Sisteme de stocare a energiei termice

Utilizarea unui acumulator de căldură în viața de zi cu zi

Acumulatorul termic a devenit un dispozitiv indispensabil pentru multe sisteme moderne de încălzire. Cu acest adaos este posibil să se asigure acumularea surplusului de energie generat în cazan și de obicei irosit. Dacă luăm în considerare modelele de acumulatoare de căldură, atunci cele mai multe dintre ele arată ca un rezervor de oțel, care are mai multe duze superioare și inferioare. Sursa de căldură este conectată la cea din urmă, în timp ce consumatorii sunt conectați la prima. În interior se află un lichid care poate fi folosit pentru a rezolva diverse probleme.

Acumulatorul termic este folosit destul de des în viața de zi cu zi. Funcționarea sa se bazează pe capacitatea termică impresionantă a apei. Funcționarea acestui dispozitiv poate fi descrisă după cum urmează. Conducta echipamentului cazanului este conectată la partea superioară a rezervorului. Un lichid de răcire fierbinte intră în rezervor, care se dovedește a fi încălzit la maximum.

Pompa de circulație este în partea de jos. Preia apa rece si o trece prin sistemul de incalzire, directionand-o catre boiler. Lichidul răcit este înlocuit cu unul încălzit în scurt timp. De îndată ce cazanul încetează să funcționeze, lichidul de răcire începe să se răcească în țevi și conducte. Apa intră în rezervor, unde începe să deplaseze lichidul de răcire fierbinte în conducte. Încălzirea camerei va continua o perioadă de timp conform acestui principiu.

Volumul tamponului bateriei

Să ne dăm seama cât ar trebui să fie depozitarea căldurii. Există diferite opinii, care se bazează pe calculul bazat pe:

• zona incintei;
• puterea cazanului.

Să aruncăm o privire la fiecare dintre ele. Dacă începeți din zona camerei, atunci nu pot exista recomandări exacte. Deoarece există mulți factori care afectează durata de viață a bateriei sistemului fără boiler, principalul dintre care este pierderea de căldură a încăperii. Cu cât casa este mai bine izolată, cu atât rezervorul tampon va fi capabil să furnizeze căldură locuinței mai mult timp.

Un calcul aproximativ, bazat pe suprafața camerei, este că volumul acumulatorului de căldură ar trebui să fie de patru ori mai mare decât numărul de metri pătrați. De exemplu, o casă cu o suprafață de 200 de metri pătrați este potrivită pentru un TA cu un volum de 800 de litri.

Desigur, cu cât rezervorul este mai mare, cu atât mai bine, dar pentru a încălzi o cantitate mai mare de lichid de răcire este nevoie de mai multă putere de încălzire. Calculul puterii cazanului se face in functie de zona incalzita. Un kilowatt încălzește zece metri. De asemenea, puteți pune un rezervor de cinci tone, doar dacă centrala nu trage astfel de volume, nu va avea rost să instalați un acumulator de căldură atât de mare. Deci, trebuie să faceți ajustări la calculul puterii cazanului în sine.

Se pare că, poate, este mai corect să faceți un calcul pe baza puterii cazanului. Să luăm de exemplu aceeași casă de 200 mp. Un calcul aproximativ al volumului rezervorului tampon este următorul - un kilowatt de energie încălzește 25 de litri de lichid de răcire. Adică, dacă există un încălzitor cu o putere de 20 W, atunci volumul TA ar trebui să fie de aproximativ 500 de litri, ceea ce în mod clar nu este suficient pentru o astfel de carcasă.

Pe baza rezultatelor calculelor, putem concluziona că, dacă intenționați să instalați un acumulator de căldură, atunci trebuie să luați în considerare acest lucru atunci când selectați puterea cazanului și să luați nu unul, ci doi kilowați pe zece metri de suprafață încălzită. Abia atunci sistemul va fi echilibrat. Volumul TA afectează și calculul capacității expanderului. Un vas de expansiune este un vas de expansiune care compensează dilatarea termică a lichidului de răcire. Pentru a calcula volumul acestuia, trebuie să luați volumul total al lichidului de răcire din circuit, inclusiv capacitatea rezervorului tampon și să împărțiți la zece.

Când este profitabil să instalezi un acumulator de căldură

Ai un cazan cu combustibil solid;

Sunteți încălzit cu energie electrică;

S-au adăugat colectoare solare pentru a ajuta la încălzire;

Este posibil să se utilizeze căldura de la unități și mașini.

