Systémy akumulace tepelné energie

Využití tepelného akumulátoru v každodenním životě

Tepelný akumulátor se stal nepostradatelným zařízením pro mnoho moderních topných systémů. Tímto přídavkem je možné zajistit akumulaci přebytečné energie vzniklé v kotli a obvykle vyplýtvané. Pokud vezmeme v úvahu modely tepelných akumulátorů, pak většina z nich vypadá jako ocelová nádrž, která má několik horních a spodních trysek. Zdroj tepla je připojen k druhému, zatímco spotřebiče jsou připojeny k prvnímu. Uvnitř je kapalina, kterou lze použít k řešení různých problémů.

Tepelný akumulátor se v každodenním životě používá poměrně často. Jeho práce je založena na působivé tepelné kapacitě vody. Činnost tohoto zařízení lze popsat následovně. Potrubí kotlového zařízení je napojeno na horní část zásobníku. Horká chladicí kapalina vstupuje do nádrže, která se ukáže být zahřátá na maximum.

Oběhové čerpadlo je dole. Nasává studenou vodu a vede ji do topného systému a směřuje do kotle. Chlazená kapalina je v krátké době nahrazena ohřátou. Jakmile kotel přestane fungovat, chladicí kapalina se začne ochlazovat v potrubí a potrubí. Voda vstupuje do nádrže, kde začíná vytlačovat horkou chladicí kapalinu do potrubí. Vytápění místnosti bude nějakou dobu pokračovat podle tohoto principu.

Objem vyrovnávací paměti baterie

Pojďme zjistit, jak velká by měla být akumulace tepla. Existují různé názory, které jsou založeny na výpočtu založeném na:

• plocha areálu;
• výkon kotle.

Pojďme se na každý z nich podívat. Pokud začnete z oblasti místnosti, pak nemohou existovat žádná přesná doporučení. Protože existuje mnoho faktorů, které ovlivňují životnost baterie systému bez kotle, hlavním z nich je tepelná ztráta místnosti. Čím lépe bude dům izolován, tím déle bude vyrovnávací nádrž schopna zajistit bydlení teplem.

Přibližný výpočet, založený na ploše místnosti, je takový, že objem tepelného akumulátoru by měl být čtyřnásobek počtu metrů čtverečních. Například dům o ploše 200 metrů čtverečních je vhodný pro CK o objemu 800 litrů.

Samozřejmě, čím větší nádrž, tím lépe, ale pro ohřátí většího množství chladicí kapaliny je potřeba větší výkon ohřívače. Výpočet výkonu kotle se provádí na základě vytápěné plochy. Jeden kilowatt ohřeje deset metrů. Můžete dát i pětitunový zásobník, jen pokud kotel neutáhne takové objemy, nemá smysl instalovat tak velký zásobník tepla. Musíte tedy provést úpravy výpočtu výkonu samotného kotle.

Ukazuje se, že možná je správnější provést výpočet na základě výkonu kotle. Vezměme si například stejný dům 200 m2. Přibližný výpočet objemu vyrovnávací nádrže je následující - jeden kilowatt energie ohřeje 25 litrů chladicí kapaliny. To znamená, že pokud je k dispozici ohřívač o výkonu 20 W, pak by objem TA měl být asi 500 litrů, což je zjevně málo na takové bydlení.

Na základě výsledků výpočtů můžeme dojít k závěru, že pokud se chystáte instalovat akumulátor tepla, musíte to vzít v úvahu při výběru výkonu kotle a vzít ne jeden, ale dva kilowatty na deset metrů vytápěné plochy. Jedině tak bude systém vyvážený. Objem TA také ovlivňuje výpočet kapacity expandéru. Expanzní nádrž je expanzní nádrž, která kompenzuje tepelnou roztažnost chladicí kapaliny. Chcete-li vypočítat jeho objem, musíte vzít celkový objem chladicí kapaliny v okruhu, včetně kapacity vyrovnávací nádrže, a vydělit ho deseti.

Kdy je výhodné instalovat akumulátor tepla

Máte kotel na tuhá paliva;

Jste vytápěni elektřinou;

Přibyly solární kolektory, které pomáhají s vytápěním;

Je možné využít teplo z jednotek a strojů.

