Lämpöenergian varastointijärjestelmät

Lämmönvaraajan käyttö jokapäiväisessä elämässä

Lämpövaraajasta on tullut välttämätön laite monille nykyaikaisille lämmitysjärjestelmille. Tällä lisäyksellä on mahdollista varmistaa kattilaan syntyvän ja yleensä hukkaan menevän ylimääräisen energian kerääntyminen. Jos harkitsemme lämpöakkujen malleja, suurin osa niistä näyttää terässäiliöltä, jossa on useita ylä- ja alasuuttimia. Lämmönlähde on kytketty jälkimmäiseen, kun taas kuluttajat on kytketty edelliseen. Sisällä on nestettä, jolla voidaan ratkaista erilaisia ​​ongelmia.

Lämpöakkua käytetään jokapäiväisessä elämässä melko usein. Sen toiminta perustuu veden vaikuttavaan lämpökapasiteettiin. Tämän laitteen toimintaa voidaan kuvata seuraavasti. Kattilalaitteiston putkisto on kytketty säiliön yläosaan. Säiliöön tulee kuuma jäähdytysneste, joka kuumenee maksimissaan.

Kiertovesipumppu on pohjassa. Se ottaa kylmää vettä ja ohjaa sen lämmitysjärjestelmän läpi ohjaten sen kattilaan. Jäähtynyt neste korvataan lämmitetyllä lyhyessä ajassa. Heti kun kattila lakkaa toimimasta, jäähdytysneste alkaa jäähtyä putkissa ja putkissa. Vesi tulee säiliöön, jossa se alkaa syrjäyttää kuumaa jäähdytysnestettä putkiin. Huoneen lämmitys jatkuu vielä jonkin aikaa tällä periaatteella.

Akun puskurin tilavuus

Selvitetään kuinka paljon lämpövarastoa tulisi olla. On olemassa erilaisia ​​mielipiteitä, jotka perustuvat laskelmiin:

• tilojen pinta-ala;
• kattilan teho.

Katsotaanpa kutakin niistä. Jos aloitat huoneen alueelta, tarkkoja suosituksia ei voi olla. Koska on monia tekijöitä, jotka vaikuttavat järjestelmän akun käyttöikään ilman kattilaa, joista tärkein on huoneen lämpöhäviö. Mitä paremmin talo on eristetty, sitä pidempään puskurisäiliö pystyy tarjoamaan asuntoon lämpöä.

Likimääräinen laskelma, joka perustuu huoneen pinta-alaan, on, että lämpövaraajan tilavuuden tulee olla neljä kertaa neliömetrien lukumäärä. Esimerkiksi talo, jonka pinta-ala on ​200 neliömetriä, sopii 800 litran TA:lle.

Tietysti mitä suurempi säiliö, sitä parempi, mutta suuremman jäähdytysnesteen määrän lämmittämiseksi tarvitaan enemmän lämmitystehoa. Kattilan tehon laskenta tehdään lämmitettävän alueen perusteella. Yksi kilowatti lämmittää kymmenen metriä. Voit myös laittaa viiden tonnin säiliön, vain jos kattila ei vedä tällaisia ​​määriä, niin suuren lämmönvaraajan asentamisessa ei ole mitään järkeä. Joten sinun on tehtävä muutoksia itse kattilan tehon laskemiseen.

Osoittautuu, että ehkä on oikeampaa tehdä laskelma kattilan tehon perusteella. Otetaan esimerkiksi sama talo 200 neliömetriä. Likimääräinen laskenta puskurisäiliön tilavuudesta on seuraava - yksi kilowatti energiaa lämmittää 25 litraa jäähdytysnestettä. Eli jos on lämmitin, jonka teho on 20 W, TA: n tilavuuden tulisi olla noin 500 litraa, mikä ei selvästikään riitä tällaiseen koteloon.

Laskelmien tulosten perusteella voimme päätellä, että jos aiot asentaa lämpövaraajan, sinun on otettava tämä huomioon valittaessa kattilan tehoa ja otettava ei yksi, vaan kaksi kilowattia kymmentä metriä lämmitettyä aluetta kohti. Vasta silloin järjestelmä on tasapainossa. TA:n määrä vaikuttaa myös laajentimen kapasiteetin laskemiseen. Paisuntasäiliö on paisuntasäiliö, joka kompensoi jäähdytysnesteen lämpölaajenemista. Sen tilavuuden laskemiseksi sinun on otettava jäähdytysnesteen kokonaistilavuus piirissä, mukaan lukien puskurisäiliön kapasiteetti, ja jaettava kymmenellä.

Milloin on kannattavaa asentaa lämpövaraaja?

Sinulla on kiinteän polttoaineen kattila;

Sinua lämmitetään sähköllä;

Aurinkokeräimet on lisätty auttamaan lämmityksessä;

Laitteiden ja koneiden lämpöä on mahdollista hyödyntää.

