Termal enerji depolama sistemleri

Günlük hayatta bir ısı akümülatörünün kullanımı

Termal akümülatör, birçok modern ısıtma sistemi için vazgeçilmez bir cihaz haline gelmiştir. Bu ilave ile kazanda üretilen ve genellikle boşa giden fazla enerjinin birikmesini sağlamak mümkündür. Isı akümülatör modellerini düşünürsek, çoğu birkaç üst ve alt nozulu olan çelik bir tank gibi görünür. Tüketiciler birincisine bağlıyken, ısı kaynağı ikincisine bağlanır. İçinde çeşitli sorunları çözmek için kullanılabilecek bir sıvı var.

Termal akümülatör günlük yaşamda oldukça sık kullanılır. Çalışması, suyun etkileyici ısı kapasitesine dayanmaktadır. Bu cihazın çalışması aşağıdaki gibi tarif edilebilir. Kazan ekipmanının boru hattı, tankın üst kısmına bağlanır. Sıcak bir soğutucu, maksimuma ısıtıldığı ortaya çıkan tanka girer.

Sirkülasyon pompası alt kısımdadır. Soğuk suyu alır ve ısıtma sisteminden geçirerek kazana yönlendirir. Soğutulan sıvı, kısa sürede ısıtılmış olanla değiştirilir. Kazan çalışmayı durdurur durdurmaz, borularda ve boru hatlarında soğutma sıvısı soğumaya başlar. Su, sıcak soğutucuyu borulara kaydırmaya başladığı tanka girer. Bu prensibe göre odanın ısıtılması bir süre daha devam edecektir.

Pil arabelleği hacmi

Ne kadar ısı depolaması gerektiğini bulalım. Aşağıdakilere dayalı hesaplamaya dayanan farklı görüşler vardır:

• tesisin alanı;
• kazan gücü.

Her birine bir göz atalım. Odanın alanından başlarsanız, kesin bir öneri olamaz. Kazansız sistemin pil ömrünü etkileyen birçok faktör olduğundan, bunların başlıcası odanın ısı kaybıdır. Ev ne kadar iyi yalıtılırsa, tampon tankı o kadar uzun süre konut ısısı sağlayabilir.

Odanın alanına dayalı yaklaşık bir hesaplama, ısı akümülatörünün hacminin metrekare sayısının dört katı olması gerektiğidir. Örneğin 200 metrekarelik bir ev, 800 litre hacimli bir TA için uygundur.

Tabii ki, tank ne kadar büyük olursa o kadar iyidir, ancak daha fazla miktarda soğutucuyu ısıtmak için daha fazla ısıtıcı gücü gerekir. Kazan gücünün hesaplanması ısıtılan alana göre yapılır. Bir kilovat on metre ısıtır. Beş tonluk bir tank da koyabilirsiniz, ancak kazan bu hacimleri çekmezse, bu kadar büyük bir ısı akümülatörü kurmanın bir anlamı olmayacaktır. Bu nedenle, kazanın gücünün hesaplanmasında ayarlamalar yapmanız gerekir.

Belki de kazanın gücüne göre bir hesaplama yapmanın daha doğru olduğu ortaya çıktı. Örneğin 200 metrekarelik aynı evi ele alalım. Tampon tankının hacminin yaklaşık bir hesaplaması aşağıdaki gibidir - bir kilovat enerji 25 litre soğutma sıvısını ısıtır. Yani, 20 W gücünde bir ısıtıcı varsa, TA'nın hacmi yaklaşık 500 litre olmalıdır, bu böyle bir muhafaza için açıkça yeterli değildir.

Hesaplamaların sonuçlarına dayanarak, bir ısı akümülatörü kuracaksanız, kazan gücünü seçerken bunu dikkate almanız ve on metrelik ısıtılmış alan başına bir değil iki kilovat almanız gerektiği sonucuna varabiliriz. Ancak o zaman sistem dengelenecektir. TA'nın hacmi, genişleticinin kapasitesinin hesaplanmasını da etkiler. Genleşme tankı, soğutucunun termal genleşmesini telafi eden bir genleşme tankıdır. Hacmini hesaplamak için, tampon tankının kapasitesi de dahil olmak üzere devredeki soğutma sıvısının toplam hacmini almanız ve ona bölmeniz gerekir.

Bir ısı akümülatörü kurmak ne zaman karlı?

Katı yakıtlı bir kazanınız var;

Elektrikle ısıtılırsınız;

Isıtmaya yardımcı olmak için güneş kollektörleri eklendi;

Ünitelerden ve makinelerden gelen ısıdan yararlanmak mümkündür.