Nejčastější případ použití tepelného akumulátoru je, když je jako zdroj tepla použit kotel na tuhá paliva. Každý, kdo používal k vytápění svého domova kotel na tuhá paliva, ví, jakého komfortu lze s takovým topným systémem dosáhnout. Zatopený – svlečený, vyhořelý – oblečený. Ráno v domě s takovým zdrojem tepla se vám nechce vylézt zpod peřiny. U kotle na tuhá paliva je velmi obtížné regulovat spalovací proces, je nutné topit jak na + 10C, tak na -40C. Spalování a množství generovaného tepla bude stejné, jen toto teplo je potřeba úplně jinými způsoby. Co dělat? O jaké účinnosti můžeme mluvit, když musíte otevírat okna při kladné teplotě. O nějakém pohodlí nemůže být řeč.

Schéma instalace kotle na tuhá paliva s akumulátorem tepla je ideálním řešením pro soukromý dům, když chcete komfort i hospodárnost. S takovým uspořádáním roztopíte kotel na tuhá paliva, ohřejete vodu v termoakumulátoru a získáte tolik tepla, kolik potřebujete. V tomto případě bude kotel pracovat na maximální výkon a s nejvyšší účinností. Kolik tepla dá dřevo nebo uhlí, tolik se uloží.

Druhá možnost. Instalace tepelného akumulátoru s elektrokotlem. Toto řešení bude fungovat, pokud máte dvoutarifní elektroměr. Teplo ukládáme v noční sazbě, využíváme ho ve dne i v noci. Pokud se rozhodnete použít takový topný systém, je lepší se poohlédnout po tepelném akumulátoru s možností instalace elektrického ohřívače přímo do sudu. Elektrický ohřívač je levnější než elektrokotel a není potřeba materiál na uvázání kotle. Mínus práce na instalaci elektrokotle. Dokážete si představit, kolik můžete ušetřit?

Třetí možností je, když je tam solární kolektor. Veškeré přebytečné teplo lze odvést do tepelného akumulátoru. V demi-sezóně se dosahují vynikající úspory.

Systém od Isentropic

Systém, který vyvinula nyní zkrachovalá britská firma Isentropic, fungoval následovně. Zahrnoval dvě izolované nádoby naplněné drtí nebo štěrkem; vyhřívaná nádoba, která uchovává tepelnou energii při vysoké teplotě a tlaku, a studená nádoba, která uchovává tepelnou energii při nízké teplotě a tlaku. Nádoby jsou nahoře a dole propojeny potrubím a celý systém je naplněn inertním plynem argonem.

Během nabíjecího cyklu systém využívá energii mimo špičku, aby fungoval jako tepelné čerpadlo. Argon z horní části studené nádoby při teplotě a tlaku srovnatelném s atmosférickým tlakem je adiabaticky stlačován na tlak 12 bar, zahřátý na přibližně 500 C (900 F). Stlačený plyn je destilován do horní části vyhřívané nádoby, kde prosakuje štěrkem, předává své teplo hornině a ochlazuje se na okolní teplotu. Ochlazený, ale stále pod tlakem se plyn usadí na dně nádoby, kde opět expanduje (opět adiabaticky) na 1 bar a teplotu -150C. Poté studený plyn prochází chladnou nádobou, kde ochlazuje horninu a zahřívá se do původního stavu.

Při obrácení cyklu se energie přemění zpět na elektřinu. Horký plyn z vyhřívané nádoby expanduje, aby se spustil generátor, a poté je odeslán do chladírenského skladu. Ochlazený plyn stoupající ze dna studené nádoby se stlačuje a plyn se zahřívá na teplotu okolí. Plyn je pak nasměrován na dno zahřáté nádoby, kde se znovu zahřeje.

Procesy komprese a expanze zajišťuje speciálně navržený pístový kompresor využívající posuvné ventily. Dodatečné teplo generované během procesních nedostatků se uvolňuje do životního prostředí prostřednictvím výměníků tepla během vypouštěcího cyklu.

Vývojář tvrdí, že účinnost cyklu 72-80% je zcela reálná.To umožňuje srovnání se skladováním energie z přečerpávací elektrárny, jejíž účinnost je přes 80 %.

Jiný navrhovaný systém využívá turbíny a je schopen zvládnout mnohem větší množství energie. Použití ohřívačů soli jako úložiště energie posune výzkum kupředu.