Cel mai frecvent caz de utilizare a unui acumulator de căldură este atunci când un cazan cu combustibil solid este folosit ca sursă de căldură. Oricine a folosit un cazan cu combustibil solid pentru a-și încălzi locuința știe ce confort se poate obține cu un astfel de sistem de încălzire. Inundat - dezbracat, ars - imbracat. Dimineața, într-o casă cu o astfel de sursă de căldură, nu vrei să ieși de sub pături. Este foarte dificil de reglat procesul de ardere într-un cazan cu combustibil solid.Este necesar să se încălzească atât la +10C, cât și la -40C. Arderea și cantitatea de căldură generată vor fi aceleași, doar că această căldură este necesară în moduri complet diferite. Ce să fac? Despre ce fel de eficienta putem vorbi atunci cand trebuie sa deschideti ferestrele la o temperatura pozitiva. Nu poate fi vorba de vreun confort.

Schema de instalare a unui cazan pe combustibil solid cu acumulator de căldură este o soluție ideală pentru o casă privată, atunci când îți dorești atât confort, cât și economie. Cu un astfel de aspect, topești un cazan cu combustibil solid, încălziți apa într-un acumulator termic și obțineți atâta căldură cât aveți nevoie. În acest caz, centrala va funcționa la putere maximă și cu cea mai mare eficiență. Câtă căldură va da lemnul sau cărbunele, atât de mult va fi depozitat.

A doua varianta. Instalarea unui acumulator de căldură cu boiler electric. Această soluție va funcționa dacă aveți un contor de energie electrică cu două tarife. Stocam caldura la rata de noapte, o folosim atat ziua cat si noaptea. Dacă decideți să utilizați un astfel de sistem de încălzire, este mai bine să căutați un acumulator de căldură cu capacitatea de a instala un încălzitor electric direct în butoi. Un încălzitor electric este mai ieftin decât un cazan electric, iar materialul pentru legarea cazanului nu este necesar. Minus munca la instalarea cazanului electric. Îți poți imagina cât poți economisi?

A treia opțiune este atunci când există un colector solar. Toată căldura în exces poate fi aruncată într-un acumulator de căldură. În demi-sezon se obțin economii excelente.

Sistem de la Isentropic

Sistemul, care a fost dezvoltat de firma britanică Isentropic, acum falimentară, a funcționat după cum urmează. Include două containere izolate umplute cu piatră zdrobită sau pietriș; un vas încălzit care stochează energie termică la temperatură și presiune ridicată și un vas rece care stochează energia termică la temperatură și presiune scăzută. Vasele sunt conectate prin conducte în partea de sus și de jos, iar întregul sistem este umplut cu un gaz inert, argon.

În timpul ciclului de încărcare, sistemul utilizează energie electrică în afara vârfului pentru a acționa ca o pompă de căldură. Argonul din partea superioară a unui vas rece la o temperatură și presiune comparabile cu presiunea atmosferică este comprimat adiabatic la o presiune de 12 bar, încălzit la aproximativ 500C (900F). Gazul comprimat este distilat în partea de sus a unui vas încălzit, unde se scurge prin pietriș, transferându-și căldura rocii și răcindu-se la temperatura ambiantă. Răcit, dar încă sub presiune, gazul se depune pe fundul vasului, unde se extinde din nou (din nou adiabatic) la 1 bar și o temperatură de -150C. Apoi gazul rece trece printr-un vas rece, unde răcește roca, încălzindu-se până la starea inițială.

Energia este convertită înapoi în electricitate atunci când ciclul este inversat. Gazul fierbinte din vasul încălzit se extinde pentru a porni generatorul și apoi este trimis la depozitare la rece. Gazul răcit care se ridică din fundul vasului rece este comprimat, încălzind gazul la temperatura ambiantă. Gazul este apoi direcționat către fundul vasului încălzit pentru a fi încălzit din nou.

Procesele de compresie și expansiune sunt asigurate de un compresor cu piston special conceput, care utilizează supape glisante. Căldura suplimentară generată în timpul deficiențelor procesului este eliberată în mediu prin schimbătoare de căldură în timpul ciclului de descărcare.

Dezvoltatorul susține că o eficiență a ciclului de 72-80% este destul de reală.Acest lucru face posibilă compararea acesteia cu stocarea energiei dintr-o centrală de stocare cu pompare, a cărei eficiență este de peste 80%.

Un alt sistem propus folosește turbine și este capabil să gestioneze cantități mult mai mari de energie. Utilizarea încălzitoarelor de sare ca stocare a energiei va duce mai departe cercetarea.

