Експериментальні дослідження гібридної системи накопичення тепла з підземним каналом і PCM

dc.contributor.authorПисаревський І. О.
dc.contributor.authorМукмінов І. І.
dc.contributor.authorPysarevskyi Igor O.
dc.contributor.authorMukminov Ihor I.
dc.date.accessioned2026-10-01T11:06:58Z
dc.date.issued2026
dc.description.abstractМета. Метою роботи є експериментальне дослідження добового теплового режиму теплиці з гібридною системою акумулювання теплоти, що поєднує акумулювання відчутної теплоти у підземному щебеневому каналі та акумулювання прихованої теплоти за рахунок фазозмінного матеріалу на основі модифікованого парафіну з температурою плавлення 35 °C. Методика. Реалізовано двоконтурну систему циркуляції теплоносія з розділеними денним режимом акумулювання та нічним режимом тепловіддачі. Експериментальні дослідження виконано для трьох довжин підземного каналу (0,2; 0,5; 1,0 м). Здійснювалась безперервна реєстрація температур повітря всередині та зовні теплиці, температур води у характерних точках контурів, температури в центрі щебеневого шару, температури парафіну в підлогових трубках та інтенсивності сонячного випромінювання. Температурні залежності апроксимовано функціями типу GaussAmp, а зміну сонячного випромінювання – функцією BiHill. Результати. Похибка апроксимації не перевищувала 3–4% для температурних процесів і 6–7% для сонячного потоку, що підтверджує адекватність моделі. У денний період надлишкова теплота ефективно акумулюється у щебеневому шарі, при цьому різниця температур води на вході та виході з каналу становить 8–12 °C. У нічний період теплота передається у внутрішній об’єм теплиці через підлогові трубки, а парафін проходить фазовий перехід, стабілізуючи температурний режим. Збільшення довжини каналу подовжує тривалість нічного утримання температури та зменшує швидкість охолодження; для довжини 1,0 м температура повітря перевищувала 20 °C до 12,7 год. Наукова новизна. Експериментально обґрунтовано синергетичну взаємодію акумулювання відчутної та прихованої теплоти в двоконтурній системі та кількісно визначено вплив довжини підземного каналу на нестаціонарні теплові процеси. Практична значимість. Отримані результати можуть бути використані для оптимізації геометричних і режимних параметрів гібридних систем теплового акумулювання в енергоефективних тепличних спорудах.
dc.description.abstractengPurpose. The study aims to experimentally investigate the daily thermal regime of a greenhouse equipped with a hybrid thermal energy storage system combining sensible heat storage (SHS) in a gravel-filled underground channel and latent heat storage using a phase-change material (PCM) based on modified paraffin with a melting temperature of 35 °C. Method. A dual-circuit heat carrier system with separate daytime charging and nighttime discharging modes was implemented. Experimental studies were conducted for three underground channel lengths (0.2, 0.5, and 1.0 m). Continuous measurements included indoor and outdoor air temperatures, water temperatures at key circuit points, temperature at the center of the gravel layer, paraffin temperature in floor-mounted tubes, and solar radiation intensity. Temperature profiles were approximated using GaussAmp functions for heating and cooling processes and a BiHill function for solar radiation dynamics. Results. The approximation error did not exceed 3–4% for temperature processes and 6–7% for solar radiation, confirming the adequacy of the analytical approach. During daytime operation, excess solar heat was effectively stored in the gravel layer, with water temperature differences of 8–12 °C across the channel. At night, accumulated heat was transferred to the greenhouse interior through floor pipes, while paraffin underwent phase transition, stabilizing indoor air temperature. Increasing channel length significantly prolonged nighttime thermal retention and reduced the cooling rate; the 1.0 m configuration maintained indoor temperature above 20 °C for up to 12.7 hours. Scientific novelty. The study experimentally substantiates the synergistic interaction between SHS and PCM within a dual-mode circulation system and quantifies the influence of underground channel length on transient thermal behavior. Practical importance. The results provide a basis for optimizing geometric and operational parameters of hybrid thermal storage systems in energy-efficient greenhouses.
dc.identifier.citationПисаревський, І. О. Експериментальні дослідження гібридної системи накопичення тепла з підземним каналом і PCM = Experimental investigation of a hybrid heat storage system with an underground channel and PCM / І. О. Писаревський, І. І. Мукмінов // Зб. наук. пр. НУК. – Миколаїв : Гельветика, 2026. – № 1 (504), т. 1. – С. 180–189.
dc.identifier.govdochttps://doi.org/10.15589/znp2026.1(503).1.21
dc.identifier.issn2311-3405 (Print)
dc.identifier.issn2313-0415 (Online)
dc.identifier.urihttps://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/13731
dc.language.isouk
dc.relation.ispartofseries661.85: 62-192
dc.subjectтеплиця
dc.subjectакумулювання теплоти
dc.subjectщебеневий акумулятор
dc.subjectфазозмінний матеріал
dc.subjectпарафін
dc.subjectдобовий тепловий режим
dc.subjectенергоефективність
dc.subjectgreenhouse
dc.subjectheat storage
dc.subjectgravel thermal accumulator
dc.subjectphase-change material
dc.subjectparaffin
dc.subjectdaily thermal regime
dc.subjectenergy efficiency
dc.titleЕкспериментальні дослідження гібридної системи накопичення тепла з підземним каналом і PCM
dc.title.alternativeExperimental investigation of a hybrid heat storage system with an underground channel and PCM
dc.typeСтаття

Files

Original bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Igor O. Pysarevskyi_Ihor I. Mukminov.pdf
Size:
629.78 KB
Format:
Adobe Portable Document Format