Thermische energieopslagsystemen

Gebruik van een warmteaccumulator in het dagelijks leven

De thermische accumulator is een onmisbaar apparaat geworden voor veel moderne verwarmingssystemen. Met deze toevoeging is het mogelijk om te zorgen voor de accumulatie van overtollige energie die in de ketel wordt gegenereerd en meestal wordt verspild. Als we de modellen van warmteaccumulatoren beschouwen, zien de meeste eruit als een stalen tank, die meerdere boven- en ondersproeiers heeft. Op laatstgenoemde wordt de warmtebron aangesloten, op eerstgenoemde de verbruikers. Binnenin zit een vloeistof die kan worden gebruikt om verschillende problemen op te lossen.

De thermische accumulator wordt vrij vaak in het dagelijks leven gebruikt. Zijn werk is gebaseerd op de indrukwekkende warmtecapaciteit van water. De werking van dit apparaat kan als volgt worden beschreven. De pijpleiding van ketelapparatuur is verbonden met het bovenste deel van de tank. Een hete koelvloeistof komt de tank binnen, die maximaal verwarmd blijkt te zijn.

De circulatiepomp zit onderaan. Het neemt koud water aan en laat het door het verwarmingssysteem lopen en leidt het naar de ketel. De afgekoelde vloeistof wordt in korte tijd vervangen door een verwarmde. Zodra de ketel stopt met werken, begint de koelvloeistof in leidingen en pijpleidingen af ​​te koelen. Water komt de tank binnen, waar het de hete koelvloeistof in de leidingen begint te verplaatsen. De verwarming van de ruimte zal volgens dit principe nog enige tijd doorgaan.

Volume batterijbuffer

Laten we eens kijken hoeveel warmteopslag moet zijn. Er zijn verschillende meningen, die gebaseerd zijn op de berekening op basis van:

• oppervlakte van het pand;
• ketel vermogen.

Laten we eens naar elk van hen kijken. Als u begint vanuit het gebied van de kamer, kunnen er geen exacte aanbevelingen zijn. Omdat er veel factoren zijn die van invloed zijn op de levensduur van de batterij van het systeem zonder ketel, waarvan de belangrijkste het warmteverlies van de kamer is. Hoe beter de woning geïsoleerd is, hoe langer de buffertank de woning van warmte kan voorzien.

Een geschatte berekening, gebaseerd op de oppervlakte van de kamer, is dat het volume van de warmteaccumulator vier keer het aantal vierkante meters moet zijn. Een huis met een oppervlakte van 200 vierkante meter is bijvoorbeeld geschikt voor een TA met een inhoud van 800 liter.

Natuurlijk, hoe groter de tank, hoe beter, maar om een ​​grotere hoeveelheid koelvloeistof te verwarmen, is meer verwarmingsvermogen nodig. De berekening van het ketelvermogen wordt gemaakt op basis van het verwarmde oppervlak. Een kilowatt verwarmt tien meter. Je kunt ook een tank van vijf ton plaatsen, alleen als de ketel dergelijke volumes niet trekt, heeft het geen zin om zo'n grote warmteaccumulator te installeren. U moet dus aanpassingen maken aan de berekening van het vermogen van de ketel zelf.

Het blijkt dat het misschien juister is om een ​​berekening te maken op basis van het vermogen van de ketel. Laten we als voorbeeld hetzelfde huis van 200 m² nemen. Een geschatte berekening van het volume van de buffertank is als volgt: één kilowatt energie verwarmt 25 liter koelvloeistof. Dat wil zeggen, als er een verwarming is met een vermogen van 20 W, dan zou het volume van de TA ongeveer 500 liter moeten zijn, wat duidelijk niet genoeg is voor een dergelijke behuizing.

Op basis van de resultaten van de berekeningen kunnen we concluderen dat als u een warmteaccumulator gaat installeren, u hiermee rekening moet houden bij het selecteren van het ketelvermogen en niet één, maar twee kilowatt per tien meter verwarmde ruimte moet nemen. Alleen dan is het systeem in evenwicht. Het volume van TA heeft ook invloed op de berekening van de capaciteit van de expander. Een expansievat is een expansievat dat de thermische uitzetting van de koelvloeistof compenseert. Om het volume te berekenen, moet u het totale volume van de koelvloeistof in het circuit nemen, inclusief de capaciteit van de buffertank, en delen door tien.

Wanneer is het rendabel om een ​​warmteaccumulator te installeren?

Je hebt een vastebrandstofketel;

U wordt verwarmd door elektriciteit;

Er zijn zonnecollectoren toegevoegd om te helpen bij verwarming;

Het is mogelijk om warmte van units en machines te benutten.

