Sử dụng bộ tích nhiệt trong cuộc sống hàng ngày
Bộ tích nhiệt đã trở thành một thiết bị không thể thiếu đối với nhiều hệ thống sưởi ấm hiện đại. Với việc bổ sung này, có thể đảm bảo tích lũy năng lượng dư thừa được tạo ra trong lò hơi và thường bị lãng phí. Nếu chúng ta xem xét các mô hình của bộ tích lũy nhiệt, thì hầu hết chúng trông giống như một bình thép, có một số vòi phun trên và dưới. Nguồn nhiệt được kết nối với nguồn nhiệt sau, trong khi người tiêu dùng được kết nối với nguồn nhiệt trước. Bên trong là một chất lỏng có thể được sử dụng để giải quyết các vấn đề khác nhau.
Bộ tích nhiệt được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày khá thường xuyên. Công việc của nó dựa trên nhiệt dung ấn tượng của nước. Hoạt động của thiết bị này có thể được mô tả như sau. Đường ống dẫn của thiết bị lò hơi được nối với phần trên của bồn chứa. Chất làm mát nóng đi vào bể, chất làm mát này sẽ được làm nóng đến mức tối đa.
Bơm tuần hoàn ở dưới cùng. Nó lấy nước lạnh và chạy qua hệ thống sưởi, dẫn trực tiếp đến lò hơi. Chất lỏng được làm lạnh được thay thế bằng chất được làm nóng trong thời gian ngắn. Ngay sau khi lò hơi ngừng hoạt động, chất làm mát bắt đầu nguội trong các đường ống và đường ống dẫn. Nước đi vào bể, nơi nó bắt đầu chuyển chất làm mát nóng vào các đường ống. Hệ thống sưởi trong phòng sẽ tiếp tục trong một thời gian theo nguyên tắc này.
Khối lượng bộ đệm pin
Hãy tính xem nên lưu trữ nhiệt bao nhiêu. Có những ý kiến khác nhau, được đưa ra dựa trên tính toán dựa trên:
- diện tích của mặt bằng;
- năng lượng lò hơi.
Chúng ta hãy xem xét từng người trong số họ. Nếu bạn bắt đầu từ khu vực phòng \ u200b \ u200bạn, thì không thể có đề xuất chính xác. Vì có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ pin của hệ thống không có lò hơi, trong đó chính là sự thất thoát nhiệt của căn phòng. Ngôi nhà được cách nhiệt càng tốt thì bể đệm sẽ có khả năng cung cấp nhiệt cho nhà ở càng lâu.
Một phép tính gần đúng, dựa trên diện tích của căn phòng, là thể tích của bộ tích nhiệt phải gấp bốn lần số mét vuông. Ví dụ, một ngôi nhà có diện tích 200 mét vuông thì TA phù hợp với thể tích 800 lít.
Tất nhiên, bể chứa càng lớn càng tốt, nhưng để làm nóng một lượng chất làm mát lớn hơn, thì cần nhiều năng lượng sưởi hơn. Việc tính toán công suất lò hơi được thực hiện dựa trên diện tích được đốt nóng. Một kilowatt làm nóng mười mét. Bạn cũng có thể đặt một bể chứa năm tấn, chỉ cần nồi hơi không kéo khối lượng như vậy, sẽ không có ích gì khi lắp đặt một bộ tích lũy nhiệt lớn như vậy. Vì vậy, bạn cần điều chỉnh việc tính toán công suất của chính lò hơi.
Có lẽ đúng hơn là tính toán dựa trên công suất của lò hơi. Hãy lấy ví dụ cùng một ngôi nhà 200 mét vuông. Một phép tính gần đúng về thể tích của thùng đệm như sau - một kilowatt năng lượng làm nóng 25 lít chất làm mát. Có nghĩa là, nếu có một lò sưởi có công suất 20 W, thì thể tích của TA phải là khoảng 500 lít, rõ ràng là không đủ cho nhà ở như vậy.
Dựa trên kết quả tính toán, chúng tôi có thể kết luận rằng nếu bạn định lắp đặt một bộ tích nhiệt, thì bạn cần phải tính đến điều này khi chọn công suất lò hơi và không tính một mà là hai kilowatt trên mười mét diện tích đun nóng. Chỉ khi đó hệ thống mới được cân bằng. Khối lượng của TA cũng ảnh hưởng đến việc tính toán công suất của máy giãn nở. Bình giãn nở là một bình giãn nở có tác dụng bù lại sự giãn nở vì nhiệt của chất làm mát. Để tính thể tích của nó, bạn cần lấy tổng thể tích của chất làm mát trong mạch, bao gồm cả dung tích của thùng đệm và chia cho mười.
Khi nào thì có lãi khi lắp bộ tích nhiệt
Bạn có một nồi hơi nhiên liệu rắn;
Bạn được sưởi ấm bằng điện;
Bộ thu năng lượng mặt trời đã được thêm vào để giúp sưởi ấm;
Có thể tận dụng nhiệt từ các thiết bị và máy móc.
