Storing of heat energy

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Moilanen, Antero
dc.contributor.author Lehtinen, Jere
dc.date.accessioned 2015-06-23T10:21:33Z
dc.date.available 2015-06-23T10:21:33Z
dc.date.issued 2015-06-08
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/16622
dc.description.abstract Using heat storages in the combination with renewable energy, such as solar, in heating of buildings, it is possible to reduce CO2 emission in energy production and replace older technics in heating systems. The aim of this work is to study the suitability of inorganic phase change material for heat storage use in seasonal perspective. The objective of the work was to develop salt hydrate (Glauber´s salt) based storage mixture that can stand sufficient amount of melting and freezing cycles without losing its thermal capacity. The developed mixture could be used as a heat source for low-energy buildings or in other applications. In the work has been studied with help of literature the phase change phenomenon, different heat phase change materials and their properties. In the experimental part different storage mixtures were tested in two experimental set-up devices in-house-constructed by the author to see behaviour of the storage mixtures during and after several melting and freezing cycles. Water and air were tested as heat transfer fluids in the experimental part as well as it was determined thermal capacity of the mixture. Also the investment costs of the new type storage application were evaluated by the author for in 150 m2 single-family house and its expenses during 25 years taking into account rate levels and energy price development. Results have been compared to the conventional and unconventional heating systems. The results showed, that it was managed to develop a mixture that does not lose its thermal capacity in laboratory scale. Even after 77 heating and cooling cycles, it was not observed any signs of decreasing in thermal capacity. Significant observations in the tests were the effect of different additives in the mixtures and also the heat transfer. The calculated results showed a great advantage in operating costs in 25 years for storage in a low-energy single-family house. The cost was ca. 9 cent/kWh for the storage and for ground heating as well as for electricity 17 cent/kWh. The district heating was 19 cent/kWh and the oil heating 27 cent/kWh. en
dc.description.abstract Lämpövaraston käyttäminen yhdessä uusiutuvan energian, kuten auringon, kanssa talojen lämmitysjärjestelmänä, mahdollistaa CO2 päästöjen vähentämisen ja voi korvata vanhempia lämmitystekniikoita. Tämän työn tarkoituksena on tutkia epäorgaanisen faasinmuutosmateriaalin soveltuvuutta lämpövarastokäytössä kausivarastoinnin näkökulmasta. Tavoite työssä oli kehittää suolahydraattipohjainen (glaubersuola) varastomateriaali, joka kestää riittävän määrän lämmitys-jäähdytys- syklejä menettämättä lämpökapasiteettiään. Kehitettyä varastoseosta voitaisiin käyttää lämmönlähteenä matalaenergiataloissa tai muissa sovelluksissa. Tässä työssä tutkittiin kirjallisuuden perusteella faasinmuutosilmiötä, erilaisia faasinmuutosmateriaaleja sekä niiden ominaisuuksia. Kokeellisessa työssä testattiin erilaisia varastomateriaaleja kahdessa kirjoittajan kehittämässä ja rakentamassa koelaitteessa, jotta voitiin nähdä varastoseosten käyttäytyminen useiden lämmitys-jäähdytys- syklien aikana ja niiden jälkeen. Vesi ja ilma testattiin lämmönsiirtoväliaineina ja seoksen lämpökapasiteetti määritettiin. Työssä laskettiin kirjoittajan kehittämän uuden tyyppisen varaston investointi 150 m2 matalaenergiataloon ja sen käyttökulut 25 vuoden aikana huomioiden korkotason ja energiahinnan nousun vaikutukset. Tuloksia verrattiin perinteisiin lämmitysjärjestelmiin ja myös uudempaan järjestelmään. Tulokset osoittivat, että pystyttiin kehittämään seos, joka ei menetä lämpökapasiteettiään laboratoriomittakaavassa. 77 lämmitys-jäähdytys- syklin jälkeen ei havaittu heikkenemistä lämpökapasiteetissa. Testeissä merkittävinä asioina havaittiin myös erilaisten lisäaineiden vaikutus seoksissa ja lämmönsiirron merkitys. Laskennalliset tulokset osoittivat, että lämpövarastolla on huomattava etu käyttökuluissa. Varaston kokonaiskulut 25 vuodessa olivat 9 senttiä/kWh, kun maalämmön ja sähkön olivat 17 senttiä/kWh. Kaukolämpö ja öljylämmitys vastaavasti 19 senttiä/kWh ja 27 senttiä/kWh. fi
dc.format.extent 80+5
dc.language.iso en en
dc.title Storing of heat energy en
dc.title Lämpöenergian varastointi fi
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö en
dc.contributor.school Insinööritieteiden korkeakoulu fi
dc.subject.keyword heat storage en
dc.subject.keyword phase change en
dc.subject.keyword seasonal storage en
dc.subject.keyword Glauber´s salt en
dc.subject.keyword PCM en
dc.subject.keyword heat energy en
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201506303407
dc.programme.major Energiatekniikka fi
dc.programme.mcode K3007 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Ahtila, Pekka
dc.programme Energia- ja LVI-tekniikan koulutusohjelma fi


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account