Systémy skladovania tepelnej energie

Použitie tepelného akumulátora v každodennom živote

Tepelný akumulátor sa stal nepostrádateľným zariadením mnohých moderných vykurovacích systémov. Týmto prídavkom je možné zabezpečiť akumuláciu prebytočnej energie vznikajúcej v kotli a zvyčajne zbytočnej. Ak vezmeme do úvahy modely tepelných akumulátorov, potom väčšina z nich vyzerá ako oceľová nádrž, ktorá má niekoľko horných a spodných trysiek. Zdroj tepla je pripojený k druhému, zatiaľ čo spotrebiče sú pripojené k prvému. Vnútri je kvapalina, ktorá sa dá použiť na riešenie rôznych problémov.

Tepelný akumulátor sa v každodennom živote používa pomerne často. Jeho práca je založená na pôsobivej tepelnej kapacite vody. Činnosť tohto zariadenia možno opísať nasledovne. Potrubie kotlového zariadenia je pripojené k hornej časti nádrže. Horúca chladiaca kvapalina vstupuje do nádrže, ktorá sa ukáže byť zahriata na maximum.

Obehové čerpadlo je v spodnej časti. Naberá studenú vodu a vedie ju cez vykurovací systém a smeruje do kotla. Ochladenú kvapalinu v krátkom čase nahradí ohriata. Akonáhle kotol prestane pracovať, chladiaca kvapalina začne chladnúť v potrubiach a potrubiach. Voda vstupuje do nádrže, kde začína vytláčať horúcu chladiacu kvapalinu do potrubí. Vykurovanie miestnosti bude nejaký čas pokračovať podľa tohto princípu.

Objem vyrovnávacej pamäte batérie

Poďme zistiť, koľko by malo byť skladovanie tepla. Existujú rôzne názory, ktoré sú založené na výpočte založenom na:

• plocha priestorov;
• výkon kotla.

Poďme sa pozrieť na každý z nich. Ak začnete z oblasti miestnosti, potom neexistujú žiadne presné odporúčania. Pretože existuje veľa faktorov, ktoré ovplyvňujú životnosť batérie systému bez kotla, hlavným z nich je tepelná strata miestnosti. Čím lepšie je dom izolovaný, tým dlhšie bude vyrovnávacia nádrž schopná zabezpečiť bývanie teplom.

Približný výpočet, založený na ploche miestnosti, je taký, že objem tepelného akumulátora by mal byť štvornásobok počtu metrov štvorcových. Napríklad dom s rozlohou 200 metrov štvorcových je vhodný pre CK s objemom 800 litrov.

Samozrejme, čím väčšia nádrž, tým lepšie, ale na zohriatie väčšieho množstva chladiacej kvapaliny je potrebný väčší výkon ohrievača. Výpočet výkonu kotla sa robí na základe vykurovanej plochy. Jeden kilowatt zohreje desať metrov. Môžete dať aj päťtonový zásobník, len ak kotol neutiahne také objemy, nebude mať zmysel inštalovať taký veľký akumulátor tepla. Takže musíte vykonať úpravy výpočtu výkonu samotného kotla.

Ukazuje sa, že možno je správnejšie vykonať výpočet na základe výkonu kotla. Vezmime si napríklad ten istý dom s rozlohou 200 m2. Približný výpočet objemu vyrovnávacej nádrže je nasledovný - jeden kilowatt energie zohreje 25 litrov chladiacej kvapaliny. To znamená, že ak je k dispozícii ohrievač s výkonom 20 W, objem TA by mal byť asi 500 litrov, čo na takéto bývanie zjavne nestačí.

Na základe výsledkov výpočtov môžeme konštatovať, že ak sa chystáte inštalovať tepelný akumulátor, musíte to vziať do úvahy pri výbere výkonu kotla a vziať nie jeden, ale dva kilowatty na desať metrov vykurovanej plochy. Len tak bude systém vyvážený. Objem CK ovplyvňuje aj výpočet kapacity expandéra. Expanzná nádrž je expanzná nádrž, ktorá kompenzuje tepelnú rozťažnosť chladiacej kvapaliny. Na výpočet jeho objemu musíte zobrať celkový objem chladiacej kvapaliny v okruhu vrátane kapacity vyrovnávacej nádrže a vydeliť ho desiatimi.

Kedy je výhodné inštalovať akumulátor tepla

Máte kotol na tuhé palivo;

Vyhrieva vás elektrina;

Na pomoc pri vykurovaní boli pridané slnečné kolektory;

Je možné využiť teplo z jednotiek a strojov.