Trường hợp phổ biến nhất của việc sử dụng bộ tích tụ nhiệt là khi sử dụng lò hơi đốt nhiên liệu rắn làm nguồn nhiệt. Bất cứ ai đã sử dụng lò hơi đốt nhiên liệu rắn để sưởi ấm ngôi nhà của họ đều biết những tiện nghi có thể đạt được với một hệ thống sưởi ấm như vậy. Ngập - không mặc quần áo, cháy hết - mặc quần áo. Vào những buổi sáng trong ngôi nhà có nguồn nhiệt như vậy, bạn sẽ không muốn chui ra từ dưới các tấm che. Rất khó điều chỉnh quá trình cháy trong lò hơi đốt nhiên liệu rắn, cần phải gia nhiệt cả ở nhiệt độ + 10C và nhiệt độ -40C. Quá trình đốt cháy và lượng nhiệt sinh ra sẽ giống nhau, chỉ có điều nhiệt lượng này là cần thiết theo những cách hoàn toàn khác nhau. Để làm gì? Chúng ta có thể nói về loại hiệu quả nào khi bạn phải mở cửa sổ ở nhiệt độ dương. Không có câu hỏi của bất kỳ thoải mái.
Sơ đồ lắp đặt cho một lò hơi đốt nhiên liệu rắn với một bộ tích tụ nhiệt là một giải pháp lý tưởng cho một ngôi nhà riêng, khi bạn muốn cả tiện nghi và kinh tế. Với cách bố trí như vậy, bạn nấu chảy một nồi hơi nhiên liệu rắn, đun nóng nước trong một bộ tích nhiệt và nhận được nhiều nhiệt như bạn cần. Trong trường hợp này, lò hơi sẽ hoạt động với công suất tối đa và hiệu suất cao nhất. Củi hay than sẽ tỏa nhiệt bao nhiêu thì tích trữ bấy nhiêu.
Sự lựa chọn thứ hai. Lắp đặt bộ tích lũy nhiệt với nồi hơi điện. Giải pháp này sẽ hiệu quả nếu bạn có đồng hồ đo điện hai biểu giá. Chúng tôi lưu trữ nhiệt ở tốc độ ban đêm, chúng tôi sử dụng nó cả ngày và đêm. Nếu bạn quyết định sử dụng một hệ thống sưởi ấm như vậy, tốt hơn là nên tìm kiếm một bộ tích lũy nhiệt có khả năng lắp đặt lò sưởi điện trực tiếp vào thùng. Lò sưởi điện rẻ hơn lò hơi điện và không cần vật liệu để buộc lò hơi. Trừ công việc lắp đặt lò hơi điện. Bạn có thể tưởng tượng bạn có thể tiết kiệm được bao nhiêu không?
Lựa chọn thứ ba là khi có bộ thu năng lượng mặt trời. Tất cả nhiệt thừa có thể được tỏa ra vào bộ tích tụ nhiệt. Trong mùa demi, khoản tiết kiệm tuyệt vời sẽ thu được.
Hệ thống từ Isentropic
Hệ thống được phát triển bởi công ty Isentropic của Anh hiện đã phá sản, hoạt động như sau. Nó bao gồm hai thùng chứa cách nhiệt chứa đầy đá hoặc sỏi nghiền; bình nóng lưu nhiệt năng ở nhiệt độ và áp suất cao và bình lạnh lưu nhiệt năng ở nhiệt độ và áp suất thấp. Các bình được nối với nhau bằng các đường ống ở đầu và cuối, và toàn bộ hệ thống được làm đầy bằng khí trơ, argon.
Trong chu kỳ sạc, hệ thống sử dụng điện ngoài giờ cao điểm để hoạt động như một máy bơm nhiệt. Argon từ đỉnh của một bình lạnh có nhiệt độ và áp suất tương đương với áp suất khí quyển được nén đoạn nhiệt đến áp suất 12 bar, được nung nóng đến khoảng 500C (900F). Khí nén được chưng cất lên đỉnh của một bình được nung nóng, nơi nó thấm qua sỏi, truyền nhiệt vào đá và làm lạnh đến nhiệt độ môi trường xung quanh. Được làm mát, nhưng vẫn còn áp suất, khí lắng xuống đáy bình, tại đây khí lại nở ra (đoạn nhiệt) đến 1 bar và nhiệt độ -150C. Sau đó, khí lạnh đi qua một bình lạnh, tại đây nó làm lạnh đá, nóng lên trở lại trạng thái ban đầu.
Năng lượng được chuyển hóa trở lại thành điện năng khi chu trình bị đảo ngược. Khí nóng từ bình nóng nở ra để khởi động máy phát điện và sau đó được đưa đến kho lạnh. Khí lạnh đi lên từ đáy bình lạnh được nén lại, làm nóng khí đến nhiệt độ môi trường. Sau đó khí được dẫn xuống đáy bình nung nóng lại.
Quá trình nén và giãn nở được cung cấp bởi một máy nén pittông được thiết kế đặc biệt sử dụng van trượt. Nhiệt bổ sung được tạo ra trong quá trình thiếu hụt được thải ra môi trường thông qua các bộ trao đổi nhiệt trong chu trình xả.
Nhà phát triển tuyên bố rằng hiệu suất chu kỳ 72-80% là khá thực tế.Điều này có thể so sánh nó với việc lưu trữ năng lượng từ một nhà máy điện dự trữ được bơm, hiệu suất của nó là hơn 80%.
Một hệ thống khác được đề xuất sử dụng tuabin và có khả năng xử lý lượng năng lượng cao hơn nhiều. Việc sử dụng máy sưởi muối làm nơi lưu trữ năng lượng sẽ thúc đẩy nghiên cứu về phía trước.
