PL Efektywność magazynowania ciepła w akumulatorze cieczowym z wykorzystaniem przeponowego wymiennika ciepła

Journal : Agricultural Engineering
Article : Heat storing effectiveness with the use of a recuperator in the liquid type battery

Authors :
Barwicki, J.
Institute of Technology and Life Sciences, Warsaw Branch, Poland, ul. Rakowiecka 32, 02-532 Warszawa, j.barwicki@itp.edu.pl,
Mazur, K.
Institute of Technology and Life Sciences, Warsaw Branch, Poland, ul. Rakowiecka 32, 02-532 Warszawa,
Wardal, W. J.
Institute of Technology and Life Sciences, Warsaw Branch, Poland, ul. Rakowiecka 32, 02-532 Warszawa,
Majchrzak, M.
Institute of Technology and Life Sciences, Warsaw Branch, Poland, ul. Rakowiecka 32, 02-532 Warszawa,
Borek, K.
Institute of Technology and Life Sciences, Warsaw Branch, Poland, ul. Rakowiecka 32, 02-532 Warszawa,
Koszela, K.
Institute of Biosystems Engineering, Poznan University of Life Sciences, ul. Wojska Polskiego 50, 60-625 Poznan, koszela@up.poznan.pl,
Koszela, K.
Institute of Biosystems Engineering, Poznan University of Life Sciences, ul. Wojska Polskiego 50, 60-625 Poznan, koszela@up.poznan.pl,
Boniecki, P.
Institute of Biosystems Engineering, Poznan University of Life Sciences, ul. Wojska Polskiego 50, 60-625 Poznan,
Kuzimska, T.
Institute of Biosystems Engineering, Poznan University of Life Sciences, ul. Wojska Polskiego 50, 60-625 Poznan,
Kruk, I. S.
Belorussian State Agro-technical University, Belarus,
Kot, T. P.
Belorussian State Agro-technical University, Belarus,
Gordeenko, O. V.
Belorussian State University of Agriculture, Belarus,
Marczuk, A.
Department of Agricultural and Transport Machines, University of Life Science in Lublin, Poland, ul. Beskidzka, 70, 20-869 Lublin, andrzej.marczuk@up.lublin.pl,
Romaniuk, W.
Institute of Technology and Life Sciences, Warsaw Branch, Poland,
Gałuszko, K.
Faculty of Military Medicine, Medical University of Lodz, Poland,
Kurpaska, S.
Institute of Agricultural Engineering and Informatics, University of Agriculture in Krakow, ul. Balicka 116B, 30-149 Kraków, rtkurpas@cyf-kr.edu.pl,
Latała, H.
Institute of Agricultural Engineering and Informatics, University of Agriculture in Krakow, ul. Balicka 116B, 30-149 Kraków,
Baran, D.
Institute of Machinery Management, Ergonomics and Production Processes, University of Agriculture in Krakow,
Konopacki, P.
Institute of Horticulture in Skierniewice,
Hołownicki, R.
Institute of Horticulture in Skierniewice,
Abstract : The paper presents results of the analysis concerning the process of storing and discharging the liquid type battery. A system comprising a recuperator, a battery tank, a circulating pump and a ventilator, was analysed. Hot air obtained from the perforated conduits system from the laboratory tunnel was pumped through a recuperator. The heat storing system in the analysed battery cooperated strictly with a stone battery and its priority was to charge it. Tests were carried out from June to August. A detailed analysis included measurement cycles covering both the storing process as well as the process of discharging. Based on the obtained results, thermal power of the exchanger was determined as a function of air temperature difference between the flowing air and water stored in the battery and its flow velocity. Furthermore, quantity relations between the efficiency of work of the exchanger and independent variables of the process: air temperature and water stored in the battery, air flow velocity, process duration and the stream of heat transfer fluid which flows through a recuperator, were determined. Non-linear estimation with the use of quasi-Newton method was applied for determination of these relations. Moreover, the amount of the heat stored in the battery and the heat transferred to the inside of the object were defined. A total coefficient of heat supply with this system was introduced in the analysis. Based on the obtained values of the process performance, it was found out that despite favourable ecological effects, such system of heating support cannot be recommended for horticultural practice on account of a low value of the coefficient. Whereas the use of the storing system for heating process water is justified.

