Ús d'un acumulador de calor a la vida quotidiana
L'acumulador tèrmic s'ha convertit en un dispositiu indispensable per a molts sistemes de calefacció moderns. Amb aquest afegit, es pot assegurar l'acumulació de l'excés d'energia generada a la caldera i normalment malgastada. Si tenim en compte els models d'acumuladors de calor, la majoria d'ells semblen un dipòsit d'acer, que té diversos broquets superiors i inferiors. La font de calor està connectada a la segona, mentre que els consumidors estan connectats a la primera. A l'interior hi ha un líquid que es pot utilitzar per resoldre diversos problemes.
L'acumulador tèrmic s'utilitza amb força freqüència a la vida quotidiana. El seu treball es basa en la impressionant capacitat calorífica de l'aigua. El funcionament d'aquest dispositiu es pot descriure de la següent manera. La canonada de l'equip de la caldera està connectada a la part superior del dipòsit. Un refrigerant calent entra al dipòsit, que resulta que s'escalfa al màxim.
La bomba de circulació està a la part inferior. Agafa aigua freda i la fa passar pel sistema de calefacció, dirigint-la a la caldera. El líquid refredat es substitueix per un altre d'escalfat en poc temps. Tan bon punt la caldera deixa de funcionar, el refrigerant comença a refredar-se a les canonades i canonades. L'aigua entra al dipòsit, on comença a desplaçar el refrigerant calent cap a les canonades. La calefacció de l'habitació continuarà durant un temps segons aquest principi.
Volum de la memòria intermèdia de la bateria
Anem a esbrinar quant hauria de ser l'emmagatzematge de calor. Hi ha diferents opinions, que es basen en el càlcul basat en:
- àrea del local;
- potència de la caldera.
Fem una ullada a cadascun d'ells. Si comenceu des de l'àrea de l'habitació, no hi pot haver recomanacions exactes. Com que hi ha molts factors que afecten la durada de la bateria del sistema sense caldera, el principal dels quals és la pèrdua de calor de l'habitació. Com millor estigui la casa aïllada, més temps serà el dipòsit d'amortiment capaç de proporcionar calor a l'habitatge.
Un càlcul aproximat, basat en l'àrea de l'habitació, és que el volum de l'acumulador de calor hauria de ser quatre vegades el nombre de metres quadrats. Per exemple, una casa amb una superfície de 200 metres quadrats és adequada per a un TA amb un volum de 800 litres.
Per descomptat, com més gran sigui el dipòsit, millor, però per escalfar una quantitat més gran de refrigerant, es necessita més potència de l'escalfador. El càlcul de la potència de la caldera es fa en funció de la zona escalfada. Un quilowatt escalfa deu metres. També podeu posar un dipòsit de cinc tones, només si la caldera no treu aquests volums, no tindrà sentit instal·lar un acumulador de calor tan gran. Per tant, cal fer ajustos al càlcul de la potència de la pròpia caldera.
Resulta que, potser, és més correcte fer un càlcul basat en la potència de la caldera. Prenguem per exemple la mateixa casa de 200 m2. Un càlcul aproximat del volum del dipòsit d'amortiment és el següent: un quilowatt d'energia escalfa 25 litres de refrigerant. És a dir, si hi ha un escalfador amb una potència de 20 W, el volum del TA hauria de ser d'uns 500 litres, cosa que clarament no és suficient per a aquest tipus d'habitatge.
A partir dels resultats dels càlculs, podem concloure que si instal·leu un acumulador de calor, cal tenir-ho en compte a l'hora de seleccionar la potència de la caldera i prendre no un, sinó dos quilowatts per cada deu metres d'àrea d'escalfament. Només així el sistema estarà equilibrat. El volum de TA també afecta el càlcul de la capacitat de l'expansor. Un dipòsit d'expansió és un dipòsit d'expansió que compensa l'expansió tèrmica del refrigerant. Per calcular el seu volum, cal prendre el volum total del refrigerant del circuit, inclosa la capacitat del dipòsit d'amortiment, i dividir-lo per deu.
Quan és rendible instal·lar un acumulador de calor?
Tens una caldera de combustible sòlid;
S'escalfa amb electricitat;
S'han afegit col·lectors solars per ajudar amb la calefacció;
És possible utilitzar la calor de les unitats i màquines.