Công nghệ muối nóng chảy
Nhiệt lượng hợp lý của muối nóng chảy cũng được sử dụng để lưu trữ năng lượng mặt trời ở nhiệt độ cao. Muối nóng chảy có thể được sử dụng như một phương pháp để lưu trữ năng lượng nhiệt dư. Hiện tại, đây là công nghệ thương mại để lưu trữ nhiệt thu được bằng các bộ tập trung năng lượng mặt trời (ví dụ, từ các nhà máy điện mặt trời dạng tháp hoặc hình trụ parabol). Nhiệt sau đó có thể được chuyển đổi thành hơi quá nhiệt để cung cấp năng lượng cho các tuabin hơi nước thông thường và tạo ra điện khi thời tiết xấu hoặc vào ban đêm. Điều này đã được chứng minh vào năm 1995-1999 như một phần của dự án Solar Two. Các ước tính vào năm 2006 dự đoán hiệu suất hàng năm là 99%, đề cập đến sự so sánh giữa năng lượng được lưu trữ dưới dạng nhiệt trước khi chuyển đổi thành điện năng và chuyển đổi trực tiếp nhiệt thành điện năng. Các hỗn hợp muối eutectic khác nhau được sử dụng (ví dụ, natri nitrat, kali nitrat và canxi nitrat). Việc sử dụng các hệ thống như một phương tiện truyền nhiệt được chú ý trong các ngành công nghiệp hóa chất và luyện kim.
Muối nóng chảy ở 131C (268F). Nó được bảo quản ở trạng thái lỏng ở 288C (550F) trong các thùng bảo quản "lạnh" cách nhiệt. Muối lỏng được bơm qua các tấm thu năng lượng mặt trời, nơi nhiệt lượng mặt trời tập trung sẽ làm nóng nó lên đến 566C (1.051F). Sau đó, nó được gửi đến một bể chứa nóng. Bản thân lớp cách nhiệt của bồn chứa có thể được sử dụng để lưu trữ nhiệt năng trong một tuần. Trong trường hợp cần điện, muối nóng chảy được bơm vào máy phát hơi nước thông thường để tạo ra hơi quá nhiệt và chạy tổ máy phát tuabin tiêu chuẩn được sử dụng trong bất kỳ nhà máy điện than, dầu hoặc điện hạt nhân nào. Một tuabin 100 MW sẽ yêu cầu một tàu cao 9,1 m (30 ft) và đường kính 24 m (79 ft) để chạy nó trong vòng bốn giờ theo cách tương tự.
Một bể duy nhất với một tấm ngăn cách để lưu trữ cả muối nóng chảy lạnh và nóng đang được phát triển. Sẽ tiết kiệm hơn nhiều nếu đạt được mức tích trữ năng lượng nhiều hơn 100% trên một đơn vị thể tích so với bể đôi, vì bể chứa muối nóng chảy khá đắt do thiết kế phức tạp. Lò sưởi muối cũng được sử dụng để lưu trữ năng lượng trong muối nóng chảy.
Một số nhà máy điện hình parabol ở Tây Ban Nha và Solar Reserve, một nhà phát triển các tháp năng lượng mặt trời, sử dụng khái niệm này để lưu trữ năng lượng nhiệt. Nhà máy điện Solana ở Hoa Kỳ có thể tích trữ năng lượng dưới dạng muối nóng chảy, được tạo ra trong 6 giờ. Vào mùa hè năm 2013, nhà máy nhiệt điện Gemasolar, hoạt động như một bộ tập trung năng lượng mặt trời và một nhà máy điện muối nóng chảy ở Tây Ban Nha, lần đầu tiên có thể sản xuất điện liên tục trong 36 ngày.
Tại sao cần có bộ tích nhiệt và nó hoạt động như thế nào
Những người có vỏ được đốt nóng bằng lò hơi đốt nhiên liệu rắn biết rằng khó khăn như thế nào để đạt được nhiệt độ ổn định trong pin. Vì nhiệt độ trong lò nung liên tục thay đổi và thực tế không thể ảnh hưởng đến quá trình này. Và làm thế nào để làm điều này khi nhiên liệu được đưa vào lò và đã bùng lên? Tất nhiên, bạn có thể che đậy nguồn cung cấp không khí, nhưng hiệu quả sẽ rất tinh tế và lâu dài. Nói cách khác, không thể thực hiện hành động kịp thời.
Vấn đề thứ hai là thời gian giữa các lần nạp nhiên liệu. Đương nhiên, bạn càng ít phải ném củi hoặc than vào lò hơi thì càng tốt, càng ít rắc rối. Để giải quyết cả hai vấn đề này, bạn có thể lắp đặt bể chứa để sưởi ấm. Nó là gì?
Bộ tích lũy nhiệt (TA) là một bể đệm kín có thể tích lớn, trong đó nhiệt được tích lũy trong quá trình hoạt động của lò hơi. Sau khi tất cả nhiên liệu cháy hết trong lò hơi, bình tích lũy được lắp đặt trong hệ thống sưởi sẽ dần dần giải phóng nhiệt tích lũy cho mạch điện. Điều này làm giảm số lần nạp nhiên liệu và tăng hiệu suất của lò sưởi.
Bên trong bộ tích nhiệt là chất làm mát. Nó có thể là nước hoặc chất chống đông, trong khi bạn cần hiểu rằng đây chính là chất làm mát lưu thông khắp mạch điện. Nguyên lý hoạt động của bình ắc quy trong hệ thống sưởi:
- nồi hơi làm nóng nước, và nó đi vào TA, nơi liên tục chứa đầy chất làm mát;
- sau đó chất làm mát đi vào mạch đốt nóng, đồng thời tỏa ra một phần nhiệt cho tổng thể tích của chất lỏng trong bình chứa;
- dần dần nhiệt độ của nước trong bình tích nhiệt tăng lên;
- từ mạch, trở lại cũng đến TA;
- từ thùng đệm, dòng hồi lưu được chuyển đến nồi hơi.