Bir ısı akümülatörü kullanmanın en yaygın durumu, ısı kaynağı olarak katı yakıtlı bir kazanın kullanılmasıdır. Evini ısıtmak için katı yakıtlı bir kazan kullanmış olan herkes, böyle bir ısıtma sistemi ile hangi konforun sağlanabileceğini bilir. Su basmış - soyunmuş, yanmış - giyinmiş. Sabahları böyle bir ısı kaynağı olan bir evde, yorganın altından emeklemek istemezsiniz. Katı yakıtlı bir kazanda yanma sürecini düzenlemek çok zordur.Hem +10C'de hem de -40C'de ısıtmak gerekir. Yanma ve üretilen ısı miktarı aynı olacaktır, sadece bu ısıya tamamen farklı şekillerde ihtiyaç duyulur. Ne yapalım? Pencereleri pozitif bir sıcaklıkta açmanız gerektiğinde nasıl bir verimlilikten bahsedebiliriz. Herhangi bir rahatlık söz konusu olamaz.

Isı akümülatörlü katı yakıtlı bir kazanın kurulum şeması, hem konfor hem de ekonomi istediğinizde özel bir ev için ideal bir çözümdür. Böyle bir düzen ile katı yakıtlı bir kazanı eritir, termal akümülatörde suyu ısıtır ve ihtiyacınız olduğu kadar ısı alırsınız. Bu durumda kazan maksimum güçte ve en yüksek verimle çalışacaktır. Odun veya kömür ne kadar ısı verecekse, o kadar çok depolanacaktır.

İkinci seçenek. Elektrikli kazanlı bir ısı akümülatörünün montajı. İki tarifeli bir elektrik sayacınız varsa bu çözüm işe yarayacaktır. Isıyı gece oranında depolarız, hem gündüz hem de gece kullanırız. Böyle bir ısıtma sistemi kullanmaya karar verirseniz, doğrudan namluya bir elektrikli ısıtıcı monte etme özelliğine sahip bir ısı akümülatörü aramak daha iyidir. Elektrikli ısıtıcı, elektrikli kazandan daha ucuzdur ve kazanı bağlamak için malzeme gerekli değildir. Elektrikli kazanın montajı ile ilgili çalışma eksi. Ne kadar tasarruf edebileceğinizi hayal edebiliyor musunuz?

Üçüncü seçenek, bir güneş kollektörü olduğunda. Tüm fazla ısı, bir ısı akümülatörüne atılabilir. Yarı sezonda mükemmel tasarruflar elde edilir.

Isentropic'ten sistem

Şu anda iflas etmiş İngiliz firması Isentropic tarafından geliştirilen sistem şu şekilde çalışıyordu. Ezilmiş kaya veya çakılla doldurulmuş iki yalıtımlı kap içeriyordu; termal enerjiyi yüksek sıcaklık ve basınçta depolayan ısıtılmış bir kap ve termal enerjiyi düşük sıcaklık ve basınçta depolayan soğuk bir kap. Kaplar üstte ve altta borularla birbirine bağlanır ve tüm sistem bir soy gaz olan argonla doldurulur.

Şarj döngüsü sırasında sistem, bir ısı pompası görevi görmek için yoğun olmayan elektrik kullanır. Atmosferik basınca benzer bir sıcaklık ve basınçta soğuk bir kabın tepesinden gelen argon, adyabatik olarak 12 barlık bir basınca sıkıştırılır, yaklaşık 500C'ye (900F) ısıtılır. Sıkıştırılmış gaz, ısıtılmış bir kabın tepesine damıtılır, burada çakıldan sızarak ısısını kayaya aktarır ve ortam sıcaklığına soğutur. Soğutulmuş, ancak yine de basınç altında olan gaz, kabın dibine yerleşir ve burada tekrar (yine adyabatik olarak) 1 bar'a ve -15°C'ye kadar genişler. Daha sonra soğuk gaz, kayayı soğuttuğu ve orijinal durumuna kadar ısıttığı soğuk bir kaptan geçer.

Döngü tersine döndüğünde enerji tekrar elektriğe dönüştürülür. Isıtılmış kazandan gelen sıcak gaz genleşerek jeneratörü çalıştırır ve ardından soğuk depoya gönderilir. Soğuk kabın tabanından yükselen soğutulmuş gaz sıkıştırılır ve gaz ortam sıcaklığına ısıtılır. Gaz daha sonra tekrar ısıtılmak üzere ısıtılan kabın dibine yönlendirilir.

Sıkıştırma ve genleşme işlemleri, sürgülü valfler kullanılarak özel olarak tasarlanmış pistonlu kompresör tarafından sağlanmaktadır. Proses eksiklikleri sırasında üretilen ek ısı, deşarj döngüsü sırasında ısı eşanjörleri aracılığıyla çevreye salınır.

Geliştirici, %72-80'lik bir döngü verimliliğinin oldukça gerçek olduğunu iddia ediyor.Bu, verimliliği %80'in üzerinde olan pompalı depolamalı bir enerji santralinden gelen enerjinin depolanmasıyla karşılaştırmayı mümkün kılar.