El cas més comú d'utilitzar un acumulador de calor és quan s'utilitza una caldera de combustible sòlid com a font de calor. Qualsevol persona que hagi utilitzat una caldera de combustible sòlid per escalfar la seva llar sap quina comoditat es pot aconseguir amb aquest sistema de calefacció. Inundat - despullat, cremat - vestit. Als matins en una casa amb tanta font de calor, no voleu sortir de sota les cobertes. És molt difícil regular el procés de combustió en una caldera de combustible sòlid, cal escalfar tant a +10C com a -40C. La combustió i la quantitat de calor generada seran les mateixes, només que aquesta mateixa calor es necessita de maneres completament diferents. Què fer? De quin tipus d'eficiència podem parlar quan cal obrir finestres a una temperatura positiva. No es pot parlar de cap comoditat.
L'esquema d'instal·lació d'una caldera de combustible sòlid amb un acumulador de calor és una solució ideal per a una casa privada, quan es desitja comoditat i economia. Amb aquest disseny, foneu una caldera de combustible sòlid, escalfeu aigua en un acumulador tèrmic i obteniu tanta calor com necessiteu. En aquest cas, la caldera funcionarà a la màxima potència i amb la màxima eficiència. Quanta calor donarà la fusta o el carbó, tant s'emmagatzemarà.
Segona opció. Instal·lació d'un acumulador de calor amb caldera elèctrica. Aquesta solució funcionarà si teniu un comptador elèctric de dues tarifes. Emmagatzemem la calor a la nit, la fem servir tant de dia com de nit. Si decidiu utilitzar aquest sistema de calefacció, és millor buscar un acumulador de calor amb la possibilitat d'instal·lar un escalfador elèctric directament al barril. Un escalfador elèctric és més barat que una caldera elèctrica i no es requereix material per lligar la caldera. Menys els treballs en la instal·lació de la caldera elèctrica. T'imagines quant pots estalviar?
La tercera opció és quan hi ha un col·lector solar. Tot l'excés de calor es pot llençar a un acumulador de calor. A la semitemporada s'aconsegueix un excel·lent estalvi.
Sistema de Isentropic
El sistema, que va ser desenvolupat per l'ara fallida firma britànica Isentropic, va funcionar de la següent manera. Incloïa dos contenidors aïllants plens de pedra triturada o grava; un recipient escalfat que emmagatzema energia tèrmica a alta temperatura i pressió, i un recipient fred que emmagatzema energia tèrmica a baixa temperatura i pressió. Els vaixells estan connectats per canonades a la part superior i inferior, i tot el sistema s'omple amb un gas inert, argó.
Durant el cicle de càrrega, el sistema utilitza electricitat en hores de punta per actuar com a bomba de calor. L'argó de la part superior d'un recipient fred a una temperatura i pressió comparables a la pressió atmosfèrica es comprimeix adiabàticament a una pressió de 12 bar, s'escalfa a uns 500C (900F). El gas comprimit es destil·la a la part superior d'un recipient escalfat, on es filtra a través de la grava, transferint la seva calor a la roca i refredant-se a temperatura ambient. Refredat, però encara a pressió, el gas s'instal·la al fons del recipient, on torna a expandir-se (de nou adiabàticament) a 1 bar i una temperatura de -150C. Aleshores, el gas fred passa per un recipient fred, on refreda la roca, escalfant-se fins al seu estat original.
L'energia es torna a convertir en electricitat quan s'inverteix el cicle. El gas calent del recipient escalfat s'expandeix per engegar el generador i després s'envia a un emmagatzematge en fred. El gas refrigerat que surt del fons del recipient fred es comprimeix, escalfant el gas a temperatura ambient. Aleshores, el gas es dirigeix al fons del recipient escalfat per tornar-lo a escalfar.
Els processos de compressió i expansió són proporcionats per un compressor alternatiu dissenyat especialment amb vàlvules lliscants. La calor addicional generada durant les deficiències del procés s'allibera al medi ambient mitjançant intercanviadors de calor durant el cicle de descàrrega.
El desenvolupador afirma que una eficiència del cicle del 72-80% és força real.Això permet comparar-lo amb l'emmagatzematge d'energia d'una central d'emmagatzematge per bombeig, l'eficiència de la qual és superior al 80%.
Un altre sistema proposat utilitza turbines i és capaç de gestionar quantitats d'energia molt més altes. L'ús d'escalfadors de sal com a emmagatzematge d'energia farà avançar la investigació.