Najčastejším prípadom použitia tepelného akumulátora je použitie kotla na tuhé palivo ako zdroja tepla. Každý, kto používal na vykurovanie domu kotol na tuhé palivo, vie, aký komfort sa dá takýmto vykurovacím systémom dosiahnuť. Zatopený - vyzlečený, vyhorený - oblečený. Ráno v dome s takýmto zdrojom tepla sa vám nechce vyjsť spod prikrývky. V kotli na tuhé palivo je veľmi náročné regulovať spaľovací proces.Je potrebné kúriť aj na + 10C aj na -40C. Spaľovanie a množstvo vytvoreného tepla bude rovnaké, len toto teplo je potrebné úplne iným spôsobom. Čo robiť? O akej účinnosti môžeme hovoriť, keď musíte otvárať okná pri plusovej teplote. O nejakom komforte nemôže byť ani reči.

Inštalačná schéma kotla na tuhé palivá s tepelným akumulátorom je ideálnym riešením pre súkromný dom, keď chcete pohodlie aj hospodárnosť. Takýmto rozložením roztopíte kotol na tuhé palivo, ohrejete vodu v termoakumulátore a získate toľko tepla, koľko potrebujete. V tomto prípade bude kotol pracovať na maximálny výkon a s najvyššou účinnosťou. Koľko tepla dá drevo alebo uhlie, toľko sa uloží.

Druhá možnosť. Montáž tepelného akumulátora s elektrokotlom. Toto riešenie bude fungovať, ak máte dvojtarifný elektromer. Teplo skladujeme v nočnej sadzbe, využívame ho vo dne aj v noci. Ak sa rozhodnete použiť takýto vykurovací systém, je lepšie hľadať tepelný akumulátor s možnosťou inštalácie elektrického ohrievača priamo do suda. Elektrický ohrievač je lacnejší ako elektrický kotol a nie je potrebný materiál na viazanie kotla. Mínus práce na inštalácii elektrického kotla. Viete si predstaviť, koľko môžete ušetriť?

Tretia možnosť je, keď je tam solárny kolektor. Všetko prebytočné teplo je možné odviesť do tepelného akumulátora. V demi-sezóne sa dosahujú vynikajúce úspory.

Systém od Isentropic

Systém, ktorý vyvinula teraz už skrachovaná britská firma Isentropic, fungoval nasledovne. Zahŕňal dve izolované nádoby naplnené drveným kameňom alebo štrkom; vyhrievaná nádoba, ktorá uchováva tepelnú energiu pri vysokej teplote a tlaku, a studená nádoba, ktorá uchováva tepelnú energiu pri nízkej teplote a tlaku. Nádoby sú spojené hore a dole potrubím a celý systém je naplnený inertným plynom argónom.

Počas nabíjacieho cyklu systém využíva elektrickú energiu mimo špičky, aby fungoval ako tepelné čerpadlo. Argón z vrchu studenej nádoby pri teplote a tlaku porovnateľnom s atmosférickým tlakom je adiabaticky stlačený na tlak 12 barov, zahriaty na približne 500 C (900 F). Stlačený plyn sa destiluje do hornej časti vyhrievanej nádoby, kde presakuje štrkom, odovzdáva svoje teplo hornine a ochladzuje sa na teplotu okolia. Ochladený, ale stále pod tlakom sa plyn usadzuje na dne nádoby, kde opäť expanduje (opäť adiabaticky) na 1 bar a teplotu -150C. Potom studený plyn prechádza cez studenú nádobu, kde ochladzuje horninu, pričom sa zahrieva do pôvodného stavu.

Pri obrátení cyklu sa energia premení späť na elektrickú energiu. Horúci plyn z vyhrievanej nádoby expanduje, aby sa spustil generátor, a potom sa posiela do chladiaceho skladu. Ochladený plyn stúpajúci zo spodnej časti studenej nádoby sa stlačí, čím sa plyn zohreje na teplotu okolia. Plyn je potom nasmerovaný na dno vyhrievanej nádoby, aby sa opäť zahrial.

Procesy kompresie a expanzie zabezpečuje špeciálne navrhnutý piestový kompresor pomocou posuvných ventilov. Dodatočné teplo generované počas procesných nedostatkov sa uvoľňuje do životného prostredia prostredníctvom výmenníkov tepla počas cyklu vypúšťania.

Vývojár tvrdí, že účinnosť cyklu 72-80% je celkom reálna.To umožňuje porovnať ho so skladovaním energie z prečerpávacej elektrárne, ktorej účinnosť je nad 80 %.

Ďalší navrhovaný systém využíva turbíny a je schopný spracovať oveľa väčšie množstvo energie. Použitie ohrievačov soli ako zásobníka energie posunie výskum vpred.