W pracy przedstawiono wyniki analizy z zakresu procesu magazynowania i rozładowywania akumulatora cieczowego. Analizowano system składający się z: przeponowego wymiennika ciepła, zbiornika akumulatora, pompy obiegowej oraz wentylatora. Ciepłe powietrze, pozyskiwane systemem przewodów perforowanych z wnętrza tunelu laboratoryjnego, zatłaczano przez przeponowy wymiennik ciepła. System magazynowania ciepła w analizowanym akumulatorze współpracował ściśle z akumulatorem kamiennym z nadanym priorytetem ładowania akumulatora kamiennego. Badania przeprowadzono w okresie czerwiec- sierpień. Do szczegółowej analizy wyszczególniono cykle pomiarowe obejmujące zarówno proces magazynowania jak i rozładowania akumulatora. Na bazie uzyskanych wyników określono moc cieplną wymiennika, jako funkcję różnicy temperatury powietrza między przepływającym powietrzem a wodą zmagazynowaną w akumulatorze oraz jego prędkości przepływu. Wyznaczono także ilościowe zależności między efektywnością pracy wymiennika a zmiennymi niezależnymi procesu: temperatura powietrza oraz zmagazynowanej wody w akumulatorze, prędkość przepływu powietrza, czas trwania procesu oraz strumień czynnika obiegowego przepływającego przez wymiennik przeponowy. Do określenie zależności zastosowano estymację nieliniową z wykorzystaniem metody quasi-Newtona. Określono również ilość zmagazynowanego ciepła w akumulatorze oraz ciepło przekazane do wnętrza obiektu. W analizie wprowadzono całkowity współczynnik sprawności dostarczania ciepła tym systemem. Na podstawie uzyskanych wartości sprawności procesu stwierdzono, że pomimo korzystnych efektów ekologicznych, taki system wspomagania ogrzewania ze względu na niską wartość współczynnika nie można rekomendować do praktyki ogrodniczej. Uzasadnione zaś jest wykorzystanie systemu magazynowania do ogrzewania wody przeznaczonej na cele technologiczne.

Keywords : magazynowanie ciepła, akumulator cieczowy, przeponowy wymiennik ciepła, heat storing, liquid type battery, recuperator,
Publishing house : Polskie Towarzystwo Inżynierii Rolniczej
Publication date : 2015
Number : Vol. 19, No. 3
Page : 47 – 57

Bibliography
: Attar, I., Naili, N., Khalif, N., Hazami, M., Lazaar, M., Farhat, A. (2014). Experimental study of an air conditioning system to control a greenhouse microclimate. Energy Conversion and Management, Vol. 79, 543- 553.
Gupta, A., Tiwari, G.N. (2002). Computer model and its validation for prediction of storage effect of water mass in a greenhouse: A transient analysis. Energy Conversion and Management, Vol. 43(18), 2625- 2640.
Haltiwanger, J.F., Davidson, J.H. (2009). Discharge of a thermal storage tank using an immersed heat exchanger with an annular baffle. Solar Energy, 83, 193–201.
Kurpaska, S., Latała, H., Konopacki, P., Hołownicki, R. (2014). Analysis of the selected factors impact on the amount of stored heat and the mass change in the rock-bed storage placed in the laboratory tunnel. Agricultural Engineering, 3(151), 163-174.
Kurpaska, S., Latała, H. (2009). Energy analysis of heat surplus storage systems in plastic tunnels. Renewable Energy, 35 (12), 2656- 2665.
Li, S., Zhang, Y., Zhang, K., Li, X., Li, Y., Zhang, X. (2014). Study on performance of storage tanks in solar water heater system in charge and discharge progress. Energy Procedia, 48, 384-393.
Ntinas, G.K ., Kougias, P.G., Nikita-Martzopoulou, Ch. (2011). Experimental performance of a hybrid solar energy saving system in greenhouses. International Agrophyicss, Vol. 25, 257-264.
Ozenger, L. (2011). A review on the experimental and analytical analysis of earth to air heat exchanger (EAHE) systems in Turkey. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 15(9), 4483- 4490.
Sethi, V.P., Sharma, S.K. (2007). Experimental and economic study of a greenhouse thermal control system using aquifer water. Energy Conversion and Management, Vol. 48(1), 306-319.
Sheikholeslami, M., Hatami, M., Jafaryar, M., Farkhadnia, F., Ganji, D.D., Mofid, G.B. (2015). Thermal management of double-pipe air to water heat exchanger. Energy and Buildings, Vol. 88, 361-366.
DOI :
Qute : Barwicki, J. ,Mazur, K. ,Wardal, W. J. ,Majchrzak, M. ,Borek, K. ,Koszela, K. ,Koszela, K. ,Boniecki, P. ,Kuzimska, T. ,Kruk, I. S. ,Kot, T. P. ,Gordeenko, O. V. ,Marczuk, A. ,Romaniuk, W. ,Gałuszko, K. ,Kurpaska, S. ,Latała, H. ,Baran, D. ,Konopacki, P. ,Hołownicki, R. ,Hołownicki, R. , Heat storing effectiveness with the use of a recuperator in the liquid type battery. Agricultural Engineering Vol. 19, No. 3/2015
facebook