Tehnologia sării topite

Căldura sensibilă a sărurilor topite este folosită și pentru a stoca energia solară la temperaturi ridicate. Topiturile de sare pot fi folosite ca metodă de stocare a energiei termice reziduale. În prezent, aceasta este o tehnologie comercială de stocare a căldurii colectate de concentratoarele solare (de exemplu, de la centrale solare de tip turn sau cilindri parabolici). Căldura poate fi ulterior transformată în abur supraîncălzit pentru a alimenta turbinele cu abur convenționale și pentru a genera electricitate pe vreme rea sau pe timp de noapte. Acest lucru a fost demonstrat în 1995-1999, ca parte a proiectului Solar Two. Estimările din 2006 au prezis o eficiență anuală de 99%, referindu-se la o comparație a energiei stocate ca căldură înainte de conversia în energie electrică și conversia directă a căldurii în energie electrică. Se folosesc diverse amestecuri eutectice de săruri (de exemplu, azotat de sodiu, azotat de potasiu și azotat de calciu). Utilizarea unor astfel de sisteme ca mediu de transfer termic este vizibilă în industria chimică și metalurgică.

Sarea se topește la 131°C (268°F). Este depozitat în stare lichidă la 288C (550F) în containere izolate de depozitare „la rece”. Sarea lichidă este pompată prin panouri colectoare solare, unde căldura solară concentrată o încălzește până la 566C (1.051F). Apoi este trimis într-un rezervor de stocare fierbinte. Izolația rezervorului în sine poate fi folosită pentru a stoca energie termică timp de o săptămână. În cazul în care este nevoie de energie electrică, sarea topită fierbinte este pompată într-un generator de abur convențional pentru a produce abur supraîncălzit și pentru a rula un grup electrogen cu turbină standard utilizat în orice centrală pe cărbune, petrol sau nucleară. O turbină de 100 MW ar necesita o navă de 9,1 m (30 ft) înălțime și 24 m (79 ft) în diametru pentru a o funcționa în termen de patru ore într-un mod similar.

Este în curs de dezvoltare un singur rezervor cu o placă de separare pentru stocarea atât a sărurilor topite, cât și a celor calde. Va fi mult mai economic să se obțină cu 100% mai multă stocare a energiei pe unitate de volum în comparație cu rezervoarele duble, deoarece rezervorul de stocare de sare topită este destul de scump datorită designului complex. Încălzitoarele de sare sunt, de asemenea, folosite pentru a stoca energie în săruri topite.

Mai multe centrale electrice parabolice din Spania și Solar Reserve, un dezvoltator de turnuri de energie solară, folosesc acest concept pentru a stoca energie termică. Centrala electrică Solana din Statele Unite poate stoca energie în săruri topite, care este generată timp de 6 ore. În vara anului 2013, centrala termosolară Gemasolar, care funcționează atât ca concentrator solar, cât și ca centrală de sare topită în Spania, a reușit pentru prima dată să producă electricitate în mod continuu timp de 36 de zile.

De ce este necesar un acumulator de căldură și cum funcționează

Cei a căror carcasă este încălzită cu un cazan cu combustibil solid știu cât de dificil este să obții o temperatură stabilă în baterii. Deoarece temperatura din cuptorul de încălzire se schimbă constant și este practic imposibil să influențezi acest proces. Și cum să faci acest lucru atunci când combustibilul este introdus în cuptor și a aprins deja? Puteți, desigur, să acoperiți alimentarea cu aer, dar efectul va fi subtil și pe termen lung. Cu alte cuvinte, nu este posibil să luați măsuri prompte.

A doua problemă este timpul dintre încărcarea combustibilului. Desigur, cu cât trebuie mai rar să aruncați lemne de foc sau cărbune în cazan, cu atât mai bine, cu atât mai puține bătăi de cap. Pentru a rezolva ambele probleme, puteți instala rezervoare de stocare pentru încălzire. Ce este?

Un acumulator de căldură (TA) este un rezervor tampon ermetic de mare capacitate în care se acumulează căldură în timpul funcționării cazanului. După ce tot combustibilul arde în cazan, rezervorul de acumulator instalat în sistemul de încălzire eliberează treptat căldura acumulată în circuit. Acest lucru reduce numărul de încărcări de combustibil și crește eficiența încălzitorului.