Technológia roztavenej soli

Citeľné teplo roztavených solí sa využíva aj na skladovanie slnečnej energie pri vysokých teplotách. Soľné taveniny môžu byť použité ako spôsob skladovania zvyškovej tepelnej energie. V súčasnosti ide o komerčnú technológiu na uchovávanie tepla zozbieraného solárnymi koncentrátormi (napríklad z vežových solárnych elektrární alebo parabolických valcov). Teplo sa môže neskôr premeniť na prehriatu paru na poháňanie konvenčných parných turbín a výrobu elektriny v zlom počasí alebo v noci. To sa ukázalo v rokoch 1995-1999 ako súčasť projektu Solar Two. Odhady v roku 2006 predpovedali ročnú účinnosť 99 %, pričom sa odvolávali na porovnanie energie uloženej ako teplo pred premenou na elektrinu a priamou premenou tepla na elektrinu. Používajú sa rôzne eutektické zmesi solí (napríklad dusičnan sodný, dusičnan draselný a dusičnan vápenatý). Použitie takýchto systémov ako teplonosného média je badateľné v chemickom a hutníckom priemysle.

Soľ sa topí pri 131 °C (268 °F). Skladuje sa v tekutom stave pri 288 °C (550 °F) v izolovaných „studených“ skladovacích nádobách. Tekutá soľ sa čerpá cez solárne kolektorové panely, kde ju sústredené slnečné teplo ohrieva až na 566C (1051F). Potom sa odošle do horúcej skladovacej nádrže. Samotnú izoláciu nádrže je možné použiť na skladovanie tepelnej energie na týždeň. V prípade potreby elektrickej energie sa horúca roztavená soľ prečerpá do bežného parného generátora, aby sa vyrobila prehriata para a poháňal sa štandardný turbogenerátor používaný v akejkoľvek uhoľnej, ropnej alebo jadrovej elektrárni. Turbína s výkonom 100 MW by si vyžadovala plavidlo s výškou 9,1 m (30 stôp) a priemerom 24 m (79 stôp), aby mohla fungovať podobným spôsobom do štyroch hodín.

Vo vývoji je jediná nádrž s oddeľovacou doskou na skladovanie studených aj horúcich roztavených solí. Bude oveľa ekonomickejšie dosiahnuť o 100 % viac energie na jednotku objemu v porovnaní s dvojitými nádržami, pretože nádrž na skladovanie roztavenej soli je dosť drahá kvôli zložitému dizajnu. Ohrievače soli sa tiež používajú na skladovanie energie v roztavených soliach.

Niekoľko parabolických elektrární v Španielsku a Solar Reserve, vývojár solárnych veží, využívajú tento koncept na skladovanie tepelnej energie. Elektráreň Solana v Spojených štátoch amerických dokáže uchovávať energiu v roztavených soliach, ktoré vznikajú 6 hodín. V lete 2013 elektráreň Gemasolar Thermosolar, fungujúca ako solárny koncentrátor aj ako elektráreň na roztavenú soľ v Španielsku, po prvý raz dokázala vyrábať elektrinu nepretržite 36 dní.

Prečo je potrebný tepelný akumulátor a ako funguje

Tí, ktorých bývanie je vykurované kotlom na tuhé palivo, vedia, aké ťažké je dosiahnuť stabilnú teplotu v batériách. Pretože teplota v peci ohrievača sa neustále mení a je prakticky nemožné tento proces ovplyvniť. A ako to urobiť, keď je palivo vložené do pece a už sa rozhorelo? Prívod vzduchu môžete samozrejme zakryť, no efekt bude jemný a dlhodobý. Inými slovami, nie je možné prijať rýchle opatrenia.

Druhým problémom je čas medzi naložením paliva. Prirodzene, čím menej často musíte hádzať palivové drevo alebo uhlie do kotla, tým lepšie a menej starostí. Na vyriešenie oboch týchto problémov môžete nainštalovať akumulačné nádrže na vykurovanie. Čo to je?

Akumulátor tepla (TA) je uzavretý akumulačný zásobník veľkého objemu, v ktorom sa počas prevádzky kotla akumuluje teplo. Po vyhorení všetkého paliva v kotle akumulačná nádrž inštalovaná vo vykurovacom systéme postupne uvoľňuje naakumulované teplo do okruhu. Tým sa zníži počet zaťažení paliva a zvýši sa účinnosť ohrievača.

