Sistemas de armazenamento de energia térmica

Uso de um acumulador de calor na vida cotidiana

O acumulador térmico tornou-se um dispositivo indispensável para muitos sistemas de aquecimento modernos. Com essa adição, é possível garantir o acúmulo de energia excedente gerada na caldeira e geralmente desperdiçada. Se considerarmos os modelos de acumuladores de calor, a maioria deles se parece com um tanque de aço, que possui vários bicos superiores e inferiores. A fonte de calor está conectada ao último, enquanto os consumidores estão conectados ao primeiro. Dentro há um líquido que pode ser usado para resolver vários problemas.

O acumulador térmico é usado na vida cotidiana com bastante frequência. O seu trabalho baseia-se na impressionante capacidade calorífica da água. O funcionamento deste dispositivo pode ser descrito da seguinte forma. A tubulação do equipamento da caldeira está conectada à parte superior do tanque. Um refrigerante quente entra no tanque, que acaba sendo aquecido ao máximo.

A bomba de circulação está na parte inferior. Ele recebe água fria e a faz passar pelo sistema de aquecimento, direcionando-a para a caldeira. O líquido resfriado é substituído por um aquecido em pouco tempo. Assim que a caldeira para de funcionar, o refrigerante começa a esfriar em tubos e tubulações. A água entra no tanque, onde começa a deslocar o refrigerante quente para os tubos. O aquecimento da sala continuará por algum tempo de acordo com este princípio.

Volume do buffer da bateria

Vamos descobrir quanto armazenamento de calor deve ser. Existem diferentes opiniões, que são baseadas no cálculo baseado em:

• área das instalações;
• potência da caldeira.

Vamos dar uma olhada em cada um deles. Se você começar na área da sala, não poderá haver recomendações exatas. Como existem muitos fatores que afetam a vida útil da bateria do sistema sem caldeira, o principal deles é a perda de calor da sala. Quanto melhor a casa estiver isolada, mais tempo o tanque de armazenamento será capaz de fornecer calor à habitação.

Um cálculo aproximado, com base na área da sala, é que o volume do acumulador de calor deve ser quatro vezes o número de metros quadrados. Por exemplo, uma casa com área de 200 metros quadrados é adequada para um TA com volume de 800 litros.

Obviamente, quanto maior o tanque, melhor, mas para aquecer uma quantidade maior de refrigerante, é necessária mais potência do aquecedor. O cálculo da potência da caldeira é feito com base na área aquecida. Um quilowatt aquece dez metros. Você também pode colocar um tanque de cinco toneladas, somente se a caldeira não puxar esses volumes, não fará sentido instalar um acumulador de calor tão grande. Portanto, você precisa fazer ajustes no cálculo da potência da própria caldeira.

Acontece que, talvez, seja mais correto fazer um cálculo com base na potência da caldeira. Vamos tomar por exemplo a mesma casa de 200 m². Um cálculo aproximado do volume do tanque de armazenamento é o seguinte - um quilowatt de energia aquece 25 litros de refrigerante. Ou seja, se houver um aquecedor com potência de 20 W, o volume do TA deve ser de cerca de 500 litros, o que claramente não é suficiente para essa caixa.

Com base nos resultados dos cálculos, podemos concluir que, se você instalar um acumulador de calor, precisará levar isso em consideração ao selecionar a potência da caldeira e levar não um, mas dois quilowatts por dez metros de área aquecida. Só assim o sistema estará equilibrado. O volume de TA também afeta o cálculo da capacidade do expansor. Um tanque de expansão é um tanque de expansão que compensa a expansão térmica do refrigerante. Para calcular seu volume, você precisa pegar o volume total do refrigerante no circuito, incluindo a capacidade do tanque de buffer, e dividir por dez.

Quando é lucrativo instalar um acumulador de calor

Você tem uma caldeira de combustível sólido;

Você é aquecido pela eletricidade;

Coletores solares foram adicionados para ajudar no aquecimento;

É possível utilizar o calor de unidades e máquinas.