Önerilen başka bir sistem türbinleri kullanır ve çok daha yüksek miktarlarda enerjiyi işleyebilir. Tuzlu ısıtıcıların enerji depolaması olarak kullanılması araştırmaları ileriye taşıyacaktır.

Erimiş tuz teknolojisi

Erimiş tuzların duyulur ısısı, güneş enerjisini yüksek sıcaklıklarda depolamak için de kullanılır. Tuz eriyikleri, artık termal enerjiyi depolamak için bir yöntem olarak kullanılabilir. Şu anda, bu, güneş yoğunlaştırıcıları tarafından toplanan ısıyı depolamak için ticari bir teknolojidir (örneğin, kule tipi güneş enerjisi santrallerinden veya parabolik silindirlerden). Isı daha sonra geleneksel buhar türbinlerine güç sağlamak ve kötü havalarda veya geceleri elektrik üretmek için aşırı ısıtılmış buhara dönüştürülebilir. Bu, 1995-1999'da Solar Two projesinin bir parçası olarak gösterildi. 2006'daki tahminler, elektriğe dönüştürülmeden önce ısı olarak depolanan enerjinin ve ısının elektriğe doğrudan dönüştürülmesinden önce bir karşılaştırmaya atıfta bulunarak, yıllık %99'luk bir verimlilik öngördü. Çeşitli ötektik tuz karışımları kullanılır (örneğin, sodyum nitrat, potasyum nitrat ve kalsiyum nitrat). Bu tür sistemlerin ısı transfer ortamı olarak kullanımı kimya ve metalurji endüstrilerinde fark edilir.

Tuz 131C'de (268F) erir. Yalıtılmış "soğuk" saklama kaplarında 288C'de (550F) sıvı halde saklanır. Sıvı tuz, odaklanmış güneş ısısının onu 566C'ye (1,051F) kadar ısıttığı güneş kolektör panellerinden pompalanır. Daha sonra sıcak bir depolama tankına gönderilir. Tank yalıtımının kendisi bir hafta boyunca termal enerjiyi depolamak için kullanılabilir. Elektrik ihtiyacı olması durumunda, sıcak erimiş tuz, aşırı ısıtılmış buhar üretmek ve herhangi bir kömür, petrol veya nükleer santralde kullanılan standart bir türbin jeneratör setini çalıştırmak için geleneksel bir buhar jeneratörüne pompalanır. 100 MW'lık bir türbin, benzer bir şekilde dört saat içinde çalıştırmak için 9,1 m (30 ft) yüksekliğinde ve 24 m (79 ft) çapında bir gemi gerektirecektir.

Hem soğuk hem de sıcak erimiş tuzları depolamak için ayırma plakasına sahip tek bir tank geliştirme aşamasındadır. Erimiş tuz depolama tankının karmaşık tasarımı nedeniyle oldukça pahalı olması nedeniyle, ikiz tanklara kıyasla birim hacim başına %100 daha fazla enerji depolaması elde etmek çok daha ekonomik olacaktır. Tuz ısıtıcıları ayrıca erimiş tuzlarda enerji depolamak için kullanılır.

İspanya'daki birkaç parabolik enerji santrali ve bir güneş enerjisi kuleleri geliştiricisi olan Solar Reserve, bu konsepti termal enerjiyi depolamak için kullanıyor. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Solana elektrik santrali, 6 saat boyunca üretilen erimiş tuzlarda enerji depolayabilir. 2013 yazında İspanya'da hem güneş yoğunlaştırıcı hem de eriyik tuz santrali olarak çalışan Gemasolar Thermosolar santrali ilk kez 36 gün boyunca kesintisiz elektrik üretmeyi başardı.

Bir ısı akümülatörüne neden ihtiyaç duyulur ve nasıl çalışır?

Muhafazası katı yakıtlı bir kazanla ısıtılanlar, pillerde sabit bir sıcaklık elde etmenin ne kadar zor olduğunu bilirler. Kalorifer fırınındaki sıcaklık sürekli değiştiğinden ve bu süreci etkilemek pratik olarak imkansızdır. Ve yakıt fırına konduğunda ve zaten alevlendiğinde bu nasıl yapılır? Elbette hava beslemesini kapatabilirsiniz, ancak etkisi ince ve uzun vadeli olacaktır. Başka bir deyişle, hemen harekete geçmek mümkün değildir.

İkinci sorun, yakıt yükleme arasındaki zamandır. Doğal olarak, kazana ne kadar az odun veya kömür atmanız gerekiyorsa, o kadar iyi, o kadar az güçlük. Bu sorunların her ikisini de çözmek için ısıtma için depolama tankları kurabilirsiniz. Ne olduğunu?

Bir ısı akümülatörü (TA), kazanın çalışması sırasında ısının biriktiği büyük hacimli sızdırmaz bir tampon tankıdır. Kazanda yakıtın tamamı yandıktan sonra, kalorifer sistemine monte edilen akümülatör tankı biriken ısıyı kademeli olarak devreye verir. Bu, yakıt yüklerinin sayısını azaltır ve ısıtıcının verimliliğini artırır.