Vo vnútri tepelného akumulátora je chladiaca kvapalina. Môže to byť voda alebo nemrznúca zmes, pričom musíte pochopiť, že ide o rovnakú chladiacu kvapalinu, ktorá cirkuluje v celom okruhu. Princíp činnosti batériovej nádrže vo vykurovacom systéme:

• kotol ohrieva vodu a vstupuje do TA, ktorá je neustále naplnená chladiacou kvapalinou;
• potom chladiaca kvapalina ide do vykurovacieho okruhu, pričom časť tepla odovzdáva celkovému objemu kvapaliny v nádrži;
• postupne sa zvyšuje teplota vody v tepelnom akumulátore;
• z okruhu príde návrat aj do CK;
• z vyrovnávacej nádrže sa spätný tok prenáša do kotla.

Schéma zapojenia TA

Prívod vody do akumulačnej nádrže na vykurovanie sa vykonáva hore a spiatočka vystupuje dole. Tieto toky sa pohybujú v nádrži rôznymi smermi. Problém je, že sa pretínajú a dochádza k výmene tepla. V opačnom prípade nedôjde k akumulácii tepla. V tomto prípade je potrebné nielen zmiešať vodu v nádobe, ale urobiť to správne.

Čo to znamená? Cirkulácia musí byť nastavená tak, aby prívodný tok klesal na spiatočku, zatiaľ čo spiatočka by nemala stúpať. Iba v tomto prípade sa vrstva kvapaliny, ktorá sa nachádza medzi tokmi, zahreje.

Cirkulácia sa upravuje výberom výkonu čerpadiel pred a za zásobníkom na ohrev, ako aj nastavením jednej z troch rýchlostí ich chodu

Pred čerpadlá je dôležité umiestniť filtre pre vykurovací systém. V opačnom prípade môže byť potrebné opraviť obehové čerpadlo.

Okrem toho, že akumulačná nádrž pre vykurovací systém vykuruje domácnosť, môže byť v nej inštalovaný teplovodný okruh. Jednotka je tiež vybavená prídavnými zdrojmi vykurovania, ktoré fungujú ako pomocné.

Akumulátor tepla prestane odoberať časť tepla z chladiacej kvapaliny, ktorá sa mu dodáva, iba ak je úplne nabitý. To znamená, že teplota vody je vo všetkých vrstvách rovnaká a rovná sa teplote prívodu z kotla.

Urob si svojpomocne tepelný akumulátor

Zložitosť výroby vyrovnávacích nádrží na vykurovanie spočíva vo vytvorení spoľahlivej tepelnej izolácie. Na to nemôžete použiť obyčajný sud alebo podobnú nádobu. Okrem tohto parametra musí kapacita vykurovacieho radiátora odolávať zaťaženiu stien vodou a prípadným hydraulickým rázom.

Najjednoduchším dizajnom je kocka, vo vnútri ktorej je potrubie v tvare U alebo cievka medenej rúrky. Ten je výhodnejší, pretože má veľkú teplovýmennú plochu a meď má optimálnu hodnotu tepelnej vodivosti. Tento dizajn je napojený na spoločnú diaľnicu. Na výrobu nádrže vykurovacieho systému budete potrebovať oceľové plechy s hrúbkou najmenej 1,5 mm a kovovú rúrku. Jeho priemer sa musí rovnať prierezu potrubia v tomto vykurovacom úseku.

Minimálna sada nástrojov zahŕňa:

• Zváračka;
• Uhlová brúska (bulharská);
• Vŕtačka s vrtákmi do kovu;
• Nástroj na meranie.

Najjednoduchším spôsobom je vyrobiť nádobu na vykurovacie radiátory kubického tvaru. Vopred sa vypracuje výkres, podľa ktorého sa vykonajú všetky ďalšie práce. Prítomnosť vykurovacieho telesa nie je potrebná, ale uprednostňuje sa. Bude schopný udržiavať úroveň ohrevu vody na správnej úrovni.

Postup výroby tepelného akumulátora

Najprv sa vyrežú obdĺžnikové plechy, z ktorých bude pozostávať teleso nádrže vykurovacieho systému.V tejto fáze musíte vziať do úvahy medzeru na zváranie - môže to byť od 1 do 3 mm, v závislosti od zariadenia a zvolených elektród. Potom sa v prírezoch vyrežú otvory na pripevnenie potrubia, vykurovacieho telesa a dýz na plnenie nádoby. Liatinové radiátory nie je možné pripevniť priamo na ňu. Preto je potrebné vypočítať tepelné straty zo zásobníka do radiátora.