Sơ đồ kết nối TA
Việc cấp nước vào bể chứa để sưởi ấm được thực hiện ở phía trên, và dòng hồi lưu thoát ra ở phía dưới. Các dòng chảy này di chuyển trong bể chứa theo các hướng khác nhau. Vấn đề là chúng giao nhau và diễn ra quá trình trao đổi nhiệt. Nếu không, việc lưu trữ nhiệt sẽ không xảy ra. Trong trường hợp này, không chỉ cần trộn nước trong thùng chứa mà còn phải thực hiện một cách chính xác.
Nó có nghĩa là gì? Lưu thông phải được thiết lập sao cho dòng cung đi xuống dòng hồi lưu, trong khi dòng hồi lưu không được tăng lên. Chỉ trong trường hợp này, lớp chất lỏng, nằm giữa các dòng chảy, sẽ nóng lên.
Sự lưu thông được điều chỉnh bằng cách chọn công suất của máy bơm trước và sau bể chứa để sưởi ấm, cũng như cài đặt một trong ba tốc độ hoạt động của chúng
Điều quan trọng là phải đặt các bộ lọc cho hệ thống sưởi ấm phía trước máy bơm. Nếu không, máy bơm tuần hoàn có thể cần được sửa chữa.
Ngoài thực tế là bể chứa cho hệ thống sưởi làm nóng ngôi nhà, một mạch nước nóng có thể được lắp đặt trong đó. Ngoài ra, thiết bị được trang bị thêm các nguồn sưởi ấm, đóng vai trò như những nguồn phụ trợ.
Bộ tích lũy nhiệt không còn nhận một phần nhiệt từ chất làm mát được cung cấp cho nó chỉ khi nó được sạc đầy. Tức là, nhiệt độ nước ở tất cả các lớp như nhau và bằng nhiệt độ cấp từ lò hơi.
Bộ tích lũy nhiệt tự làm
Sự phức tạp của việc sản xuất thùng đệm để sưởi ấm nằm ở việc tạo ra vật liệu cách nhiệt đáng tin cậy. Đối với điều này, bạn không thể sử dụng một thùng thông thường hoặc một thùng chứa tương tự. Ngoài thông số này, công suất của bộ tản nhiệt phải chịu được tải trọng của nước trên tường và các chấn động thủy lực có thể xảy ra.
Thiết kế đơn giản nhất là hình khối, bên trong có đường ống hình chữ U hoặc cuộn ống đồng. Loại thứ hai thích hợp hơn, vì nó có diện tích bề mặt trao đổi nhiệt lớn và đồng có giá trị dẫn nhiệt tối ưu. Thiết kế này được kết nối với một đường cao tốc chung. Để sản xuất bể chứa hệ thống sưởi, bạn sẽ cần các tấm thép có độ dày ít nhất 1,5 mm và một ống kim loại. Đường kính của nó phải bằng tiết diện của đường ống trong phần gia nhiệt này.
Bộ công cụ tối thiểu bao gồm:
- Máy hàn;
- Máy mài góc (tiếng Bungari);
- Khoan với các mũi khoan cho kim loại;
- Công cụ đo lường.
Cách đơn giản nhất là làm một hộp chứa để sưởi ấm các bộ tản nhiệt có dạng hình khối. Một bản vẽ được vẽ trước, theo đó tất cả các công việc tiếp theo sẽ được thực hiện. Sự hiện diện của bộ phận gia nhiệt là không bắt buộc, nhưng được ưu tiên. Anh ta sẽ có thể duy trì mức độ đun nước ở mức thích hợp.
Quy trình sản xuất bộ tích lũy nhiệt
Đầu tiên, các tấm hình chữ nhật được cắt ra, trong đó sẽ bao gồm phần thân của bể chứa hệ thống sưởi.Ở giai đoạn này, bạn cần tính đến khoảng trống để hàn - nó có thể từ 1 đến 3 mm, tùy thuộc vào thiết bị và các điện cực đã chọn. Sau đó, các lỗ được khoét trên các khoảng trống để gắn đường ống dẫn, bộ phận làm nóng và vòi phun để làm đầy thùng chứa. Bộ tản nhiệt bằng gang không thể được gắn trực tiếp vào nó. Vì vậy cần phải tính toán các tổn thất nhiệt từ bình xuống bộ tản nhiệt.
Sau khi lắp ráp kết cấu, bạn cần làm lớp cách nhiệt cho thân xe. Đối với bể gia nhiệt lưu trữ, tốt nhất là sử dụng vật liệu cách nhiệt bazan. Nó có những phẩm chất quan trọng sau:
Không nóng. Sự nóng chảy xảy ra ở nhiệt độ trên 700 ° C;
Dễ dàng để cài đặt. Len bazan khá co giãn;
Có tính chất ngăn hơi
Điều này rất quan trọng đối với việc loại bỏ nước ngưng, chắc chắn sẽ tích tụ trên thân bình chứa trong quá trình vận hành sưởi ấm.