Isı akümülatörünün içinde bir soğutucu bulunur. Su veya antifriz olabilir, ancak bunun devre boyunca dolaşan aynı soğutucu olduğunu anlamanız gerekir. Akü deposunun ısıtma sisteminde çalışma prensibi:

• kazan suyu ısıtır ve sürekli olarak soğutucu ile dolu olan TA'ya girer;
• daha sonra soğutma sıvısı ısıtma devresine girer ve ısının bir kısmını rezervuar sıvısının toplam hacmine verir;
• yavaş yavaş ısı akümülatöründeki suyun sıcaklığı artar;
• devreden, dönüş TA'ya da gelir;
• tampon tanktan, dönüş akışı kazana aktarılır.

TA bağlantı şeması

Isıtma için depolama tankına su beslemesi üstte gerçekleştirilir ve geri dönüş alttan çıkar. Bu akışlar rezervuarda farklı yönlerde hareket eder. Sorun, kesişmeleri ve ısı alışverişinin gerçekleşmesidir. Aksi takdirde ısı depolaması gerçekleşmez. Bu durumda sadece kaptaki suyu karıştırmak değil, doğru şekilde yapmak gerekir.

Bunun anlamı ne? Sirkülasyon, arz akışı geri dönüş akışına inecek, dönüş akışı yükselmeyecek şekilde ayarlanmalıdır. Sadece bu durumda, akışlar arasında bulunan sıvı tabaka ısınacaktır.

Sirkülasyon, ısıtma için depolama tankından önce ve sonra pompaların gücü seçilerek ve ayrıca çalışmalarının üç hızından biri ayarlanarak ayarlanır.

Isıtma sistemi için filtrelerin pompaların önüne konulması önemlidir. Aksi takdirde sirkülasyon pompasının onarılması gerekebilir.

Isıtma sistemi için depolama tankının evi ısıtmasına ek olarak, içine bir sıcak su devresi monte edilebilir. Ayrıca ünite, yardımcı olarak hareket eden ek ısıtma kaynakları ile donatılmıştır.

Isı akümülatörü, yalnızca tamamen şarj olduğunda kendisine sağlanan soğutucudan gelen ısının bir kısmını almayı durdurur. Yani su sıcaklığı tüm katmanlarda aynıdır ve kazandan gelen besleme sıcaklığına eşittir.

Kendin yap termal akümülatör

Isıtma için tampon tankların imalatının karmaşıklığı, güvenilir ısı yalıtımının yaratılmasında yatmaktadır. Bunun için sıradan bir varil veya benzeri bir kap kullanamazsınız. Bu parametreye ek olarak, kalorifer radyatörünün kapasitesi, duvarlardaki su yüküne ve olası hidrolik şoklara dayanmalıdır.

En basit tasarım, içinde U şeklinde bir boru hattı veya bakır boru bobini bulunan bir küptür. İkincisi, geniş bir ısı değişim yüzey alanına sahip olduğu ve bakırın optimal bir termal iletkenlik değerine sahip olduğu için tercih edilir. Bu tasarım ortak bir otoyola bağlıdır. Bir ısıtma sistemi tankının üretimi için, en az 1,5 mm kalınlığında çelik saclara ve metal bir boruya ihtiyacınız olacaktır. Çapı, bu ısıtma bölümündeki boru hattının enine kesitine eşit olmalıdır.

Minimum araç seti aşağıdakileri içerir:

• Kaynak makinesi;
• Açılı taşlama (Bulgarca);
• Metal için matkaplarla matkap;
• Ölçüm aleti.

En kolay yol, kübik şekilli radyatörleri ısıtmak için bir kap yapmaktır. Tüm diğer çalışmaların gerçekleştirileceği şekilde önceden bir çizim yapılır. Bir ısıtma elemanının varlığı gerekli değildir, ancak tercih edilir. Su ısıtma seviyesini uygun seviyede tutabilecektir.

Bir ısı akümülatörü üretme prosedürü

İlk olarak, ısıtma sistemi tankının gövdesinin oluşturulacağı dikdörtgen levhalar kesilir.Bu aşamada, kaynak boşluğunu hesaba katmanız gerekir - cihaza ve seçilen elektrotlara bağlı olarak 1 ila 3 mm arasında olabilir. Daha sonra, boru hattını, ısıtma elemanını ve kabı doldurmak için nozulları takmak için boşluklarda delikler açılır. Dökme demir radyatörler doğrudan ona bağlanamaz. Bu nedenle tanktan radyatöre olan ısı kayıplarının hesaplanması gerekmektedir.