Yleisin lämmönvaraajan käyttötapaus on, kun lämmönlähteenä käytetään kiinteän polttoaineen kattilaa. Jokainen, joka on käyttänyt kiinteän polttoaineen kattilaa kotinsa lämmittämiseen, tietää, mitä mukavuutta tällaisella lämmitysjärjestelmällä voidaan saavuttaa. Veden alla - riisuttu, palanut - pukeutunut. Aamuisin talossa, jossa on tällainen lämmönlähde, ei halua nousta peiton alta. Kiinteän polttoaineen kattilassa palamisprosessia on erittäin vaikea säädellä, lämmittää sekä +10C että -40C. Palaminen ja syntyvän lämmön määrä ovat samat, vain tätä lämpöä tarvitaan täysin eri tavoin. Mitä tehdä? Millaisesta tehokkuudesta voidaan puhua, kun ikkunat on avattava positiivisessa lämpötilassa. Mistään mukavuudesta ei voi olla kysymys.

Lämpövaraajalla varustetun kiinteän polttoaineen kattilan asennuskaavio on ihanteellinen ratkaisu omakotitaloon, kun haluat sekä mukavuutta että taloudellisuutta. Tällaisella asettelulla sulatat kiinteän polttoaineen kattilan, lämmität vettä lämpövaraajassa ja saat niin paljon lämpöä kuin tarvitset. Tässä tapauksessa kattila toimii suurimmalla teholla ja suurimmalla hyötysuhteella. Kuinka paljon lämpöä puuta tai hiiltä antaa, niin paljon varastoidaan.

Toinen vaihtoehto. Lämpövaraajan asennus sähkökattilalla. Tämä ratkaisu toimii, jos sinulla on kahden tariffin sähkömittari. Varaamme lämpöä yöhintaan, käytämme sitä sekä päivällä että yöllä. Jos päätät käyttää tällaista lämmitysjärjestelmää, on parempi etsiä lämmönvaraajaa, jolla on mahdollisuus asentaa sähkölämmitin suoraan piippuun. Sähkökiuas on halvempi kuin sähkökattila, eikä kattilan sitomiseen tarvita materiaalia. Miinus työ sähkökattilan asennuksessa. Voitko kuvitella kuinka paljon voit säästää?

Kolmas vaihtoehto on aurinkokeräimen käyttö. Kaikki ylimääräinen lämpö voidaan heittää pois lämmönvaraajaan. Välikaudella saadaan erinomaisia ​​säästöjä.

Järjestelmä Isentropicilta

Nyt konkurssiin menneen brittiläisen Isentropicin kehittämä järjestelmä toimi seuraavasti. Se sisälsi kaksi eristettyä säiliötä, jotka oli täytetty murskatulla kivellä tai soralla; lämmitetty astia, joka varastoi lämpöenergiaa korkeassa lämpötilassa ja paineessa, ja kylmäastia, joka varastoi lämpöenergiaa alhaisessa lämpötilassa ja paineessa. Astiat on yhdistetty ylä- ja alapuolelta putkilla, ja koko järjestelmä on täytetty inertillä kaasulla, argonilla.

Latausjakson aikana järjestelmä käyttää ruuhkan ulkopuolista sähköä toimiakseen lämpöpumppuna. Kylmän astian päältä tuleva argon ilmakehän paineeseen verrattavissa olevassa lämpötilassa ja paineessa puristetaan adiabaattisesti 12 baarin paineeseen, kuumennetaan noin 500 C:een (900 F). Puristettu kaasu tislataan lämmitetyn astian yläosaan, jossa se tihkuu soran läpi siirtäen lämpönsä kallioon ja jäähtyen ympäristön lämpötilaan. Jäähtynyt, mutta edelleen paineen alainen kaasu laskeutuu astian pohjalle, jossa se laajenee jälleen (taas adiabaattisesti) 1 bariin ja lämpötilaan -150C. Sitten kylmä kaasu kulkee kylmän astian läpi, jossa se jäähdyttää kiven ja lämpenee alkuperäiseen tilaan.

Energia muuttuu takaisin sähköksi, kun kierto käännetään. Kuuma kaasu lämmitetystä astiasta laajenee käynnistääkseen generaattorin ja lähetetään sitten kylmävarastoon. Kylmäastian pohjalta nouseva jäähdytetty kaasu puristetaan ja lämmittää kaasun ympäristön lämpötilaan. Kaasu ohjataan sitten lämmitetyn astian pohjalle uudelleen lämmitettäväksi.

Puristus- ja paisuntaprosessit suoritetaan erityisesti suunnitellulla mäntäkompressorilla liukuventtiileillä. Prosessipuutteiden aikana syntyvä lisälämpö vapautuu ympäristöön lämmönvaihtimien kautta purkujakson aikana.

Kehittäjä väittää, että syklin tehokkuus 72-80% on melko todellinen.Näin sitä voidaan verrata pumppuvoimalaitoksen energian varastointiin, jonka hyötysuhde on yli 80 %.