În interiorul acumulatorului de căldură se află un lichid de răcire. Poate fi apă sau antigel, în timp ce trebuie să înțelegeți că acesta este același lichid de răcire care circulă în tot circuitul. Principiul de funcționare a rezervorului bateriei în sistemul de încălzire:

• cazanul încălzește apa și intră în TA, care este umplut constant cu lichid de răcire;
• apoi lichidul de răcire intră în circuitul de încălzire, în timp ce degajă o parte din căldură volumului total al lichidului din rezervor;
• treptat, temperatura apei din acumulatorul de căldură crește;
• din circuit vine si returul la TA;
• din rezervorul tampon, returul este transferat în cazan.

Schema de conectare TA

Alimentarea cu apă a rezervorului de stocare pentru încălzire se realizează în partea de sus, iar returul iese în jos. Aceste fluxuri se deplasează în rezervor în direcții diferite. Problema este că se intersectează și are loc schimbul de căldură. În caz contrar, nu va avea loc stocarea căldurii. În acest caz, este necesar nu numai să amestecați apa în recipient, ci să o faceți corect.

Ce înseamnă? Circulația trebuie reglată astfel încât debitul de alimentare să coboare pe retur, în timp ce debitul de retur să nu crească. Numai în acest caz, stratul de lichid, care se află între fluxuri, se va încălzi.

Circulația se reglează prin selectarea puterii pompelor înainte și după rezervorul de stocare pentru încălzire, precum și setarea uneia dintre cele trei viteze de funcționare a acestora

Este important să puneți filtre pentru sistemul de încălzire în fața pompelor. În caz contrar, este posibil ca pompa de circulație să fie reparată.

Pe langa faptul ca rezervorul de acumulare pentru sistemul de incalzire incalzeste locuinta, in aceasta poate fi instalat un circuit de apa calda. De asemenea, unitatea este dotata cu surse suplimentare de incalzire, care actioneaza ca auxiliare.

Acumulatorul de căldură încetează să mai preia o parte din căldura de la lichidul de răcire furnizat numai dacă este complet încărcat. Adică, temperatura apei este aceeași în toate straturile și este egală cu temperatura de alimentare din cazan.

Acumulator termic de bricolaj

Complexitatea fabricării rezervoarelor tampon pentru încălzire constă în crearea unei izolații termice fiabile. Pentru aceasta, nu puteți folosi un butoi obișnuit sau un recipient similar. Pe lângă acest parametru, capacitatea radiatorului de încălzire trebuie să reziste la încărcarea apei de pe pereți și la eventualele șocuri hidraulice.

Cel mai simplu design este un cub, în ​​interiorul căruia există o conductă în formă de U sau o bobină de țeavă de cupru. Acesta din urmă este de preferat, deoarece are o suprafață mare de schimb de căldură, iar cuprul are o valoare optimă a conductibilității termice. Acest design este conectat la o autostradă comună. Pentru fabricarea unui rezervor de sistem de încălzire, veți avea nevoie de foi de oțel cu o grosime de cel puțin 1,5 mm și o țeavă metalică. Diametrul său trebuie să fie egal cu secțiunea transversală a conductei din această secțiune de încălzire.

Setul minim de instrumente include următoarele:

• Aparat de sudura;
• Polizor unghiular (bulgar);
• Burghiu cu burghie pentru metal;
• Instrument de măsurare.

Cel mai simplu mod este de a face un recipient pentru încălzirea caloriferelor de formă cubică. Se întocmește în prealabil un desen, conform căruia vor fi efectuate toate lucrările ulterioare. Prezența unui element de încălzire nu este necesară, dar de preferat. El va putea menține nivelul de încălzire a apei la nivelul corespunzător.

Procedura de fabricare a unui acumulator de căldură

În primul rând, sunt tăiate foi dreptunghiulare, din care va consta corpul rezervorului sistemului de încălzire.În această etapă, trebuie să țineți cont de golul pentru sudare - acesta poate fi de la 1 la 3 mm, în funcție de dispozitiv și de electrozii selectați. Apoi, găurile sunt tăiate în semifabricate pentru atașarea conductei, a elementului de încălzire și a duzelor pentru umplerea recipientului. Radiatoarele din fontă nu pot fi atașate direct la el. Prin urmare, este necesar să se calculeze pierderile de căldură de la rezervor la calorifer.

După asamblarea structurii, trebuie să faceți izolarea termică a corpului. Pentru un rezervor de încălzire, cel mai bine este să utilizați izolație bazaltică. Are următoarele calități importante:

Nu fierbinte. Topirea are loc la temperaturi peste 700°C;

Ușor de instalat. Lâna bazaltică este destul de elastică;

Are proprietăți de barieră de vapori

Acest lucru este important pentru îndepărtarea condensului, care se va acumula inevitabil pe corpul rezervorului de stocare în timpul funcționării de încălzire.