Het meest voorkomende geval van het gebruik van een warmteaccumulator is wanneer een vastebrandstofketel als warmtebron wordt gebruikt. Iedereen die wel eens een ketel op vaste brandstof heeft gebruikt om zijn huis te verwarmen, weet welk comfort met zo'n verwarmingssysteem kan worden bereikt. Overstroomd - uitgekleed, opgebrand - aangekleed. In een huis met zo'n warmtebron wil je 's ochtends niet onder de dekens vandaan kruipen. Het verbrandingsproces in een ketel voor vaste brandstoffen is zeer moeilijk te regelen, het is noodzakelijk om zowel op +10C als op -40C te verwarmen. De verbranding en de hoeveelheid opgewekte warmte zullen hetzelfde zijn, alleen deze warmte is op totaal verschillende manieren nodig. Wat te doen? Over wat voor efficiëntie kunnen we praten als je ramen moet openen op een positieve temperatuur. Van enig comfort kan geen sprake zijn.

Het installatieschema voor een verwarmingsketel voor vaste brandstoffen met een warmteaccumulator is een ideale oplossing voor een privéwoning, wanneer u zowel comfort als zuinigheid wilt. Met zo'n lay-out smelt je een ketel voor vaste brandstoffen, verwarm je water in een thermische accumulator en krijg je zoveel warmte als je nodig hebt. In dit geval werkt de ketel op maximaal vermogen en met het hoogste rendement. Hoeveel warmte hout of kolen zullen geven, er zal zoveel worden opgeslagen.

Tweede optie. Installatie van een warmteaccumulator met een elektrische boiler. Deze oplossing werkt als u een elektriciteitsmeter met twee tarieven heeft. Warmte slaan we op tegen nachttarief, we gebruiken het zowel dag als nacht. Als u besluit een dergelijk verwarmingssysteem te gebruiken, is het beter om te zoeken naar een warmteaccumulator met de mogelijkheid om een ​​elektrische verwarming rechtstreeks in het vat te installeren. Een elektrische kachel is goedkoper dan een elektrische ketel en materiaal voor het vastbinden van de ketel is niet nodig. Min het werk aan de installatie van de elektrische boiler. Kunt u zich voorstellen hoeveel u kunt besparen?

De derde optie is wanneer er een zonnecollector is. Alle overtollige warmte kan worden afgevoerd naar een warmteaccumulator. In het demi-seizoen worden uitstekende besparingen behaald.

Systeem van Isentropic

Het systeem, ontwikkeld door het inmiddels failliete Britse bedrijf Isentropic, werkte als volgt. Het omvatte twee geïsoleerde containers gevuld met steenslag of grind; een verwarmd vat dat thermische energie opslaat bij hoge temperatuur en druk, en een koud vat dat thermische energie opslaat bij lage temperatuur en druk. De vaten zijn aan de boven- en onderkant met leidingen verbonden en het hele systeem is gevuld met een inert gas, argon.

Tijdens de laadcyclus gebruikt het systeem dalstroom om als warmtepomp te werken. Argon wordt vanaf de bovenkant van een koud vat bij een temperatuur en druk vergelijkbaar met atmosferische druk adiabatisch gecomprimeerd tot een druk van 12 bar, verwarmd tot ongeveer 500C (900F). Het gecomprimeerde gas wordt gedestilleerd naar de bovenkant van een verwarmd vat, waar het door het grind sijpelt, zijn warmte overdraagt ​​aan de rots en afkoelt tot omgevingstemperatuur. Gekoeld, maar nog steeds onder druk, bezinkt het gas naar de bodem van het vat, waar het weer (wederom adiabatisch) uitzet tot 1 bar en een temperatuur van -150C. Vervolgens gaat het koude gas door een koud vat, waar het de rots afkoelt en opwarmt tot zijn oorspronkelijke staat.

De energie wordt weer omgezet in elektriciteit wanneer de cyclus wordt omgekeerd. Het hete gas uit het verwarmde vat zet uit om de generator te starten en wordt vervolgens naar de koude opslag gestuurd. Het gekoelde gas dat uit de bodem van het koude vat opstijgt, wordt gecomprimeerd, waardoor het gas wordt verwarmd tot omgevingstemperatuur. Het gas wordt vervolgens naar de bodem van het verwarmde vat geleid om opnieuw te worden verwarmd.

De compressie- en expansieprocessen worden verzorgd door een speciaal ontworpen zuigercompressor met schuifkleppen. De extra warmte die ontstaat bij procesgebreken wordt tijdens de afvoercyclus via warmtewisselaars aan de omgeving afgegeven.

De ontwikkelaar beweert dat een cyclusefficiëntie van 72-80% vrij reëel is.Dit maakt het mogelijk om het te vergelijken met de opslag van energie uit een pompaccumulatiecentrale, waarvan het rendement meer dan 80% is.