Po zložení konštrukcie je potrebné urobiť tepelnú izoláciu korpusu. Pre akumulačnú vykurovaciu nádrž je najlepšie použiť čadičovú izoláciu. Má tieto dôležité vlastnosti:

Nie horúce. K topeniu dochádza pri teplotách nad 700 °C;

Jednoduchá inštalácia. Čadičová vlna je dosť elastická;

Má parotesnú bariéru

Je to dôležité pre odvod kondenzátu, ktorý sa nevyhnutne hromadí na telese zásobníka počas prevádzky vykurovania.

Použitie polymérnych materiálov (polystyrén alebo polystyrén) je neprijateľné, pretože patria do skupiny horľavých. Tepelnú izoláciu vyrovnávacej nádrže je najlepšie vykonať po napojení na vykurovací systém. Týmto spôsobom možno znížiť tepelné straty na vstupnom a výstupnom potrubí.

Ako kontajner možno použiť starú oceľovú nádrž. Ale hrúbka jeho steny by nemala byť menšia ako 1,5 mm.

Konštrukcia akumulačnej nádrže na vykurovanie

Pohľad v reze na akumulačnú nádrž na vykurovanie

Teraz sa pozrime bližšie na dizajn tepelného akumulátora. Ak je nádrž určená iba pre vykurovací okruh, potom je jej konštrukcia pomerne jednoduchá:

• hermetické puzdro;
• izolačná vrstva;
• odbočná rúrka v hornej časti na dávanie;
• spätné potrubie v spodnej časti.

Nič iné nie je potrebné, ale ak je potrebné, aby akumulačná nádrž na vykurovanie ohrievala aj vodu pre potreby domácnosti, tak je do telesa nádrže zabudovaná medená špirála a samozrejme dve odbočky (vstup / výstup). Studená voda je pripojená k prívodnému potrubiu. Prechádza cez cievku a ohrieva sa z chladiacej kvapaliny, ktorá je vo vyrovnávacej nádrži. Zo zásobníka vychádza už ohriata voda, ktorá je privádzaná do kúpeľňových a kuchynských batérií. Zároveň od dĺžky medenej špirály závisí, ako dlho sa voda vo vnútri TA udrží a podľa toho, ako veľmi sa zohreje.

Konštrukcia HE môže mať nielen niekoľko okruhov prenosu tepla, ale aj niekoľko zdrojov vykurovania. Ohrev chladiacej kvapaliny v nádrži je teda možné vykonať niekoľkými spôsobmi:

• z ohrievača;
• z elektrických ohrievačov.

Elektrické ohrievače je možné napájať priamo do siete a v prípade potreby zapnúť. Taktiež moderné vyrovnávacie nádrže na ohrev akumulátorov sú vybavené vykurovacím telesom napojeným na solárne panely, čo umožňuje využívať bezplatnú slnečnú energiu.

Ako vždy, remeselníci sa zaujímajú o to, či je možné vyrobiť batériovú nádrž na vykurovanie vlastnými rukami. Samozrejme, môžete, ak máte ruky na svojom mieste, ale nedá sa povedať, že je to veľmi jednoduché.

Na čo si treba dať pozor:

• horná časť nádrže by nemala byť plochá, inak bude vytlačená tlakom;
• prívodné a vratné potrubia musia byť v správnych rovinách;
• celá konštrukcia je absolútne utesnená;
• kov s hrúbkou cca 5 mm.

Nižšie vo videu môžete vidieť, ako jeden z remeselníkov vyrobil akumulačnú nádrž na vykurovanie vlastnými rukami zo suda.

Čo ešte potrebujete vedieť o funkciách používania v každodennom živote

K dnešnému dňu existuje niekoľko metód na výpočet objemu nádrže. Ako ukazujú skúsenosti, na každý kilowatt výkonu zariadenia je potrebných 25 litrov vody. Účinnosť kotla, ktorá zabezpečuje potrebu vykurovacieho systému s akumulátorom tepla, stúpa na 84%. Špička spaľovania je vyrovnaná, vďaka tomu sa ušetria energetické zdroje až vo výške 30%.

Tepelný akumulátor zabezpečuje uchovanie teploty vďaka spoľahlivej tepelnej izolácii z penového polyuretánu. Dodatočne je možné inštalovať vykurovacie telesá, ktoré v prípade potreby umožňujú ohrievať vodu.

Pripojenie potrubia tepelného akumulátora k vykurovaciemu systému

Spravidla je vyrovnávacia nádrž pripojená k vykurovaciemu systému paralelne s vykurovacím kotlom, preto sa táto schéma nazýva aj schéma potrubia kotla.

