Project detail

Hysteresis of the temperature-enthalpy curve during partial phase change of latent heat storage materials

Duration: 01.01.2018 — 31.12.2020

Funding resources

Czech Science Foundation - Standardní projekty

- whole funder (2018-01-01 - 2020-12-31)
Czech Science Foundation - Standardní projekty

- whole funder (2018-01-01 - 2020-12-31)

On the project

Projekt je zaměřen na výzkum závislosti mezi teplotou a entalpií při částečné změně skupenství materiálu z pevného na kapalné a naopak. Mnoho materiálů vykazuje výraznou hysterezi závislosti teplota-entalpie. To znamená, že se tato závislost v případě tání a tuhnutí liší. Závislosti mezi teplotou a entalpií včetně její hystereze jsou poměrně dobře popsány pro kompletní změnu skupenství materiálu, ale existuje velmi málo informací o této závislosti v případě částečné změny skupenství. V mnoha situacích dochází ke změně skupenství pouze určitého množství materiálu a potom se materiál vrací do původního stavu (kapalného nebo tuhého skupenství). Znalost závislosti mezi teplotou a entalpií při částečné změně skupenství je důležitá pro přesné modelování změny skupenství v různých aplikacích. Výzkum v rámci projektu bude zaměřen na získání nových poznatků v této oblasti. Pro tento účel bude využito několika experimentálních metod a postupů.

Description in English
The project aims at the investigation of the relationship between temperature and enthalpy during the partial solid-liquid and liquid-solid phase changes of materials. Many materials exhibit a significant hysteresis of the temperature-enthalpy curve. It means that the temperature-enthalpy curve follows one path during melting and another path during congealing. The description of the relationship between temperature and enthalpy, including the hysteresis, is quite well described for the complete phase changes but not much information exists about this temperature-enthalpy relationship during partial phase changes. In many situations only a certain amount of the material melts or solidifies before returning to the original state. The knowledge of the relationship between temperature and enthalpy during such partial phase changes is crucial for the accurate modeling of phase change phenomena in many applications. The research conducted in the project will focus on acquiring new information in this area. Several experimental techniques and procedures will be used for this purpose.

Keywords
Hystereze;částečná změna skupenství;závislost teplota-entalpie

Key words in English
Hysteresis, partial phase change, temperature-enthalpy relationship

Mark

GA18-19617S

Default language

Czech

People responsible

Charvát Pavel, doc. Ing., Ph.D. - principal person responsible

Units

Energy Institute
- beneficiary (2018-01-01 - 2020-12-31)

Results

CHARVÁT, P.; ŘEZÁČOVÁ, V.; KLIMEŠ, L.; OSTRÝ, M.; KUČERÍK, J. Partial phase change of latent heat storage materials - first results of application of differential scanning calorimetry. Book of Abstracts of ESTAC12. CEEC-TAC. Academica Greifswald Germany: CEEC-TAC, 2018. p. 196-196. ISBN: 978-3-940237-50-7.
Detail

KLIMEŠ, L.; CHARVÁT, P.; OSTRÝ, M. Thermally activated wall panels with microencapsulated PCM: comparison of 1D and 3D models. Journal of Building Performance Simulation, 2019, vol. 12, no. 4, p. 404-419. ISSN: 1940-1493.
Detail

HLINÍK, J.; KLIMEŠ, L.; CHARVÁT, P.; OSTRÝ, M. A study into optimal design of an air-PCM thermal energy storage unit with CSM panels. In Refrigeration Science and Technology. The Eight Cryogenics 2004 IIR International Conference. IIR/IIF, 2018. p. 273-278. ISBN: 978-2-36215-025-8. ISSN: 0151-1637.
Detail

KLIMEŠ, L.; CHARVÁT, P.; OSTRÝ, M. An optimization study into thermally activated wall system with latent heat thermal energy storage. In Selected papers from the ASIM 2018 conference. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. IOP Publishing, 2019. p. 1-6. ISSN: 1755-1307.
Detail