Een ander voorgesteld systeem maakt gebruik van turbines en kan veel grotere hoeveelheden energie aan. Het gebruik van zoutverwarmers als energieopslag zal het onderzoek vooruit helpen.

Gesmolten zout technologie

De voelbare warmte van gesmolten zouten wordt ook gebruikt om zonne-energie op te slaan bij hoge temperaturen. Zoutmelts kunnen worden gebruikt als methode voor het opslaan van resterende thermische energie. Op dit moment is dit een commerciële technologie voor het opslaan van warmte die wordt verzameld door zonneconcentratoren (bijvoorbeeld van torenachtige zonne-energiecentrales of parabolische cilinders). De warmte kan later worden omgezet in oververhitte stoom om conventionele stoomturbines aan te drijven en elektriciteit op te wekken bij slecht weer of 's nachts. Dit werd in 1995-1999 aangetoond als onderdeel van het Solar Two-project. Schattingen in 2006 voorspelden een jaarlijkse efficiëntie van 99%, verwijzend naar een vergelijking van energie opgeslagen als warmte vóór conversie naar elektriciteit en directe conversie van warmte naar elektriciteit. Er worden verschillende eutectische mengsels van zouten gebruikt (bijvoorbeeld natriumnitraat, kaliumnitraat en calciumnitraat). Het gebruik van dergelijke systemen als warmteoverdrachtsmedium is merkbaar in de chemische en metallurgische industrie.

Zout smelt bij 131C (268F). Het wordt in vloeibare toestand bewaard bij 288C (550F) in geïsoleerde "koude" opslagcontainers. Het vloeibare zout wordt door zonnecollectoren gepompt, waar gerichte zonnewarmte het verwarmt tot 566C (1051F). Het wordt vervolgens naar een hete opslagtank gestuurd. De tankisolatie zelf kan worden gebruikt om thermische energie een week op te slaan. In het geval dat er elektriciteit nodig is, wordt het hete gesmolten zout in een conventionele stoomgenerator gepompt om oververhitte stoom te produceren en een standaard turbinegeneratorset te laten draaien die in een kolen-, olie- of kerncentrale wordt gebruikt. Een turbine van 100 MW zou een vaartuig van 9,1 m (30 ft) hoog en 24 m (79 ft) in diameter nodig hebben om het binnen vier uur op een vergelijkbare manier te laten draaien.

Een enkele tank met een scheidingsplaat voor de opslag van zowel koude als warme gesmolten zouten is in ontwikkeling. Het zal veel zuiniger zijn om 100% meer energieopslag per volume-eenheid te realiseren in vergelijking met dubbele tanks, aangezien de opslagtank voor gesmolten zout vrij duur is vanwege het complexe ontwerp. Zoutverwarmers worden ook gebruikt om energie op te slaan in gesmolten zouten.

Verschillende parabolische centrales in Spanje en Solar Reserve, een ontwikkelaar van zonne-energietorens, gebruiken dit concept om thermische energie op te slaan. De Solana-centrale in de Verenigde Staten kan energie opslaan in gesmolten zouten, die gedurende 6 uur wordt opgewekt. In de zomer van 2013 slaagde de Gemasolar Thermosolar-centrale, die zowel als zonneconcentrator als als gesmolten-zoutcentrale in Spanje werkte, er voor het eerst in 36 dagen lang continu elektriciteit te produceren.

Waarom is een warmteaccumulator nodig en hoe werkt het?

Wie de behuizing met een vastebrandstofketel verwarmt, weet hoe moeilijk het is om een ​​stabiele temperatuur in batterijen te bereiken. Omdat de temperatuur in de verwarmingsoven constant verandert en het praktisch onmogelijk is om dit proces te beïnvloeden. En hoe dit te doen als de brandstof in de oven wordt gedaan en al is opgeflakkerd? Je kunt de luchttoevoer natuurlijk afdekken, maar het effect zal subtiel en langdurig zijn. Met andere woorden, het is niet mogelijk om snel actie te ondernemen.

Het tweede probleem is de tijd tussen het laden van brandstof. Natuurlijk, hoe minder vaak u brandhout of kolen in de ketel hoeft te gooien, hoe beter, hoe minder gedoe. Om beide problemen op te lossen, kunt u opslagtanks voor verwarming installeren. Wat het is?

Een warmteaccumulator (TA) is een afgesloten buffervat met een groot volume, waarin tijdens de werking van de ketel warmte wordt verzameld. Nadat alle brandstof in de ketel is opgebrand, geeft de accumulatortank die in het verwarmingssysteem is geïnstalleerd geleidelijk de verzamelde warmte af aan het circuit. Dit vermindert het aantal brandstofladingen en verhoogt het rendement van de verwarming.