Việc sử dụng các vật liệu cao phân tử (bọt polystyrene hoặc polystyrene) là không thể chấp nhận được, vì chúng thuộc nhóm chất dễ cháy. Việc cách nhiệt của bể đệm được thực hiện tốt nhất sau khi kết nối với hệ thống sưởi. Bằng cách này, tổn thất nhiệt ở đường ống đầu vào và đầu ra có thể được giảm bớt.
Một chiếc bồn thép cũ có thể được tận dụng làm thùng chứa. Nhưng độ dày của tường không được nhỏ hơn 1,5 mm.
Thiết kế của bể chứa để sưởi ấm
Mặt cắt của một bình tích lũy để sưởi ấm
Bây giờ chúng ta hãy xem xét kỹ hơn thiết kế của bộ tích nhiệt. Nếu bể chỉ được thiết kế cho mạch sưởi ấm, thì thiết kế của nó khá đơn giản:
- nhà ở được niêm phong;
- lớp cách điện;
- ống nhánh ở phần trên để cung cấp;
- đường ống trở lại ở phía dưới.
Không yêu cầu gì khác, nhưng nếu cần bể chứa để sưởi ấm cũng như đun nóng nước cho nhu cầu gia đình, thì một cuộn dây đồng và tất nhiên là hai ống nhánh (đầu vào / ra) được lắp vào thân bể. Nước lạnh được kết nối với đường ống đầu vào. Nó đi qua cuộn dây và nóng lên từ chất làm mát có trong thùng đệm. Nước đã được làm nóng chảy ra khỏi bồn chứa, được cung cấp cho phòng tắm và vòi nhà bếp. Đồng thời, nó phụ thuộc vào chiều dài của cuộn dây đồng mà nước sẽ ở bên trong TA bao lâu và theo đó, nó sẽ nóng lên bao nhiêu.
Thiết kế HE có thể có không chỉ một số mạch truyền nhiệt, mà còn có một số nguồn gia nhiệt. Vì vậy, việc làm nóng chất làm mát trong két có thể được thực hiện theo một số cách:
- từ lò sưởi;
- từ lò sưởi điện.
Lò sưởi điện có thể được đưa trực tiếp vào mạng và bật khi cần thiết. Ngoài ra, các bể đệm hiện đại để tích lũy sưởi ấm được trang bị một bộ phận sưởi ấm được kết nối với các tấm pin mặt trời, cho phép bạn sử dụng năng lượng mặt trời miễn phí.
Như mọi khi, những người thợ thủ công quan tâm đến việc liệu có thể tự tay mình làm một bình ắc quy để sưởi ấm hay không. Tất nhiên, bạn có thể làm được nếu bàn tay của bạn đã sẵn sàng, nhưng không thể nói rằng điều đó rất đơn giản.
Những gì bạn cần chú ý:
- đỉnh của bể chứa không được bằng phẳng, nếu không nó sẽ bị ép ra bởi áp suất;
- các đường ống cấp và trở lại phải đúng mặt phẳng;
- toàn bộ cấu trúc được niêm phong tuyệt đối;
- kim loại dày khoảng 5 mm.
Dưới đây, trong video, bạn có thể thấy cách một trong những người thợ thủ công đã tự tay làm thùng chứa để sưởi ấm từ một chiếc thùng.
Những điều bạn cần biết khác về các tính năng sử dụng trong cuộc sống hàng ngày
Cho đến nay, có một số phương pháp để tính toán thể tích của một hồ chứa. Theo kinh nghiệm cho thấy, cứ mỗi kilowatt điện của thiết bị thì cần 25 lít nước. Hiệu suất của lò hơi, đáp ứng nhu cầu về hệ thống sưởi với bộ tích tụ nhiệt, tăng lên 84%. Đỉnh đốt cháy được san bằng, do đó, nguồn năng lượng được tiết kiệm lên đến 30%.
Bộ tích lũy nhiệt đảm bảo duy trì nhiệt độ do vật liệu cách nhiệt đáng tin cậy được làm bằng polyurethane tạo bọt. Ngoài ra, có thể lắp đặt các bộ phận gia nhiệt, cho phép đun nóng nước, nếu cần.
Kết nối đường ống tích lũy nhiệt với hệ thống sưởi
Theo nguyên tắc chung, bể đệm được kết nối với hệ thống gia nhiệt song song với lò hơi gia nhiệt, do đó sơ đồ này còn được gọi là sơ đồ đường ống lò hơi.
Hãy để chúng tôi đưa ra sơ đồ thông thường để kết nối TA với hệ thống sưởi bằng lò hơi đốt nóng nhiên liệu rắn (để đơn giản hóa sơ đồ, van ngắt, tự động hóa, thiết bị điều khiển và các thiết bị khác không được chỉ định trên đó).
Sơ đồ đường ống tích lũy nhiệt được đơn giản hóa
Sơ đồ này cho thấy các yếu tố sau:
- Lò hơi gia nhiệt.
- Bộ tích lũy nhiệt.
- Các thiết bị sưởi ấm (bộ tản nhiệt).
- Bơm tuần hoàn trong dòng hồi lưu giữa lò hơi và lò sưởi.
- Bơm tuần hoàn trong đường trở lại của hệ thống giữa các thiết bị sưởi và TA.
- Bộ trao đổi nhiệt (cuộn dây) để cấp nước nóng.
- Bộ trao đổi nhiệt kết nối với nguồn nhiệt bổ sung.
Một trong các đường ống phía trên của bồn chứa (vị trí 2) được kết nối với đầu ra của nồi hơi (vị trí 1) và ống thứ hai được kết nối trực tiếp với đường cung cấp của hệ thống sưởi.