Technologie roztavené soli

Citelné teplo roztavených solí se také využívá k akumulaci sluneční energie při vysokých teplotách. Taveniny solí lze použít jako způsob ukládání zbytkové tepelné energie. V tuto chvíli se jedná o komerční technologii akumulace tepla odebraného solárními koncentrátory (např. z věžových solárních elektráren nebo parabolických válců). Teplo lze později přeměnit na přehřátou páru pro pohon konvenčních parních turbín a výrobu elektřiny za špatného počasí nebo v noci. To bylo prokázáno v letech 1995-1999 v rámci projektu Solar Two. Odhady v roce 2006 předpovídaly roční účinnost 99 % s odkazem na srovnání energie uložené jako teplo před přeměnou na elektřinu a přímou přeměnou tepla na elektřinu. Používají se různé eutektické směsi solí (například dusičnan sodný, dusičnan draselný a dusičnan vápenatý). Použití takových systémů jako teplonosného média je patrné v chemickém a metalurgickém průmyslu.

Sůl taje při 131 °C (268 °F). Skladuje se v kapalném stavu při 288C (550F) v izolovaných "studených" skladovacích nádobách. Tekutá sůl je čerpána přes solární kolektorové panely, kde ji soustředěné sluneční teplo ohřívá až na 566C (1051F). Poté je odeslán do horkého zásobníku. Samotnou izolaci nádrže lze použít k týdenní akumulaci tepelné energie. V případě potřeby elektřiny je horká roztavená sůl přečerpávána do konvenčního parního generátoru, aby se vyrobila přehřátá pára a provozoval se standardní turbínový generátor používaný v jakékoli uhelné, ropné nebo jaderné elektrárně. Turbína o výkonu 100 MW by vyžadovala plavidlo o výšce 9,1 m (30 stop) a průměru 24 m (79 stop), aby mohla běžet podobným způsobem do čtyř hodin.

Ve vývoji je jediná nádrž s oddělovací deskou pro skladování studených i horkých roztavených solí. Bude mnohem ekonomičtější dosáhnout o 100 % větší zásoby energie na jednotku objemu ve srovnání s dvojitými nádržemi, protože nádrž na skladování roztavené soli je poměrně drahá kvůli složité konstrukci. Ohřívače soli se také používají k ukládání energie v roztavených solích.

Několik parabolických elektráren ve Španělsku a společnost Solar Reserve, která vyvíjí solární věže, využívá tento koncept k ukládání tepelné energie. Elektrárna Solana ve Spojených státech dokáže uchovat energii v roztavených solích, která vzniká po dobu 6 hodin. V létě 2013 dokázala elektrárna Gemasolar Thermosolar, fungující jako solární koncentrátor i elektrárna na roztavenou sůl ve Španělsku, poprvé vyrábět elektřinu nepřetržitě po dobu 36 dnů.

Proč je potřeba akumulátor tepla a jak funguje

Ti, jejichž bydlení je vytápěno kotlem na tuhá paliva, vědí, jak obtížné je dosáhnout stabilní teploty v bateriích. Protože teplota v ohřívací peci se neustále mění a je prakticky nemožné tento proces ovlivnit. A jak to udělat, když je palivo vloženo do topeniště a již se rozhořelo? Přívod vzduchu můžete samozřejmě zakrýt, ale efekt bude jemný a dlouhodobý. Jinými slovy, není možné rychle jednat.

Druhým problémem je doba mezi naložením paliva. Přirozeně, čím méně často musíte do kotle házet palivové dříví nebo uhlí, tím lépe, tím méně potíží. Chcete-li vyřešit oba tyto problémy, můžete nainstalovat akumulační nádrže pro vytápění. co to je

Akumulátor tepla (TA) je velkokapacitní hermetický vyrovnávací zásobník, ve kterém se při provozu kotle akumuluje teplo. Po dohoření veškerého paliva v kotli akumulační nádrž instalovaná v topném systému postupně uvolňuje naakumulované teplo do okruhu. Tím se sníží počet naložení paliva a zvýší se účinnost ohřívače.