In de warmteaccumulator zit een koelvloeistof. Het kan water of antivries zijn, terwijl u moet begrijpen dat dit dezelfde koelvloeistof is die door het circuit circuleert. Het werkingsprincipe van de batterijtank in het verwarmingssysteem:

• de ketel verwarmt het water en komt de TA binnen, die constant gevuld is met koelvloeistof;
• dan gaat de koelvloeistof in het verwarmingscircuit, terwijl een deel van de warmte wordt afgegeven aan het totale volume van de reservoirvloeistof;
• geleidelijk stijgt de temperatuur van het water in de warmteaccumulator;
• van het circuit komt de retour ook naar de TA;
• vanuit het buffervat wordt de retourstroom overgebracht naar de ketel.

TA aansluitschema

De watertoevoer naar de opslagtank voor verwarming wordt bovenaan uitgevoerd en de retour komt onderaan uit. Deze stromen bewegen in het reservoir in verschillende richtingen. Het probleem is dat ze elkaar kruisen en er warmte-uitwisseling plaatsvindt. Anders vindt er geen warmteopslag plaats. In dit geval is het niet alleen nodig om het water in de container te mengen, maar ook om het correct te doen.

Wat betekent het? De circulatie moet zo worden ingesteld dat de aanvoerstroom naar beneden gaat naar de retourstroom, terwijl de retourstroom niet omhoog mag. Alleen in dit geval zal de vloeistoflaag, die zich tussen de stromen bevindt, opwarmen.

De circulatie wordt aangepast door het vermogen van de pompen voor en na de opslagtank voor verwarming te selecteren en een van de drie snelheden van hun werking in te stellen

Het is belangrijk om filters voor het verwarmingssysteem voor de pompen te plaatsen. Anders moet de circulatiepomp mogelijk worden gerepareerd.

Naast het feit dat de opslagtank voor het verwarmingssysteem de woning verwarmt, kan er een warmwatercircuit in worden geïnstalleerd. De unit is ook uitgerust met extra verwarmingsbronnen, die als hulpbronnen fungeren.

De warmteaccumulator stopt alleen met het opnemen van een deel van de warmte van het toegevoerde koelmiddel als deze volledig is opgeladen. Dat wil zeggen dat de watertemperatuur in alle lagen gelijk is en gelijk is aan de aanvoertemperatuur vanuit de ketel.

Doe-het-zelf thermische accumulator

De complexiteit van het vervaardigen van buffertanks voor verwarming ligt in het creëren van betrouwbare thermische isolatie. Hiervoor kunt u geen gewoon vat of een vergelijkbare container gebruiken. Naast deze parameter moet de capaciteit van de verwarmingsradiator bestand zijn tegen de belasting van water op de muren en mogelijke hydraulische schokken.

Het eenvoudigste ontwerp is een kubus, waarin zich een U-vormige pijpleiding of een koperen pijpspiraal bevindt. Dit laatste verdient de voorkeur, aangezien het een groot warmtewisselingsoppervlak heeft en koper een optimale thermische geleidbaarheidswaarde heeft. Dit ontwerp is aangesloten op een gemeenschappelijke snelweg. Voor de vervaardiging van een verwarmingssysteemtank heeft u staalplaten nodig met een dikte van minimaal 1,5 mm en een metalen buis. De diameter moet gelijk zijn aan de doorsnede van de pijpleiding in dit verwarmingsgedeelte.

De minimale set hulpmiddelen omvat het volgende:

• Lasapparaat;
• Haakse slijper (Bulgaars);
• Boor met boren voor metaal;
• Meetapparaat.

De eenvoudigste manier is om een ​​​​container te maken voor het verwarmen van radiatoren met een kubusvorm. Er wordt vooraf een tekening gemaakt, volgens welke alle verdere werkzaamheden zullen worden uitgevoerd. De aanwezigheid van een verwarmingselement is niet vereist, maar heeft de voorkeur. Hij zal in staat zijn om het niveau van de waterverwarming op het juiste niveau te houden.

De procedure voor het vervaardigen van een warmteaccumulator

Eerst worden rechthoekige platen uitgesneden, waaruit het lichaam van de tank van het verwarmingssysteem zal bestaan.In dit stadium moet u rekening houden met de opening voor het lassen - deze kan 1 tot 3 mm zijn, afhankelijk van het apparaat en de geselecteerde elektroden. Vervolgens worden gaten in de plano's gesneden voor het bevestigen van de pijpleiding, het verwarmingselement en mondstukken voor het vullen van de container. Gietijzeren radiatoren kunnen er niet rechtstreeks op worden bevestigd. Daarom is het noodzakelijk om de warmteverliezen van de tank naar de radiator te berekenen.