OSTRÝ, M.; BANTOVÁ, S.; CHARVÁT, P.; KLIMEŠ, L. Investigation of compatibility of organic and inorganic PCMs with the materials of containers. In 12th IIR/IIF International Conference on Phase-Change Materials and Slurries for Refrigeration and Air Conditioning PCM 2018. BOOK OF PROCEEDINGS. 2018. p. 373-378. ISBN: 978-2-36215-025-8.
Detail

OSTRÝ, M.; BANTOVÁ, S.; CHARVÁT, P.; KLIMEŠ, L. Corrosion tests on metal – phase change material pairs used for thermal energy storage. In Metal 2018. 27th International Conference on Metallurgy and Materials. 1. Ostrava: Tanger Ltd., Ostrava, 2018. p. 1666-1670. ISBN: 978-8-0872-9484-0.
Detail

ZÁLEŠÁK M.; CHARVÁT P.; KLIMEŠ L. Aplikace heuristických optimalizačních metod na inverzní úlohy přenosu tepla. Sborník konference Simulace budov a techniky protředí 2020. Brno: BUT, 2020. s. 37-40. ISBN: 978-80-907423-1-4.
Detail

DARDIR, M.; EL MANKIBI, M.; HAGHIGHAT F.; KLIMEŠ, L. Development of PCM-to-air heat exchanger for integration in building envelope–modeling and validation. SOLAR ENERGY, 2019, vol. 190, no. 1, p. 367-385. ISSN: 0038-092X.
Detail

ŘEZÁČOVÁ, V.; CHARVÁT, P.; OSTRÝ, M.; KUČERÍK, J. THE STUDY OF PHASE CHANGE MATERIALS BY DIFFERENTIAL SCANNING CALORIMETRY. In TERMOANALYTICKÝ SEMINÁŘ 2019 - SBORNÍK PŘÍSPĚVKŮ. TAS. Brno: Česká společnost chemická, 2019. p. 136-141. ISBN: 978-80-88307-03-7.
Detail

KLIMEŠ, L.; KOZUBÍK, L.; CHARVÁT, P. Computational design optimization of PCM-based attenuator of fluid temperature fluctuations. In Proceedings of ASME IMECE 2019. ASME, 2019. p. 1-8. ISBN: 978-0-7918-5945-2.
Detail

CHARVÁT, P.; ZÁLEŠÁK, M.; KLIMEŠ, L. The Influence of the Phase Change Temperature Range and the Phase Change Hysteresis of a PCM on the Performance of an Air-PCM Heat Storage Unit. In ASME 2019 International Mechanical Engineering Congress and Exposition. Salt Lake City, Utah, USA: ASME, 2019. p. 1-6. ISBN: 978-0-7918-5943-8.
Detail

KLIMEŠ, L.; CHARVÁT, P.; JOYBARI, M. M.; ZÁLEŠÁK, M.; HAGHIGHAT, F.; PANCHABIKESAN, K.; EL MANKIBI, M.; YUAN, Y. Computer modelling and experimental investigation of phase change hysteresis of PCMs: The state-of-the-art review. APPLIED ENERGY, 2020, vol. 263, no. 1, p. 1-29. ISSN: 0306-2619.
Detail

ZÁLEŠÁK M.; CHARVÁT, P.; KLIMEŠ, L. Design Optimization of a Solar Air Collector Integrating a Phase Change Material. Chemical Engineering Transactions, 2020, vol. 81, no. 1, p. 211-216. ISSN: 2283-9216.
Detail

CHARVÁT, P.; KLIMEŠ, L.; PECH, O.; HEJČÍK, J. Solar air collector with the solar absorber plate containing a PCM – Environmental chamber experiments and computer simulations. RENEWABLE ENERGY, 2019, vol. 143, no. 1, p. 731-740. ISSN: 0960-1481.
Detail

Responsibility: Charvát Pavel, doc. Ing., Ph.D.