Refrigeration Engineering and Technology

ISSN-print: 0453-8307
ISSN-online: 2409-6792
ISO: 26324:2012
Архiви

Перспективи розвитку технологій накопичення низькопотенційного тепла газових (повітряних) потоків

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

І.Л. Бошкова
http://orcid.org/0009-0009-5599-2709
Е.І. Альтман
http://orcid.org/0000-0002-3674-9289
І.І. Мукмінов
http://orcid.org/0000-0002-8257-5769
І.О. Писаревський
http://orcid.org/0009-0007-3920-9601

Анотація

Наведений аналітичний огляд наукових праць, присвячених дослідженню технологій накопичення енергії від низькопотенційних теплових потоків. Актуальність вивчення методів та методології акумулювання та утилізації теплоти газового (повітряного) середовища пов’язана з тим, що накопичення теплової енергії дає найкращу можливість збалансувати попит та пропозицію за рахунок подолання переривчастості і нестабільності реальних джерел тепла, що призводить до створення більш універсальної, стійкої та надійної системи теплопостачання або термостабілізації. Наголошується, що технології накопичення енергії (ТНЕ) набувають ключового значення у енергобалансі країни. Наведений аналіз акумуляторів теплоти за властивостями теплоакумулюючих матеріалів. Матеріал акумулятора ємкісного типу нагрівається (охолоджується) без зміни свого агрегатного стану, простота створення акумуляторів та теплоутилизаторів на їх основі дозволила на даний час розробити теплоакумулятори зі скельних порід, гравійно- водні схеми, запропонувати пісочні батареї для накопичення теплової енергії. Стверджується, що доцільність використання теплоутилізаторів з низькими температурними напорами може бути підвищена шляхом використання теплоносієм гранульованої насадки. Наведені загальні відомості щодо акумуляторів, які засновані на фазових переходах. Визначені експериментальні залежності для розрахунку коефіцієнту тепловіддачі в процесі перенесення тепла та маси при теплообміні в щільних шарах. Наведені математичні моделі процесів перенесення теплоти і маси в щільному шарі гранульованого матеріалу, які є найближчими до предмета дослідження. Аналізуються теплові процеси, що відбуваються під час проходження повітря крізь шар акумулятора. Аналізуються основні характеристики матеріалів та речовин для створення акумуляторів тепла

Ключові слова:
Акумулятори, Теплоутилізатори, Гранульовані матеріали, Щільні шари, Теплообмін, Типи матеріалів

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Бошкова, І., Альтман, Е., Мукмінов, І., & Писаревський, І. (2024). Перспективи розвитку технологій накопичення низькопотенційного тепла газових (повітряних) потоків. Refrigeration Engineering and Technology, 60(2), 138-151. https://doi.org/10.15673/ret.v60i2.2898
Розділ
ЕНЕРГЕТИКА ТА ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ

Посилання

1. Sciacovelli, A., Vecchi, A., & Ding, Y. (2017). Liquid air energy storage (LAES) with packed bed cold thermal storage – From component to system level performance through dynamic modelling. Applied Energy, 190, 84-98.
2. World energy consumption statistics | enerdata. World Energy Statistics | Enerdata. Retrived 12 May, 2024 from https://yearbook.enerdata.net/total-energy/world-consumption-statistics.html.
3. Kalaiselvam, S., & Parameshwaran, R. (2014). Thermal Energy Storage Technologies for Sustainability: Systems Design, Assessment and Applications. Elsevier Science & Technology Books, 21-56.
4. Fialko, N. M., Tymchenko, M. P. (2017). Energy storage technologies as part of intelligent energy supply systems. Industrial Heat Engineering, 39 (4), 44-54.
5. Bazgaou, A., Fatnassi, H., Bouharroud, R., Elame, F., Ezzaeri, K., Gourdo, L., Bouirden, L. (2020). Performance assessment of combining rock-bed thermal energy storage and water filled passive solar sleeves for heating Canarian greenhouse. Solar Energy, 198, 8-24.
6. Lukyanov A. V., Ostapenko V. V., Aleksandrov V. D. (2010). Thermal energy accumulators based on phase transition. Bulletin of the Donbas National Academy of Construction and Architecture: collection of scientific works, Makiivka, October 25, 2010, 64-69.
7. Bellan, S., Alam, T. E., González-Aguilar, J., Romero, M., Rahman, M. M., Goswami, D. Y., & Stefanakos, E. K. (2015). Numerical and experimental studies on heat transfer characteristics of thermal energy storage system packed with molten salt PCM capsules. Applied Thermal Engineering, 90, 970-979.
8. Rady, M. (2009). Thermal performance of packed bed thermal energy storage units using multiple granular phase change composites. Applied Energy, 86(12), 2704-2720.
9. Mitali, J., Dhinakaran, S., & Mohamad, A. A. (2022). Energy storage systems: A review. Energy Storage and Saving, 1, 3, 166-216.
10. Savytskyi, M., Danishevskyy, V., & Bordun, M. (2020). Accumulation of solar energy to heat greenhouses. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 985, 012013.
11. Ivanko A., Kalinichenko A., Shmat N. (1996). The solar vegetarium. Kyiv, 112.
12. Zhang X., Yang L. (2018). Dense granular flow as heat transfer media: a new type of high power target design. Principles and applications in nuclear engineering - radiation effects, thermal hydraulics, radionuclide migration in the environment.
13. Spelt, J. K., Brennen, C. E., & Sabersky, R. H. (1982). Heat transfer to flowing granular material. International Journal of Heat and Mass Transfer, 25(6), 791-796.
14. Díaz-Heras, M., Belmonte, J. F., & Almendros-Ibáñez, J. A. (2020). Effective thermal conductivities in packed beds: Review of correlations and its influence on system performance. Applied Thermal Engineering, 171, 115048.
15. Paksoy, H. Ö., Beyhan, B. (2021). Thermal energy storage systems for greenhouse technology. Advances in thermal energy storage systems, 699-715.
16. Bott, C., Dressel, I., & Bayer, P. (2019). State-of-technology review of water-based closed seasonal thermal energy storage systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 113, 109241.
17. Underground thermal energy storage (UTES). (2012). International conference on energy storage 16-18 May 2012, Spain: LLeida University of Technology.
18. Totschnig, G., Suna, D., Pardo Garcia, N. (2021). Assessment of a seasonal cavern thermal storage for district heating in the city of graz. EuroHeat&Power, 29-31.
19. Velraj, R. (2016). Sensible heat storage for solar heating and cooling systems. Advances in solar heating and cooling, 399-428.
20. Gabrielsson, A., Bergdahl, U., & Moritz, L. (2000). Thermal Energy Storage in Soils at Temperatures Reaching 90°C. Journal of Solar Energy Engineering, 122(1), 3-8.
21. Zdankus, T., Jonynas, R., Vaiciunas, J., Bandarwadkar, S., & Lenkas, T. (2022). Investigation of Thermal Energy Accumulation Using Soil Layer for Buildings’ Energy Efficiency. Sustainability, 14(9), 5247.
22. Kapjor, A. et al. (2014). The accumulation and heat transfer in soils. Structure & environment, 6, 4, 43-46.
23. Mesmoudi, K., Soudani, A., Zitouni, B., Bournet, P. E., & Serir, L. (2010). Experimental study of the energy balance of unheated greenhouse under hot and arid climates: Study for the night period of winter season. Journal of the Association of Arab Universities for Basic and Applied Sciences, 9(1), 27-37.
24. What is a sand battery? – polar night energy. Polar Night Energy. Retrived 12 May, 2024 from https://polarnightenergy.fi/sand-battery.
25 Ding, Y., He, Y., Cong, N. T., Yang, W., & Chen, H. (2008). Hydrodynamics and heat transfer of gas–solid two-phase mixtures flowing through packed beds – a review. Progress in Natural Science, 18(10), 1185-1196.
26. Singh, R., Saini, R. P., & Saini, J. S. (2006b). Nusselt number and friction factor correlations for packed bed solar energy storage system having large sized elements of different shapes. Solar Energy, 80(7), 760-771.
27. Cong, T. N., He, Y., Chen, H., Ding, Y., & Wen, D. (2007). Heat transfer of gas–solid two-phase mixtures flowing through a packed bed under constant wall heat flux conditions. Chemical Engineering Journal, 130(1), 1-10.
28. Li, J., & Mason, D. J. (2002). Application of the discrete element modelling in air drying of particulate solids. Drying Technology, 20(2), 255-282.
29. Marcia Lynn, H. (1985). Investigation of heat transfer in packed beds at high temperatures and low Reynold's numbers (Dissertation). Colorado School of Mines, 212.
30. Dusinberre, G. M. (2009). Heat transfer calculations by numerical methods. Journal of the American Society for Naval Engineers, 67(4), 991-1002.
31. Narayanan, C. M., & Pramanick, T. (2014). Computer Aided Design and Analysis of Regenerators for Heat Recovery Systems. Industrial & Engineering Chemistry Research, 53(51), 19814-19844.
32. Amelio, M., & Morrone, P. (2007). Numerical evaluation of the energetic performances of structured and random packed beds in regenerative thermal oxidizers. Applied Thermal Engineering, 27(4), 762-770.
33. Solodka, A. V., Boshkova, I. L. (2017). Mathematical description of the heat exchange process between gas and dispersed material flows. Refrigeration Engineering and Technology, 53(2), 39-43.
34. Kurpaska, S., Latała, H., Kiełbasa, P., Sporysz, M., Gliniak, M., Famielec, S., & Bogusława, Ł.-K. (2021). Experimental and modeling approach to heat and mass transfer in a porous bed of a rock-bed heat accumulator. International Journal of Heat and Mass Transfer, 179, 121654.
35. Beji, T., & Merci, B. (2018). A Detailed Investi¬gation on the Effect of the Sherwood and Nusselt Number Modelling for the Heating and Evaporation of a Single Suspended Water Droplet. Journal of Physics: Conference Series, 1107, 062002.
36. Seck, A., Geist, S., Harbeck, J., Weigand, B., & Joos, F. (2020). Evaporation Modeling of Water Droplets in a Transonic Compressor Cascade under Fogging Conditions. International Journal of Turbomachinery, Propulsion and Power, 5(1), 5.
37. Wisniewski T. S. (2017). Some aspects of conjugated radiative-conductive heat transfer in thermal insulations. Advances in heat transfer engineering, 177-184.
38. Wakao, N., & Funazkri, T. (1978). Effect of fluid dispersion coefficients on particle-to-fluid mass transfer coefficients in packed beds. Chemical Engineering Science, 33(10), 1375-1384.
39. DSTU B V.2.6-189:2013. (2014). Methods of choosing heat-insulating material for building insulation Valid from 2014-01-01. Kyiv: Ministry of the Region of Ukraine, 51.

Найчастіше прочитані статті того самого автора (ів)