Na het monteren van de structuur, moet u de thermische isolatie van het lichaam maken. Voor een opslagverwarmingstank kunt u het beste basaltisolatie gebruiken. Het heeft de volgende belangrijke eigenschappen:

Niet heet. Smelten vindt plaats bij temperaturen boven 700°C;

Makkelijk te installeren. Basaltwol is vrij elastisch;

Heeft dampremmende eigenschappen

Dit is belangrijk voor het verwijderen van condensaat, dat zich onvermijdelijk zal ophopen op het lichaam van de opslagtank tijdens het verwarmen.

Het gebruik van polymere materialen (polystyreenschuim of polystyreen) is onaanvaardbaar, omdat ze tot de groep van ontvlambare stoffen behoren. Thermische isolatie van de buffertank kan het beste worden gedaan na aansluiting op het verwarmingssysteem. Op deze manier kunnen warmteverliezen aan de in- en uitlaatleidingen worden verminderd.

Een oude stalen tank kan als container worden gebruikt. Maar de dikte van de muur mag niet minder zijn dan 1,5 mm.

Het ontwerp van de opslagtank voor verwarming

Doorsnede van een accumulatortank voor verwarming

Laten we nu het ontwerp van de warmteaccumulator eens nader bekijken. Als de tank alleen voor het verwarmingscircuit is bedoeld, is het ontwerp vrij eenvoudig:

• verzegelde behuizing;
• isolatielaag;
• aftakleiding in het bovenste gedeelte voor toevoer;
• retourleiding aan de onderkant.

Verder is er niets nodig, maar als het nodig is dat de opslagtank voor verwarming ook water verwarmt voor huishoudelijke behoeften, dan worden een koperen spoel en natuurlijk twee aftakleidingen (inlaat / uitlaat) in het tanklichaam ingebouwd. Koud water wordt aangesloten op de toevoerleiding. Het gaat door de spoel en warmt op van het koelmiddel dat zich in de buffertank bevindt. Uit de tank komt reeds verwarmd water, dat wordt aangevoerd naar de badkamer- en keukenkranen. Tegelijkertijd hangt het van de lengte van de koperen spoel af hoe lang het water in de TA blijft en dus hoeveel het zal opwarmen.

Het HE-ontwerp kan niet alleen meerdere warmteoverdrachtcircuits hebben, maar ook meerdere verwarmingsbronnen. Het verwarmen van het koelmiddel in de tank kan dus op verschillende manieren worden uitgevoerd:

• van de kachel;
• van elektrische kachels.

Elektrische kachels kunnen rechtstreeks in het netwerk worden gevoed en indien nodig worden ingeschakeld. Ook zijn moderne buffertanks voor verwarmingsaccu's uitgerust met een verwarmingselement aangesloten op zonnepanelen, waardoor u gratis gebruik kunt maken van zonne-energie.

Zoals altijd zijn ambachtslieden geïnteresseerd in de vraag of het mogelijk is om met hun eigen handen een batterijtank te maken om te verwarmen. Natuurlijk kan dat als je handen op hun plaats zijn, maar het is onmogelijk om te zeggen dat het heel eenvoudig is.

Waar moet je op letten:

• de bovenkant van de tank mag niet vlak zijn, anders wordt deze door druk naar buiten geperst;
• aanvoer- en retourleidingen moeten in de juiste vlakken liggen;
• de hele structuur is absoluut verzegeld;
• metaal ongeveer 5 mm dik.

Hieronder in de video kun je zien hoe een van de ambachtslieden uit een vat een opslagtank maakte om met zijn eigen handen te verwarmen.

Wat u nog meer moet weten over de gebruiksfuncties in het dagelijks leven

Tot op heden zijn er verschillende methoden om het volume van een reservoir te berekenen. Zoals de ervaring leert, is voor elke kilowatt aan apparatuurvermogen 25 liter water nodig. Het rendement van de ketel, die voorziet in de behoefte aan een verwarmingssysteem met een warmteaccumulator, stijgt tot 84%. De verbrandingspiek wordt geëgaliseerd, hierdoor worden energiebronnen tot 30% bespaard.

De thermische accumulator zorgt voor het behoud van temperatuur door betrouwbare thermische isolatie van geschuimd polyurethaan. Bovendien is het mogelijk om verwarmingselementen te installeren, waarmee, indien nodig, water kan worden verwarmd.

De leidingen van de warmteaccumulator aansluiten op het verwarmingssysteem

Als algemene regel geldt dat de buffertank parallel met de verwarmingsketel op het verwarmingssysteem is aangesloten, daarom wordt dit schema ook het ketelleidingschema genoemd.

Laten we het gebruikelijke schema geven voor het aansluiten van TA op een verwarmingssysteem met een verwarmingsketel voor vaste brandstoffen (om het schema te vereenvoudigen, worden afsluiters, automatisering, regelapparatuur en andere apparatuur er niet op aangegeven).