Tecnologia de sal fosa
La calor sensible de les sals foses també s'utilitza per emmagatzemar energia solar a altes temperatures. Les sals foses es poden utilitzar com a mètode per emmagatzemar energia tèrmica residual. Actualment, es tracta d'una tecnologia comercial per emmagatzemar la calor recollida pels concentradors solars (per exemple, de centrals solars de tipus torre o cilindres parabòlics). La calor es pot convertir més tard en vapor sobreescalfat per alimentar turbines de vapor convencionals i generar electricitat amb mal temps o de nit. Això es va demostrar el 1995-1999 com a part del projecte Solar Two. Les estimacions del 2006 van predir una eficiència anual del 99%, fent referència a una comparació de l'energia emmagatzemada com a calor abans de la conversió a electricitat i la conversió directa de la calor a electricitat. S'utilitzen diverses mescles eutèctiques de sals (per exemple, nitrat de sodi, nitrat de potassi i nitrat de calci). L'ús d'aquests sistemes com a mitjà de transferència de calor és notable a les indústries química i metal·lúrgica.
La sal es fon a 131C (268F). S'emmagatzema en estat líquid a 288C (550F) en contenidors d'emmagatzematge "en fred" aïllats. La sal líquida es bombeja a través de panells col·lectors solars, on la calor solar concentrada l'escalfa fins a 566 °C (1.051 °F). Després s'envia a un dipòsit calent. El propi aïllament del dipòsit es pot utilitzar per emmagatzemar energia tèrmica durant una setmana. En cas de necessitat d'electricitat, la sal fosa calenta es bombeja a un generador de vapor convencional per produir vapor sobreescalfat i fer funcionar un grup electrògen de turbina estàndard utilitzat en qualsevol central de carbó, petroli o nuclear. Una turbina de 100 MW requeriria un vaixell de 9,1 m (30 peus) d'alçada i 24 m (79 peus) de diàmetre per funcionar en quatre hores d'una manera similar.
S'està desenvolupant un únic dipòsit amb una placa separadora per emmagatzemar sals foses tant fredes com calentes. Serà molt més econòmic aconseguir un 100% més d'emmagatzematge d'energia per unitat de volum en comparació amb els tancs bessons, ja que el dipòsit d'emmagatzematge de sal fosa és força car a causa del disseny complex. Els escalfadors de sal també s'utilitzen per emmagatzemar energia en sals foses.
Diverses centrals parabòliques d'Espanya i Solar Reserve, un desenvolupador de torres d'energia solar, utilitzen aquest concepte per emmagatzemar energia tèrmica. La central elèctrica de Solana, als Estats Units, pot emmagatzemar energia en sals foses, que es genera durant 6 hores. L'estiu de 2013, la central termosolar Gemasolar, que funcionava tant com a concentrador solar com com a central de sal fosa a Espanya, va aconseguir per primera vegada produir electricitat de manera continuada durant 36 dies.
Per què es necessita un acumulador de calor i com funciona
Aquells l'habitatge dels quals s'escalfa amb una caldera de combustible sòlid saben el difícil que és aconseguir una temperatura estable a les bateries. Atès que la temperatura al forn de l'escalfador canvia constantment i és pràcticament impossible influir en aquest procés. I com fer-ho quan el combustible es posa al forn i ja s'ha enflamat? Per descomptat, podeu cobrir el subministrament d'aire, però l'efecte serà subtil i a llarg termini. En altres paraules, no és possible prendre mesures ràpides.
El segon problema és el temps entre la càrrega de combustible. Naturalment, com menys sovint necessiteu llençar llenya o carbó a la caldera, millor, menys molèsties. Per resoldre aquests dos problemes, podeu instal·lar dipòsits d'emmagatzematge per a la calefacció. Què és això?
Un acumulador de calor (TA) és un dipòsit d'amortiment segellat de gran volum, en el qual s'acumula calor durant el funcionament de la caldera. Després que tot el combustible es crema a la caldera, el dipòsit acumulador instal·lat al sistema de calefacció allibera gradualment la calor acumulada al circuit. Això redueix el nombre de càrregues de combustible i augmenta l'eficiència de l'escalfador.