Yapıyı monte ettikten sonra, gövdenin ısı yalıtımını yapmanız gerekir. Bir depolama ısıtma tankı için bazalt yalıtımı kullanmak en iyisidir. Aşağıdaki önemli niteliklere sahiptir:

Sıcak değil. Erime 700°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda gerçekleşir;

Kurulumu kolay. Bazalt yün oldukça esnektir;

Buhar bariyeri özelliklerine sahiptir

Bu, ısıtma işlemi sırasında depolama tankının gövdesinde kaçınılmaz olarak birikecek olan kondensin uzaklaştırılması için önemlidir.

Yanıcı gruba ait oldukları için polimerik malzemelerin (polistiren köpük veya polistiren) kullanımı kabul edilemez. Tampon tankın ısı yalıtımı en iyi şekilde ısıtma sistemine bağlandıktan sonra yapılır. Bu sayede giriş ve çıkış borularındaki ısı kayıpları azaltılabilir.

Eski bir çelik tank konteyner olarak kullanılabilir. Ancak duvarının kalınlığı 1,5 mm'den az olmamalıdır.

Isıtma için depolama tankının tasarımı

Isıtma için bir akümülatör tankının kesit görünümü

Şimdi ısı akümülatörünün tasarımına daha yakından bakalım. Tank sadece ısıtma devresi için tasarlanmışsa, tasarımı oldukça basittir:

• mühürlü muhafaza;
• yalıtım katmanı;
• besleme için üst kısımda branşman borusu;
• altta dönüş borusu.

Başka bir şey gerekli değildir, ancak ısıtma için depolama tankının ev ihtiyaçları için suyu da ısıtması gerekiyorsa, tank gövdesine bir bakır bobin ve tabii ki iki branşman borusu (giriş / çıkış) yerleştirilmiştir. Giriş borusuna soğuk su bağlanır. Bobinden geçer ve tampon tankındaki soğutucudan ısınır. Zaten ısıtılmış su, banyo ve mutfak musluklarına verilen tanktan çıkıyor. Aynı zamanda suyun TA içinde ne kadar kalacağı ve buna bağlı olarak ne kadar ısınacağı bakır bobinin uzunluğuna bağlıdır.

HE tasarımı sadece birkaç ısı transfer devresine değil, aynı zamanda birkaç ısıtma kaynağına da sahip olabilir. Bu nedenle, tanktaki soğutma sıvısının ısıtılması birkaç şekilde gerçekleştirilebilir:

• ısıtıcıdan;
• elektrikli ısıtıcılardan.

Elektrikli ısıtıcılar doğrudan şebekeye beslenebilir ve gerektiğinde açılabilir. Ayrıca, ısıtma akümülatörleri için modern tampon tanklar, ücretsiz güneş enerjisi kullanmanıza izin veren güneş panellerine bağlı bir ısıtma elemanı ile donatılmıştır.

Her zaman olduğu gibi, ustalar kendi elleriyle ısıtmak için bir pil tankı yapmanın mümkün olup olmadığıyla ilgileniyorlar. Tabii eliniz yerindeyse yapabilirsiniz ama çok basit olduğunu söylemek mümkün değil.

Dikkat etmeniz gerekenler:

• tankın üstü düz olmamalıdır, aksi takdirde basınçla sıkışacaktır;
• besleme ve dönüş boruları doğru düzlemlerde olmalıdır;
• tüm yapı kesinlikle mühürlenmiştir;
• yaklaşık 5 mm kalınlığında metal.

Videonun altında, ustalardan birinin bir varilden kendi elleriyle ısıtmak için bir depolama tankı nasıl yaptığını görebilirsiniz.

Günlük yaşamda kullanım özellikleri hakkında bilmeniz gereken başka neler var?

Bugüne kadar, bir rezervuarın hacmini hesaplamak için birkaç yöntem vardır. Deneyimlerin gösterdiği gibi, her kilovat ekipman gücü için 25 litre suya ihtiyaç vardır. Isı akümülatörlü ısıtma sistemi ihtiyacını karşılayan kazanın verimi %84'e çıkıyor. Yanma zirvesi dengelenir, bu nedenle enerji kaynakları %30'a kadar tasarruf edilir.

Termal akümülatör, köpüklü poliüretandan yapılmış güvenilir ısı yalıtımı sayesinde sıcaklığın korunmasını sağlar. Ek olarak, gerekirse suyu ısıtmaya izin veren ısıtma elemanları monte etmek mümkündür.

Isı akümülatör borularının ısıtma sistemine bağlanması

Genel bir kural olarak, tampon tankı ısıtma sistemine ısıtma kazanına paralel olarak bağlanır, bu nedenle bu şemaya kazan borulama şeması da denir.

TA'yı katı yakıtlı bir ısıtma kazanlı bir ısıtma sistemine bağlamak için olağan şemayı verelim (şemayı basitleştirmek için kapatma vanaları, otomasyon, kontrol cihazları ve diğer ekipmanlar üzerinde belirtilmemiştir).