O caso mais comum de uso de um acumulador de calor é quando uma caldeira de combustível sólido é usada como fonte de calor. Qualquer pessoa que tenha usado uma caldeira de combustível sólido para aquecer sua casa sabe o conforto que pode ser alcançado com esse sistema de aquecimento. Inundado - despido, queimado - vestido. De manhã, em uma casa com essa fonte de calor, você não quer sair de debaixo das cobertas. É muito difícil regular o processo de combustão em uma caldeira de combustível sólido, é necessário aquecer tanto a + 10C quanto a -40C. A combustão e a quantidade de calor gerada serão as mesmas, apenas esse calor é necessário de maneiras completamente diferentes. O que fazer? De que tipo de eficiência podemos falar quando você precisa abrir as janelas em uma temperatura positiva. Não pode haver dúvida de qualquer conforto.

O esquema de instalação de uma caldeira de combustível sólido com acumulador de calor é a solução ideal para uma casa particular, quando se deseja conforto e economia. Com esse layout, você derrete uma caldeira de combustível sólido, aquece a água em um acumulador térmico e obtém o calor necessário. Neste caso, a caldeira funcionará na potência máxima e com a maior eficiência. Quanto calor a madeira ou o carvão darão, tanto será armazenado.

Segunda opçao. Instalação de um acumulador de calor com uma caldeira elétrica. Esta solução funcionará se você tiver um medidor de eletricidade de duas tarifas. Armazenamos calor à taxa noturna, usamos tanto de dia quanto de noite. Se você decidir usar esse sistema de aquecimento, é melhor procurar um acumulador de calor com a capacidade de instalar um aquecedor elétrico diretamente no barril. Um aquecedor elétrico é mais barato que uma caldeira elétrica e não é necessário material para amarrar a caldeira. Menos o trabalho na instalação da caldeira elétrica. Já imaginou quanto você pode economizar?

A terceira opção é quando há um coletor solar. Todo o excesso de calor pode ser jogado em um acumulador de calor. Na meia-temporada, são obtidas excelentes economias.

Sistema de Isentrópico

O sistema, que foi desenvolvido pela agora falida empresa britânica Isentropic, funcionou da seguinte forma. Incluía dois contêineres isolados cheios de brita ou cascalho; um recipiente aquecido que armazena energia térmica em alta temperatura e pressão e um recipiente frio que armazena energia térmica em baixa temperatura e pressão. Os vasos são conectados por tubos na parte superior e inferior, e todo o sistema é preenchido com um gás inerte, argônio.

Durante o ciclo de carregamento, o sistema usa eletricidade fora do pico para atuar como uma bomba de calor. O argônio do topo de um recipiente frio a uma temperatura e pressão comparáveis ​​à pressão atmosférica é comprimido adiabaticamente a uma pressão de 12 bar, aquecido a cerca de 500C (900F). O gás comprimido é destilado até o topo de um recipiente aquecido, onde escoa através do cascalho, transferindo seu calor para a rocha e resfriando à temperatura ambiente. Resfriado, mas ainda sob pressão, o gás se deposita no fundo do vaso, onde se expande novamente (novamente adiabaticamente) até 1 bar e temperatura de -150C. Em seguida, o gás frio passa por um recipiente frio, onde resfria a rocha, aquecendo até seu estado original.

A energia é convertida de volta em eletricidade quando o ciclo é revertido. O gás quente do vaso aquecido se expande para dar partida no gerador e então é enviado para o armazenamento a frio. O gás resfriado que sobe do fundo do recipiente frio é comprimido, aquecendo o gás até a temperatura ambiente. O gás é então direcionado para o fundo do recipiente aquecido para ser aquecido novamente.

Os processos de compressão e expansão são fornecidos por um compressor alternativo especialmente projetado usando válvulas deslizantes. O calor adicional gerado durante as deficiências do processo é liberado para o meio ambiente através de trocadores de calor durante o ciclo de descarga.

O desenvolvedor afirma que uma eficiência de ciclo de 72-80% é bastante real.Isso permite compará-lo com o armazenamento de energia de uma usina hidrelétrica reversível, cuja eficiência é superior a 80%.

Outro sistema proposto usa turbinas e é capaz de lidar com quantidades muito maiores de energia. O uso de aquecedores de sal como armazenamento de energia impulsionará a pesquisa.