Utilizarea materialelor polimerice (spumă de polistiren sau polistiren) este inacceptabilă, deoarece aparțin grupului de inflamabile. Izolarea termică a rezervorului tampon se face cel mai bine după conectarea la sistemul de încălzire. În acest fel, se pot reduce pierderile de căldură la conductele de intrare și de evacuare.

Un rezervor vechi din oțel poate fi folosit ca container. Dar grosimea peretelui său nu trebuie să fie mai mică de 1,5 mm.

Proiectarea rezervorului de stocare pentru încălzire

Vedere în secțiune a unui rezervor de acumulator pentru încălzire

Acum să aruncăm o privire mai atentă asupra designului acumulatorului de căldură. Dacă rezervorul este destinat numai circuitului de încălzire, atunci designul său este destul de simplu:

• carcasă etanșă;
• strat izolator;
• conductă de ramură în partea superioară pentru alimentare;
• conducta de retur in partea de jos.

Nimic altceva nu este necesar, dar dacă este necesar ca rezervorul de stocare pentru încălzire să încălzească și apa pentru nevoile casnice, atunci în corpul rezervorului sunt construite o bobină de cupru și, bineînțeles, două conducte de ramificație (de intrare / ieșire). Apa rece este conectată la conducta de admisie. Trece prin bobină și se încălzește din lichidul de răcire care se află în rezervorul tampon. Din rezervor iese apă deja încălzită, care este furnizată la robinetele din baie și din bucătărie. În același timp, depinde de lungimea bobinei de cupru cât de mult va rămâne apa în interiorul TA și, în consecință, cât de mult se va încălzi.

Designul HE poate avea nu numai mai multe circuite de transfer de căldură, ci și mai multe surse de încălzire. Deci, încălzirea lichidului de răcire în rezervor poate fi efectuată în mai multe moduri:

• de la încălzitor;
• de la încălzitoarele electrice.

Încălzitoarele electrice pot fi alimentate direct în rețea și pornesc atunci când este necesar. De asemenea, rezervoarele tampon moderne pentru acumulatori de încălzire sunt echipate cu un element de încălzire conectat la panouri solare, care vă permite să utilizați energia solară gratuită.

Ca întotdeauna, meșterii sunt interesați dacă este posibil să facă un rezervor de baterie pentru încălzire cu propriile mâini. Desigur, poți dacă mâinile tale sunt la locul lor, dar este imposibil să spui că este foarte simplu.

La ce trebuie să fii atent:

• partea superioară a rezervorului nu trebuie să fie plată, altfel se va strânge cu presiune;
• conductele de alimentare și retur trebuie să fie în planurile potrivite;
• întreaga structură este absolut etanșată;
• metal de aproximativ 5 mm grosime.

Mai jos în videoclip puteți vedea cum unul dintre meșteri a făcut un rezervor de stocare pentru încălzire cu propriile mâini dintr-un butoi.

Ce altceva trebuie să știți despre caracteristicile de utilizare în viața de zi cu zi

Până în prezent, există mai multe metode de calculare a volumului unui rezervor. După cum arată experiența, pentru fiecare kilowatt de putere a echipamentului, sunt necesari 25 de litri de apă. Eficiența cazanului, care prevede necesitatea unui sistem de încălzire cu un acumulator de căldură, crește la 84%. Vârful de ardere este nivelat, datorită acestui fapt, resursele energetice sunt economisite în proporție de până la 30%.

Acumulatorul termic asigură păstrarea temperaturii datorită izolației termice fiabile din poliuretan spumat. În plus, este posibilă instalarea unor elemente de încălzire, care permit, dacă este necesar, încălzirea apei.

Conectarea conductelor acumulatorului de căldură la sistemul de încălzire

Ca regulă generală, rezervorul tampon este conectat la sistemul de încălzire în paralel cu cazanul de încălzire, prin urmare această schemă este numită și schema de conducte a cazanului.

Să oferim schema obișnuită pentru conectarea TA la un sistem de încălzire cu un cazan de încălzire cu combustibil solid (pentru a simplifica schema, supapele de închidere, automatizarea, dispozitivele de control și alte echipamente nu sunt indicate pe acesta).