Toinen ehdotettu järjestelmä käyttää turbiineja ja pystyy käsittelemään paljon suurempia määriä energiaa. Suolalämmittimien käyttö energian varastointina vie tutkimusta eteenpäin.

Sulan suolan tekniikka

Sulaneiden suolojen järkevää lämpöä käytetään myös aurinkoenergian varastoimiseen korkeissa lämpötiloissa. Suolasulatteita voidaan käyttää menetelmänä jäännöslämpöenergian varastointiin. Tällä hetkellä tämä on kaupallinen teknologia aurinkokeskittimien (esimerkiksi tornityyppisistä aurinkovoimaloista tai parabolisylintereistä) keräämän lämmön varastoimiseen. Lämpö voidaan myöhemmin muuntaa tulistettuksi höyryksi tavanomaisten höyryturbiinien käyttämiseksi ja sähkön tuottamiseksi huonolla säällä tai yöllä. Tämä osoitettiin vuosina 1995-1999 osana Solar Two -projektia. Vuoden 2006 arvioiden mukaan vuosihyötysuhteeksi ennustettiin 99 %, kun vertailtiin lämmöksi varastoitunutta energiaa ennen muuntamista sähköksi ja lämmön suoraa muuntamista sähköksi. Käytetään erilaisia ​​eutektisia suolojen seoksia (esimerkiksi natriumnitraattia, kaliumnitraattia ja kalsiumnitraattia). Tällaisten järjestelmien käyttö lämmönsiirtoväliaineena on havaittavissa kemian- ja metallurgisessa teollisuudessa.

Suola sulaa 131 C:ssa (268 F). Se varastoidaan nestemäisessä tilassa 288 C:ssa (550 F) eristetyissä "kylmä" säilytysastioissa. Nestemäinen suola pumpataan aurinkokeräinpaneelien läpi, joissa fokusoitu aurinkolämpö lämmittää sen 566 asteeseen (1 051 F). Sitten se lähetetään kuumaan varastosäiliöön. Itse säiliön eristettä voidaan käyttää lämpöenergian varastointiin viikon ajan. Sähköntarpeessa kuuma sula suola pumpataan tavanomaiseen höyrygeneraattoriin tulistetun höyryn tuottamiseksi ja tavallisen turbiinigeneraattorisarjan käyttämiseksi, jota käytetään kaikissa hiili-, öljy- tai ydinvoimalaitoksissa. 100 MW:n turbiini vaatisi 9,1 m (30 jalkaa) korkean ja halkaisijaltaan 24 m (79 ft) aluksen käyttääkseen sitä neljässä tunnissa samalla tavalla.

Kehitteillä on yksi säiliö, jossa on erotuslevy sekä kylmien että kuumien sulien varastointiin. On paljon edullisempaa saavuttaa 100 % enemmän energian varastointitilavuusyksikköä verrattuna kaksoissäiliöihin, koska sulan suolan varastosäiliö on melko kallis monimutkaisen suunnittelun vuoksi. Suolalämmittimiä käytetään myös energian varastoimiseen sulaisiin suoloihin.

Useat paraboliset voimalaitokset Espanjassa ja aurinkovoimatorneja kehittävä Solar Reserve käyttävät tätä konseptia lämpöenergian varastoimiseen. Solanan voimalaitos Yhdysvalloissa pystyy varastoimaan energiaa sulaisiin suoloihin, joita syntyy 6 tunnin ajan. Kesällä 2013 Espanjassa sekä aurinkorikastajana että sulan suolan voimalaitoksena toimiva Gemasolar Thermosolar -voimalaitos onnistui ensimmäistä kertaa tuottamaan sähköä yhtäjaksoisesti 36 päivää.

Miksi lämpövaraajaa tarvitaan ja miten se toimii

Ne, joiden asuntoa lämmitetään kiinteän polttoaineen kattilalla, tietävät, kuinka vaikeaa on saavuttaa akkujen vakaa lämpötila. Koska lämmittimen uunin lämpötila muuttuu jatkuvasti ja tähän prosessiin on käytännössä mahdotonta vaikuttaa. Ja miten tämä tehdään, kun polttoaine laitetaan uuniin ja se on jo syttynyt? Voit tietysti peittää ilmansyötön, mutta vaikutus on hienovarainen ja pitkäaikainen. Toisin sanoen ei ole mahdollista ryhtyä pikaisiin toimiin.

Toinen ongelma on polttoainelatauksen välinen aika. Luonnollisesti mitä harvemmin joudut heittämään polttopuita tai hiiltä kattilaan, sitä parempi, sitä vähemmän vaivaa. Voit ratkaista molemmat ongelmat asentamalla varastosäiliöt lämmitykseen. Mikä se on?

