de stocare a căldurii

Puteți aplica o baterie de apă ca de zi cu zi într-o zonă rezidențială. Zilnică de acumulator de căldură de apă instalate în interiorul casei, în special, acesta poate fi integrat într-unul dintre pereții interiori. Bateria este un perete tubular, în care sunt amplasate rezervoarele umplute cu apă. Prin aceste rezervoare coșuri din cuptor, care este încălzit în rezervoarele de apă testate. Surse de baterie de apă, cu excepția a cuptorului de încălzire poate fi utilizată pentru sistemul de încălzire solară și sistemul de aer de încălzire solară a apei.

Izolație exterioară a bateriei - lemn, cărămidă sau aerat, - o încălzire servește la reducerea temperaturii la suprafață până la aproximativ 40 ° C. Izolarea termică asigură răcirea lentă a rezervorului de stocare, astfel încât temperatura este menținută într-un interval de temperatură acceptabil.

Capitolul 3. Bateriile termice cu un material acumularea de căldură solid

Baterii termice cu TAM solidă este în prezent cel mai frecvent. Acest lucru se datorează în primul rând utilizarea de materiale ieftine, simple și soluții tehnice dovedite. Așa cum se folosește materialele cele mai ieftine - pietriș, Feola (minereu de fier), a resturilor de materiale de constructii.

In mod traditional considerate acumulatoare de căldură, cu o matrice fixe sau mobile.

Folosind un design matrice staționar oferă simplitate maximă, dar necesită mase mari de TAM. În plus, temperatura lichidului de răcire la ieșirea acumulatorului este schimbat în timp, ceea ce necesită un sistem suplimentar pentru menținerea parametrilor constanți prin by-pass.

Se consideră în prezent unele soluții tehnice specifice ale acumulatoarelor de căldură (Fig. 3).

Figura 3. Principalele tipuri de solide cu TAM TA: și c matricea poroasă; b, c - canal; d, e - subteran cu canale verticale și orizontale; e - în acvifer; de admisie a lichidului de răcire 1; 2- izolație; 3 - separarea răzuirea; 4 - EXISTA; 5 - suport; de evacuare a lichidului de răcire 6-; 7 - separarea fluxurilor; 8 - un inductor; acvifer 9-; 10 - strat impermeabil.

Bateriile cu matricea poroasă sunt folosite, de obicei, în sistemele gelioteplosnabzheniya. Asemenea SLT sunt proiectate, de regulă, cu o rezistență minimă de curgere, care să permită utilizarea principiului transferului liber-convectiv. Când încărcarea gazul fierbinte este alimentat în partea superioară a TA și răcit, este coborât în ​​partea sa inferioară.

Când încărcarea gazul fierbinte este alimentat în partea superioară a TA și răcit, este coborât în ​​partea sa inferioară. Când descărcarea gazului rece introdus în partea de jos a TA este încălzit și iese din partea superioară a acestuia. Astfel, este posibil de a proiecta un sistem de încălzire care necesită doar sursa de căldură (de exemplu soarele). incalzitor Cunoscut gaz pentru dezvoltare cu laser dinamică a gazului, care utilizează principiul matricei „poros“ încălzit de electricitate.

Canalul TA este utilizat pe scară largă în sistemele de încălzire electrice care utilizează în afara orelor de vârf de putere. Material de stocare a căldurii (izolațiile cărămidă refractară și t. P.) este încălzit în perioadele de consum minim de energie, ceea ce permite să se alinieze o putere grafică de încărcare. încălzirea spațiului se realizează cu aer încălzit în timp ce trece prin matricea.

Un tip special de legătură cu un solid TAM TA sunt bateriile de căldură din grafit folosite ca sursă de energie în centralele electrice autonome. Temperatura de încălzire poate ajunge la 3500 K, care asigură bune caracteristici de masă de dimensiuni ale instalației.

acumulatoare de căldură subterane cu canale verticale sunt utilizate în mod obișnuit pentru acumularea de căldură sezonieră. o lungime de canal de astfel de baterii poate ajunge la o sută de metri, iar consumul total de energie de mii de kilowați-oră. acumulatoare de căldură subterane cu canale orizontale sunt utilizate pentru stocarea căldurii timp de mai multe luni.

Bateriile termice sunt realizate cu matrița mobilă, de obicei sub forma unui regenerator rotativ dispozitive care se încadrează bile etc. Asemenea baterii utilizate în dispozitivele de recuperare a energiei termice și din cauza timpilor de ciclu scăzute au dimensiuni mici ..; AT pentru matrița mobilă poate asigura o temperatură constantă a gazului de evacuare. Principalele caracteristici ale utilizate cel mai frecvent solide TAM este prezentat în Tabelul. 3

Tabelul 3 Proprietățile de bază solide TAM

Pentru a reduce gaz rece amplitudinilor temperaturii de oscilație utilizate funcționarea simultană a mai multor baterie este descărcată într-un canal comun. În acest caz, amplitudinea de oscilație se reduce proporțional cu numărul de AT de lucru. Este evident că pentru a atinge o temperatură constantă de gaz trebuie să fie număr infinit de ele, care se realizează într-un regenerator rotativ.