A l'interior de l'acumulador de calor hi ha un refrigerant. Pot ser aigua o anticongelant, mentre que cal entendre que es tracta del mateix refrigerant que circula per tot el circuit. El principi de funcionament del dipòsit de la bateria al sistema de calefacció:
- la caldera escalfa l'aigua i entra al TA, que s'omple constantment de refrigerant;
- aleshores el refrigerant entra al circuit de calefacció, mentre lliura part de la calor al volum total del líquid del dipòsit;
- augmenta gradualment la temperatura de l'aigua a l'acumulador de calor;
- del circuit, la tornada també arriba al TA;
- des del dipòsit d'amortiment, el flux de retorn es transfereix a la caldera.
Diagrama de connexió TA
El subministrament d'aigua al dipòsit d'emmagatzematge per a la calefacció es realitza a la part superior i el retorn surt a la part inferior. Aquests fluxos es mouen a l'embassament en diferents direccions. El problema és que es creuen i es produeix un intercanvi de calor. En cas contrari, no es produirà cap emmagatzematge de calor. En aquest cas, no només cal barrejar l'aigua al recipient, sinó fer-ho correctament.
Què vol dir? La circulació s'ha de configurar de manera que el cabal d'aportació baixi al flux de retorn, mentre que el de retorn no ha de pujar. Només en aquest cas, la capa líquida, que es troba entre els fluxos, s'escalfarà.
La circulació s'ajusta seleccionant la potència de les bombes abans i després del dipòsit d'emmagatzematge per a la calefacció, així com ajustant una de les tres velocitats de funcionament.
És important posar filtres per al sistema de calefacció davant de les bombes. En cas contrari, és possible que s'hagi de reparar la bomba de circulació.
A més del fet que el dipòsit d'emmagatzematge del sistema de calefacció escalfa l'habitatge, s'hi pot instal·lar un circuit d'aigua calenta. A més, la unitat està equipada amb fonts de calefacció addicionals, que actuen com a auxiliars.
L'acumulador de calor deixa de prendre part de la calor del refrigerant que se li subministra només si està completament carregat. És a dir, la temperatura de l'aigua és la mateixa en totes les capes i és igual a la temperatura de subministrament de la caldera.
Acumulador tèrmic de bricolatge
La complexitat de la fabricació de dipòsits d'amortiment per a la calefacció rau en la creació d'un aïllament tèrmic fiable. Per a això, no podeu utilitzar un barril normal o un recipient similar. A més d'aquest paràmetre, la capacitat del radiador de calefacció ha de suportar la càrrega d'aigua a les parets i possibles xocs hidràulics.
El disseny més senzill és un cub, dins del qual hi ha una canonada en forma d'U o una bobina de tub de coure. Aquest últim és preferible, ja que té una gran superfície d'intercanvi de calor i el coure té un valor òptim de conductivitat tèrmica. Aquest disseny està connectat a una carretera comuna. Per a la fabricació d'un dipòsit de sistema de calefacció, necessitareu làmines d'acer amb un gruix d'almenys 1,5 mm i un tub metàl·lic. El seu diàmetre ha de ser igual a la secció transversal de la canonada en aquesta secció de calefacció.
El conjunt mínim d'eines inclou el següent:
- Màquina de soldar;
- Esmoladora angular (búlgar);
- Trepant amb broques per a metall;
- Eina de mesura.
La manera més senzilla és fer un recipient per escalfar radiadors de forma cúbica. S'elabora un dibuix per endavant, segons el qual es realitzaran tots els treballs posteriors. La presència d'un element de calefacció no és necessària, però es prefereix. Serà capaç de mantenir el nivell d'escalfament de l'aigua al nivell adequat.
El procediment per a la fabricació d'un acumulador de calor
En primer lloc, es tallen làmines rectangulars, de les quals constarà el cos del dipòsit del sistema de calefacció.En aquesta etapa, cal tenir en compte l'espai per a la soldadura: pot ser d'1 a 3 mm, depenent del dispositiu i dels elèctrodes seleccionats. A continuació, es tallen forats als espais en blanc per connectar la canonada, l'element de calefacció i els broquets per omplir el contenidor. Els radiadors de ferro colat no s'hi poden connectar directament. Per tant, cal calcular les pèrdues de calor del dipòsit al radiador.
Després de muntar l'estructura, cal fer l'aïllament tèrmic del cos. Per a un dipòsit de calefacció d'emmagatzematge, el millor és utilitzar un aïllament de basalt. Té les següents qualitats importants:
No calent. La fusió es produeix a temperatures superiors als 700 °C;
Fàcil d'instal·lar. La llana de basalt és força elàstica;
Té propietats de barrera de vapor
Això és important per a l'eliminació del condensat, que inevitablement s'acumularà al cos del dipòsit d'emmagatzematge durant l'operació de calefacció.