Uvnitř tepelného akumulátoru je chladicí kapalina. Může to být voda nebo nemrznoucí směs, přičemž musíte pochopit, že se jedná o stejnou chladicí kapalinu, která cirkuluje v celém okruhu. Princip činnosti bateriové nádrže v topném systému:

• kotel ohřívá vodu a vstupuje do TA, která je neustále naplněna chladicí kapalinou;
• poté jde chladicí kapalina do topného okruhu, přičemž odevzdává část tepla celkovému objemu kapaliny v nádrži;
• postupně se zvyšuje teplota vody v tepelném akumulátoru;
• z okruhu přichází návrat i do CK;
• z vyrovnávací nádrže se zpětný tok přenese do kotle.

Schéma zapojení TA

Přívod vody do akumulační nádrže pro vytápění se provádí nahoře a zpátečka vystupuje dole. Tyto toky se pohybují v nádrži různými směry. Problém je, že se protínají a dochází k výměně tepla. Jinak nedojde k akumulaci tepla. V tomto případě je nutné nejen promíchat vodu v nádobě, ale udělat to správně.

Co to znamená? Cirkulace musí být nastavena tak, aby přívodní průtok klesal ke zpětnému průtoku, zatímco zpětný průtok by neměl stoupat. Pouze v tomto případě se vrstva kapaliny, která se nachází mezi toky, zahřeje.

Cirkulace se upravuje volbou výkonu čerpadel před a za akumulační nádrží pro ohřev a také nastavením jedné ze tří rychlostí jejich provozu

Před čerpadla je důležité umístit filtry pro topný systém. V opačném případě může být nutné opravit oběhové čerpadlo.

Kromě toho, že akumulační nádrž pro topný systém vytápí domácnost, lze do ní instalovat teplovodní okruh. Jednotka je také vybavena přídavnými zdroji vytápění, které fungují jako pomocné.

Tepelný akumulátor přestane odebírat část tepla z chladiva, které je do něj přiváděno, pouze pokud je plně nabitý. To znamená, že teplota vody je ve všech vrstvách stejná a rovná se teplotě přívodu z kotle.

Tepelný akumulátor udělej si sám

Náročnost výroby vyrovnávacích nádrží pro vytápění spočívá ve vytvoření spolehlivé tepelné izolace. K tomu nemůžete použít obyčejný sud nebo podobnou nádobu. Kromě tohoto parametru musí kapacita topného radiátoru odolat zatížení stěn vodou a případným hydraulickým rázům.

Nejjednodušším provedením je krychle, uvnitř které je potrubí ve tvaru U nebo spirála měděné trubky. Ten je výhodnější, protože má velkou teplosměnnou plochu a měď má optimální hodnotu tepelné vodivosti. Tento návrh je napojen na společnou dálnici. Pro výrobu nádrže topného systému budete potřebovat ocelové plechy o tloušťce nejméně 1,5 mm a kovovou trubku. Jeho průměr se musí rovnat průřezu potrubí v tomto topném úseku.

Minimální sada nástrojů zahrnuje následující:

• Svářečka;
• Úhlová bruska (bulharská);
• Vrtačka s vrtáky do kovu;
• Měřicí nástroj.

Nejjednodušší je vyrobit nádobu na topná tělesa krychlového tvaru. Předem je vypracován výkres, podle kterého budou provedeny všechny další práce. Přítomnost topného prvku není vyžadována, ale je preferována. Bude schopen udržovat úroveň ohřevu vody na správné úrovni.

Postup výroby tepelného akumulátoru

Nejprve se vyříznou obdélníkové plechy, ze kterých se bude skládat těleso nádrže topného systému.V této fázi je třeba vzít v úvahu mezeru pro svařování - může to být od 1 do 3 mm, v závislosti na zařízení a zvolených elektrodách. Poté jsou v přířezech vyříznuty otvory pro upevnění potrubí, topného tělesa a trysek pro plnění nádoby. Litinové radiátory na něj nelze přímo připevnit. Proto je nutné vypočítat tepelné ztráty z nádrže do radiátoru.

Po sestavení konstrukce je potřeba provést tepelnou izolaci karoserie. Pro akumulační topnou nádrž je nejlepší použít čedičovou izolaci. Má následující důležité vlastnosti:

Ne horké. K tání dochází při teplotách nad 700 °C;

Snadná instalace. Čedičová vlna je docela elastická;

Má parotěsné vlastnosti

To je důležité pro odvod kondenzátu, který se nevyhnutelně hromadí na tělese akumulační nádrže při provozu topení.