Capitolul 4. Acumulatorii de căldură bazate pe tranziții de fază

Utilizarea căldurii de fuziune pentru depozitare termică asigură o densitate ridicată de energie stocată atunci când mici schimbări de temperatură și temperatura de ieșire suficient de stabilă a TA. Cu toate acestea, majoritatea TAM în stare topită sunt expuse la substanțe corozive în general, au o conductivitate termică scăzută, modificarea volumului la topire și relativ scumpe. În prezent, o gamă largă de substanțe cunoscute care asigură acumularea unei temperaturi de 0-1400 ° C. Trebuie remarcat faptul că utilizarea pe scară largă a consumabilelor TAM TA constrânsă în primul rând din considerente de costuri ridicate de plante.

La temperaturi de funcționare de până la 120 ° C, se recomandă să se utilizeze săruri anorganice kristallogidridov, în primul rând datorită utilizării substanțelor naturale ca TAM. Pentru o aplicație reală discută numai substanțele care nu sunt degradabile prin topirea sau dizolvarea în exces de apă, o parte din TAM. C este necesar să se folosească materiale care sunt nuclee primare pentru a asigura cristalizarea cu lichid subrăcire mici. Pentru a bloca faza se utilizează agenți de separare sau de îngroșare, sau amestecarea intensivă în timpul schimbului de căldură. Până în prezent, au elaborat recomandări pentru a asigura o performanță acolo pe baza cristalin pe mai multe mii de cicluri de încărcare - descărcare. Dezavantajele cristalin ar trebui să includă, de asemenea, corodarea lor a crescut.

Tabel proprietăți 4.1Osnovnye TAM kristallogidridov pe bază.

# 929; tv Martie 10 kg / m 3

Utilizarea substanțelor organice elimină aproape complet coroziv probleme de distrugere a carcasei asigură o densitate mare de energie stocată, performanțe economice bune. Dezvoltat metodelor actualizate de tratament de suprafață a substanțelor organice (kraft - Polimerizare - .. Modificarea etc.) pot crea structuri fără suprafață de schimb explicit. Cu toate acestea, în procesul de substanțe organice ia scăderea căldurii de topire loc datorită distrugerii lanțurilor lungi de molecule de polimer. Utilizarea materialelor organice necesită dezvoltarea suprafețelor de schimb de căldură, datorită conductivității termice scăzute de TAM.

Tabelul 4.2 Proprietăți principale fuzibil TAM organice.

Punctul de topire al K

Căldura de fuziune Q, kJ kg \

Densitate kg \ m3

coeficient de conductivitate termică # 955; tv, W \ (m · K)

La sunt folosite temperaturi mai ridicate, în mod tipic compusul și metale ușoare aliaje. dezavantaje esențiale ale compușilor metalici este considerat a fi o conductivitate termică scăzută, corozivitate, modificarea volumului la topire.

Capitolul 5. Proiectarea tranziției de fază TA

Staționați în capsule Fig. 4, și asigură o fiabilitate structurală ridicată, permite crearea unei suprafețe de schimb de căldură dezvoltată, offset (folosind capsule flexibile) schimbarea volumului în timpul tranzițiilor de fază. Cu toate acestea, datorită conductivității termice scăzute TAM necesită un număr mare de capsule mici, ceea ce conduce la o mare complexitate de fabricație SLT utilizare insuficient eficientă a volumului (pentru capsule cilindrice) rigiditate scăzută (pentru capsule plate). cerere deosebit de eficace capsulara TA în cazul unor fluxuri de căldură mici de pe suprafața de schimb de căldură.

Figura 4. Principalele tipuri de acumulatoare de căldură de tranziție de fază: și - capsula; 6 -. coajă și tub; c, d - cu racleta îndepărtarea TAM; etc - cu îndepărtarea cu ultrasunete a TAM; e, f - contactul direct și de pompare acolo; s, i - cu transfer de căldură de evaporare convectiv; 1 -zhidky TAM; 2 TAM-solid; 3 - suprafața de transfer de căldură; 4 - TA locuințe; și - lichidul de răcire; 6 - faza de delimitare; 7 - particule solide TAM; 4- intercooler; 9 - vapori și corpuri de încălzire lichid.