L'ús de materials polimèrics (escuma de poliestirè o poliestirè) és inacceptable, ja que pertanyen al grup dels inflamables. L'aïllament tèrmic del dipòsit d'amortiment es fa millor després de connectar-lo al sistema de calefacció. D'aquesta manera, es poden reduir les pèrdues de calor a les canonades d'entrada i sortida.
Un antic dipòsit d'acer es pot utilitzar com a contenidor. Però el gruix de la seva paret no ha de ser inferior a 1,5 mm.
El disseny del dipòsit d'emmagatzematge per a la calefacció
Vista en secció d'un dipòsit acumulador per a la calefacció
Ara mirem més de prop el disseny de l'acumulador de calor. Si el dipòsit només està destinat al circuit de calefacció, el seu disseny és bastant senzill:
- habitatge segellat;
- capa d'aïllament;
- tub de branca a la part superior per al subministrament;
- tub de retorn a la part inferior.
No es requereix res més, però si és necessari que el dipòsit d'emmagatzematge per a la calefacció també escalfe l'aigua per a les necessitats domèstiques, al cos del dipòsit s'incorporen una bobina de coure i, per descomptat, dues canonades (entrada / sortida). L'aigua freda està connectada a la canonada d'entrada. Passa per la bobina i s'escalfa a partir del refrigerant que hi ha al dipòsit d'amortiment. L'aigua ja escalfada surt del dipòsit, que es subministra a les aixetes del bany i de la cuina. Al mateix temps, depèn de la longitud de la bobina de coure quant de temps romandrà l'aigua dins del TA i, en conseqüència, quant s'escalfarà.
El disseny HE pot tenir no només diversos circuits de transferència de calor, sinó també diverses fonts de calefacció. Per tant, l'escalfament del refrigerant al dipòsit es pot dur a terme de diverses maneres:
- de l'escalfador;
- dels escalfadors elèctrics.
Els escalfadors elèctrics es poden alimentar directament a la xarxa i s'encenen quan sigui necessari. A més, els moderns dipòsits d'amortiment per a acumuladors de calefacció estan equipats amb un element de calefacció connectat a plaques solars, que us permet utilitzar energia solar gratuïta.
Com sempre, els artesans estan interessats en saber si és possible fer un dipòsit de bateria per escalfar amb les seves pròpies mans. Per descomptat, podeu fer-ho si teniu les mans al seu lloc, però és impossible dir que és molt senzill.
A què cal parar atenció:
- la part superior del dipòsit no ha de ser plana, en cas contrari s'exprimirà per pressió;
- les canonades de subministrament i retorn han d'estar en els plans adequats;
- tota l'estructura està absolutament segellada;
- metall d'uns 5 mm de gruix.
A continuació, al vídeo, podeu veure com un dels artesans va fer un dipòsit d'emmagatzematge per escalfar amb les seves pròpies mans a partir d'un barril.
Què més cal saber sobre les característiques d'ús a la vida quotidiana
Fins ara, hi ha diversos mètodes per calcular el volum d'un dipòsit. Com demostra l'experiència, per cada quilowatt de potència de l'equip es necessiten 25 litres d'aigua. L'eficiència de la caldera, que preveu la necessitat d'un sistema de calefacció amb un acumulador de calor, puja al 84%. El pic de combustió s'anivella, per això, els recursos energètics s'estalvien fins a un 30%.
L'acumulador tèrmic garanteix la preservació de la temperatura gràcies a un aïllament tèrmic fiable fet de poliuretà escumat. A més, es poden instal·lar elements calefactors, que permeten, si cal, escalfar aigua.
Connexió de la canonada de l'acumulador de calor al sistema de calefacció
Com a regla general, el dipòsit d'amortiment està connectat al sistema de calefacció en paral·lel amb la caldera de calefacció, per tant, aquest esquema també s'anomena esquema de canonades de la caldera.
Donem l'esquema habitual per connectar TA a un sistema de calefacció amb una caldera de calefacció de combustible sòlid (per simplificar l'esquema, les vàlvules de tancament, l'automatització, els dispositius de control i altres equips no s'hi indiquen).
Esquema simplificat de canonades de l'acumulador de calor
Aquest diagrama mostra els elements següents:
- Caldera de calefacció.
- Acumulador tèrmic.
- Dispositius de calefacció (radiadors).