Tecnologia de sal fundido

O calor sensível dos sais fundidos também é usado para armazenar energia solar em altas temperaturas. O derretimento de sal pode ser usado como um método para armazenar energia térmica residual. No momento, trata-se de uma tecnologia comercial para armazenamento de calor coletado por concentradores solares (por exemplo, de usinas solares tipo torre ou cilindros parabólicos). O calor pode mais tarde ser convertido em vapor superaquecido para alimentar turbinas a vapor convencionais e gerar eletricidade em mau tempo ou à noite. Isso foi demonstrado em 1995-1999 como parte do projeto Solar Two. As estimativas em 2006 previam uma eficiência anual de 99%, referindo-se a uma comparação de energia armazenada como calor antes da conversão em eletricidade e conversão direta de calor em eletricidade. Várias misturas eutéticas de sais são usadas (por exemplo, nitrato de sódio, nitrato de potássio e nitrato de cálcio). O uso de tais sistemas como meio de transferência de calor é perceptível nas indústrias química e metalúrgica.

O sal derrete a 131C (268F). É armazenado em estado líquido a 288C (550F) em recipientes de armazenamento "frios" isolados. O sal líquido é bombeado através de painéis coletores solares, onde o calor solar concentrado o aquece até 566C (1.051F). Em seguida, é enviado para um tanque de armazenamento quente. O próprio isolamento do tanque pode ser usado para armazenar energia térmica por uma semana. No caso de necessidade de eletricidade, o sal fundido quente é bombeado para um gerador de vapor convencional para produzir vapor superaquecido e operar um conjunto gerador de turbina padrão usado em qualquer usina de carvão, petróleo ou nuclear. Uma turbina de 100 MW exigiria uma embarcação de 9,1 m (30 pés) de altura e 24 m (79 pés) de diâmetro para funcionar em quatro horas de maneira semelhante.

Um único tanque com uma placa separadora para armazenar sais fundidos frios e quentes está em desenvolvimento. Será muito mais econômico obter 100% mais armazenamento de energia por unidade de volume em comparação com tanques duplos, pois o tanque de armazenamento de sal fundido é bastante caro devido ao design complexo. Aquecedores de sal também são usados ​​para armazenar energia em sais fundidos.

Várias usinas parabólicas na Espanha e a Solar Reserve, desenvolvedora de torres de energia solar, usam esse conceito para armazenar energia térmica. A usina de Solana, nos Estados Unidos, pode armazenar energia em sais fundidos, que é gerada por 6 horas. No verão de 2013, a Usina Termosolar Gemasolar, operando como concentrador solar e usina de sal fundido na Espanha, pela primeira vez conseguiu produzir eletricidade continuamente por 36 dias.

Por que um acumulador de calor é necessário e como ele funciona

Aqueles cuja carcaça é aquecida com uma caldeira de combustível sólido sabem como é difícil alcançar uma temperatura estável nas baterias. Como a temperatura no forno de aquecimento muda constantemente e é praticamente impossível influenciar esse processo. E como fazer isso quando o combustível é colocado na fornalha e já está queimado? Você pode, é claro, cobrir o suprimento de ar, mas o efeito será sutil e de longo prazo. Em outras palavras, não é possível tomar medidas imediatas.

O segundo problema é o tempo entre o carregamento de combustível. Naturalmente, quanto menos você precisar jogar lenha ou carvão na caldeira, melhor, menos incômodo. Para resolver esses dois problemas, você pode instalar tanques de armazenamento para aquecimento. O que é isso?

Um acumulador de calor (TA) é um tanque tampão selado de grande volume, no qual o calor é acumulado durante a operação da caldeira. Após a queima de todo o combustível na caldeira, o tanque acumulador instalado no sistema de aquecimento libera gradualmente o calor acumulado para o circuito. Isso reduz o número de cargas de combustível e aumenta a eficiência do aquecedor.