Použití polymerních materiálů (polystyrenová pěna nebo polystyren) je nepřípustné, protože patří do skupiny hořlavých. Tepelnou izolaci vyrovnávací nádrže je nejlepší provést po připojení k topnému systému. Tímto způsobem lze snížit tepelné ztráty na vstupním a výstupním potrubí.

Jako kontejner lze použít starou ocelovou nádrž. Ale tloušťka jeho stěny by neměla být menší než 1,5 mm.

Provedení akumulační nádrže pro vytápění

Pohled v řezu na akumulační nádrž pro vytápění

Nyní se podíváme blíže na konstrukci tepelného akumulátoru. Pokud je nádrž určena pouze pro topný okruh, pak je její konstrukce poměrně jednoduchá:

• utěsněné pouzdro;
• izolační vrstva;
• odbočná trubka v horní části pro přívod;
• vratné potrubí ve spodní části.

Nic dalšího není potřeba, ale pokud je potřeba, aby akumulační nádrž na vytápění ohřívala i vodu pro potřeby domácnosti, tak je do tělesa nádrže zabudován měděný had a samozřejmě dvě odbočky (vstup/výstup). Studená voda je připojena k přívodnímu potrubí. Prochází cívkou a ohřívá se z chladicí kapaliny, která je ve vyrovnávací nádrži. Ze zásobníku vytéká již ohřátá voda, která je přiváděna do koupelnových a kuchyňských baterií. Na délce měděné spirálky přitom záleží, jak dlouho se voda uvnitř TA udrží a podle toho, jak moc se bude ohřívat.

Provedení HE může mít nejen několik okruhů přenosu tepla, ale také několik zdrojů vytápění. Zahřívání chladicí kapaliny v nádrži lze tedy provádět několika způsoby:

• z ohřívače;
• z elektrických ohřívačů.

Elektrické ohřívače lze napájet přímo do sítě a v případě potřeby je zapnout. Také moderní vyrovnávací zásobníky pro ohřev akumulátorů jsou vybaveny topným tělesem napojeným na solární panely, což umožňuje využívat zdarma solární energii.

Jako vždy se řemeslníci zajímají o to, zda je možné vyrobit bateriovou nádrž pro vytápění vlastníma rukama. Samozřejmě můžete, pokud máte ruce na svém místě, ale nelze říci, že je to velmi jednoduché.

Čemu je třeba věnovat pozornost:

• horní část nádrže by neměla být plochá, jinak se tlakem vytlačí;
• přívodní a vratné potrubí musí být ve správných rovinách;
• celá konstrukce je absolutně utěsněná;
• kov o tloušťce cca 5 mm.

Níže na videu můžete vidět, jak si jeden z řemeslníků vyrobil akumulační nádrž na topení vlastníma rukama ze sudu.

Co dalšího potřebujete vědět o funkcích použití v každodenním životě

K dnešnímu dni existuje několik metod pro výpočet objemu nádrže. Jak ukazují zkušenosti, na každý kilowatt výkonu zařízení je potřeba 25 litrů vody. Účinnost kotle, která zajišťuje potřebu topného systému s akumulátorem tepla, stoupá na 84 %. Špička spalování je vyrovnána, díky tomu dochází k úspoře energetických zdrojů ve výši až 30 %.

Tepelný akumulátor zajišťuje uchování teploty díky spolehlivé tepelné izolaci z pěnového polyuretanu. Dodatečně je možné instalovat topná tělesa, která v případě potřeby umožňují ohřev vody.

Připojení potrubí tepelného akumulátoru k topnému systému

Obecně platí, že vyrovnávací nádrž je připojena k topnému systému paralelně s topným kotlem, proto se toto schéma také nazývá schéma potrubí kotle.

Uveďme obvyklé schéma připojení TA k topnému systému s topným kotlem na tuhá paliva (pro zjednodušení schématu nejsou na něm uvedeny uzavírací ventily, automatizace, ovládací zařízení a další zařízení).