- Bomba de circulació a la línia de retorn entre la caldera i l'escalfador.
- La bomba de circulació a la línia de retorn del sistema entre els dispositius de calefacció i el TA.
- Bescanviador de calor (bateria) per subministrament d'aigua calenta.
- Bescanviador de calor connectat a una font de calor addicional.
Un dels tubs superiors del dipòsit (pos. 2) està connectat a la sortida de la caldera (pos. 1), i el segon està connectat directament a la línia de subministrament del sistema de calefacció.
Un dels tubs de branca inferior de l'HE està connectat a l'entrada de la caldera, mentre que una bomba (pos. 4) s'instal·la a la canonada entre ells, que assegura la circulació del fluid de treball en cercle des de la caldera a l'HE i viceversa.
El segon tub de derivació inferior QUE està connectat a la línia de retorn del sistema de calefacció, en el qual també s'instal·la una bomba (pos. 5), que proporciona el subministrament de refrigerant escalfat als calefactors.
Per garantir el funcionament del sistema de calefacció en cas d'interrupció sobtada de l'electricitat o avaria de les bombes de circulació, solen estar connectades en paral·lel a la línia principal.
En sistemes amb circulació natural de refrigerant, no hi ha bombes de circulació (pos. 4 i 5). Això augmenta significativament la inèrcia del sistema i, al mateix temps, el fa completament no volàtil.
L'intercanviador de calor ACS (pos. 6) es troba a la part superior de l'HE.
La ubicació de l'intercanviador de calor addicional (pos. 7) depèn del tipus de font d'entrada de calor:
- per a fonts d'alta temperatura (element calefactor, caldera de gas o elèctrica) es col·loca a la part superior del dipòsit d'amortiment;
- per als de baixa temperatura (col·lector solar, bomba de calor) - a la part inferior.
Els intercanviadors de calor indicats a l'esquema són opcionals (pos. 6 i 7).
Càlcul de l'acumulador de calor
La fórmula de càlcul és molt senzilla:
Q = mc(T2-T1), on:
Q és la calor acumulada;
m és la massa d'aigua del dipòsit;
c - calor específica del refrigerant en J / (kg * K), per a aigua igual a 4200;
T2 i T1 són les temperatures inicial i final del refrigerant.
Suposem que tenim un sistema de calefacció per radiadors. Els radiadors es seleccionen per al règim de temperatura 70/50/20. Aquells. quan la temperatura del dipòsit de la bateria baixi dels 70ºC, començarem a experimentar una manca de calor, és a dir, simplement congelar-nos. Calculem quan passa això.
90 és la nostra T1
70 és T2
20 - temperatura ambient. No ho necessitem en els nostres càlculs.
Suposem que tenim un acumulador de calor de 1000 litres (1m3)
Considerem la reserva de calor.
Q
\u003d 1000 * 4200 * (90-70) \u003d 84.000.000 J o 84.000 kJ
1 kWh = 3600 kJ
84000/3600=23,3 kW calor
Si la pèrdua de calor a casa és de 5 kW durant un període fred de cinc dies, llavors tenim prou calor emmagatzemada durant gairebé 5 hores. En conseqüència, si la temperatura és superior a la calculada per a un període fred de cinc dies, l'acumulador de calor serà suficient durant més temps.
La selecció del volum de l'acumulador tèrmic depèn de les vostres tasques. Si necessiteu suavitzar la temperatura, poseu un petit volum. Si necessiteu acumular calor al vespre per despertar-vos en una casa càlida al matí, necessiteu una unitat gran. Que hi hagi una segona tasca. De 23.00 a 07.00: hi ha d'haver un subministrament de calor.
Suposem que la pèrdua de calor és de 6 kW i el règim de temperatura del sistema de calefacció és 40/30/20. El refrigerant de l'acumulador de calor es pot escalfar fins a 90ºC
Temps d'existència 8 hores. 6*8=48 kW
M
=
Q
/4200*(T2-T1)
48*3600=172800 kJ
V
=172800/4200*50=0,822 m3
Un acumulador de calor de 800 a 1000 litres satisfà els nostres requisits.