Dentro do acumulador de calor há um refrigerante. Pode ser água ou anticongelante, enquanto você precisa entender que esse é o mesmo refrigerante que circula por todo o circuito. O princípio de funcionamento do tanque da bateria no sistema de aquecimento:

• a caldeira aquece a água e entra no TA, que é constantemente preenchido com refrigerante;
• então o refrigerante entra no circuito de aquecimento, liberando parte do calor para o volume total do líquido do reservatório;
• gradualmente a temperatura da água no acumulador de calor aumenta;
• do circuito, o retorno também chega ao TA;
• do tanque tampão, o fluxo de retorno é transferido para a caldeira.

Diagrama de conexão TA

O abastecimento de água ao tanque de armazenamento para aquecimento é realizado na parte superior e o retorno sai na parte inferior. Esses fluxos se movem no reservatório em diferentes direções. O problema é que eles se cruzam e a troca de calor ocorre. Caso contrário, não ocorrerá armazenamento de calor. Nesse caso, é necessário não apenas misturar a água no recipiente, mas fazê-lo corretamente.

O que isso significa? A circulação deve ser ajustada de forma que o fluxo de alimentação desça até o fluxo de retorno, enquanto o fluxo de retorno não deve subir. Somente neste caso, a camada líquida, localizada entre os fluxos, aquecerá.

A circulação é ajustada selecionando a potência das bombas antes e depois do tanque de armazenamento para aquecimento, bem como configurando uma das três velocidades de sua operação

É importante colocar filtros para o sistema de aquecimento na frente das bombas. Caso contrário, a bomba de circulação pode precisar ser reparada.

Além do fato de o tanque de armazenamento do sistema de aquecimento aquecer a casa, um circuito de água quente pode ser instalado nele. Além disso, a unidade está equipada com fontes de aquecimento adicionais, que atuam como auxiliares.

O acumulador de calor deixa de receber parte do calor do refrigerante fornecido a ele somente se estiver totalmente carregado. Ou seja, a temperatura da água é a mesma em todas as camadas e é igual à temperatura de alimentação da caldeira.

Acumulador térmico faça você mesmo

A complexidade da fabricação de tanques tampão para aquecimento está na criação de um isolamento térmico confiável. Para isso, você não pode usar um barril comum ou um recipiente semelhante. Além deste parâmetro, a capacidade do radiador de aquecimento deve suportar a carga de água nas paredes e possíveis choques hidráulicos.

O design mais simples é um cubo, dentro do qual há uma tubulação em forma de U ou uma bobina de tubo de cobre. Este último é preferível, pois possui uma grande área de superfície de troca de calor e o cobre possui um valor ótimo de condutividade térmica. Este projeto está conectado a uma rodovia comum. Para a fabricação de um tanque do sistema de aquecimento, você precisará de chapas de aço com espessura de pelo menos 1,5 mm e um tubo de metal. Seu diâmetro deve ser igual à seção transversal da tubulação nesta seção de aquecimento.

O conjunto mínimo de ferramentas inclui o seguinte:

• Máquina de solda;
• Rebarbadora (búlgara);
• Furadeira com furadeira para metal;
• Ferramenta de medida.

A maneira mais fácil é fazer um recipiente para aquecimento de radiadores de forma cúbica. Um desenho é elaborado com antecedência, segundo o qual todo o trabalho adicional será realizado. A presença de um elemento de aquecimento não é necessária, mas preferida. Ele será capaz de manter o nível de aquecimento de água no nível adequado.

O procedimento para fabricar um acumulador de calor

Primeiro, são cortadas folhas retangulares, das quais consistirá o corpo do tanque do sistema de aquecimento.Nesta fase, você precisa levar em consideração a folga para soldagem - pode ser de 1 a 3 mm, dependendo do dispositivo e dos eletrodos selecionados. Em seguida, são feitos furos nos espaços em branco para fixação da tubulação, elemento de aquecimento e bicos para enchimento do recipiente. Radiadores de ferro fundido não podem ser conectados diretamente a ele. Portanto, é necessário calcular as perdas de calor do tanque para o radiador.

Depois de montar a estrutura, você precisa fazer o isolamento térmico do corpo. Para um tanque de aquecimento de armazenamento, é melhor usar isolamento de basalto. Possui as seguintes qualidades importantes:

Não está quente. A fusão ocorre em temperaturas acima de 700°C;

Fácil de instalar. A lã de basalto é bastante elástica;

Possui propriedades de barreira ao vapor

Isso é importante para a remoção do condensado, que inevitavelmente se acumulará no corpo do tanque de armazenamento durante a operação de aquecimento.