Một trong các đường ống nhánh dưới của HE được kết nối với đầu vào của nồi hơi, trong khi một máy bơm (vị trí 4) được lắp đặt trong đường ống giữa chúng, đảm bảo sự lưu thông của chất lỏng làm việc theo vòng tròn từ nồi hơi đến HE và ngược lại.
Đường ống nhánh dưới thứ hai RẰNG được kết nối với đường trở lại của hệ thống sưởi, trong đó một máy bơm (vị trí 5) cũng được lắp đặt, cung cấp nguồn cung cấp chất làm mát được làm nóng cho máy sưởi.
Để đảm bảo hoạt động của hệ thống sưởi trong trường hợp mất điện đột ngột hoặc hỏng các máy bơm tuần hoàn, chúng thường được nối song song với đường dây chính.
Trong các hệ thống có tuần hoàn nước làm mát tự nhiên, không có bơm tuần hoàn (vị trí 4 và 5). Điều này làm tăng đáng kể quán tính của hệ thống, đồng thời làm cho nó hoàn toàn không bay hơi.
Bộ trao đổi nhiệt DHW (vị trí 6) nằm ở phần trên của HE.
Vị trí của bộ trao đổi nhiệt bổ sung (vị trí 7) phụ thuộc vào loại nguồn nhiệt đầu vào:
- đối với các nguồn nhiệt độ cao (bộ phận gia nhiệt, khí đốt hoặc nồi hơi điện), nó được đặt ở phần trên của thùng đệm;
- cho những cái có nhiệt độ thấp (bộ thu năng lượng mặt trời, máy bơm nhiệt) - ở dưới cùng.
Các bộ trao đổi nhiệt được chỉ ra trong sơ đồ là tùy chọn (vị trí 6 và 7).
Tính toán bộ tích lũy nhiệt
Công thức tính toán rất đơn giản:
Q = mc (T2-T1), trong đó:
Q là nhiệt lượng tích lũy;
m là khối lượng của nước trong bể;
c - nhiệt dung riêng của chất làm mát tính bằng J / (kg * K), đối với nước bằng 4200;
T2 và T1 là nhiệt độ ban đầu và nhiệt độ cuối cùng của chất làm mát.
Giả sử chúng ta có một hệ thống sưởi tản nhiệt. Bộ tản nhiệt được chọn cho chế độ nhiệt độ 70/50/20. Những thứ kia. khi nhiệt độ trong bình ắc quy xuống dưới 70C, chúng ta sẽ bắt đầu gặp hiện tượng thiếu nhiệt, tức là bị đóng băng. Hãy tính toán khi điều này xảy ra.
90 là T1 của chúng tôi
70 là T2
20 - nhiệt độ phòng. Chúng tôi không cần nó trong tính toán của mình.
Giả sử chúng ta có một bộ tích lũy nhiệt cho 1000 lít (1m3)
Chúng tôi coi là nhiệt dự trữ.
Q
\ u003d 1000 * 4200 * (90-70) \ u003d 84.000.000 J hoặc 84.000 kJ
1 kWh = 3600 kJ
84000/3600 = 23,3 kW nhiệt
Nếu tổn thất nhiệt ở nhà là 5 kW trong thời gian năm ngày lạnh, thì chúng ta có đủ nhiệt dự trữ trong gần 5 giờ. Theo đó, nếu nhiệt độ cao hơn so với tính toán trong khoảng thời gian năm ngày lạnh, thì bộ tích nhiệt sẽ đủ trong thời gian dài hơn.
Việc lựa chọn khối lượng của bộ tích nhiệt phụ thuộc vào nhiệm vụ của bạn. Nếu bạn cần làm dịu nhiệt độ, hãy đặt âm lượng nhỏ. Nếu bạn cần tích lũy nhiệt vào buổi tối để thức dậy trong một ngôi nhà ấm áp vào buổi sáng, bạn cần một đơn vị lớn. Hãy để có một nhiệm vụ thứ hai. Từ 23:00 đến 07:00 - phải có nguồn cung cấp nhiệt.
Giả sử tổn thất nhiệt là 6 kW, và chế độ nhiệt độ của hệ thống sưởi là 40/30/20. Chất làm mát trong bộ tích nhiệt có thể được làm nóng lên đến 90C
Thời gian có hàng 8 giờ. 6 * 8 = 48 kw
M
=
Q
/ 4200 * (T2-T1)
48 * 3600 = 172800 kJ
V
= 172800/400 * 50 = 0,822 m3
Một bình tích nhiệt từ 800 đến 1000 lít sẽ đáp ứng yêu cầu của chúng tôi.
Lưu trữ năng lượng mặt trời
Các hệ thống sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời được sử dụng rộng rãi nhất có thể lưu trữ năng lượng từ vài giờ đến vài ngày. Tuy nhiên, đã có sự gia tăng về số lượng các cơ sở sử dụng phương pháp lưu trữ năng lượng nhiệt theo mùa (SHS), cho phép lưu trữ năng lượng mặt trời vào mùa hè để sử dụng cho việc sưởi ấm không gian vào mùa đông. Cộng đồng năng lượng mặt trời Drake Lanling ở Alberta, Canada hiện đã học cách sử dụng 97% năng lượng mặt trời quanh năm, một kỷ lục chỉ có thể đạt được khi sử dụng SATE.