Basitleştirilmiş ısı akümülatör boru şeması

Bu şema aşağıdaki öğeleri gösterir:

1. Isıtma kazanı.
2. Termal akümülatör.
3. Isıtma cihazları (radyatörler).
4. Kazan ve ısıtıcı arasındaki dönüş hattındaki sirkülasyon pompası.
5. Isıtma cihazları ile TA arasındaki sistemin dönüş hattındaki sirkülasyon pompası.
6. Sıcak su temini için ısı eşanjörü (bobin).
7. Ek bir ısı kaynağına bağlı ısı eşanjörü.

Tankın üst borularından biri (konum 2) kazan çıkışına (konum 1), ikincisi ise doğrudan ısıtma sisteminin besleme hattına bağlanır.

HE'nin alt branşman borularından biri kazan girişine bağlanırken, aralarındaki boru hattına çalışma sıvısının kazandan HE'ye bir daire içinde sirkülasyonunu sağlayan bir pompa (konum 4) monte edilir ve tersine.

İkinci alt branşman borusu, ısıtıcılara ısıtılmış soğutma sıvısı beslemesini sağlayan bir pompanın (konum 5) de monte edildiği ısıtma sisteminin dönüş hattına bağlanır.

Sirkülasyon pompaları ani bir elektrik kesintisi veya arıza durumunda ısıtma sisteminin çalışmasını sağlamak için genellikle ana hatta paralel bağlanır.

Doğal soğutucu sirkülasyonlu sistemlerde sirkülasyon pompası yoktur (konum 4 ve 5). Bu, sistemin ataletini önemli ölçüde artırır ve aynı zamanda onu tamamen uçucu hale getirir.

DHW ısı eşanjörü (konum 6) HE'nin üst kısmında bulunur.

Ek ısı eşanjörünün konumu (konum 7) ısı giriş kaynağının tipine bağlıdır:

• yüksek sıcaklık kaynakları için (ısıtma elemanı, gaz veya elektrikli kazan) tampon tankın üst kısmına yerleştirilir;
• düşük sıcaklıkta olanlar için (güneş enerjisi kolektörü, ısı pompası) - altta.

Şemada gösterilen ısı eşanjörleri isteğe bağlıdır (konum 6 ve 7).

Isı akümülatörü hesaplaması

Hesaplama formülü çok basittir:

Q = mc(T2-T1), burada:

Q, birikmiş ısıdır;

m tanktaki su kütlesidir;

c - 4200'e eşit su için J / (kg * K) cinsinden soğutucunun özgül ısısı;

T2 ve T1, soğutucunun ilk ve son sıcaklıklarıdır.

Diyelim ki bir radyatör ısıtma sistemimiz var. Radyatörler 70/50/20 sıcaklık rejimi için seçilir. Şunlar. pil deposundaki sıcaklık 70C'nin altına düştüğünde, ısı eksikliği, yani sadece donmaya başlayacağız. Bunun ne zaman olacağını hesaplayalım.

90 bizim T1'imiz

70, T2'dir

20 - oda sıcaklığı. Hesaplarımızda buna ihtiyacımız yok.

Diyelim ki 1000 litre (1m3) için bir ısı akümülatörümüz var.

Isı rezervini dikkate alıyoruz.

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

1 kWh = 3600 kJ

84000/3600=23,3 kW ısı

Beş günlük soğuk bir dönemde evde ısı kaybı 5 kW ise, o zaman neredeyse 5 saat yetecek kadar depolanmış ısımız var demektir. Buna göre, soğuk beş günlük bir süre için sıcaklık hesaplanandan daha yüksekse, ısı akümülatörü daha uzun süre yeterli olacaktır.

Termal akümülatörün hacminin seçimi, görevlerinize bağlıdır. Sıcaklığı yumuşatmanız gerekiyorsa, küçük bir ses düzeyi ayarlayın. Sabahları sıcacık bir evde uyanmak için akşamları ısı biriktirmeniz gerekiyorsa büyük bir üniteye ihtiyacınız var. İkinci bir görev olsun. 2300'den 0700'e - bir ısı kaynağı olmalıdır.

Isı kaybının 6 kW olduğunu ve ısıtma sisteminin sıcaklık rejiminin 40/30/20 olduğunu varsayalım. Isı akümülatöründeki soğutucu 90C'ye kadar ısıtılabilir

Stok süresi 8 saat. 6*8=48kW

m
=
Q
/4200*(T2-T1)

48*3600=172800 kJ

V
=172800/4200*50=0.822 m3

800 ila 1000 litrelik bir ısı akümülatörü ihtiyaçlarımızı karşılayacaktır.