A utilização de materiais poliméricos (espuma de poliestireno ou poliestireno) é inaceitável, pois pertencem ao grupo dos inflamáveis. O isolamento térmico do tanque tampão é melhor feito após a conexão ao sistema de aquecimento. Desta forma, as perdas de calor nos tubos de entrada e saída podem ser reduzidas.

Um tanque de aço antigo pode ser usado como recipiente. Mas a espessura de sua parede não deve ser inferior a 1,5 mm.

O design do tanque de armazenamento para aquecimento

Vista em corte de um tanque acumulador para aquecimento

Agora vamos dar uma olhada no design do acumulador de calor. Se o tanque se destina apenas ao circuito de aquecimento, seu design é bastante simples:

• caixa selada;
• camada de isolamento;
• tubo de derivação na parte superior para abastecimento;
• tubo de retorno na parte inferior.

Nada mais é necessário, mas se for necessário que o tanque de armazenamento para aquecimento também aqueça a água para as necessidades domésticas, uma bobina de cobre e, é claro, dois tubos de ramal (entrada / saída) são embutidos no corpo do tanque. A água fria é conectada ao tubo de entrada. Ele passa pela bobina e aquece a partir do refrigerante que está no tanque de buffer. Já sai água aquecida do tanque, que é abastecido nas torneiras do banheiro e da cozinha. Ao mesmo tempo, depende do comprimento da bobina de cobre quanto tempo a água permanecerá dentro do TA e, consequentemente, quanto ela aquecerá.

O design HE pode ter não apenas vários circuitos de transferência de calor, mas também várias fontes de aquecimento. Assim, o aquecimento do refrigerante no tanque pode ser realizado de várias maneiras:

• do aquecedor;
• de aquecedores elétricos.

Aquecedores elétricos podem ser alimentados diretamente na rede e ligados quando necessário. Além disso, os tanques de buffer modernos para acumuladores de aquecimento são equipados com um elemento de aquecimento conectado a painéis solares, o que permite usar energia solar gratuita.

Como sempre, os artesãos estão interessados ​​em saber se é possível fazer um tanque de bateria para aquecimento com as próprias mãos. Claro, você pode se suas mãos estiverem no lugar, mas é impossível dizer que é muito simples.

O que você precisa prestar atenção:

• a parte superior do tanque não deve ser plana, caso contrário, será espremida pela pressão;
• os tubos de alimentação e retorno devem estar nos planos corretos;
• toda a estrutura é absolutamente selada;
• metal com cerca de 5 mm de espessura.

Abaixo, no vídeo, você pode ver como um dos artesãos fez um tanque de armazenamento para aquecimento com as próprias mãos de um barril.

O que mais você precisa saber sobre os recursos de uso na vida cotidiana

Até o momento, existem vários métodos para calcular o volume de um reservatório. Como mostra a experiência, para cada quilowatt de potência do equipamento, são necessários 25 litros de água. A eficiência da caldeira, que prevê a necessidade de um sistema de aquecimento com acumulador de calor, sobe para 84%. O pico de combustão é nivelado, devido a isso, os recursos energéticos são economizados em até 30%.

O acumulador térmico garante a preservação da temperatura devido ao isolamento térmico confiável feito de poliuretano espumado. Além disso, é possível instalar elementos de aquecimento, que permitem, se necessário, aquecer a água.

Ligar a tubagem do acumulador de calor ao sistema de aquecimento

Como regra geral, o tanque de armazenamento é conectado ao sistema de aquecimento em paralelo com a caldeira de aquecimento, portanto, esse esquema também é chamado de esquema de tubulação da caldeira.

Vamos dar o esquema usual para conectar o TA a um sistema de aquecimento com uma caldeira de aquecimento a combustível sólido (para simplificar o esquema, válvulas de fechamento, automação, dispositivos de controle e outros equipamentos não são indicados nele).

Esquema simplificado de tubulação do acumulador de calor

Este diagrama mostra os seguintes elementos:

1. Caldeira de aquecimento.
2. Acumulador térmico.
3. Dispositivos de aquecimento (radiadores).
4. Bomba de circulação na linha de retorno entre a caldeira e o aquecedor.
5. A bomba de circulação na linha de retorno do sistema entre os dispositivos de aquecimento e o TA.
6. Permutador de calor (bobina) para abastecimento de água quente.
7. Permutador de calor conectado a uma fonte de calor adicional.

Um dos tubos superiores do tanque (pos. 2) é conectado à saída da caldeira (pos. 1), e o segundo é conectado diretamente à linha de alimentação do sistema de aquecimento.

Um dos tubos de derivação inferiores do HE é conectado à entrada da caldeira, enquanto uma bomba (pos. 4) é instalada na tubulação entre eles, o que garante a circulação do fluido de trabalho em círculo da caldeira para o HE e vice-versa.

O segundo tubo de derivação inferior que está conectado à linha de retorno do sistema de aquecimento, no qual também está instalada uma bomba (pos. 5), que fornece o fornecimento de refrigerante aquecido aos aquecedores.

Para garantir o funcionamento do sistema de aquecimento em caso de queda repentina de energia ou falha das bombas de circulação, elas geralmente são conectadas em paralelo à linha principal.

Em sistemas com circulação natural de refrigerante, não existem bombas de circulação (pos. 4 e 5). Isso aumenta significativamente a inércia do sistema e, ao mesmo tempo, o torna completamente não volátil.

O permutador de calor DHW (pos. 6) está localizado na parte superior do HE.

A localização do permutador de calor adicional (pos. 7) depende do tipo de fonte de entrada de calor:

• para fontes de alta temperatura (resistência, gás ou caldeira elétrica) é colocado na parte superior do tanque de armazenamento;
• para os de baixa temperatura (coletor solar, bomba de calor) - na parte inferior.

Os permutadores de calor indicados no diagrama são opcionais (pos. 6 e 7).

Cálculo do acumulador de calor

A fórmula de cálculo é muito simples:

Q = mc(T2-T1), onde:

Q é o calor acumulado;

m é a massa de água no tanque;

c - calor específico do refrigerante em J/(kg*K), para água igual a 4200;

T2 e T1 são as temperaturas inicial e final do refrigerante.

Digamos que temos um sistema de aquecimento do radiador. Os radiadores são selecionados para o regime de temperatura 70/50/20. Aqueles. quando a temperatura no tanque da bateria cair abaixo de 70C, começaremos a sentir falta de calor, ou seja, simplesmente congelaremos. Vamos calcular quando isso acontece.

90 é o nosso T1

70 é T2

20 - temperatura ambiente. Não precisamos disso em nossos cálculos.

Digamos que temos um acumulador de calor para 1000 litros (1m3)

Consideramos a reserva de calor.

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

1 kWh = 3600 kJ

84000/3600=23,3 kW calor

Se a perda de calor em casa for de 5 kW durante um período frio de cinco dias, teremos calor armazenado suficiente para quase 5 horas. Assim, se a temperatura for superior à calculada para um período frio de cinco dias, o acumulador de calor será suficiente por mais tempo.

A seleção do volume do acumulador térmico depende de suas tarefas. Se você precisar suavizar a temperatura, defina um volume pequeno. Se você precisar acumular calor à noite para acordar em uma casa quente pela manhã, precisará de uma unidade grande. Que haja uma segunda tarefa. De 2300 a 0700 - deve haver um fornecimento de calor.

Suponha que a perda de calor seja de 6 kW e o regime de temperatura do sistema de aquecimento seja 40/30/20. O refrigerante no acumulador de calor pode ser aquecido até 90C

Tempo de estoque 8 horas. 6*8=48 kW

M
=
Q
/4200*(T2-T1)

48*3600=172800 kJ

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

Um acumulador de calor de 800 a 1000 litros irá satisfazer os nossos requisitos.