Uveďme obvyklú schému pripojenia TA k vykurovaciemu systému s vykurovacím kotlom na tuhé palivo (na zjednodušenie schémy na nej nie sú uvedené uzatváracie ventily, automatizácia, ovládacie zariadenia a ďalšie zariadenia).

Zjednodušená schéma potrubia tepelného akumulátora

Tento diagram zobrazuje nasledujúce prvky:

1. Vykurovací kotol.
2. Tepelný akumulátor.
3. Vykurovacie zariadenia (radiátory).
4. Obehové čerpadlo vo vratnom potrubí medzi kotlom a ohrievačom.
5. Obehové čerpadlo vo vratnom potrubí systému medzi vykurovacími zariadeniami a TA.
6. Výmenník tepla (špirála) na zásobovanie teplou vodou.
7. Výmenník tepla pripojený k prídavnému zdroju tepla.

Jedna z horných rúrok zásobníka (poz. 2) je pripojená na výstup z kotla (poz. 1) a druhá je priamo napojená na prívod vykurovacieho systému.

Jedna zo spodných odbočiek VE je napojená na vstup kotla, pričom v potrubí medzi nimi je inštalované čerpadlo (poz. 4), ktoré zabezpečuje cirkuláciu pracovnej tekutiny v kruhu z kotla do HE a naopak.

Druhá spodná odbočná rúrka, KTORÁ je pripojená k spätnému potrubiu vykurovacieho systému, v ktorom je inštalované aj čerpadlo (poz. 5), ktoré zabezpečuje dodávku ohriatej chladiacej kvapaliny do ohrievačov.

Na zabezpečenie funkčnosti vykurovacieho systému v prípade náhleho výpadku prúdu alebo poruchy obehových čerpadiel sa tieto zvyčajne zapájajú paralelne k hlavnému vedeniu.

V systémoch s prirodzenou cirkuláciou chladiacej kvapaliny nie sú žiadne obehové čerpadlá (poz. 4 a 5). To výrazne zvyšuje zotrvačnosť systému a zároveň ho robí úplne neprchavým.

Výmenník TÚV (poz. 6) je umiestnený v hornej časti HE.

Umiestnenie prídavného výmenníka tepla (poz. 7) závisí od typu vstupného zdroja tepla:

• u vysokoteplotných zdrojov (vykurovacie teleso, plynový alebo elektrický kotol) sa umiestňuje v hornej časti vyrovnávacej nádrže;
• pri nízkoteplotných (solárny kolektor, tepelné čerpadlo) - dole.

Výmenníky tepla uvedené na obrázku sú voliteľné (pol. 6 a 7).

Výpočet tepelného akumulátora

Vzorec výpočtu je veľmi jednoduchý:

Q = mc(T2-T1), kde:

Q je akumulované teplo;

m je hmotnosť vody v nádrži;

c - špecifické teplo chladiacej kvapaliny v J / (kg * K), pre vodu sa rovná 4200;

T2 a T1 sú počiatočné a konečné teploty chladiacej kvapaliny.

Povedzme, že máme radiátorový vykurovací systém. Radiátory sa vyberajú pre teplotný režim 70/50/20. Tie. keď teplota v nádrži batérie klesne pod 70C, začneme pociťovať nedostatok tepla, čiže jednoducho zamrzneme. Vypočítajme, kedy sa tak stane.

90 je naša T1

70 je T2

20 - izbová teplota. V našich výpočtoch to nepotrebujeme.

Povedzme, že máme zásobník tepla na 1000 litrov (1m3)

Berieme do úvahy tepelnú rezervu.

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

1 kWh = 3600 kJ

84000/3600=23,3 kW tepla

Ak je tepelná strata doma 5 kW počas studenej päťdňovej periódy, potom máme dostatok akumulovaného tepla na takmer 5 hodín. Ak je teda teplota vyššia ako vypočítaná pre chladné päťdňové obdobie, potom bude tepelný akumulátor postačovať na dlhší čas.

Výber objemu tepelného akumulátora závisí od vašich úloh. Ak potrebujete zjemniť teplotu, nastavte malú hlasitosť. Ak potrebujete večer akumulovať teplo, aby ste sa ráno zobudili v teplom dome, potrebujete veľkú jednotku. Nech je tu druhá úloha. Od 2300 do 0700 - musí byť dodávka tepla.

Predpokladajme, že tepelná strata je 6 kW a teplotný režim vykurovacieho systému je 40/30/20. Chladiaca kvapalina v tepelnom akumulátore sa môže zahriať až na 90 °C

Skladový čas 8 hodín. 6*8 = 48 kW

M
=
Q
/4200*(T2-T1)

48*3600=172800 kJ

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

Naše požiadavky uspokojí zásobník tepla od 800 do 1000 litrov.