Güneş enerjisi depolama

En yaygın olarak kullanılan güneş enerjisiyle ısıtma sistemleri, enerjiyi birkaç saatten birkaç güne kadar depolayabilir. Bununla birlikte, yazın güneş enerjisinin depolanarak kışın alan ısıtması için kullanılmasına olanak sağlayan mevsimlik termal enerji depolama (SHS) kullanan tesislerin sayısında artış olmuştur. Kanada, Alberta'dan güneş enerjisi topluluğu Drake Lanling şimdi tüm yıl boyunca güneş enerjisinin %97'sini kullanmayı öğrendi, bu yalnızca SATE kullanımıyla mümkün olan bir rekor.

Yüksek sıcaklıklı güneş enerjisi alıcı sistemlerinde hem gizli hem de duyulur ısının kullanılması da mümkündür. Alüminyum ve Silikon (AlSi12) gibi çeşitli ötektik metal karışımları, verimli buhar üretimi için yüksek bir erime noktası sunarken, çimento bazlı alümina karışımları iyi ısı depolama özellikleri sunar.

Çözünürlük sınırı alaşım teknolojisi

Çözünürlük sınırındaki alaşımlar, termal enerjiyi depolamak için metalin faz değişimine dayanır.

Sıvı metali erimiş tuz sisteminde olduğu gibi tanklar arasında pompalamak yerine, metal, kaynaşamayacağı (karışmaz) başka bir metal içinde kapsüllenir. İki malzemenin (faz değiştiren malzeme ve kapsül malzemesi) seçimine bağlı olarak, enerji depolama yoğunluğu 0,2-2 MJ/L olabilir.

Çalışma ortamı, tipik olarak su veya buhar, çözünürlük sınırında alaşıma ve alaşımdan ısı aktarmak için kullanılır. Bu tür alaşımların termal iletkenliği, rakip teknolojilerden genellikle daha yüksektir (400 W/m*K'ye kadar), bu da termal depolamanın daha hızlı olası "yüklenmesi" ve "boşaltılması" anlamına gelir. Teknoloji henüz endüstriyel ölçekte kullanım için uygulanmadı.

Kendi elinizle bir ısı akümülatörü yapmak

En basit pil modeli bağımsız olarak yapılabilirken, termos ilkelerine göre yönlendirilmeniz gerekir. Isıyı iletmeyen duvarlar nedeniyle sıvı uzun süre sıcak kalacaktır. İş için şunları hazırlamanız gerekir:

• İskoç;
• beton döşeme;
• ısı yalıtım malzemesi;
• bakır borular veya ısıtma elemanları.

Yapılırken tank seçimi yapılırken istenilen kapasite dikkate alınmalı, 150 litreden başlamalıdır. Herhangi bir metal varil alabilirsiniz. Ancak belirtilenden daha az bir cilt seçerseniz, anlam kaybolur. Konteyner hazırlanır, içeriden toz ve kalıntılar uzaklaştırılır, korozyon oluşmaya başlayan alanlar buna göre tedavi edilmelidir.

Yalıtımlı bir evde ısı akümülatörü kullanmanın avantajları

Sitenizde ulusal bir hazine - ana gaz yoksa, doğru ısıtma sistemini düşünmenin zamanı geldi. En iyi zaman, projenin henüz hazırlandığı zamandır ve en kötü zaman, zaten evde yaşadığınız ve ısıtmanın çok pahalı olduğunu fark ettiğiniz zamandır.

Katı yakıtlı bir kazan ve ısı akümülatörü kurmak için ideal bir ev, iyi bir yalıtıma ve düşük sıcaklıkta ısıtma sistemine sahip bir binadır. Yalıtım ne kadar iyi olursa, ısı kaybı o kadar az olur ve ısı akümülatörünüz konforlu ısıyı o kadar uzun süre koruyabilir.

Düşük sıcaklık ısıtma sistemi. Yukarıda, sıcaklık rejimi 90/70/20 olduğunda radyatörlerle bir örnek verdik. Düşük sıcaklık modunda, koşullar - 35/30/20 olacaktır. Farkı Hisset. İlk durumda, zaten sıcaklık 90 derecenin altına düştüğünde, ısı eksikliği hissedeceksiniz. Düşük sıcaklıklı bir sistem olması durumunda sabaha kadar huzur içinde uyuyabilirsiniz. neden asılsız olsun. Sadece faydaları hesaplayalım.

Yukarıdaki yöntemi hesapladık.

Düşük sıcaklıklı ısıtma sistemli varyant

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

231000/3600=64,2 kW.Bu, aynı hacimde ısı akümülatörü ile neredeyse üç kat daha fazladır. Isı kaybı ile - 5 kW, bu rezerv bütün gece için yeterlidir.

Ve şimdi finans hakkında. Elektrikli ısıtıcılı bir ısı akümülatörü monte ettiğimizi varsayalım. Gece ücretiyle depolarız. Tenov gücü - 10 kW. Geceleri evin mevcut ısınmasına 5 kw gider, gündüz 5 kw depolayabiliriz. 23-00 - 07-00 arası gece ücreti. 08:00.