Vereenvoudigd leidingschema voor warmteaccumulator

Dit diagram toont de volgende elementen:

1. Verwarming ketel.
2. Thermische accumulator.
3. Verwarmingstoestellen (radiatoren).
4. Circulatiepomp in de retourleiding tussen de ketel en de verwarming.
5. De circulatiepomp in de retourleiding van het systeem tussen de verwarmingstoestellen en de TA.
6. Warmtewisselaar (spoel) voor warmwatervoorziening.
7. Warmtewisselaar aangesloten op een extra warmtebron.

Een van de bovenste leidingen van de tank (pos. 2) is aangesloten op de uitlaat van de ketel (pos. 1) en de tweede is rechtstreeks aangesloten op de toevoerleiding van het verwarmingssysteem.

Een van de onderste aftakleidingen van de HE is aangesloten op de ketelinlaat, terwijl een pomp (pos. 4) in de pijpleiding ertussen is geïnstalleerd, die zorgt voor de circulatie van de werkvloeistof in een cirkel van de ketel naar de HE en vice versa.

De tweede onderste aftakleiding DIE is aangesloten op de retourleiding van het verwarmingssysteem, waarin ook een pomp (pos. 5) is geïnstalleerd, die zorgt voor de toevoer van verwarmde koelvloeistof naar de verwarmingen.

Om de werking van het verwarmingssysteem te garanderen in het geval van een plotselinge stroomuitval of uitval van de circulatiepompen, worden deze meestal parallel aan de hoofdleiding aangesloten.

In systemen met natuurlijke koelvloeistofcirculatie zijn er geen circulatiepompen (pos. 4 en 5). Dit verhoogt de traagheid van het systeem aanzienlijk en maakt het tegelijkertijd volledig niet-vluchtig.

De SWW-warmtewisselaar (pos. 6) bevindt zich in het bovenste deel van de HE.

De locatie van de extra warmtewisselaar (pos. 7) is afhankelijk van het type warmte-invoerbron:

• voor hogetemperatuurbronnen (verwarmingselement, gas- of elektrische boiler) wordt deze in het bovenste deel van de buffertank geplaatst;
• voor lage temperatuur (zonnecollector, warmtepomp) - onderaan.

De in het schema aangegeven warmtewisselaars zijn optioneel (pos. 6 en 7).

Berekening warmteaccumulator

De rekenformule is heel eenvoudig:

Q = mc(T2-T1), waarbij:

Q is de geaccumuleerde warmte;

m is de massa van water in de tank;

c - soortelijke warmte van het koelmiddel in J / (kg * K), voor water gelijk aan 4200;

T2 en T1 zijn de begin- en eindtemperaturen van het koelmiddel.

Laten we zeggen dat we een radiatorverwarmingssysteem hebben. Radiatoren worden geselecteerd voor het temperatuurregime 70/50/20. Die. wanneer de temperatuur in de batterijtank onder 70C daalt, zullen we een gebrek aan warmte beginnen te ervaren, dat wil zeggen, gewoon bevriezen. Laten we berekenen wanneer dit gebeurt.

90 is onze T1

70 is T2

20 - kamertemperatuur. We hebben het niet nodig in onze berekeningen.

Laten we zeggen dat we een warmteaccumulator hebben voor 1000 liter (1m3)

We kijken naar de warmtereserve.

Q
\u003d 1000 * 4200 * (90-70) \u003d 84.000.000 J of 84.000 kJ

1 kWh = 3600 kJ

84000/3600=23,3 kW warmte

Als het warmteverlies thuis 5 kW is tijdens een koude periode van vijf dagen, dan hebben we genoeg opgeslagen warmte voor bijna 5 uur. Dienovereenkomstig, als de temperatuur hoger is dan berekend voor een koude periode van vijf dagen, zal de warmteaccumulator voor een langere tijd voldoende zijn.

De keuze van het volume van de thermische accumulator hangt af van uw taken. Als u de temperatuur wilt afvlakken, stelt u een klein volume in. Als je 's avonds warmte moet verzamelen om 's ochtends in een warm huis wakker te worden, heb je een grote unit nodig. Laat er een tweede taak zijn. Van 2300 tot 0700 - er moet warmtetoevoer zijn.

Stel dat het warmteverlies 6 kW is en het temperatuurregime van het verwarmingssysteem 40/30/20 is. De koelvloeistof in de warmteaccumulator kan worden verwarmd tot 90C

Voorraadtijd 8 uur. 6*8=48 kW

m
=
Q
/4200*(T2-T1)

48*3600=172800 kJ

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

Een warmteaccumulator van 800 tot 1000 liter voldoet aan onze eisen.