Schema simplificată a conductelor acumulatorului de căldură

Această diagramă prezintă următoarele elemente:

1. Cazan de incalzire.
2. Acumulator termic.
3. Dispozitive de încălzire (radiatoare).
4. Pompă de circulație în conducta de retur între boiler și încălzitor.
5. Pompă de circulație în conducta de retur a sistemului între dispozitivele de încălzire și TA.
6. Schimbător de căldură (batterie) pentru alimentare cu apă caldă.
7. Schimbător de căldură conectat la o sursă suplimentară de căldură.

Una dintre conductele superioare ale rezervorului (poz. 2) este conectată la ieșirea cazanului (poz. 1), iar a doua este conectată direct la linia de alimentare a sistemului de încălzire.

Una dintre conductele de ramificație inferioare ale HE este conectată la admisia cazanului, în timp ce o pompă (poz. 4) este instalată în conducta dintre ele, care asigură circulația fluidului de lucru în cerc de la cazan la HE și viceversa.

A doua conductă de ramificație inferioară CARE este conectată la linia de retur a sistemului de încălzire, în care este instalată și o pompă (poz. 5), care asigură alimentarea încălzitoarelor cu lichid de răcire încălzit.

Pentru a asigura funcționarea sistemului de încălzire în cazul unei întreruperi bruște de curent sau a unei defecțiuni a pompelor de circulație, acestea sunt de obicei conectate în paralel cu linia principală.

În sistemele cu circulație naturală a lichidului de răcire nu există pompe de circulație (poz. 4 și 5). Acest lucru crește semnificativ inerția sistemului și, în același timp, îl face complet nevolatil.

Schimbătorul de căldură ACM (poz. 6) se află în partea superioară a HE.

Locația schimbătorului de căldură suplimentar (poz. 7) depinde de tipul sursei de aport de căldură:

• pentru sursele de temperatură înaltă (element de încălzire, boiler pe gaz sau electric) se plasează în partea superioară a rezervorului tampon;
• pentru cele de joasă temperatură (colector solar, pompă de căldură) - în partea de jos.

Schimbatoarele de caldura indicate in schema sunt optionale (poz. 6 si 7).

Calcul acumulator de căldură

Formula de calcul este foarte simplă:

Q = mc(T2-T1), unde:

Q este căldura acumulată;

m este masa de apă din rezervor;

c - căldura specifică a lichidului de răcire în J/(kg*K), pentru apă egală cu 4200;

T2 și T1 sunt temperaturile inițiale și finale ale lichidului de răcire.

Să presupunem că avem un sistem de încălzire cu radiatoare. Radiatoarele sunt selectate pentru regimul de temperatură 70/50/20. Acestea. când temperatura din rezervorul bateriei scade sub 70C, vom începe să avem o lipsă de căldură, adică pur și simplu să înghețăm. Să calculăm când se întâmplă asta.

90 este T1-ul nostru

70 este T2

20 - temperatura camerei. Nu avem nevoie de el în calculele noastre.

Să presupunem că avem un acumulator de căldură pentru 1000 litri (1m3)

Luăm în considerare rezerva de căldură.

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

1 kWh = 3600 kJ

84000/3600=23,3 kW căldură

Dacă pierderea de căldură acasă este de 5 kW într-o perioadă rece de cinci zile, atunci avem suficientă căldură stocată pentru aproape 5 ore. În consecință, dacă temperatura este mai mare decât cea calculată pentru o perioadă rece de cinci zile, atunci acumulatorul de căldură va fi suficient pentru o perioadă mai lungă de timp.

Selectarea volumului acumulatorului termic depinde de sarcinile dvs. Dacă trebuie să neteziți temperatura, setați un volum mic. Dacă trebuie să acumulați căldură seara pentru a vă trezi într-o casă caldă dimineața, aveți nevoie de o unitate mare. Să fie o a doua sarcină. De la 2300 la 0700 - trebuie să existe o sursă de căldură.

Să presupunem că pierderea de căldură este de 6 kW, iar regimul de temperatură al sistemului de încălzire este 40/30/20. Lichidul de răcire din acumulatorul de căldură poate fi încălzit până la 90C

Timp stoc 8 ore. 6*8=48 kW

M
=
Q
/4200*(T2-T1)

48*3600=172800 kJ

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

Un acumulator de căldură de la 800 la 1000 de litri va satisface cerințele noastre.

Stocarea energiei solare

Cele mai utilizate sisteme de încălzire solară pot stoca energie de la câteva ore până la câteva zile. Cu toate acestea, s-a înregistrat o creștere a numărului de instalații care utilizează stocarea sezonieră a energiei termice (SHS), ceea ce permite ca energia solară să fie stocată vara pentru a fi folosită pentru încălzirea spațiului iarna. Comunitatea solară Drake Lanling din Alberta, Canada a învățat acum să folosească 97% din energia solară pe tot parcursul anului, un record făcut posibil doar prin utilizarea SATE.