Lämmönvaraaja (TA) on suuritilavuuksinen tiivis puskurisäiliö, johon lämpöä kertyy kattilan toiminnan aikana. Kun kaikki polttoaine on palanut kattilassa, lämmitysjärjestelmään asennettu varaaja vapauttaa vähitellen kertyneen lämmön piiriin. Tämä vähentää polttoainekuormien määrää ja lisää lämmittimen hyötysuhdetta.

Lämmönvaraajan sisällä on jäähdytysneste. Se voi olla vettä tai pakkasnestettä, kun taas sinun on ymmärrettävä, että tämä on sama jäähdytysneste, joka kiertää koko piirissä. Akkusäiliön toimintaperiaate lämmitysjärjestelmässä:

• kattila lämmittää vettä ja se tulee TA: hen, joka on jatkuvasti täynnä jäähdytysnestettä;
• sitten jäähdytysneste menee lämmityspiiriin ja luovuttaa osan lämmöstä säiliönesteen kokonaistilavuuteen;
• vähitellen lämmön varaajan veden lämpötila nousee;
• piiristä paluu tulee myös TA:lle;
• puskurisäiliöstä paluuvirtaus siirretään kattilaan.

TA-kytkentäkaavio

Veden syöttö lämmityssäiliöön tapahtuu ylhäältä ja paluuputket alareunassa. Nämä virtaukset liikkuvat säiliössä eri suuntiin. Ongelmana on, että ne leikkaavat ja lämmönvaihto tapahtuu. Muuten lämmön varastointia ei tapahdu. Tässä tapauksessa on välttämätöntä paitsi sekoittaa vettä astiassa, myös tehdä se oikein.

Mitä se tarkoittaa? Kierto on asetettava niin, että tulovirtaus menee alas paluuvirtaukseen, kun taas paluuvirtaus ei saa nousta ylös. Vain tässä tapauksessa virtausten välissä oleva nestekerros lämpenee.

Kierrätystä säädetään valitsemalla pumppujen teho ennen ja jälkeen lämmityksen varastosäiliötä sekä asettamalla yksi niiden kolmesta toimintanopeudesta

On tärkeää laittaa lämmitysjärjestelmän suodattimet pumppujen eteen. Muuten kiertovesipumppu saattaa olla tarpeen korjata.

Sen lisäksi, että lämmitysjärjestelmän varastosäiliö lämmittää kotia, siihen voidaan asentaa kuumavesipiiri. Lisäksi yksikkö on varustettu lisälämmityslähteillä, jotka toimivat apulähteinä.

Lämmönvaraaja lakkaa ottamasta osaa sille syötetyn jäähdytysnesteen lämmöstä vain, jos se on ladattu täyteen. Eli veden lämpötila on sama kaikissa kerroksissa ja sama kuin kattilan menolämpötila.

Tee-se-itse lämpöakku

Lämmityspuskurisäiliöiden valmistuksen monimutkaisuus piilee luotettavan lämmöneristyksen luomisessa. Tätä varten et voi käyttää tavallista tynnyriä tai vastaavaa astiaa. Tämän parametrin lisäksi lämmityspatterin kapasiteetin on kestettävä seinien vesikuormitus ja mahdolliset hydrauliset iskut.

Yksinkertaisin malli on kuutio, jonka sisällä on U-muotoinen putki tai kupariputkikela. Jälkimmäinen on edullinen, koska sillä on suuri lämmönvaihtopinta-ala ja kuparilla on optimaalinen lämmönjohtavuusarvo. Tämä malli on yhdistetty yhteiseen moottoritiehen. Lämmitysjärjestelmän säiliön valmistukseen tarvitset teräslevyjä, joiden paksuus on vähintään 1,5 mm, ja metalliputken. Sen halkaisijan on oltava sama kuin putkilinjan poikkileikkaus tässä lämmitysosassa.

Työkalujen vähimmäissarja sisältää seuraavat:

• Hitsauskone;
• Kulmahiomakone (bulgaria);
• Pora poralla metallia varten;
• Mittaustyökalu.

Helpoin tapa on tehdä säiliö kuutiomuotoisten pattereiden lämmittämiseen. Piirustus laaditaan etukäteen, jonka mukaan kaikki jatkotyöt suoritetaan. Lämmityselementin läsnäolo ei ole pakollinen, mutta edullinen. Hän pystyy pitämään veden lämmityksen tason oikealla tasolla.

Lämmönvaraajan valmistusmenettely

Ensin leikataan suorakaiteen muotoiset levyt, joista lämmitysjärjestelmän säiliön runko koostuu.Tässä vaiheessa sinun on otettava huomioon hitsausrako - se voi olla 1-3 mm laitteesta ja valituista elektrodeista riippuen. Sitten aihioihin leikataan reikiä putkilinjan, lämmityselementin ja suuttimien kiinnitystä varten säiliön täyttöä varten. Valurautapattereita ei voi kiinnittää suoraan siihen. Siksi on tarpeen laskea lämpöhäviöt säiliöstä jäähdyttimeen.