Armazenamento de energia solar

Os sistemas de aquecimento solar mais utilizados podem armazenar energia de algumas horas a vários dias. No entanto, tem havido um aumento no número de instalações que utilizam armazenamento sazonal de energia térmica (SHS), o que permite que a energia solar seja armazenada no verão para ser usada para aquecimento de ambientes no inverno. A comunidade solar Drake Lanling de Alberta, Canadá, agora aprendeu a usar 97% da energia solar durante todo o ano, um recorde só possível com o uso do SATE.

O uso de calor latente e sensível também é possível em sistemas receptores térmicos solares de alta temperatura. Várias misturas eutéticas de metais como alumínio e silício (AlSi12) oferecem um alto ponto de fusão para a produção eficiente de vapor, enquanto as misturas de alumina à base de cimento oferecem boas propriedades de armazenamento de calor.

Tecnologia de liga de fronteira de solubilidade

As ligas no limite de solubilidade são baseadas na mudança de fase do metal para armazenar energia térmica.

Em vez de bombear metal líquido entre tanques, como em um sistema de sal fundido, o metal é encapsulado em outro metal com o qual não pode se fundir (imiscível). Dependendo da escolha de dois materiais (material de mudança de fase e material da cápsula), a densidade de armazenamento de energia pode ser de 0,2-2 MJ/L.

O meio de trabalho, normalmente água ou vapor, é usado para transferir calor de e para a liga no limite de solubilidade. A condutividade térmica de tais ligas é geralmente mais alta (até 400 W/m*K) do que a de tecnologias concorrentes, o que significa “carregamento” e “descarregamento” mais rápido possível do armazenamento térmico. A tecnologia ainda não foi implementada para uso em escala industrial.

Fazendo um acumulador de calor com suas próprias mãos

O modelo de bateria mais simples pode ser feito de forma independente, enquanto você deve ser guiado pelos princípios da garrafa térmica. Devido às paredes que não conduzem calor, o líquido permanecerá quente por muito tempo. Para o trabalho, você deve preparar:

• escocês;
• laje de concreto;
• material de isolamento térmico;
• tubos de cobre ou elementos de aquecimento.

Quando é feito, ao escolher um tanque, é necessário levar em consideração a capacidade desejada, devendo partir de 150 litros. Você pode pegar qualquer barril de metal. Mas se você escolher um volume menor do que o mencionado, o significado será perdido. O recipiente é preparado, poeira e detritos são removidos do interior, áreas onde a corrosão começou a se formar devem ser tratadas adequadamente.

Vantagens de usar um acumulador de calor em uma casa com isolamento

Se o seu site não possui um tesouro nacional - gás principal, é hora de pensar no sistema de aquecimento certo. O melhor momento é quando o projeto está apenas sendo elaborado, e o pior momento é quando você já mora na casa e percebe que o aquecimento é muito caro.

Uma casa ideal para instalar uma caldeira de combustível sólido e um acumulador de calor é um edifício com bom isolamento e um sistema de aquecimento de baixa temperatura. Quanto melhor o isolamento, menor a perda de calor e mais tempo o acumulador de calor será capaz de manter um calor confortável.

Sistema de aquecimento de baixa temperatura. Acima, demos um exemplo com radiadores quando o regime de temperatura era 90/70/20. No modo de baixa temperatura, as condições serão - 35/30/20. Sinta a diferença. No primeiro caso, já quando a temperatura cair abaixo de 90 graus, você sentirá falta de calor. No caso de um sistema de baixa temperatura, você pode dormir tranquilamente até de manhã. Por que ser infundado. Vamos apenas calcular os benefícios.

Calculamos o método acima.

Variante com sistema de aquecimento de baixa temperatura

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

231000/3600=64,2 kW.Isso é quase três vezes mais com o mesmo volume de acumulador de calor. Com perda de calor - 5 kW, essa reserva é suficiente para toda a noite.

E agora sobre finanças. Suponha que montamos um acumulador de calor com aquecedores elétricos. Armazenamos à taxa noturna. Potência Tenov - 10 kW. 5 kW vão para o aquecimento atual da casa à noite, podemos armazenar 5 kW para o dia. Tarifa noturna das 23h00 às 07h00. 8 horas.

8*5=40 kW. Aqueles. durante o dia usaremos a tarifa noturna por 8 horas.

