασκευή θερμοδοχείου για την αξιοποίηση λανθάνουσας θερμότητας
Use of phase changing materials for thermal energy storage and construction of thermal container for the utilization of latent heat
Λέξεις-κλειδιά
Ηλιακοί θερμοσίφωνες ; Εναλλάκτες θερμότητας ; Αλλαγή φάσης ; Παραφίνη ; Στεατίνη ; Νερό ; Θερμική ενέργεια ; Λανθάνουσα θερμότητα ; Αισθητή θερμότητα ; Θερμοχωρητικότητα ; Θερμική αγωγιμότητα ; Solar Heaters ; Heat exchanger ; Phase change ; Paraffin ; Stearic acid ; Water ; Thermal energy ; Latent heat ; Sensible heat ; Heat capacity ; Thermal conductivityΠερίληψη
Η ακόλουθη διπλωματική εργασία εξετάζει την δυνατότητα αποθήκευσης θερμικής ενέργειας σε θερμοδοχεία οικιακής ή και επαγγελματικής χρήσης με εκμετάλλευση λανθάνουσας θερμότητας για παραγωγή Ζεστού Νερού Χρήσης (ΖΝΧ).
Το κυρίαρχο μέσον για αποθήκευση θερμικής ενέργειας είναι το νερό, καθώς είναι εύκολα διαχειρίσιμο και άμεσα διαθέσιμο. Ωστόσο, δύναται να υπάρξουν κι άλλα θερμικά αποθηκευτικά μέσα, αν αυτά διαθέτουν ιδιότητες τέτοιες ώστε να κριθούν κατάλληλα και αποδοτικά στις θερμοκρασίες λειτουργίας ενός συστήματος παραγωγής ΖΝΧ. Εκπονείται λοιπόν μελέτη για τη συνολική θερμική ενέργεια που μπορεί να αποθηκευτεί σε ορισμένα μέσα αποθήκευσης, με βάση τη θερμοχωρητικότητα, τη θερμική αγωγιμότητα και την λανθάνουσα ενέργειά τους. Στη συνέχεια, εξετάζονται ορισμένα Υλικά Αλλαγής Φάσης (ΥΑΦ) ως εναλλακτικά αποθηκευτικά μέσα, και γίνεται η επιλογή του πιο ενδεδειγμένου για την υλοποίηση του πειραματικού μέρους.
Στο δεύτερο σκέλος, κατασκευάζεται θερμοδοχείο κατάλληλο να εκμεταλλευτεί την λανθάνουσα θερμότητα που το επιλεγμένο ΥΑΦ δύναται να προσφέρει λόγω των φυσικοχημικών ιδιοτήτων του στις θερμοκρασίες λειτουργίας των συστημάτων αυτών. Ακόμα, γίνονται οι κατάλληλες μετρήσεις για την επαλήθευση των θεωρητικών υποθέσεων. Τέλος, γίνεται σύγκριση ανάμεσα στα συστήματα και ειδικότερα στα αποθηκευτικά μέσα, και εξάγονται συμπεράσματα με βάση τα χαρακτηριστικά τους.
Περίληψη
The following thesis examines the potential of thermal energy storage in thermal tanks for residential or professional use by utilizing latent heat for the production of Domestic Hot Water (DHW). The primary medium for thermal energy storage is water, as it is easily manageable and widely available. However, other thermal storage media may also be considered if they possess properties that qualify them as suitable and efficient at the operating temperatures of a DHW production system. A study is conducted in order to evaluate the total thermal energy that can be stored in various storage media, based on their heat capacity, thermal conductivity, and latent heat. Subsequently, Phase Change Materials (PCMs) are examined as alternative thermal storage media, and the most suitable one is selected for the implementation of the experimental analysis. In the next section, a thermal container capable of harnessing the latent heat provided by the chosen PCM due to its physiochemical properties at the range of operating temperature of these systems will be designed and built. Additionally, appropriate measurements are made to verify the theoretical assumptions. Finally, a comparison is made between these two systems, focusing particularly on the storage media, and conclusions are drawn based on their characteristics.
Αριθμός σελίδων
81Σχολή
Σχολή ΜηχανικώνΑκαδημαϊκό Τμήμα
Τμήμα Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών ΜηχανικώνΓλώσσα
ΕλληνικάΣυλλογή
Εκτός από όπου επισημαίνεται κάτι διαφορετικό, το τεκμήριο διανέμεται με την ακόλουθη άδεια:
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές