Calculation of phace change heat accumulator in complex of energy efficient ventilation system = Розрахунок сезонного теплоакумулятора у складі енергоефективної системи вентиляції

Abstract

The classification of the main seasonal heat energy storage batteries is given, and the modern circuit diagram of the phase shift battery as part of the system with a heat pump and a solar collector is considered. The disadvantage of water heaters is their large volume in most cases. By utilizing the accumulated latent heat of substances, a significant reduction in capital costs is achieved. The possibility of creating energy-saving ventilation systems with the use of a seasonal heat accumulator working on phase transformations of heat-accumulating material is considered. The linear stationary mathematical model of the battery thermal balance is made and on the basis of the calculation results graphs and diagrams are constructed enablingto analyze the work of the heat accumulator during the year. The classification of the main seasonal accumulators of thermal energy and ventilation systems with a ground heat exchanger use is considered. In the article the theoretical and computational research of the seasonal heat accumulator creation and application possibility working on phase transitions of heat-accumulating substances (water) in the ventilation system of a residential individual house is given.

Наведено класифікацію основних сезонних акумуляторів теплової енергії та розглянуто сучасну схему роботи акумулятора фазового переходу у складі системи з тепловим насосом і сонячним колектором. Недоліком водяних акумуляторів тепла є те, що в більшості випадків вони займають великий об’єм. Шляхом застосування акумулюючих приховану теплоту речовин досягається значне зниження капітальних витрат. Розглянуто можливість створення енергозберігаючих систем вентиляції з використанням сезонного акумулятора теплоти, що працює на фазових перетвореннях теплоакумулюючого матеріалу. Розглянуто класифікацію основних сезонних акумуляторів теплової енергії та систем вентиляції із застосуванням ґрунтового теплообмінника. Складено лінійну стаціонарну математичну модель теплового балансу акумулятора й на основі результатів розрахунку побудовано графіки та діаграми, що дозволяють проаналізувати роботу теплоакумулятора протягом року. Прийняті спрощення у процесі моделювання полягають у тому, що рішення виконано для точкової задачі. Розв’язок здійснено з використанням логічних та математичних функцій на основі рівнянь, складеної математичної моделі. Наведено теоретичне і розрахункове дослідження можливості створення й застосування сезонного акумулятора теплоти, що працює на фазових переходах теплоакумулюючих речовин (води) у системі вентиляції житлового індивідуального будинку. Основні отримані результати полягають у тому, що у теплий період року акумулятор виконує роль вирівнювача амплітуди коливань температури, тим самим створюється можливість зменшити потребу в холоді для роботи системи кондиціонування повітря. Також доведено перспективну можливість зменшення маси теплоакумулюючого матеріалу за рахунок поперемінної зміни процесів заряджання-розряджання в акумуляторі у результаті добової зміни зовнішньої температури повітря у холодний період року, а саме її добового підвищення.