Opslag van zonne-energie

De meest gebruikte zonneverwarmingssystemen kunnen energie van enkele uren tot meerdere dagen opslaan. Wel is er een toename van het aantal voorzieningen dat gebruik maakt van seizoensgebonden warmte-koude-opslag (SHS), waardoor in de zomer zonne-energie kan worden opgeslagen om in de winter te worden gebruikt voor ruimteverwarming. Zonnegemeenschap Drake Lanling uit Alberta, Canada heeft nu geleerd om het hele jaar door 97% van de zonne-energie te gebruiken, een record dat alleen mogelijk is door het gebruik van SATE.

Het gebruik van zowel latente als voelbare warmte is ook mogelijk in zonnewarmte-ontvangstsystemen met hoge temperatuur. Verschillende eutectische mengsels van metalen zoals aluminium en silicium (AlSi12) bieden een hoog smeltpunt voor efficiënte stoomproductie, terwijl op cement gebaseerde aluminiumoxidemengsels goede warmteopslageigenschappen bieden.

Oplosbaarheid grenslegeringstechnologie

Legeringen aan de oplosbaarheidsgrens zijn gebaseerd op de faseverandering van het metaal om thermische energie op te slaan.

In plaats van vloeibaar metaal tussen tanks te pompen zoals in een gesmolten zoutsysteem, wordt het metaal ingekapseld in een ander metaal waarmee het niet kan versmelten (onmengbaar). Afhankelijk van de keuze uit twee materialen (faseovergangsmateriaal en capsulemateriaal), kan de energieopslagdichtheid 0,2-2 MJ/L zijn.

Het werkmedium, meestal water of stoom, wordt gebruikt om warmte over te dragen van en naar de legering bij de oplosbaarheidsgrens. De thermische geleidbaarheid van dergelijke legeringen is vaak hoger (tot 400 W/m*K) dan die van concurrerende technologieën, wat een sneller mogelijk "laden" en "lossen" van thermische opslag betekent. De technologie is nog niet geïmplementeerd voor gebruik op industriële schaal.

Een warmteaccumulator maken met je eigen handen

Het eenvoudigste batterijmodel kan onafhankelijk worden gemaakt, terwijl u zich moet laten leiden door de principes van de thermoskan. Door de wanden die geen warmte geleiden, blijft de vloeistof lang warm. Voor werk moet u zich voorbereiden:

• Scotch;
• betonnen plaat;
• thermisch isolatiemateriaal;
• koperen leidingen of verwarmingselementen.

Wanneer het is gemaakt, moet bij het kiezen van een tank rekening worden gehouden met de gewenste capaciteit, deze moet beginnen bij 150 liter. Je kunt elk metalen vat oppakken. Maar als je een volume kiest dat kleiner is dan genoemd, dan gaat de betekenis verloren. De container wordt voorbereid, stof en vuil worden van binnenuit verwijderd, gebieden waar corrosie is begonnen, moeten dienovereenkomstig worden behandeld.

Voordelen van het gebruik van een warmteaccumulator in een huis met isolatie

Als uw site geen nationale schat heeft - hoofdgas, is het tijd om na te denken over het juiste verwarmingssysteem. De beste tijd is wanneer het project net wordt voorbereid, en de slechtste tijd is wanneer u al in huis woont en beseft dat verwarming erg duur is.

Een ideale woning voor het plaatsen van een vastebrandstofketel en een warmteaccumulator is een gebouw met een goede isolatie en een lagetemperatuurverwarming. Hoe beter de isolatie, hoe minder warmteverlies en hoe langer uw warmteaccumulator comfortabele warmte kan vasthouden.

Verwarmingssysteem op lage temperatuur. Hierboven gaven we een voorbeeld met radiatoren wanneer het temperatuurregime 90/70/20 was. In de lage-temperatuurmodus zijn de omstandigheden - 35/30/20. Voel het verschil. In het eerste geval, al wanneer de temperatuur onder de 90 graden daalt, voelt u een gebrek aan warmte. In het geval van een lagetemperatuursysteem kunt u tot de ochtend rustig slapen. Waarom ongegrond zijn. Laten we gewoon de voordelen berekenen.

We hebben de methode hierboven berekend.

Variant met lage temperatuur verwarmingssysteem

Q
=1000*4200*(90-35)=231
000
000 J (231000 kJ)

231000/3600=64,2 kW.Dit is bijna drie keer meer met hetzelfde volume aan warmteaccumulator. Bij warmteverlies - 5 kW is deze reserve voldoende voor de hele nacht.

En nu over de financiën. Stel we hebben een warmteaccumulator met elektrische kachels gemonteerd. Wij bewaren tegen nachttarief. Tenov-vermogen - 10 kW. 5 kW gaat 's nachts naar de huidige verwarming van het huis, 5 kW kunnen we voor de dag opslaan. Nachttarief van 23-00 tot 07-00. 8 uur.