Skladovanie solárnej energie

Najpoužívanejšie solárne vykurovacie systémy dokážu akumulovať energiu od niekoľkých hodín až po niekoľko dní. Došlo však k nárastu počtu zariadení využívajúcich sezónne skladovanie tepelnej energie (SHS), ktoré umožňuje akumulovať slnečnú energiu v lete a v zime ju využívať na vykurovanie. Solárna komunita Drake Lanling z Alberty v Kanade sa teraz naučil využívať 97 % slnečnej energie po celý rok, čo je rekord, ktorý umožnilo len používanie SATE.

Využitie latentného aj citeľného tepla je možné aj vo vysokoteplotných solárnych termických prijímacích systémoch. Rôzne eutektické zmesi kovov, ako je hliník a kremík (AlSi12), ponúkajú vysoký bod topenia pre efektívnu výrobu pary, zatiaľ čo zmesi oxidu hlinitého na báze cementu ponúkajú dobré vlastnosti akumulácie tepla.

Technológia zliatiny na hranici rozpustnosti

Zliatiny na hranici rozpustnosti sú založené na fázovej zmene kovu za účelom akumulácie tepelnej energie.

Namiesto čerpania tekutého kovu medzi nádržami ako v systéme roztavenej soli je kov zapuzdrený v inom kove, s ktorým sa nemôže spojiť (nemiešateľný). V závislosti od výberu dvoch materiálov (materiál s fázovou zmenou a materiál kapsuly) môže byť hustota akumulácie energie 0,2-2 MJ/L.

Pracovné médium, typicky voda alebo para, sa používa na prenos tepla do a zo zliatiny na hranici rozpustnosti. Tepelná vodivosť takýchto zliatin je často vyššia (až 400 W/m*K) ako u konkurenčných technológií, čo znamená rýchlejšie možné „nakladanie“ a „vykladanie“ akumulácie tepla. Táto technológia ešte nebola implementovaná na použitie v priemyselnom meradle.

Výroba tepelného akumulátora vlastnými rukami

Najjednoduchší model batérie je možné vyrobiť nezávisle, pričom by ste sa mali riadiť princípmi termosky. Vďaka stenám, ktoré nevedú teplo, zostane kvapalina horúca po dlhú dobu. Na prácu by ste sa mali pripraviť:

• škótska;
• betónová doska;
• tepelnoizolačný materiál;
• medené rúrky alebo vykurovacie telesá.

Keď sa vyrába, pri výbere nádrže je potrebné vziať do úvahy požadovanú kapacitu, mala by začínať od 150 litrov. Môžete si vyzdvihnúť akýkoľvek kovový sud. Ak však vyberiete objem menší, ako je uvedené, význam sa stratí. Nádoba je pripravená, prach a nečistoty sú odstránené zvnútra, oblasti, kde sa začala tvoriť korózia, musia byť zodpovedajúcim spôsobom ošetrené.

Výhody použitia tepelného akumulátora v dome s izoláciou

Ak vaša stránka nemá národný poklad - hlavný plyn, je čas premýšľať o správnom vykurovacom systéme. Najlepšie je, keď sa projekt ešte len pripravuje, a najhoršie, keď už v dome bývate a uvedomujete si, že kúrenie je veľmi drahé.

Ideálnym domom na inštaláciu kotla na tuhé palivá a tepelného akumulátora je dobre izolovaná budova s ​​nízkoteplotným vykurovacím systémom. Čím lepšia izolácia, tým menšie tepelné straty a tým dlhšie bude váš tepelný akumulátor schopný udržiavať príjemné teplo.

Nízkoteplotný vykurovací systém. Vyššie sme uviedli príklad s radiátormi, keď bol teplotný režim 90/70/20. V nízkoteplotnom režime budú podmienky - 35/30/20. Cítiť rozdiel. V prvom prípade už pri poklese teploty pod 90 stupňov pocítite nedostatok tepla. V prípade nízkoteplotného systému môžete pokojne spať až do rána. Prečo byť neopodstatnený. Poďme si len spočítať výhody.

Vypočítali sme metódu vyššie.

Variant s nízkoteplotným vykurovacím systémom

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

231000/3600=64,2 kW.To je pri rovnakom objeme tepelného akumulátora takmer trikrát viac. Pri tepelnej strate - 5 kW táto rezerva vystačí na celú noc.

A teraz o financiách. Predpokladajme, že sme namontovali tepelný akumulátor s elektrickými ohrievačmi. Skladujeme za nočnú sadzbu. Výkon Tenov - 10 kW. Do aktuálneho vykurovania domu v noci ide 5 kW, na deň vieme uskladniť 5 kW. Nočná sadzba od 23:00 do 7:00. 8 hodín.