Việc sử dụng cả nhiệt tiềm ẩn và nhiệt cảm nhận cũng có thể thực hiện được trong các hệ thống nhận nhiệt mặt trời nhiệt độ cao. Các hỗn hợp kim loại eutectic khác nhau như Nhôm và Silicon (AlSi12) cung cấp nhiệt độ nóng chảy cao để sản xuất hơi nước hiệu quả, trong khi hỗn hợp alumin gốc xi măng có đặc tính giữ nhiệt tốt.
Công nghệ hợp kim biên giới hòa tan
Hợp kim ở ranh giới hòa tan dựa trên sự thay đổi pha của kim loại để tích trữ nhiệt năng.
Thay vì bơm kim loại lỏng giữa các bể như trong hệ thống muối nóng chảy, kim loại này được bao bọc trong một kim loại khác mà nó không thể nung chảy (không thể trộn lẫn). Tùy thuộc vào sự lựa chọn của hai vật liệu (vật liệu thay đổi pha và vật liệu viên nang), mật độ lưu trữ năng lượng có thể là 0,2-2 MJ / L.
Môi trường làm việc, thường là nước hoặc hơi nước, được sử dụng để truyền nhiệt đến và đi từ hợp kim ở ranh giới hòa tan. Độ dẫn nhiệt của các hợp kim như vậy thường cao hơn (lên đến 400 W / m * K) so với các công nghệ cạnh tranh, có nghĩa là khả năng “tải” và “dỡ” kho nhiệt nhanh hơn. Công nghệ này vẫn chưa được triển khai để sử dụng ở quy mô công nghiệp.
Tự tạo một bộ tích lũy nhiệt bằng tay của bạn
Mô hình pin đơn giản nhất có thể được chế tạo độc lập, trong khi bạn nên được hướng dẫn về nguyên lý hoạt động của phích nước. Do thành bình không dẫn nhiệt nên lâu ngày chất lỏng vẫn nóng. Đối với công việc, bạn nên chuẩn bị:
- Rượu Scotch;
- tấm bê tông;
- vật liệu cách nhiệt;
- ống đồng hoặc bộ phận gia nhiệt.
Khi nó được thực hiện, khi chọn một bồn chứa, cần phải tính đến dung tích mong muốn, nó nên bắt đầu từ 150 lít. Bạn có thể nhặt bất kỳ thùng kim loại nào. Nhưng nếu bạn chọn một khối lượng ít hơn được đề cập, thì ý nghĩa sẽ mất. Thùng chứa đã được chuẩn bị, loại bỏ bụi và mảnh vụn bên trong, các khu vực bắt đầu hình thành ăn mòn phải được xử lý phù hợp.
Ưu điểm của việc sử dụng bộ tích nhiệt trong ngôi nhà có lớp cách nhiệt
Nếu trang web của bạn không có bảo vật quốc gia - khí đốt chính, thì đã đến lúc bạn phải nghĩ đến hệ thống sưởi ấm phù hợp. Thời điểm tốt nhất là khi dự án chỉ mới được chuẩn bị, và thời điểm tồi tệ nhất là khi bạn đã sống trong nhà và nhận ra rằng việc sưởi ấm là rất tốn kém.
Một ngôi nhà lý tưởng để lắp đặt một lò hơi đốt nhiên liệu rắn và một bộ tích tụ nhiệt là một ngôi nhà có hệ thống cách nhiệt tốt và hệ thống sưởi ở nhiệt độ thấp. Cách nhiệt càng tốt, càng ít mất nhiệt và càng lâu thì bộ tích nhiệt của bạn sẽ có thể duy trì nhiệt thoải mái.
Hệ thống sưởi nhiệt độ thấp. Ở trên, chúng tôi đã đưa ra một ví dụ với bộ tản nhiệt khi chế độ nhiệt độ là 90/70/20. Ở chế độ nhiệt độ thấp, các điều kiện sẽ là - 35/30/20. Cảm nhận sự khác biệt. Trong trường hợp đầu tiên, khi nhiệt độ giảm xuống dưới 90 độ, bạn sẽ cảm thấy thiếu nhiệt. Trong trường hợp hệ thống nhiệt độ thấp, bạn có thể ngủ yên cho đến sáng. Tại sao lại là vô căn cứ. Hãy chỉ tính toán những lợi ích.
Chúng tôi đã tính toán theo phương pháp trên.
Biến thể với hệ thống sưởi nhiệt độ thấp
Q
=1000*4200*(90-35)=231
000
000 J (231000 kJ)
231000/3600 = 64,2 kW.Con số này nhiều hơn gần gấp ba lần với cùng một khối lượng tích lũy nhiệt. Với tổn thất nhiệt - 5 kW, lượng dự trữ này đủ cho cả đêm.
Và bây giờ là về tài chính. Giả sử chúng ta đã gắn bộ tích lũy nhiệt với lò sưởi điện. Chúng tôi lưu trữ theo tỷ lệ ban đêm. Công suất Tenov - 10 kW. 5 kW cho hệ thống sưởi hiện tại của ngôi nhà vào ban đêm, chúng ta có thể lưu trữ 5 kW cho ban ngày. Giá ban đêm từ 23-00 đến 07-00. 8 giờ.
8 * 5 = 40 kw. Những thứ kia. vào ban ngày, chúng tôi sẽ sử dụng tỷ lệ ban đêm cho 8 giờ.
Từ ngày 1 tháng 1 năm 2015, tại Lãnh thổ Krasnodar, tỷ lệ hàng ngày là 3,85, tỷ lệ ban đêm là 2,15.
