Dynamika akumulacji ciepła kul PCM

W artykule pokazano wyniki eksperymentów pozwalających na identyfikację własności dynamicznych kul wypełnionych materiałem akumulującym ciepło PCM zmieniającym swój stan skupienia ze stałego na ciekły w czasie dostarczania ciepła. Materiał PCM badano wprowadzając sygnał impulsowy poprzez zmianę temperatury wody stanowiącej otoczenie materiału PCM. Odpowiedź impulsową akumulatora ciepła modelowano równaniami inercji. Uzyskany model teoretyczny porównano z odpowiedzią skokową akumulatora. Równania własności dynamicznych pojedynczej kuli pozwalają na modelowanie własności dynamicznych akumulatora ciepła w czasie jego ładowania oraz rozładowania. Ma to duże znaczenie eksploatacyjne przy zastosowaniu predykcyjnych algorytmów skierowania dostawą ciepła np. do systemów ciepłowniczych wyposażonych w źródła kogeneracyjne. Znając przyszły przebieg zapotrzebowania na ciepło przez instalacje u odbiorców oraz znając charakterystyki akumulatora ciepła można w sposób bardziej precyzyjny prowadzić sprzedaż energii elektrycznej na rynku.

---

This article shows the results of experiments that allow for the identification of dynamic properties of balls filled with phase change material (PCM) changing its physical state from solid to liquid during the delivery of heat. PCM behaviour was studied using impulse signal through changing the temperature of the water, which surrounds PCM. The impulse response of heat accumulator was modeled utilizing transfer functions of first order differential equations. The resulting theoretical model was compared with measurements. Equations of the single ball allow the modeling of dynamic properties of heat accumulator during charging and discharging. This is important during operation of CHP supplying district heating where prediction algorithms are applied. Knowing a future heat demand by customers and knowing the characteristics of the accumulator, CHP can more precisely set an electricity selling policy on a market.