Refrigeration Engineering and Technology

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

Еколого-енергетичне обґрунтування доцільності застосування термоакумуляторів з матеріалами з фазовим переходом

##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##

PDF
Опубліковано вер 30, 2025
DOI https://doi.org/10.15673/ret.v61i3.3277

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

Я.О. Глек
Одеська державна академія будівництва та архітектури, вул. Дідріхсона 4, м. Одеса, 65029, Украї-на
https://orcid.org/0000-0002-7508-6350
Б.А. Квасницький
Одеський національний технологічний університет, вул. Канатна, 112, Одеса, 65039, Україна
https://orcid.org/0009-0003-5556-396X
С.А. Крюковська-Тележенко
Одеська державна академія будівництва та архітектури, вул. Дідріхсона 4, м. Одеса, 65029, Украї-на
https://orcid.org/0009-0008-9963-4471
О.А. Герасименко
Одеська державна академія будівництва та архітектури, вул. Дідріхсона 4, м. Одеса, 65029, Украї-на
https://orcid.org/0009-0000-8555-4309

Анотація

Робота присвячена еколого-енергетичному аналізу з метою обґрунтування доцільністі впровадження теплоакумуляторів з матеріалом з фазовим переходом (МФП), а також з композиційним МФП, як елементів сонячних теплових систем. Порівняння виконувалося для трьох наступних варіантів: традиційний рідинний бак-теплоакумулятор, теплоакумулятор з парафіном як МФП та теплоакумулятор з композиційним МФП парафін/терморозширений графіт (ТРГ) в кількості 4 % мас. В роботі показано, що питома теплоємність у діапазоні температур від 30 до 60 °C для теплоакумулятора з МФП у 2,06 рази вища для парафіну та у 2,54 рази вища для парафіну/ТРГ, порівняно з теплоємністю рідинного бака-теплоакумулятора з водним розчином етиленгліколю (під час розрядки теплоакумулятора). Показано, що термоакумулятори з МФП є більш перспективними та характеризуються меншими масо-габаритними розмірами, ніж рідинні баки-тепло­акумулятори на одиницю теплоти, що зберігається. При виробництві теплоакумуляторів з МФП буде створено менше емісії парникових газів на одиницю збереженого тепла, ніж для рідинних баків-термоакумуляторів. Питома емісія парникових газів на одиницю теплоти, що зберігається, для теплоакумулятора з парафіном як МФП на 16,9% нижча, а для теплоакумулятора з парафіном/ТРГ як МФП на 25,7% нижча, ніж для рідинного бака-теплоакумулятора з водним розчином етиленгліколю (під час розряду). Отримані результати можуть бути корисними під час проектування систем теплопостачання у випадках, коли є нестабільне надходження теплової енергії від сонячних колекторів

Ключові слова:
Теплоакумулювання, Сонячна система теплопостачання, Матеріал з фазовим переходом, Енергетична ефективність, Парафін, Екологічний аналіз

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

Як цитувати
Глек, Я., Квасницький, Б., Крюковська-Тележенко, С., & Герасименко, О. (2025). Еколого-енергетичне обґрунтування доцільності застосування термоакумуляторів з матеріалами з фазовим переходом. Refrigeration Engineering and Technology, 61(3), 221-228. https://doi.org/10.15673/ret.v61i3.3277
Номер
Том 61 № 3 (2025)
Розділ
ХОЛОДИЛЬНА ТЕХНІКА ТА ЕНЕРГОТЕХНОЛОГІЇ

Посилання

1. Zhelezny, V., Khliyeva, O., Shestopalov, K., Khalak, V., Hlek, Y., Ivchenko, D., Kvasnytskyi, B. (2025) Paraffin wax/expanded graphite for thermal energy storage: experiment and environmental analysis. Applied Thermal Engineering, 257, 127197
2. Zhelezny, V., Grosu, Y., Hlek, Y., Kvasnytskyi, B., Khalak, V., Ivchenko, D. (2024) Sedimentation Stability and Caloric Properties of Nanohybrid Composite Thermo-Accumulating Material Paraffin/Thermally Expanded Graphite/Copper Oxide Nanopartic¬les. 2024 IEEE 14th International Conference Nanomaterials: Applications & Properties (NAP).
3. (2016) Viessmann. Solar thermal systems (Vitosol): Technical guide. Viessmann Limited. Retrieved 21 June 2025 from https://viessmanndirect.co.uk/files/631a1d8b-eac2-4cf8ae28a67900a11f12/5822440_ Technical%20Guide%202016.pdf
4. Vitosol 100-FM – Official website Viessmann UA. Retrieved 21 June 2025 from https://www.viessmann.ua/uk/zhytlovi-budynky/heliosystemy/plaski-kolektory/vitosol-100fm.htm.
5. (2010) DSTU-N B V.1.1-27:2010 Building climatology.
6. (2008) DSTU B V.2.2-21: DSTU B V.2.2-21:2008. Buildings and structures. Method for determining specific heat consumption for heating buildings.
7. Zhelezny, V., Ivchenko, D., Hlek, Ya., Khliyeva, O., Shestopalov, K. (2024) Experimental study of phase transition heat of composite thermal energy storage materials paraffin wax/expanded graphite. Journal of Energy Storage, 77, 110174.
8. Lemmon, E. W., Bell, I. H., Huber, M. L., McLinden, M. O. (2018) NIST Standard Reference Database 23: Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties-REFPROP, Version 10.0. NIST, Standard Reference Data Program, Gaithersburg.
9. (2010) On the adoption of the national standard DSTU-N B V.2.5-43:2010 Engineering equipment of buildings and structures. Guidelines for the installlation of solar heat supply systems in residential and public buildings, Official web portal of the Parliament of Ukraine.
10. Korinchevska, T. (2017) Thermophysical properties of heat-accumulating materials with phase transition based on organic compounds: PhD Thesis. Kyiv, 132.
11. Khliyeva, O., Shestopalov, K., Ierin, V., Zhelezny, V., Chen, G., Gao, N. (2023) Environmental and energy comparative analysis of expediency of heat-driven and electrically-driven refrigerators for air conditioning application. Applied Thermal Engineering, 219,119533.
12. Chen, G., Zhelezny, V., Khliyeva, O., Shestopalov, K., Ierin, V. (2016) Ecological and energy efficiency analysis of ejector and vapor compression air conditioners. International Journal of Refrigeration, 74, 129-137.
13. Gutowski, T., Sahni, S., Allwood, J., Ashby, M., Worrell, E. (2013) The energy required to produce materials: Constraints on energy-intensity improve¬ments, parameters of demand. Philosophical transacttions. Series A, Mathematical, physical, and engineering sciences, 371, 20120003
14. World-statistics. Indicators. Retrieved 21 June 2025 from https://world-statistics.org/#indicators.