Nghiên cứu sơ bộ về việc sử dụng lưu trữ năng lượng nhiệt cho quá trình sấy gỗ chân không

Kumar Shailendra1
1Forest Products Division, Forest Research Institute, Dehradun, India

Tóm tắt

Sấy gỗ chân không là một phương pháp nhanh chóng và hiệu quả, trong đó gỗ được sấy ở nhiệt độ thấp hơn. Tuy nhiên, việc chuyển giao liên tục nhiệt không thể thực hiện thông qua đối lưu dưới áp suất thấp. Hơn nữa, việc lưu trữ năng lượng và chuyển giao nó đến các lớp gỗ thông qua dẫn nhiệt có thể làm cho hệ thống trở nên hiệu quả và thân thiện với môi trường hơn. Các sticker/crossers bằng nhôm được sử dụng để chứa một vật liệu thay đổi pha (PCM) và luân chuyển nước nóng bằng cách giữ chặt chúng và đặt cạnh nhau. Việc nạp và xả PCM được thực hiện ở các nhiệt độ nước khác nhau, và thời gian tan chảy đã được ghi lại. Trong một thí nghiệm khác, việc nạp-xả đồng thời cùng với việc làm nóng các lớp gỗ đã được tiến hành để xác định hiệu quả của hệ thống. PCM nóng chảy trong các sticker/crossers bằng nhôm được xếp chồng cùng với gỗ Melia dubia dày 50 mm trong một bể, và quá trình sấy chân không đã được thực hiện. Kết quả cho thấy, để làm tan PCM, nhiệt độ nước cao hơn (20 °C so với điểm nóng chảy) mang đến thời gian tan nhanh nhất so với các nhiệt độ thấp hơn. Việc lưu trữ nhiệt trong PCM đã giúp duy trì nhiệt độ lõi gỗ đạt mức cao hơn đủ. Trong một hệ thống áp suất thấp, việc sử dụng các sticker bằng nhôm chứa PCM kết hợp với các lớp gỗ đã mang lại hiệu quả trong quá trình sấy. Nghiên cứu này chứng minh tính khả thi của việc tích hợp lưu trữ năng lượng nhiệt với máy sấy gỗ chân không được làm nóng bởi máy nước nóng sử dụng năng lượng mặt trời.

Từ khóa

#sấy gỗ chân không #lưu trữ năng lượng nhiệt #vật liệu thay đổi pha #hiệu quả sấy #nóng lên bằng năng lượng mặt trời

Tài liệu tham khảo

Bansal NK, Buddhi D (1992) Performance equations of a collector cum storage system using phase change materials. Sol Energy 48(3):185–194 Chen CR, Sharma A (2006) Numerical investigation of melt fraction of PCMs in a latent heat storage system. Journal of Engineering and Applied Sciences 1(4):437–444 Domanski R, Wisniewski T, Rebow M (1997) Experimental study of natural convection in the melting of PCM in horizontal cylindrical annuli, QIRT96-Eurtherm series 50-Edizioni ETS, Pisa Dutil Y, Rousse DR, Salah NB, Lassue S, Zalewski L (2011) A review on phase-change materials: Mathematical modeling and simulations. Renew Sustain Energy Rev 15(1):112–130 Enibe SO (2003) Thermal analysis of a natural circulation solar air heater with phase change material energy storage. Renew Energy 28:2269–2299 Hamad FA, Egelle E, Gooneratne S, Russell P (2021) The effect of aspect ratio on PCM melting behaviour in rectangular enclosure. Int J Sustain Eng 14(5):1251–1268 IS 1141 (1993) Seasoning of timber- Code of practice. Bureau of Indian Standards. Bureau of Indian Standard, 1993 Jung HS, Lee JH, Lee NH (2000) Vacuum-press drying of thick softwood lumbers. Drying Tech 18(8):1921–1933 Kowata H, Sase S, Ishii M and Moriyama H (2002) Cold water thermal storage with phase change materials using nocturnal radiative cooling for vegetable cooling. In: Proceedings: World Renewable Energy Congress WII, Cologne, Germany Kumar S, Kishankumar VS (2017) Charging-discharging characteristics of macro-encapsulated phase change materials in an active thermal energy storage system for a solar drying kiln. Therm Sci 21(6 Part A):2525–2532 Mahdi MS, Mahood HB, Campbell AN, Khadom AA (2021) Natural convection improvement of PCM melting in partition latent heat energy storage: numerical study with experimental validation. Int Commun Heat Mass Transfer 126:105463 Mehmet E (2000) Thermal performance of a solar-aided latent heat store used for space heating by heat pump. Sol Energy 69(1):15–25 Nagano K, Moochida T, Takeda S, Domanski D, Rebow M (2003) Thermal performance of maganese (ii) nitrate hex-ahydrate as a phase change material for cooling systems. Appl Therm Eng 23(2):229–243 Oltean L, Teischinger A, Hansmann C (2007) Influence of temperature on cracking and mechanical properties of wood during wood drying–a review. BioResources 2(4):789–881 Pal D, Joshi Y (1996) Application of phase change materials for passive thermal control of plastic quad flat packages: a computational study. Numer Heat Transfer, Part A 30:19–34 Shailendra K, Kumar VSK (2017) Effect of container orientation on melt fraction and use of PCM in enhancing night temperature in a prototype solar kiln. Indian Forester 143(1):43–47 Sharma SD, Iwata T, Kitano H, Sagara K (2004) Thermal performance of a solar cooker based on evacuated tube solar collector with a PCM storage unit. Sol Energy 78(3):416–426 Telkes M, Raymond E (1949) Storing solar heat in chemicals. Heat Vent 46(11):80–86 Wang R, Ren M, Gao X, Qin L (2018) Preparation and properties of fatty acids based thermal energy storage aggregate concrete. Constr Build Mater 165:1–10 www.pluss.co.in Zhang J (1999) Energy saving technology of refrigeration devices. Mechanical Industry Press, Beijing