Emmagatzematge d'energia solar
Els sistemes de calefacció solar més utilitzats poden emmagatzemar energia des d'unes poques hores fins a diversos dies. Tanmateix, s'ha incrementat el nombre d'instal·lacions que utilitzen l'emmagatzematge d'energia tèrmica estacional (SHS), que permet emmagatzemar l'energia solar a l'estiu per utilitzar-la per a la calefacció d'espais a l'hivern. La comunitat solar Drake Lanling d'Alberta, Canadà, ara ha après a utilitzar el 97% de l'energia solar durant tot l'any, un rècord que només és possible gràcies a l'ús de SATE.
L'ús de la calor latent i sensible també és possible en sistemes receptors de calor solar d'alta temperatura. Diverses mescles eutèctiques de metalls com l'alumini i el silici (AlSi12) ofereixen un alt punt de fusió per a una producció eficient de vapor, mentre que les mescles d'alúmina a base de ciment ofereixen bones propietats d'emmagatzematge de calor.
Tecnologia d'aliatge de frontera de solubilitat
Els aliatges al límit de solubilitat es basen en el canvi de fase del metall per emmagatzemar energia tèrmica.
En lloc de bombejar metall líquid entre tancs com en un sistema de sal fosa, el metall s'encapsula en un altre metall amb el qual no es pot fusionar (imiscible). Depenent de l'elecció de dos materials (material de canvi de fase i material de càpsula), la densitat d'emmagatzematge d'energia pot ser de 0,2-2 MJ/L.
El medi de treball, normalment aigua o vapor, s'utilitza per transferir calor cap a i des de l'aliatge al límit de solubilitat. La conductivitat tèrmica d'aquests aliatges sovint és més alta (fins a 400 W/m*K) que la de les tecnologies competidores, la qual cosa significa una "càrrega" i "descàrrega" més ràpides possibles de l'emmagatzematge tèrmic. La tecnologia encara no s'ha implementat per utilitzar-la a escala industrial.
Fer un acumulador de calor amb les teves pròpies mans
El model de bateria més senzill es pot fer de manera independent, mentre que us heu de guiar pels principis del termo. A causa de les parets que no condueixen la calor, el líquid romandrà calent durant molt de temps. Per treballar, hauríeu de preparar:
- escocès;
- llosa de formigó;
- material d'aïllament tèrmic;
- tubs de coure o elements de calefacció.
Quan es fa, a l'hora de triar un dipòsit, cal tenir en compte la capacitat desitjada, hauria de començar a partir de 150 litres. Podeu recollir qualsevol bóta metàl·lica. Però si trieu un volum inferior a l'esmentat, el significat es perd. Es prepara el contenidor, s'elimina la pols i les restes de l'interior, les zones on s'ha començat a formar corrosió s'han de tractar en conseqüència.
Avantatges d'utilitzar un acumulador de calor en una casa amb aïllament
Si el vostre lloc no té un tresor nacional: gas principal, és hora de pensar en el sistema de calefacció adequat. El millor moment és quan s'està preparant el projecte, i el pitjor és quan ja vius a casa i t'adones que la calefacció és molt cara.
Una casa ideal per instal·lar una caldera de combustible sòlid i un acumulador de calor és un edifici amb un bon aïllament i un sistema de calefacció a baixa temperatura. Com millor sigui l'aïllament, menys pèrdues de calor i més temps serà el vostre acumulador de calor capaç de mantenir una calor còmoda.
Sistema de calefacció a baixa temperatura. A dalt, vam posar un exemple amb radiadors quan el règim de temperatura era 90/70/20. En mode de baixa temperatura, les condicions seran - 35/30/20. Sent la diferència. En el primer cas, ja quan la temperatura baixi dels 90 graus, sentireu una manca de calor. En el cas d'un sistema de baixa temperatura, es pot dormir tranquil fins al matí. Per què ser infundat. Només calculem els beneficis.
Hem calculat el mètode anterior.
Variant amb sistema de calefacció a baixa temperatura
Q
=1000*4200*(90-35)=231
000
000 J (231.000 kJ)
231000/3600=64,2 kW.Això és gairebé tres vegades més amb el mateix volum d'acumulador de calor. Amb una pèrdua de calor de 5 kW, aquesta reserva és suficient per a tota la nit.
I ara sobre finances. Suposem que hem muntat un acumulador de calor amb escalfadors elèctrics. Emmagatzem a preu nocturn. Potència Tenov - 10 kW. 5 kW van a la calefacció actual de la casa a la nit, podem emmagatzemar 5 kW per al dia. Tarifa nocturna de 23-00 a 07-00. 8 en punt.
8*5=40 kW. Aquells. durant el dia utilitzarem la tarifa nocturna durant 8 hores.