A partir de 1º de janeiro de 2015, no Território de Krasnodar, a taxa diária é de 3,85, a diária é de 2,15.

A diferença é de 3,85-2,15 \u003d 1,7 rublos

40 * 1,7 = 68 rublos. A quantidade parece pequena, mas não se apresse. Acima, demos links para uma casa isolada e uma não isolada. Imagine que você cometeu um erro - a casa está construída, você já passou pela primeira temporada de aquecimento e percebeu que o aquecimento com eletricidade é muito caro. Acima, demos um exemplo de perda de calor em uma casa sem isolamento. No exemplo, a perda de calor é de 18891 watts. Isso em um dia de semana frio. A média para a estação de aquecimento será exatamente 2 vezes menor e será de 9,5 kW.

Portanto, para a estação de aquecimento, precisamos de 24 * 149 * 9,5 = 33972 kW

Em rublos 16 horas, 2/3 (22.648) à taxa diária, 1/3 (11.324 kW) à noite.

22648 * 3,85 = 87195 rublos

11324 * 3,85 = 24346 rublos

Total: 111.541 rublos. A figura para o calor é simplesmente aterrorizante. Tal montante pode devastar qualquer orçamento. Se você armazenar calor à noite, poderá economizar. 38502 rublos para a estação de aquecimento. Grandes economias. Se você tiver essas despesas, é necessário colocar uma caldeira de combustível sólido ou uma lareira com jaqueta de água em conjunto com a caldeira elétrica. Há tempo e desejo - eles jogam lenha, armazenam calor em um acumulador térmico e terminam o resto com eletricidade.

Em uma casa isolada com um acumulador de calor, o custo da estação de aquecimento será comparável a casas semelhantes não isoladas que possuem gás principal.

Nossa escolha quando não há gás principal é a seguinte:

Casa bem isolada;

Sistema de aquecimento de baixa temperatura;

Acumulador térmico;

Caldeira de combustível sólido ou lareira de água;

Caldeira elétrica.

Se você possui uma caldeira de combustível sólido em sua casa, deve estar ciente de que ela não pode funcionar por muito tempo sem intervenção humana. Isso se deve à necessidade de carregar periodicamente lenha na fornalha. Se isso não for feito a tempo, o sistema começará a esfriar e a temperatura nas salas cairá.

Se a eletricidade for desligada quando a fornalha estiver acesa, haverá o perigo de água fervendo na jaqueta do equipamento, o que resultará em sua destruição. Esses problemas podem ser resolvidos com a instalação de um acumulador de calor. Também desempenha o papel de proteger as instalações de ferro fundido contra rachaduras quando há uma queda acentuada na temperatura da água da rede.

Conclusão

Um acumulador de calor para um foguete é um dispositivo que está longe do entendimento de um consumidor comum. Mas você mesmo pode conectar facilmente o acumulador de calor ao sistema de aquecimento. Para fazer isso, uma tubulação de retorno terá que passar pelo tanque, nas extremidades do qual são fornecidas uma saída e uma entrada.

Na primeira etapa, o tanque e o retorno da caldeira devem ser conectados entre si. Entre eles há uma bomba de circulação, que destilará o refrigerante do barril para a válvula de fechamento, aquecedores e tanque de expansão. No segundo lado, uma bomba de circulação e uma válvula de fechamento são instaladas.

Fonte da foto - site http://www.devi-ekb.ru

Usando o armazenamento de energia térmica, é possível mudar de forma econômica o consumo de gigawatts de energia. Mas hoje o mercado para tais drives é catastroficamente pequeno comparado ao potencial. A principal razão está no fato de que, no estágio inicial do surgimento dos sistemas de armazenamento de calor, os fabricantes prestaram pouca atenção à pesquisa nessa área.Posteriormente, os fabricantes em busca de novos incentivos levaram ao fato de que a tecnologia se deteriorou e as pessoas começaram a entender mal seus objetivos e métodos.

A razão mais óbvia e objetiva para usar um sistema de armazenamento de calor é reduzir efetivamente a quantidade de dinheiro gasto em energia consumida, além disso, o custo da energia nos horários de pico é muito maior do que em outros horários.