Rakenteen asennuksen jälkeen sinun on tehtävä rungon lämpöeristys. Varastolämmityssäiliössä on parasta käyttää basalttieristystä. Sillä on seuraavat tärkeät ominaisuudet:

Ei kuuma. Sulaminen tapahtuu yli 700 °C:n lämpötiloissa;

Helppo asentaa. Basalttivilla on melko joustavaa;

Sillä on höyrysulkuominaisuudet

Tämä on tärkeää kondenssiveden poistamiseksi, joka väistämättä kerääntyy varastosäiliön runkoon lämmitystoiminnan aikana.

Polymeerimateriaalien (polystyreenivaahto tai polystyreeni) käyttöä ei voida hyväksyä, koska ne kuuluvat syttyvien materiaalien ryhmään. Puskurisäiliön lämmöneristys on parasta tehdä lämmitysjärjestelmään kytkemisen jälkeen. Tällä tavalla voidaan vähentää tulo- ja poistoputkien lämpöhäviöitä.

Konttina voidaan käyttää vanhaa terässäiliötä. Mutta sen seinämän paksuus ei saa olla alle 1,5 mm.

Lämmityssäiliön suunnittelu

Poikkileikkauskuva lämmitysakkusäiliöstä

Katsotaanpa nyt lähemmin lämpövaraajan suunnittelua. Jos säiliö on tarkoitettu vain lämmityspiiriin, sen suunnittelu on melko yksinkertainen:

• suljettu kotelo;
• eristys kerros;
• haaraputki yläosassa syöttöä varten;
• paluuputki pohjassa.

Mitään muuta ei vaadita, mutta jos lämmityksen varastosäiliön on tarpeen lämmittää vettä myös kotitalouksien tarpeisiin, niin säiliön runkoon rakennetaan kuparikierukka ja tietysti kaksi haaraputkea (tulo / poisto). Kylmä vesi liitetään tuloputkeen. Se kulkee patterin läpi ja lämpenee puskurisäiliössä olevasta jäähdytysnesteestä. Säiliöstä tulee jo lämmitettyä vettä, joka syötetään kylpyhuoneen ja keittiön hanoihin. Samanaikaisesti kuparikäämin pituus riippuu siitä, kuinka kauan vesi pysyy TA:n sisällä ja vastaavasti kuinka paljon se lämpenee.

HE-mallissa voi olla useiden lämmönsiirtopiirien lisäksi useita lämmönlähteitä. Joten jäähdytysnesteen lämmitys säiliössä voidaan suorittaa useilla tavoilla:

• lämmittimestä;
• sähkölämmittimistä.

Sähkölämmittimet voidaan syöttää suoraan verkkoon ja kytkeä päälle tarvittaessa. Myös nykyaikaiset lämmitysakkujen puskurisäiliöt on varustettu aurinkopaneeleihin kytketyllä lämmityselementillä, jonka avulla voit käyttää ilmaista aurinkoenergiaa.

Kuten aina, käsityöläiset ovat kiinnostuneita siitä, onko mahdollista tehdä akkusäiliö lämmitykseen omin käsin. Tietysti voit, jos kätesi ovat paikoillaan, mutta on mahdotonta sanoa, että se on hyvin yksinkertaista.

Mihin sinun tulee kiinnittää huomiota:

• säiliön yläosa ei saa olla tasainen, muuten se puristuu ulos paineesta;
• tulo- ja paluuputkien on oltava oikeissa tasoissa;
• koko rakenne on täysin suljettu;
• metallia noin 5 mm paksu.

Alla olevalla videolla voit nähdä, kuinka yksi käsityöläisistä teki tynnyristä omin käsin varastosäiliön lämmitykseen.

Mitä muuta sinun tulee tietää arjen käytön ominaisuuksista

Tähän mennessä on olemassa useita menetelmiä säiliön tilavuuden laskemiseksi. Kokemus osoittaa, että jokaista kilowattia laitetehoa kohden tarvitaan 25 litraa vettä. Kattilan hyötysuhde, joka edellyttää lämmitysjärjestelmän tarvetta lämpövaraajalla, nousee 84 prosenttiin. Palamishuippu tasoittuu, minkä ansiosta energiavaroja säästyy jopa 30 %.

Lämpöakku varmistaa lämpötilan säilymisen vaahdotetusta polyuretaanista valmistetun luotettavan lämmöneristyksen ansiosta. Lisäksi on mahdollista asentaa lämmityselementtejä, jotka mahdollistavat tarvittaessa veden lämmittämisen.

Lämpövaraajan putkiston liittäminen lämmitysjärjestelmään

Pääsääntöisesti puskurisäiliö on kytketty lämmitysjärjestelmään rinnakkain lämmityskattilan kanssa, joten tätä järjestelmää kutsutaan myös kattilan putkistokaavioksi.