Locație TAM în tubul spațiu schimbător de căldură fascicul inelar (Fig. 4b) furnizează o utilizare rațională a volumului intern al AT și utilizarea tehnologiei de fabricație convenționale de schimbătoare de căldură. Cu toate acestea, atunci când o astfel de construcție este dificil să se asigure liber de expansiune TAM, în care fiabilitatea bateriei este coborâtă în ansamblu. Furnizarea caracteristicilor dinamice ale bateriei limitărilor de rezistență cunoscute împiedicau tuburi pas în placa tubulară.

Cel mai complex tehnologic și costisitor element de construcție tradițional TA este o suprafață de schimb de căldură care definește capacitatea de acumulare de căldură. Datorită conductivității termice scăzute a mai topire TAM propuse în prezent, diferite metode de reducere a suprafeței de transfer de căldură prin razuire TAM, distrugerea ultrasunete sau electrohidraulic solidificat TAM. Aceste metode pot reduce semnificativ cantitatea de suprafață de schimb de căldură, dar crește în mod semnificativ sarcina pe elementele structurale ale bateriei. Este cunoscut faptul că cea mai bună suprafață de transfer de căldură este un materialul absența completă, t. E. Contactul direct acumularea de căldură și răcire. Este evident că, în acest caz, este necesar să se aleagă ca materialele de stocare a căldurii și a fluidelor de transfer de căldură, pe baza de a oferi un design funcțional.

Materiale de stocare a căldurii, în acest caz, trebuie să îndeplinească următoarele cerințe: să cristalizeze cristale individuale; au o mare diferență de densitate între faze solide și lichide; fie stabile chimic; nu formează emulsii cu lichid de răcire.

Agenți de răcire sunt selectate pe baza următoarelor criterii:

stabilitate chimică în amestec cu TAM,

diferența de densitate mare în ceea ce privește TAM,

capacitate redusă de spumare,

o serie de alte creanțe care rezultă din caracteristicile de proiectare.

Când se folosește un agent de răcire, mai dens decât TAM solid realizat diagrama prezentată în Fig. E 4. În timpul funcționării, bateria este umplut cu un amestec de material de acumulare a căldurii și a lichidului de răcire. În partea superioară a TA furnizat fluidul de transfer de căldură, care ajunge la suprafața TAM, răcită (încălzită) și este retras din partea de jos a bateriei. Datorită fazei lichide cu densitate mai mică TAM în comparație cu particulele sale cristalizate solide chiuveta la fundul bateriei. În timpul funcționării, TA se umple treptat întregul volum al TAM cristalizat. Când se utilizează un mediu de încălzire cu o densitate mai mică decât densitatea TAM realizat diagrama prezentată în Fig. 4 g. lichid de răcire prin pulverizare are loc în partea de jos a bateriei. În timpul ascensiunii TAM lichidului de răcire a picăturilor este încălzită sau răcită și simultan amestecate intens. Principalele dezavantaje ale metodelor de mai sus ale TAM și cerințele de contact pentru agentul de răcire sunt considerate surse străine de energie pentru pompare și este nevoie de filtrare atentă cu lichid de răcire pentru a preveni antrenarea particulelor TAM.

Aceste neajunsuri sunt absente în construcție, utilizând principiul transferului de căldură evaporare convectiv prin contactarea directă a TAM a lichidului de răcire (Fig.4, s). În acest caz, în plus față de aceste proprietăți de răcire necesar ca punctul de fierbere la presiunea atmosferică a fost puțin sub temperatura de topire TAM. Pentru încărcarea de presiune și, prin urmare, punctul de fierbere al agentului de răcire în interiorul său sunt stabilite mai mari decât temperatura de topire TAM. Încărcarea este efectuată de intrare schimbător de căldură. Agentul de răcire fierbe și bule de abur, la o temperatură mai mare decât temperatura de topire TAM se ridică și preîncălzit TAM. Atunci când are loc această topire TAM și condensarea lichidului de răcire. Molten TAM se ridică în sus, iar condensatul cade agentul de răcire, Ca topire TAM bule de spațiu de vapori de lichid de răcire situate pe AT și sfârșitul procesului de încărcare întregul fluid de transfer de căldură este în fază de vapori în spațiul de vapori. La îndepărtarea căldurii pas de presiune TA aceasta este redusă, astfel încât temperatura de condensare a agentului de răcire este sub temperatura de topire TAM. Când îndepărtarea căldurii la evacuarea suprafeței schimbătorului de căldură are loc condensarea agentului de răcire care curge la topit TAM. Se evaporă picăturile de lichid de răcire și cristalizare particulelor TAM. Solidificate TAM este coborât în ​​partea de jos a TA, iar vaporii lichidului de răcire crește.

La răcire TAM a lichidului de răcire scade mai mici și mai mică la sfârșitul procesului de descărcare lichidul de răcire se transformă în întreaga partea de jos a AT.

Referințe

2. Gulia N. V. Depozitarea energiei. - M., 1980.

4. Pugach LI alternative de energie, surse de energie regenerabile.