8*5=40 kW. Die. overdag hanteren we het nachttarief voor 8 uur.

Vanaf 1 januari 2015 is het dagtarief in het Krasnodar-gebied 3,85, het nachttarief is 2,15.

Het verschil is 3,85-2,15 \u003d 1,7 roebel

40 * 1,7 = 68 roebel. Het bedrag lijkt klein, maar haast je niet. Hierboven gaven we links naar een geïsoleerd huis en een ongeïsoleerd huis. Stel je voor dat je een fout hebt gemaakt - het huis is gebouwd, je bent het eerste stookseizoen al voorbij en realiseerde je dat verwarmen met elektriciteit erg duur is. Hierboven gaven we een voorbeeld van warmteverlies in een ongeïsoleerd huis. In het voorbeeld is het warmteverlies 18891 watt. Dit is op een koude doordeweekse dag. Het gemiddelde voor het stookseizoen zal precies 2 keer minder zijn en zal 9,5 kW bedragen.

Daarom hebben we voor het stookseizoen 24 * 149 * 9,5 = 33972 kW nodig

In roebels 16 uur, 2/3 (22648) tegen dagtarief, 1/3 (11324 kW) 's nachts.

22648 * 3,85 = 87195 roebel

11324 * 3,85 = 24346 roebel

Totaal: 111541 roebel. Het cijfer voor warmte is gewoon angstaanjagend. Een dergelijk bedrag kan elk budget verwoesten. Als je 's nachts warmte opslaat, kun je besparen. 38502 roebel voor het stookseizoen. Grote besparingen. Als u dergelijke kosten heeft, is het noodzakelijk om een ​​ketel voor vaste brandstoffen of een open haard met een watermantel in combinatie met de elektrische ketel te plaatsen. Er is tijd en verlangen - ze gooiden brandhout, sloegen warmte op in een thermische accumulator en eindigden de rest met elektriciteit.

In een geïsoleerd huis met een warmteaccumulator zijn de kosten van het stookseizoen vergelijkbaar met vergelijkbare niet-geïsoleerde huizen met hoofdgas.

Onze keuze als er geen hoofdgas is is als volgt:

Goed geïsoleerd huis;

Verwarmingssysteem op lage temperatuur;

Thermische accumulator;

Vaste brandstofketel of waterhaard;

Elektrische boiler.

Als u een verwarmingsketel voor vaste brandstoffen in huis heeft, moet u zich ervan bewust zijn dat deze lange tijd niet kan functioneren zonder menselijke tussenkomst. Dit komt door de noodzaak om periodiek brandhout in de vuurhaard te laden. Als dit niet op tijd gebeurt, begint het systeem af te koelen en daalt de temperatuur in de kamers.

Als de elektriciteit wordt uitgeschakeld wanneer de vuurhaard oplaait, bestaat het gevaar dat water in de mantel van de apparatuur kookt, wat zal resulteren in vernietiging. Deze problemen kunnen worden opgelost door een warmteaccumulator te installeren. Het vervult ook de rol van het beschermen van gietijzeren installaties tegen scheuren wanneer de temperatuur van het netwerkwater sterk daalt.

Gevolgtrekking

Een warmteaccumulator voor een raket is een apparaat dat verre van het begrip is van een gewone consument. Maar je kunt de warmteaccumulator voor het verwarmingssysteem eenvoudig zelf aansluiten. Om dit te doen, zal een retourleiding door de tank moeten gaan, aan de uiteinden waarvan een uitgang en een ingang zijn voorzien.

In de eerste fase moeten de tank en de ketelretour met elkaar worden verbonden. Daartussen bevindt zich een circulatiepomp, deze destilleert het koelmiddel uit het vat naar de afsluiter, verwarmers en expansievat. Aan de tweede zijde zijn een circulatiepomp en een afsluiter geïnstalleerd.

Fotobron - site http://www.devi-ekb.ru

Met WKO is het mogelijk om het verbruik van gigawatt aan energie kosteneffectief te verschuiven. Maar tegenwoordig is de markt voor dergelijke schijven catastrofaal klein in vergelijking met het potentieel. De belangrijkste reden ligt in het feit dat fabrikanten in de beginfase van de opkomst van warmteopslagsystemen weinig aandacht besteedden aan onderzoek op dit gebied.Vervolgens hebben fabrikanten op zoek naar nieuwe prikkels ertoe geleid dat de technologie is verslechterd en dat mensen de doelen en methoden ervan verkeerd begonnen te begrijpen.

De meest voor de hand liggende en objectieve reden voor het gebruik van een warmteopslagsysteem is om de hoeveelheid geld die wordt uitgegeven aan verbruikte energie effectief te verminderen, bovendien zijn de energiekosten tijdens piekuren veel hoger dan op andere momenten.