Annetaan tavallinen kaavio TA:n kytkemiseksi lämmitysjärjestelmään kiinteän polttoaineen lämmityskattilalla (järjestelmän yksinkertaistamiseksi sulkuventtiilejä, automaatiota, ohjauslaitteita ja muita laitteita ei ole merkitty siihen).

Yksinkertaistettu lämmönvaraajan putkistokaavio

Tämä kaavio näyttää seuraavat elementit:

1. Lämmityskattila.
2. Lämpöakku.
3. Lämmityslaitteet (patterit).
4. Kiertovesipumppu kattilan ja lämmittimen välisessä paluujohdossa.
5. Kiertovesipumppu järjestelmän paluujohdossa lämmityslaitteiden ja TA:n välillä.
6. Lämmönvaihdin (patteri) kuuman veden syöttöön.
7. Lämmönvaihdin liitetty lisälämmönlähteeseen.

Yksi säiliön ylemmistä putkista (pos. 2) on kytketty kattilan ulostuloon (pos. 1) ja toinen suoraan lämmitysjärjestelmän syöttöjohtoon.

Yksi HE:n alemmista haaraputkista on liitetty kattilan sisääntuloon, kun taas niiden väliseen putkistoon on asennettu pumppu (pos. 4), joka varmistaa käyttönesteen kiertämisen ympyrässä kattilasta HE:hen ja päinvastoin.

Toinen alempi haaraputki JOKA liitetään lämmitysjärjestelmän paluulinjaan, johon on asennettu myös pumppu (pos. 5), joka syöttää lämmitettyä jäähdytysnestettä lämmittimiin.

Lämmitysjärjestelmän toiminnan varmistamiseksi äkillisen sähkökatkon tai kiertovesipumppujen vian sattuessa ne kytketään yleensä rinnan pääjohdon kanssa.

Järjestelmissä, joissa on luonnollinen jäähdytysnesteen kierto, ei ole kiertovesipumppuja (pos. 4 ja 5). Tämä lisää merkittävästi järjestelmän inertiaa ja samalla tekee siitä täysin haihtumattoman.

LKV-lämmönvaihdin (pos. 6) sijaitsee HE:n yläosassa.

Lisälämmönvaihtimen (pos. 7) sijainti riippuu lämmönlähteen tyypistä:

• korkean lämpötilan lähteille (lämmityselementti, kaasu- tai sähkökattila) se sijoitetaan puskurisäiliön yläosaan;
• matalille lämpötiloille (aurinkokeräin, lämpöpumppu) - pohjassa.

Kaaviossa näkyvät lämmönvaihtimet ovat valinnaisia ​​(pos. 6 ja 7).

Lämmönvaraajan laskenta

Laskentakaava on hyvin yksinkertainen:

Q = mc(T2-T1), missä:

Q on kertynyt lämpö;

m on säiliössä olevan veden massa;

c - jäähdytysnesteen ominaislämpö J / (kg * K), vedellä, joka on 4200;

T2 ja T1 ovat jäähdytysnesteen alku- ja loppulämpötilat.

Oletetaan, että meillä on patterilämmitysjärjestelmä. Lämpöpatterit valitaan lämpötilajärjestelmälle 70/50/20. Nuo. Kun akkusäiliön lämpötila laskee alle 70 C, alamme kokea lämmön puutetta, eli yksinkertaisesti jäätyä. Lasketaan milloin se tapahtuu.

90 on meidän T1

70 on T2

20 - huoneenlämpötila. Emme tarvitse sitä laskelmissamme.

Oletetaan, että meillä on lämmönvaraaja 1000 litralle (1m3)

Otamme huomioon lämpöreservin.

K
\u003d 1000 * 4200 * (90-70) \u003d 84 000 000 J tai 84 000 kJ

1 kWh = 3600 kJ

84000/3600=23,3 kW lämpöä

Jos kodin lämpöhäviö on 5 kW kylmällä viiden vuorokauden aikana, niin meillä riittää varastolämpöä lähes 5 tunniksi. Vastaavasti, jos lämpötila on korkeampi kuin laskettu kylmälle viiden päivän ajanjaksolle, lämmönvaraaja riittää pidemmäksi aikaa.

Lämpöakun tilavuuden valinta riippuu tehtävistäsi. Jos haluat tasoittaa lämpötilaa, aseta pieni tilavuus. Jos sinun on kerättävä lämpöä illalla, jotta voit herätä lämpimässä talossa aamulla, tarvitset suuren yksikön. Olkoon toinen tehtävä. Klo 2300 - 0700 - lämpöä on saatava.

Oletetaan, että lämpöhäviö on 6 kW ja lämmitysjärjestelmän lämpötila on 40/30/20. Lämmönvaraajan jäähdytysneste voidaan lämmittää 90 asteeseen

Varastoaika 8 tuntia. 6*8=48 kW

M
=
K
/4200*(T2-T1)

48*3600=172800 kJ

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

Lämmönvaraaja 800-1000 litraa täyttää tarpeemme.

