Παραμετρική μελέτη ηλιακού συστήματος θέρμανσης νερού χρήσης με υλικά αλλαγής φάσης (PCM) στην περιοχή της Αθήνας

Abstract

Η χρήση ενός συστήματος αποθήκευσης λανθάνουσας θερμότητας με τη βοήθεια υλικών αλλαγής φάσης (ΥΑΦ), είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος για την αποθήκευση θερμικής ενέργειας. Η παρούσα εργασία, παρουσιάζει τα βασικά χαρακτηριστικά των υλικών αλλαγής φάσης και συνοψίζει τις κυριότερες εφαρμογές τους στα κτίρια, με ιδιαίτερη έμφαση στην ηλιακή θέρμανση νερού χρήσης. Πιο συγκεκριμένα, εξετάζεται η χρήση ΥΑΦ σε ηλιακό σύστημα θέρμανσης νερού χρήσης, με τη μελέτη ενός θεωρητικού μοντέλου εγκατάστασης για τους ψυχρότερους μήνες του έτους. Το θεωρούμενο μοντέλο εγκατάστασης, μελετάται για τέσσερα εμπορικά υλικά και για διαφορετικές παραμέτρους. Στόχος είναι να διαπιστωθούν οι δυνατότητες θερμικής αποθήκευσης των υλικών αλλαγής φάσης καθώς κι η προοπτική να αποτελέσουν μια βιώσιμη λύση για την ιδιαίτερα ενεργοβόρα εφαρμογή της θέρμανσης νερού χρήσης.

Using a latent heat storage system by means of phase change materials (PCM) s is an effective way of storing thermal energy. This paper presents the basic characteristics of PCMs and summarizes their main applications in buildings with emphasis on solar water heating. In particular, this paper investigates the use of PCMs in a solar domestic water heating model system. The model system is studied in relation to four commercial materials and against different parameters, for the colder months of the year. The aim is to identify the potential of PCMs in thermal storage as well as their possibility to comprise a sustainable solution for the highly energy consuming application of water heating.