8*5 = 40 kW. Tie. cez deň použijeme nočnú sadzbu 8 hodín.

Od 1. januára 2015 je na Krasnodarskom území denná sadzba 3,85, nočná 2,15.

Rozdiel je 3,85-2,15 \u003d 1,7 rubľov

40 * 1,7 = 68 rubľov. Množstvo sa zdá byť malé, ale neponáhľajte sa. Vyššie sme dali odkazy na zateplený dom a nezateplený. Predstavte si, že ste urobili chybu - dom je postavený, máte za sebou prvú vykurovaciu sezónu a uvedomili ste si, že vykurovanie elektrinou je veľmi drahé. Vyššie sme uviedli príklad tepelných strát v nezateplenom dome. V príklade je tepelná strata 18891 wattov. Toto je chladný pracovný deň. Priemer za vykurovaciu sezónu bude presne 2-krát menší a bude 9,5 kW.

Preto na vykurovaciu sezónu potrebujeme 24 * 149 * 9,5 = 33972 kW

V rubľoch 16 hodín, 2/3 (22648) pri dennej sadzbe, 1/3 (11324 kW) v noci.

22648 * 3,85 = 87195 rubľov

11324 * 3,85 = 24346 rubľov

Celkom: 111541 rubľov. Číslo pre teplo je jednoducho desivé. Takáto suma môže zdevastovať každý rozpočet. Ak skladujete teplo v noci, môžete ušetriť. 38502 rubľov za vykurovaciu sezónu. Veľké úspory. Ak máte takéto výdavky, je potrebné dať do páru s elektrokotlom kotol na tuhé palivo alebo krb s vodným plášťom. Je čas a túžba - hodili palivové drevo, uložili teplo do tepelného akumulátora a zvyšok dokončili elektrinou.

V zateplenom dome s tepelným akumulátorom budú náklady na vykurovaciu sezónu porovnateľné s podobnými nezateplenými domami, ktoré majú hlavný plyn.

Naša voľba, keď nie je hlavný plyn, je nasledovná:

dobre izolovaný dom;

Nízkoteplotný vykurovací systém;

Tepelný akumulátor;

Kotol na tuhé palivo alebo vodný krb;

Elektrický kotol.

Ak máte v dome kotol na tuhé palivo, potom by ste si mali uvedomiť, že bez ľudského zásahu nie je schopný dlhodobo fungovať. Je to kvôli potrebe pravidelne nakladať palivové drevo do ohniska. Ak sa tak nestane včas, systém sa začne ochladzovať a teplota v miestnostiach klesne.

Ak sa pri rozhorení ohniska vypne elektrina, hrozí nebezpečenstvo varu vody v plášti zariadenia, čo bude mať za následok jeho zničenie. Tieto problémy je možné vyriešiť inštaláciou tepelného akumulátora. Plní tiež úlohu ochrany liatinových inštalácií pred praskaním, keď dôjde k prudkému poklesu teploty vody v sieti.

Záver

Tepelný akumulátor do rakety je zariadenie, ktoré má ďaleko od chápania bežného spotrebiteľa. Akumulátor tepla pre vykurovací systém však môžete ľahko pripojiť sami. Na tento účel bude musieť cez nádrž prechádzať spätné potrubie, na koncoch ktorého je zabezpečený výstup a vstup.

V prvej fáze by mali byť nádrž a spiatočka kotla navzájom prepojené. Medzi nimi je obehové čerpadlo, ktoré bude destilovať chladiacu kvapalinu z valca do uzatváracieho ventilu, ohrievačov a expanznej nádrže. Na druhej strane je inštalované obehové čerpadlo a uzatvárací ventil.

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

Pomocou akumulácie tepelnej energie je možné nákladovo efektívne posunúť spotrebu gigawattov energie. Ale dnes je trh s takýmito pohonmi v porovnaní s potenciálom katastrofálne malý. Hlavným dôvodom je skutočnosť, že v počiatočnom štádiu vzniku systémov akumulácie tepla výrobcovia venovali výskumu v tejto oblasti malú pozornosť.Následne výrobcovia v snahe o nové stimuly viedli k tomu, že technológia sa zhoršila a ľudia začali nesprávne chápať jej ciele a metódy.

Najzrejmejším a najobjektívnejším dôvodom používania systému akumulácie tepla je efektívne znížiť množstvo peňazí vynaložených na spotrebovanú energiu, navyše náklady na energiu počas špičky sú oveľa vyššie ako inokedy.