Aurinkoenergian varastointi

Yleisimmin käytetyt aurinkolämmitysjärjestelmät voivat varastoida energiaa muutamasta tunnista useisiin päiviin. Sesonkiaikaista lämpöenergian varastointia (SHS) käyttävien tilojen määrä on kuitenkin lisääntynyt, jolloin aurinkoenergiaa voidaan varastoida kesällä ja käyttää talvella tilojen lämmitykseen. Aurinkoyhteisö Drake Lanling Albertasta Kanadasta on nyt oppinut käyttämään 97 prosenttia aurinkosähköstä ympäri vuoden, mikä on ennätys, jonka vain SATE on mahdollistanut.

Sekä piilevän että tunnetun lämmön käyttö on mahdollista myös korkean lämpötilan aurinkolämpövastaanottojärjestelmissä. Erilaiset metallien, kuten alumiinin ja piin (AlSi12) eutektiset seokset tarjoavat korkean sulamispisteen tehokkaaseen höyryntuotantoon, kun taas sementtipohjaiset alumiinioksidiseokset tarjoavat hyvät lämmönvarausominaisuudet.

Liukoisuusrajan metalliseosteknologia

Liukoisuuden rajalla olevat seokset perustuvat metallin faasimuutokseen lämpöenergian varastoimiseksi.

Sen sijaan, että nestemäistä metallia pumpattaisiin säiliöiden väliin kuten sulassa suolajärjestelmässä, metalli kapseloidaan toiseen metalliin, jonka kanssa se ei voi sulautua (sekoittumaton). Kahden materiaalin (faasinvaihtomateriaali ja kapselimateriaali) valinnasta riippuen energian varastointitiheys voi olla 0,2-2 MJ/L.

Työväliainetta, tyypillisesti vettä tai höyryä, käytetään siirtämään lämpöä seokseen ja seoksesta liukoisuusrajalla. Tällaisten metalliseosten lämmönjohtavuus on usein korkeampi (jopa 400 W/m*K) kuin kilpailevilla teknologioilla, mikä tarkoittaa nopeampaa mahdollista lämpövaraston "latausta" ja "purkua". Teknologiaa ei ole vielä otettu käyttöön teollisessa mittakaavassa.

Lämmönvaraajan valmistaminen omin käsin

Yksinkertaisin akkumalli voidaan valmistaa itsenäisesti, kun taas sinun tulee ohjata termoksen periaatteita. Lämpöä johtamattomien seinien ansiosta neste pysyy kuumana pitkään. Työtä varten sinun tulee valmistautua:

• skotti;
• betonilaatta;
• lämmöneristysmateriaalit;
• kupariputkia tai lämmityselementtejä.

Kun se valmistetaan, säiliötä valittaessa on otettava huomioon haluttu kapasiteetti, sen tulisi alkaa 150 litrasta. Voit poimia minkä tahansa metallitynnyrin. Mutta jos valitset äänenvoimakkuuden, joka on pienempi kuin mainittu, merkitys menetetään. Säiliö valmistetaan, pöly ja roskat poistetaan sisältä, korroosiota alkaneet alueet on käsiteltävä vastaavasti.

Lämmönvaraajan käytön edut eristetyssä talossa

Jos sivustollasi ei ole kansallisaarretta - pääkaasua, on aika miettiä oikeaa lämmitysjärjestelmää. Paras aika on projektin valmisteluvaiheessa, ja pahin aika on silloin, kun asut jo talossa ja huomaat, että lämmitys on erittäin kallista.

Ihanteellinen talo kiinteän polttoaineen kattilan ja lämpövaraajan asentamiseen on rakennus, jossa on hyvä eristys ja matalalämpöinen lämmitysjärjestelmä. Mitä parempi eristys, sitä vähemmän lämpöhäviötä ja sitä pidempään lämmönvaraajasi pystyy ylläpitämään mukavaa lämpöä.

Matalan lämpötilan lämmitysjärjestelmä. Yllä annoimme esimerkin pattereista, kun lämpötila oli 90/70/20. Matalan lämpötilan tilassa olosuhteet ovat - 35/30/20. Tunne erilaisuus. Ensimmäisessä tapauksessa jo lämpötilan laskeessa alle 90 astetta tunnet lämmön puutteen. Matalalämpötilajärjestelmässä voit nukkua rauhassa aamuun asti. Miksi olla perusteeton. Lasketaanpa hyödyt.

Laskemme yllä olevan menetelmän.

Vaihtoehto matalan lämpötilan lämmitysjärjestelmällä

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

231000/3600=64,2 kW.Tämä on lähes kolme kertaa enemmän samalla lämmönvaraajan tilavuudella. Lämpöhäviöllä - 5 kW, tämä reservi riittää koko yöksi.

Ja nyt taloudesta. Oletetaan, että olemme asentaneet lämpövaraajan, jossa on sähkölämmittimet. Varastoimme yöhintaan. Tenov teho - 10 kW. 5 kW menee talon nykyiseen lämmitykseen yöksi, päiväksi voimme varastoida 5 kW. Yöhinta 23-00-07-00. kello 8.