A partir de l'1 de gener de 2015, al territori de Krasnodar, la tarifa diària és de 3,85, la tarifa nocturna és de 2,15.
La diferència és de 3,85-2,15 \u003d 1,7 rubles
40 * 1,7 = 68 rubles. La quantitat sembla petita, però no tingueu pressa. A dalt, vam donar enllaços a una casa aïllada i una altra sense aïllar. Imagineu-vos que us heu equivocat: la casa està construïda, ja heu passat la primera temporada de calefacció i us heu adonat que la calefacció amb electricitat és molt cara. Més amunt, hem posat un exemple de pèrdua de calor en una casa sense aïllar. A l'exemple, la pèrdua de calor és de 18891 watts. Això és un dia de setmana fred. La mitjana de la temporada de calefacció serà exactament 2 vegades menor i serà de 9,5 kW.
Per tant, per a la temporada de calefacció necessitem 24 * 149 * 9,5 = 33972 kW
En rubles 16 hores, 2/3 (22648) a la tarifa diària, 1/3 (11324 kW) a la nit.
22648 * 3,85 = 87195 rubles
11324 * 3,85 = 24346 rubles
Total: 111541 rubles. La xifra de la calor és simplement aterridora. Aquesta quantitat pot devastar qualsevol pressupost. Si emmagatzemeu calor a la nit, podeu estalviar. 38502 rubles per a la temporada de calefacció. Grans estalvis. Si teniu aquestes despeses, cal posar una caldera de combustible sòlid o una llar de foc amb una camisa d'aigua en parella amb la caldera elèctrica. Hi ha temps i ganes: van llençar llenya, van emmagatzemar la calor en un acumulador tèrmic i van acabar la resta amb electricitat.
En una casa aïllada amb un acumulador de calor, el cost de la temporada de calefacció serà comparable a les cases similars no aïllades que tinguin gas principal.
La nostra elecció quan no hi ha gas principal és la següent:
Casa ben aïllada;
Sistema de calefacció a baixa temperatura;
acumulador tèrmic;
Caldera de combustible sòlid o llar de foc;
Caldera elèctrica.
Si teniu una caldera de combustible sòlid a casa, heu de tenir en compte que no pot funcionar durant molt de temps sense la intervenció humana. Això es deu a la necessitat de carregar periòdicament llenya a la caixa de foc. Si això no es fa a temps, el sistema començarà a refredar-se i la temperatura a les habitacions baixarà.
Si s'apaga l'electricitat quan la caixa de foc s'encén, hi haurà perill que l'aigua bulli a la jaqueta de l'equip, cosa que provocarà la seva destrucció. Aquests problemes es poden resoldre instal·lant un acumulador de calor. També fa la funció de protegir les instal·lacions de ferro colat de les esquerdes quan hi ha una baixada brusca de la temperatura de l'aigua de la xarxa.
Conclusió
Un acumulador de calor per a un coet és un dispositiu que està lluny de la comprensió d'un consumidor normal. Però podeu connectar fàcilment l'acumulador de calor per al sistema de calefacció. Per fer-ho, pel dipòsit haurà de passar una canonada de retorn, als extrems del qual es disposa una sortida i una entrada.
En la primera etapa, el dipòsit i el retorn de la caldera han d'estar connectats entre si. Entre ells hi ha una bomba de circulació, que destil·larà el refrigerant des del barril fins a la vàlvula de tancament, els escalfadors i el dipòsit d'expansió. Al segon costat, s'instal·la una bomba de circulació i una vàlvula de tancament.
Font de la foto - lloc http://www.devi-ekb.ru
Utilitzant l'emmagatzematge d'energia tèrmica és possible canviar de manera rendible el consum de gigawatts d'energia. Però avui el mercat d'aquestes unitats és catastròficament petit en comparació amb el potencial. El motiu principal rau en el fet que en l'etapa inicial de l'aparició dels sistemes d'emmagatzematge de calor, els fabricants van prestar poca atenció a la investigació en aquesta àrea.Posteriorment, els fabricants a la recerca de nous incentius han fet que la tecnologia s'hagi deteriorat i la gent va començar a entendre malament els seus objectius i mètodes.
La raó més òbvia i objectiva per utilitzar un sistema d'emmagatzematge de calor és reduir eficaçment la quantitat de diners gastada en energia consumida, a més, el cost de l'energia durant les hores punta és molt més elevat que en altres moments.