Utilizarea atât a căldurii latente, cât și a căldurii sensibile este posibilă și în sistemele de recepție termică solară la temperatură înaltă. Diverse amestecuri eutectice de metale, cum ar fi aluminiu și siliciu (AlSi12) oferă un punct de topire ridicat pentru producția eficientă de abur, în timp ce amestecurile de alumină pe bază de ciment oferă proprietăți bune de stocare a căldurii.

Tehnologia aliajelor de frontieră de solubilitate

Aliajele de la limita de solubilitate se bazează pe schimbarea de fază a metalului pentru a stoca energie termică.

În loc de a pompa metal lichid între rezervoare ca într-un sistem de sare topită, metalul este încapsulat într-un alt metal cu care nu poate fuziona (imiscibil). În funcție de alegerea a două materiale (material cu schimbare de fază și material pentru capsulă), densitatea de stocare a energiei poate fi de 0,2-2 MJ/L.

Mediul de lucru, de obicei apă sau abur, este utilizat pentru a transfera căldură către și de la aliaj la limita de solubilitate. Conductivitatea termică a unor astfel de aliaje este adesea mai mare (până la 400 W/m*K) decât cea a tehnologiilor concurente, ceea ce înseamnă „încărcare” și „descărcare” mai rapidă posibilă a stocării termice. Tehnologia nu a fost încă implementată pentru utilizare la scară industrială.

Realizarea unui acumulator de căldură cu propriile mâini

Cel mai simplu model de baterie poate fi realizat independent, în timp ce tu ar trebui să te ghidezi după principiile termosului. Datorită pereților care nu conduc căldura, lichidul va rămâne fierbinte mult timp. Pentru muncă, ar trebui să vă pregătiți:

• Scotch;
• placă de beton;
• material termoizolant;
• țevi de cupru sau elemente de încălzire.

Când este realizat, atunci când alegeți un rezervor, este necesar să țineți cont de capacitatea dorită, acesta ar trebui să înceapă de la 150 de litri. Puteți ridica orice butoi metalic. Dar dacă alegi un volum mai mic decât cel menționat, atunci sensul se pierde. Recipientul este pregătit, praful și resturile sunt îndepărtate din interior, zonele în care coroziunea a început să fie tratate corespunzător.

Avantajele folosirii unui acumulator de căldură într-o casă cu izolație

Dacă site-ul dvs. nu are o comoară națională - gaz principal, este timpul să vă gândiți la sistemul de încălzire potrivit. Cel mai bun moment este atunci când proiectul este în curs de pregătire, iar cel mai rău moment este când locuiești deja în casă și realizezi că încălzirea este foarte scumpă.

O casă ideală pentru instalarea unui cazan cu combustibil solid și a unui acumulator de căldură este o clădire cu o izolare bună și un sistem de încălzire la temperatură scăzută. Cu cât izolația este mai bună, cu atât mai puține pierderi de căldură și cu atât acumulatorul de căldură va putea menține o căldură confortabilă mai mult timp.

Sistem de incalzire la temperatura joasa. Mai sus, am dat un exemplu cu calorifere când regimul de temperatură era 90/70/20. În modul de temperatură scăzută, condițiile vor fi - 35/30/20. Simte diferenta. În primul caz, deja când temperatura scade sub 90 de grade, veți simți o lipsă de căldură. În cazul unui sistem cu temperatură scăzută, poți dormi liniștit până dimineața. De ce să fie neîntemeiat. Să calculăm doar beneficiile.

Am calculat metoda de mai sus.

Varianta cu sistem de incalzire la temperatura joasa

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

231000/3600=64,2 kW.Aceasta este de aproape trei ori mai mult cu același volum de acumulator de căldură. Cu pierderi de căldură - 5 kW, această rezervă este suficientă pentru întreaga noapte.

Și acum despre finanțe. Să presupunem că am montat un acumulator de căldură cu încălzitoare electrice. Depozitam la tarif de noapte. Puterea Tenov - 10 kW. 5 kW merg la încălzirea curentă a casei pe timp de noapte, putem stoca 5 kW pe zi. Tarif pe noapte de la 23-00 la 07-00. ora 8.

8*5=40 kW. Acestea. ziua vom folosi tariful de noapte pentru 8 ore.