8*5=40 kW. Nuo. päivällä käytämme yöhintaa 8 tuntia.

1.1.2015 alkaen Krasnodarin alueella päivähinta on 3,85, yöhinta on 2,15.

Ero on 3,85-2,15 \u003d 1,7 ruplaa

40 * 1,7 = 68 ruplaa. Summa näyttää pieneltä, mutta älä kiirehdi. Yllä annoimme linkit eristettyyn ja eristämättömään taloon. Kuvittele, että teit virheen - talo on rakennettu, olet jo läpäissyt ensimmäisen lämmityskauden ja tajunnut, että sähkölämmitys on erittäin kallista. Yllä annoimme esimerkin lämpöhäviöstä eristämättömässä talossa. Esimerkissä lämpöhäviö on 18891 wattia. Tämä on kylmä arkipäivä. Lämmityskauden keskiarvo on tasan 2 kertaa pienempi ja on 9,5 kW.

Siksi lämmityskaudelle tarvitsemme 24 * 149 * 9,5 = 33972 kW

Ruplissa 16 tuntia, 2/3 (22648) päivähinnalla, 1/3 (11324 kW) yöllä.

22648 * 3,85 = 87195 ruplaa

11324 * 3,85 = 24346 ruplaa

Yhteensä: 111541 ruplaa. Lämmön luku on yksinkertaisesti pelottava. Tällainen summa voi tuhota minkä tahansa budjetin. Jos varaat lämpöä yöllä, voit säästää. 38502 ruplaa lämmityskaudelle. Isoja säästöjä. Jos sinulla on tällaisia ​​kuluja, on tarpeen laittaa kiinteän polttoaineen kattila tai takka vesivaipalla pariksi sähkökattilan kanssa. Aikaa ja halua on - he heittivät polttopuita, varastoivat lämpöä lämpövaraajaan ja viimeistelivät loput sähköllä.

Lämpövaraajalla varustetussa eristetyssä talossa lämmityskauden hinta on verrattavissa vastaaviin eristämättömiin taloihin, joissa on pääkaasu.

Valintamme, kun pääkaasua ei ole, on seuraava:

Hyvin eristetty talo;

Matala lämpötila lämmitysjärjestelmä;

Lämpöakku;

Kiinteän polttoaineen kattila tai vesitakka;

Sähkökattila.

Jos talossasi on kiinteän polttoaineen kattila, sinun tulee olla tietoinen siitä, että se ei voi toimia pitkään ilman ihmisen toimia. Tämä johtuu tarpeesta ladata polttopuuta ajoittain tulipesään. Jos tätä ei tehdä ajoissa, järjestelmä alkaa jäähtyä ja huoneiden lämpötila laskee.

Jos sähköt katkaistaan ​​tulipesän syttyessä, vaarana on veden kiehuminen laitevaipassa, mikä johtaa sen tuhoutumiseen. Nämä ongelmat voidaan ratkaista asentamalla lämpövaraaja. Se myös suojaa valurautaasennuksia halkeilulta, kun verkon veden lämpötila laskee jyrkästi.

Johtopäätös

Raketin lämmönvaraaja on laite, joka on kaukana tavallisen kuluttajan ymmärryksestä. Mutta voit helposti kytkeä lämpövaraajan lämmitysjärjestelmään itse. Tätä varten säiliön läpi on kuljettava paluuputki, jonka päissä on uloskäynti ja sisäänkäynti.

Ensimmäisessä vaiheessa säiliö ja kattilan paluu tulee kytkeä toisiinsa. Niiden välissä on kiertovesipumppu, joka tislaa jäähdytysnesteen tynnyristä sulkuventtiiliin, lämmittimiin ja paisuntasäiliöön. Toiselle puolelle on asennettu kiertovesipumppu ja sulkuventtiili.

Valokuvan lähde - sivusto http://www.devi-ekb.ru

Lämpöenergian varastoinnin avulla voidaan kustannustehokkaasti siirtää gigawattien energiankulutusta. Mutta nykyään tällaisten asemien markkinat ovat katastrofaalisen pienet potentiaaliin verrattuna. Suurin syy on siinä, että lämmönvarausjärjestelmien syntymisen alkuvaiheessa valmistajat kiinnittivät vain vähän huomiota tämän alan tutkimukseen.Myöhemmin uusia kannustimia etsivät valmistajat ovat johtaneet siihen, että tekniikka on heikentynyt ja ihmiset alkoivat ymmärtää väärin sen tavoitteet ja menetelmät.

Ilmeisin ja objektiivisin syy lämmönvarausjärjestelmän käyttöön on vähentää tehokkaasti energiankulutukseen käytettyä rahamäärää, ja lisäksi energian hinta on ruuhka-aikoina paljon korkeampi kuin muina aikoina.