Zjednodušené schéma potrubí tepelného akumulátoru

Tento diagram ukazuje následující prvky:

1. Topný kotel.
2. Tepelný akumulátor.
3. Topná zařízení (radiátory).
4. Oběhové čerpadlo ve zpětném potrubí mezi kotlem a ohřívačem.
5. Oběhové čerpadlo ve zpětném potrubí systému mezi topnými zařízeními a TA.
6. Výměník tepla (spirál) pro přívod teplé vody.
7. Výměník tepla napojený na přídavný zdroj tepla.

Jedna z horních trubek zásobníku (poz. 2) je připojena k výstupu z kotle (poz. 1) a druhá je připojena přímo k přívodnímu potrubí otopné soustavy.

Jedna ze spodních odboček HE je napojena na vstup kotle, přičemž v potrubí mezi nimi je instalováno čerpadlo (poz. 4), které zajišťuje cirkulaci pracovní kapaliny v kruhu z kotle do HE a naopak.

Druhá spodní odbočná trubka, KTERÁ je napojena na zpětné potrubí topného systému, ve kterém je také instalováno čerpadlo (poz. 5), které zajišťuje přívod ohřáté chladicí kapaliny do ohřívačů.

Pro zajištění funkčnosti otopné soustavy při náhlém výpadku proudu nebo poruše oběhových čerpadel se obvykle připojují paralelně k hlavnímu vedení.

V systémech s přirozenou cirkulací chladicí kapaliny nejsou žádná oběhová čerpadla (poz. 4 a 5). Tím se výrazně zvyšuje setrvačnost systému a zároveň je zcela nevolatilní.

Výměník TUV (poz. 6) je umístěn v horní části HE.

Umístění přídavného výměníku tepla (poz. 7) závisí na typu vstupního zdroje tepla:

• u vysokoteplotních zdrojů (topné těleso, plynový nebo elektrokotel) je umístěn v horní části vyrovnávací nádrže;
• u nízkoteplotních (solární kolektor, tepelné čerpadlo) - dole.

Výměníky tepla uvedené na obrázku jsou volitelné (poz. 6 a 7).

Výpočet tepelného akumulátoru

Výpočtový vzorec je velmi jednoduchý:

Q = mc(T2-T1), kde:

Q je akumulované teplo;

m je hmotnost vody v nádrži;

c - specifické teplo chladicí kapaliny v J / (kg * K), pro vodu rovné 4200;

T2 a T1 jsou počáteční a konečné teploty chladicí kapaliny.

Řekněme, že máme radiátorový topný systém. Radiátory se volí pro teplotní režim 70/50/20. Tito. když teplota v bateriové nádrži klesne pod 70C, začneme pociťovat nedostatek tepla, tedy jednoduše zmrznout. Pojďme si spočítat, kdy k tomu dojde.

90 je naše T1

70 je T2

20 - pokojová teplota. V našich výpočtech to nepotřebujeme.

Řekněme, že máme zásobník tepla na 1000 litrů (1m3)

Uvažujeme s tepelnou rezervou.

Q
\u003d 1000 * 4200 * (90-70) \u003d 84 000 000 J nebo 84 000 kJ

1 kWh = 3600 kJ

84000/3600=23,3 kW tepla

Pokud je tepelná ztráta doma 5 kW během chladné pětidenní periody, pak máme dostatek akumulovaného tepla na téměř 5 hodin. Pokud je tedy teplota vyšší než vypočtená pro chladné pětidenní období, vystačí akumulátor tepla na delší dobu.

Volba objemu tepelného akumulátoru závisí na vašich úkolech. Pokud potřebujete zmírnit teplotu, nastavte malou hlasitost. Pokud potřebujete večer akumulovat teplo, abyste se ráno probudili v teplém domě, potřebujete velkou jednotku. Nechť je druhý úkol. Od 2300 do 0700 - musí být zásoba tepla.

Předpokládejme, že tepelná ztráta je 6 kW a teplotní režim topného systému je 40/30/20. Chladivo v tepelném akumulátoru lze ohřát až na 90C

Skladová doba 8 hodin. 6*8=48 kW

M
=
Q
/4200*(T2-T1)

48*3600=172800 kJ

PROTI
=172800/4200*50=0,822 m3

Naše požadavky uspokojí zásobník tepla od 800 do 1000 litrů.