De la 1 ianuarie 2015, pe teritoriul Krasnodar, tariful zilnic este de 3,85, tariful de noapte este de 2,15.

Diferența este de 3,85-2,15 \u003d 1,7 ruble

40 * 1,7 = 68 de ruble. Suma pare mică, dar nu vă grăbiți. Mai sus, am dat link-uri către o casă izolată și una neizolată. Imaginați-vă că ați făcut o greșeală - casa este construită, ați trecut deja de primul sezon de încălzire și ați realizat că încălzirea cu energie electrică este foarte scumpă. Mai sus, am dat un exemplu de pierdere de căldură într-o casă neizolată. În exemplu, pierderea de căldură este de 18891 wați. Aceasta este într-o zi de săptămână rece. Media sezonului de încălzire va fi de exact de 2 ori mai mică și va fi de 9,5 kW.

Prin urmare, pentru sezonul de încălzire avem nevoie de 24 * 149 * 9,5 = 33972 kW

În ruble 16 ore, 2/3 (22648) la tariful zilnic, 1/3 (11324 kW) noaptea.

22648 * 3,85 = 87195 ruble

11324 * 3,85 = 24346 ruble

Total: 111541 ruble. Cifra pentru căldură este pur și simplu terifiantă. O astfel de sumă poate devasta orice buget. Dacă păstrați căldură noaptea, puteți economisi. 38502 ruble pentru sezonul de încălzire. Economii mari. Dacă aveți astfel de cheltuieli, este necesar să puneți un cazan cu combustibil solid sau un șemineu cu o cămașă de apă în pereche cu boilerul electric. Există timp și dorință - au aruncat lemne de foc, au stocat căldură într-un acumulator termic și au terminat restul cu electricitate.

Într-o casă izolată cu un acumulator de căldură, costul sezonului de încălzire va fi comparabil cu casele similare neizolate care au gaz principal.

Alegerea noastră atunci când nu există gaz principal este următoarea:

Casa bine izolata;

Sistem de incalzire la temperatura joasa;

Acumulator termic;

Cazan cu combustibil solid sau semineu cu apa;

Cazan electric.

Dacă aveți un cazan cu combustibil solid în casă, atunci ar trebui să fiți conștienți de faptul că acesta nu poate funcționa mult timp fără intervenția umană. Acest lucru se datorează necesității de a încărca periodic lemne de foc în focar. Dacă acest lucru nu se face la timp, sistemul va începe să se răcească, iar temperatura din încăperi va scădea.

Dacă electricitatea este oprită atunci când focarul se aprinde, atunci va exista pericolul ca apa să fiarbă în mantaua echipamentului, ceea ce va duce la distrugerea acesteia. Aceste probleme pot fi rezolvate prin instalarea unui acumulator de căldură. De asemenea, îndeplinește rolul de a proteja instalațiile din fontă de fisurare atunci când are loc o scădere bruscă a temperaturii apei din rețea.

Concluzie

Un acumulator de căldură pentru o rachetă este un dispozitiv care este departe de înțelegerea unui consumator obișnuit. Dar puteți conecta cu ușurință acumulatorul de căldură pentru sistemul de încălzire. Pentru a face acest lucru, o conductă de retur va trebui să treacă prin rezervor, la capetele căreia sunt prevăzute o ieșire și o intrare.

În prima etapă, rezervorul și returul cazanului ar trebui să fie conectate unul la altul. Între ele există o pompă de circulație, aceasta va distila lichidul de răcire din butoi la supapa de închidere, încălzitoare și rezervorul de expansiune. Pe a doua parte, sunt instalate o pompă de circulație și o supapă de închidere.

Sursa foto - site http://www.devi-ekb.ru

Folosind stocarea energiei termice, este posibil să se schimbe eficient din punct de vedere al costurilor consumul de gigawați de energie. Dar astăzi piața pentru astfel de unități este catastrofal de mică în comparație cu potențialul. Motivul principal constă în faptul că, în stadiul inițial al apariției sistemelor de stocare a căldurii, producătorii au acordat puțină atenție cercetării în acest domeniu.Ulterior, producătorii în căutarea de noi stimulente au dus la faptul că tehnologia sa deteriorat, iar oamenii au început să înțeleagă greșit obiectivele și metodele acesteia.

Motivul cel mai evident și obiectiv al utilizării unui sistem de stocare a căldurii este reducerea efectivă a sumei de bani cheltuite pentru energia consumată, în plus, costul energiei în orele de vârf este mult mai mare decât în ​​alte momente.