Sự khác biệt là 3,85-2,15 \ u003d 1,7 rúp
40 * 1,7 = 68 rúp. Số tiền có vẻ nhỏ, nhưng đừng vội vàng. Ở trên, chúng tôi đã đưa ra các liên kết đến một ngôi nhà cách nhiệt và một ngôi nhà không cách nhiệt. Hãy tưởng tượng rằng bạn đã mắc sai lầm - ngôi nhà được xây dựng, bạn đã bước qua mùa sưởi ấm đầu tiên và nhận ra rằng sưởi ấm bằng điện là rất tốn kém. Trên đây, chúng tôi đã đưa ra một ví dụ về sự mất nhiệt trong một ngôi nhà không được cách nhiệt. Trong ví dụ, tổn thất nhiệt là 18891 watt. Đây là một ngày trong tuần lạnh giá. Mức trung bình cho mùa sưởi sẽ ít hơn chính xác 2 lần và sẽ là 9,5 kW.
Do đó, đối với mùa nóng, chúng ta cần 24 * 149 * 9,5 = 33972 kW
Tính bằng rúp trong 16 giờ, 2/3 (22648) ở mức hàng ngày, 1/3 (11324 kW) vào ban đêm.
22648 * 3,85 = 87195 rúp
11324 * 3,85 = 24346 rúp
Tổng: 111541 rúp. Con số cho nhiệt đơn giản là đáng kinh ngạc. Một số tiền như vậy có thể tàn phá bất kỳ ngân sách nào. Nếu bạn lưu trữ nhiệt vào ban đêm, bạn có thể tiết kiệm. 38502 rúp cho mùa sưởi ấm. Tiết kiệm lớn. Nếu bạn có chi phí như vậy, cần phải đặt một lò hơi đốt nhiên liệu rắn hoặc một lò sưởi có áo nước đi đôi với lò hơi điện. Có thời gian và mong muốn - họ ném củi, tích trữ nhiệt trong bình tích nhiệt và hoàn thành phần còn lại bằng điện.
Trong một ngôi nhà cách nhiệt với một bộ tích lũy nhiệt, chi phí cho mùa sưởi ấm sẽ tương đương với những ngôi nhà không cách nhiệt tương tự có khí chính.
Lựa chọn của chúng tôi khi không có khí chính như sau:
Ngôi nhà cách nhiệt tốt;
Hệ thống sưởi nhiệt độ thấp;
Bộ tích lũy nhiệt;
Lò hơi đốt nhiên liệu rắn hoặc lò sưởi nước;
Nồi hơi điện.
Nếu bạn có một lò hơi đốt nhiên liệu rắn trong nhà, thì bạn nên biết rằng nó không thể hoạt động trong một thời gian dài nếu không có sự can thiệp của con người. Điều này là do nhu cầu định kỳ nạp củi vào hộp lửa. Nếu điều này không được thực hiện kịp thời, hệ thống sẽ bắt đầu nguội đi và nhiệt độ trong các phòng sẽ giảm xuống.
Nếu ngắt điện khi hộp lửa đang bùng lên thì sẽ có nguy cơ xảy ra hiện tượng nước sôi trong vỏ bọc thiết bị dẫn đến phá hủy vỏ thiết bị. Những vấn đề này có thể được giải quyết bằng cách lắp đặt một bộ tích lũy nhiệt. Nó cũng thực hiện vai trò bảo vệ các thiết bị bằng gang không bị nứt khi nhiệt độ của nước mạng giảm mạnh.
Sự kết luận
Bộ tích lũy nhiệt cho tên lửa là một thiết bị khác xa với sự hiểu biết của người tiêu dùng bình thường. Nhưng bạn có thể dễ dàng tự kết nối bộ tích lũy nhiệt cho hệ thống sưởi. Để làm được điều này, một đường ống hồi lưu sẽ phải đi qua bể chứa, ở hai đầu có lối ra và lối vào.
Ở giai đoạn đầu, bể chứa và hồi lưu của lò hơi phải được kết nối với nhau. Giữa chúng có một máy bơm tuần hoàn, nó sẽ chưng cất chất làm mát từ thùng đến van ngắt, bộ gia nhiệt và bình giãn nở. Ở mặt thứ hai, một máy bơm tuần hoàn và một van đóng ngắt được lắp đặt.
Nguồn ảnh - site http://www.devi-ekb.ru
Sử dụng lưu trữ năng lượng nhiệt, có thể thay đổi việc tiêu thụ năng lượng gigawatt một cách hiệu quả về mặt chi phí. Nhưng ngày nay thị trường cho những ổ đĩa như vậy là rất nhỏ so với tiềm năng. Nguyên nhân chính nằm ở việc ở giai đoạn đầu mới xuất hiện hệ thống lưu trữ nhiệt, các nhà sản xuất ít chú ý nghiên cứu về lĩnh vực này.Sau đó, các nhà sản xuất theo đuổi các khuyến khích mới đã dẫn đến thực tế là công nghệ đã trở nên xấu đi, và mọi người bắt đầu hiểu sai về mục tiêu và phương pháp của nó.
Lý do rõ ràng và khách quan nhất của việc sử dụng hệ thống lưu trữ nhiệt là để giảm thiểu hiệu quả số tiền chi cho năng lượng tiêu thụ, hơn nữa, chi phí năng lượng trong giờ cao điểm cao hơn nhiều so với những thời điểm khác.