Skladování solární energie

Nejpoužívanější solární topné systémy dokážou uchovat energii od několika hodin až po několik dní. Došlo však k nárůstu počtu zařízení využívajících sezónní akumulaci tepelné energie (SHS), která umožňuje akumulaci solární energie v létě a její využití pro vytápění v zimě. Solární komunita Drake Lanling z Alberty v Kanadě se nyní naučil využívat 97 % solární energie po celý rok, což je rekord možný pouze díky použití SATE.

Využití latentního i citelného tepla je také možné ve vysokoteplotních solárních termických přijímacích systémech. Různé eutektické směsi kovů, jako je hliník a křemík (AlSi12), nabízejí vysoký bod tání pro účinnou výrobu páry, zatímco směsi oxidu hlinitého na bázi cementu nabízejí dobré vlastnosti akumulace tepla.

Technologie slitin na hranici rozpustnosti

Slitiny na hranici rozpustnosti jsou založeny na fázové změně kovu za účelem akumulace tepelné energie.

Namísto čerpání tekutého kovu mezi nádržemi jako v systému roztavené soli je kov zapouzdřen v jiném kovu, se kterým se nemůže spojit (nemísitelný). V závislosti na volbě dvou materiálů (materiál s fázovou změnou a materiál kapsle) může být hustota akumulace energie 0,2-2 MJ/L.

Pracovní médium, typicky voda nebo pára, se používá k přenosu tepla do a ze slitiny na hranici rozpustnosti. Tepelná vodivost takových slitin je často vyšší (až 400 W/m*K) než u konkurenčních technologií, což znamená rychlejší možné „nakládání“ a „vykládání“ akumulace tepla. Technologie dosud nebyla implementována pro použití v průmyslovém měřítku.

Výroba tepelného akumulátoru vlastníma rukama

Nejjednodušší model baterie lze vyrobit nezávisle, přičemž byste se měli řídit zásadami termosky. Díky stěnám, které nevedou teplo, zůstane kapalina horká po dlouhou dobu. Pro práci byste měli připravit:

• Skotská;
• betonová deska;
• tepelně izolační materiál;
• měděné trubky nebo topná tělesa.

Když se vyrábí, při výběru nádrže je třeba vzít v úvahu požadovanou kapacitu, měla by začínat od 150 litrů. Můžete sebrat jakýkoli kovový sud. Ale pokud zvolíte objem menší, než je uvedeno, pak se význam ztrácí. Nádoba je připravena, prach a nečistoty jsou odstraněny zevnitř, místa, kde se začala tvořit koroze, musí být odpovídajícím způsobem ošetřena.

Výhody použití tepelného akumulátoru v domě s izolací

Pokud vaše stránky nemají národní poklad - hlavní plyn, je čas přemýšlet o správném topném systému. Nejlepší doba je, když se projekt teprve připravuje, a nejhorší doba, kdy už v domě bydlíte a uvědomujete si, že vytápění je velmi drahé.

Ideálním domem pro instalaci kotle na tuhá paliva a tepelného akumulátoru je budova s ​​dobrou izolací a nízkoteplotním topným systémem. Čím lepší izolace, tím menší tepelné ztráty a tím déle bude váš tepelný akumulátor schopen udržet příjemné teplo.

Nízkoteplotní topný systém. Výše jsme uvedli příklad s radiátory, kdy byl teplotní režim 90/70/20. V nízkoteplotním režimu budou podmínky - 35/30/20. Cítit rozdíl. V prvním případě již při poklesu teploty pod 90 stupňů pocítíte nedostatek tepla. V případě nízkoteplotního systému můžete klidně spát až do rána. Proč být neopodstatněný. Pojďme si jen spočítat výhody.

Vypočítali jsme metodu výše.

Varianta s nízkoteplotním topným systémem

Q
=1000*4200*(90-35)=231
000
000 J (231 000 kJ)

231000/3600=64,2 kW.To je při stejném objemu tepelného akumulátoru téměř třikrát více. Při tepelné ztrátě - 5 kW tato rezerva vystačí na celou noc.

A nyní o financích. Předpokládejme, že jsme namontovali tepelný akumulátor s elektrickými ohřívači. Skladujeme za noční cenu. Tenov výkon - 10 kW. Do aktuálního vytápění domu jde v noci 5 kW, na den můžeme uložit 5 kW. Noční sazba od 23:00 do 7:00. 8 hodin.