8*5=40 kW. Şunlar. gündüz 8 saat gece ücretini kullanacağız.

1 Ocak 2015'ten itibaren Krasnodar Bölgesi'nde günlük ücret 3,85, gece ücreti 2,15'tir.

Fark 3.85-2.15 \u003d 1,7 ruble

40 * 1.7 = 68 ruble. Miktar küçük görünüyor, ancak acele etmeyin. Yukarıda, yalıtımlı ve yalıtımsız bir evin bağlantılarını verdik. Bir hata yaptığınızı hayal edin - ev inşa edildi, ilk ısıtma mevsimini çoktan geçtiniz ve elektrikle ısıtmanın çok pahalı olduğunu fark ettiniz. Yukarıda, yalıtımsız bir evde ısı kaybına bir örnek verdik. Örnekte, ısı kaybı 18891 watt'tır. Bu soğuk bir hafta içi günü. Isıtma sezonu için ortalama tam olarak 2 kat daha az olacak ve 9,5 kW olacaktır.

Bu nedenle, ısıtma sezonu için 24 * 149 * 9,5 = 33972 kW'a ihtiyacımız var.

16 saat ruble olarak, günlük oranda 2/3 (22648), geceleri 1/3 (11324 kW).

22648 * 3.85 = 87195 ruble

11324 * 3.85 = 24346 ruble

Toplam: 111541 ruble. Isı rakamı sadece ürkütücü. Böyle bir miktar herhangi bir bütçeyi mahvedebilir. Geceleri ısı depolarsanız, tasarruf edebilirsiniz. Isıtma sezonu için 38502 ruble. Büyük tasarruf. Bu tür giderleriniz varsa, elektrikli kazan ile birlikte katı yakıtlı bir kazan veya su ceketli bir şömine koymak gerekir. Zaman ve arzu var - yakacak odun attılar, ısıyı bir termal akümülatörde depoladılar ve gerisini elektrikle bitirdiler.

Isı akümülatörüne sahip yalıtımlı bir evde, ısıtma mevsiminin maliyeti, ana gaza sahip benzer yalıtımsız evlerle karşılaştırılabilir olacaktır.

Ana gazın olmadığı durumlarda tercihimiz şu şekildedir:

İyi yalıtılmış ev;

Düşük sıcaklık ısıtma sistemi;

Termal akümülatör;

Katı yakıtlı kazan veya su şöminesi;

Elektrikli kazan.

Evinizde katı yakıtlı bir kazan varsa, insan müdahalesi olmadan uzun süre çalışamayacağını bilmelisiniz. Bu, ateş kutusuna periyodik olarak yakacak odun yükleme ihtiyacından kaynaklanmaktadır. Bu zamanında yapılmazsa sistem soğumaya başlayacak ve odalardaki sıcaklık düşecektir.

Şömine alevlenirken elektrik kesilirse, ekipman ceketinde su kaynama tehlikesi olacak ve bu da onun tahrip olmasına neden olacaktır. Bu sorunlar, bir ısı akümülatörü takılarak çözülebilir. Şebeke suyunun sıcaklığında keskin bir düşüş olduğunda, dökme demir tesisatları çatlamaya karşı koruma rolünü de yerine getirir.

Çözüm

Bir roket için bir ısı akümülatörü, sıradan bir tüketicinin anlayışından uzak bir cihazdır. Ancak ısıtma sistemi için ısı akümülatörünü kendiniz kolayca bağlayabilirsiniz. Bunu yapmak için, uçlarında bir çıkış ve bir giriş bulunan tanktan bir dönüş boru hattı geçmelidir.

İlk aşamada tank ve kazan dönüşü birbirine bağlanmalıdır. Aralarında bir sirkülasyon pompası var, soğutucuyu varilden kesme vanasına, ısıtıcılara ve genleşme deposuna damıtacak. İkinci tarafta, bir sirkülasyon pompası ve bir kesme vanası monte edilmiştir.

Fotoğraf kaynağı - site http://www.devi-ekb.ru

Termal enerji depolamayı kullanarak gigawatt enerji tüketimini uygun maliyetli bir şekilde değiştirmek mümkündür. Ancak bugün bu tür sürücüler için pazar, potansiyele kıyasla feci derecede küçük. Bunun ana nedeni, ısı depolama sistemlerinin ortaya çıkışının ilk aşamasında, üreticilerin bu alandaki araştırmalara çok az ilgi göstermeleridir.Daha sonra, yeni teşvikler peşinde koşan üreticiler, teknolojinin bozulmasına ve insanların amaçlarını ve yöntemlerini yanlış anlamaya başlamasına neden oldu.

Bir ısı depolama sistemi kullanmanın en belirgin ve nesnel nedeni, tüketilen enerjiye harcanan para miktarını etkin bir şekilde azaltmaktır, ayrıca yoğun saatlerde enerji maliyeti diğer zamanlara göre çok daha yüksektir.