Akumulacja ciepła w monolitach węglowych dla magazynowania energii - rozważania modelowe

Opierając się na równaniu bilansu ciepła, masy, stanu fazy objetoociowej i zaadsorbowanej zaproponowano model matematyczny pozwalający określić zmiany temperatury monolitów pod wpływem adsorpcji par metanolu. Obliczenia modelowe wykonane dla monolitów otrzymanych: z pylistego węgla aktywnego - AC35 oraz węgli aktywnych otrzymanych w procesie aktywacji chemicznej karbonizatu z węgla kamiennego - ACS i mezofazy pakowej - APM wykazały znaczne różnice we właściwoociach termicznych wystepujące pomiedzy nimi. Stwierdzono najwyższą zdolność do akumulowania ciepła w kolejności dla monolitów ACS i APM, a znacznie niższą dla AC35. Przewidywana różnica temperatur pomiędzy monolitem ACS a AC35 wynosi oko3o 3K. Uzyskano bardzo dobrą zgodność w zdolności do akumulowania ciepła, przewidywanych różnic przyrostu temperatury pomiędzy monolitami i dynamiki tych zmian z wynikami uzyskanymi z pomiaru ciepła zwilżania monolitów metanolem. Zaprezentowane wyniki wskazują na szczególną przydatność monolitów ACS i APM dla układu magazynującego ciepło adsorpcji.

A mathematical model of heat accumulation caused by methanol vapour adsorption on carbon monoliths is presented using equations of heat and mass balances for adsorbed and gas phases. Monoliths were prepared utilizing as raw materials: powdered active carbon (AC35), coal carbonizate (ACS) and pitch mesophase (APM). Model calculations result in substantial differences in their thermal properties. The highest accumulation of heat was for monolith ACS, similar value was found for APM, but a much lower for AC35. Predicted temperature difference between monoliths ACS and AC35 amounts to 3K. Correlations were found between heat accumulation, differences of temperature, heat of methanol immersion and the dynamics of temperature changes for all monoliths. The results confirm thatmonolithsACS and APMare particularly useful for energy storage systems.