8*5=40 kW. Tito. přes den použijeme noční sazbu po dobu 8 hodin.

Od 1. ledna 2015 je na Krasnodarském území denní sazba 3,85, noční 2,15.

Rozdíl je 3,85-2,15 \u003d 1,7 rublů

40 * 1,7 = 68 rublů. Částka se zdá malá, ale nespěchejte. Výše jsme dali odkazy na zateplený dům a nezateplený dům. Představte si, že jste udělali chybu – dům je postaven, máte již za sebou první topnou sezónu a uvědomili jste si, že vytápění elektřinou je velmi drahé. Výše jsme uvedli příklad tepelných ztrát v nezatepleném domě. V příkladu je tepelná ztráta 18891 wattů. Tohle je chladný všední den. Průměr za topnou sezónu bude přesně 2x méně a bude 9,5 kW.

Pro topnou sezónu tedy potřebujeme 24 * 149 * 9,5 = 33972 kW

V rublech 16 hodin, 2/3 (22648) za denní sazbu, 1/3 (11324 kW) v noci.

22648 * 3,85 = 87195 rublů

11324 * 3,85 = 24346 rublů

Celkem: 111541 rublů. Číslo pro teplo je prostě děsivé. Taková částka může zdevastovat jakýkoli rozpočet. Pokud budete skladovat teplo v noci, můžete ušetřit. 38502 rublů za topnou sezónu. Velké úspory. Pokud máte takové výdaje, je nutné dát do páru s elektrokotlem kotel na tuhá paliva nebo krb s vodním pláštěm. Je čas a touha - házeli palivové dříví, skladovali teplo v tepelném akumulátoru a zbytek dokončili elektřinou.

V zatepleném domě s tepelným akumulátorem budou náklady na topnou sezónu srovnatelné s podobnými nezateplenými domy, které mají hlavní plyn.

Naše volba, když není hlavní plyn, je následující:

Dobře izolovaný dům;

Nízkoteplotní topný systém;

Tepelný akumulátor;

Kotel na tuhá paliva nebo vodní krb;

Elektrický kotel.

Pokud máte v domě kotel na tuhá paliva, pak byste si měli uvědomit, že bez lidského zásahu není schopen dlouhodobě fungovat. To je způsobeno nutností pravidelného nakládání palivového dřeva do topeniště. Pokud se tak nestane včas, systém se začne ochlazovat a teplota v místnostech klesne.

Pokud dojde k vypnutí elektrického proudu při rozhoření topeniště, hrozí nebezpečí varu vody v plášti zařízení, což povede k jeho zničení. Tyto problémy lze vyřešit instalací tepelného akumulátoru. Plní také úlohu ochrany litinových instalací před prasknutím, když dojde k prudkému poklesu teploty vody v síti.

Závěr

Tepelný akumulátor do rakety je zařízení, které má k chápání běžného spotřebitele daleko. Akumulátor tepla pro otopnou soustavu si ale snadno zapojíte sami. K tomu bude muset nádrží projít zpětné potrubí, na jehož koncích je zajištěn výstup a vstup.

V první fázi by měly být nádrž a zpátečka kotle vzájemně propojeny. Mezi nimi je oběhové čerpadlo, které bude destilovat chladicí kapalinu z hlavně do uzavíracího ventilu, ohřívačů a expanzní nádoby. Na druhé straně je instalováno oběhové čerpadlo a uzavírací ventil.

Zdroj fotografií - stránka http://www.devi-ekb.ru

Pomocí akumulace tepelné energie je možné hospodárně posunout spotřebu gigawattů energie. Ale dnes je trh s takovými pohony v porovnání s potenciálem katastrofálně malý. Hlavní důvod spočívá ve skutečnosti, že v počáteční fázi vzniku systémů akumulace tepla věnovali výrobci výzkumu v této oblasti malou pozornost.Následně výrobci ve snaze o nové pobídky vedli k tomu, že se technologie zhoršila a lidé začali špatně chápat její cíle a metody.

Nejzřejmějším a nejobjektivnějším důvodem pro použití systému akumulace tepla je efektivní snížení množství peněz vynaložených na spotřebovanou energii, navíc náklady na energii ve špičce jsou mnohem vyšší než jindy.