Акумулятор тепла

Реферат: Акумулятор тепла містить вертикальний циліндричний металевий теплоізольований корпус, патрубок для підведення холодної води в нижній частині, патрубок для відведення гарячої води у верхній частині корпусу і термосифонну трубу, нижня частина якої обладнана теплообмінниками. Додатково акумулятор містить над термосифонною трубою шар теплоакумулюючого матеріалу, який має можливість змінювати свій агрегатний стан під дією температури, а також забезпечує накопичення тепла за рахунок своєї теплоємності і здатності зміни фазового стану (ентальпії фазового переходу). UA 110187 U (54) АКУМУЛЯТОР ТЕПЛА UA 110187 U UA 110187 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до теплоенергетики і може бути використана, наприклад, як складова частина теплових мереж для опалювання житлових будинків і приготування гарячої води побутових і промислових об'єктів. Відомий тепловий акумулятор [1], що містить вертикальний циліндричний металевий теплоізольований корпус з відношенням висоти до діаметра більше 2,5, заповнений теплоносієм - водою, а також патрубок для підводу холодної води в нижній частині й патрубок для відводу гарячої води в верхній частині корпусу. Основним недоліком є необхідність витримування для забезпечення температурного розшарування теплоносія стратифікації води відношення висоти корпусу акумулятора до його діаметра більше ніж 2,5, що значно збільшує габарити акумулятора, металоємність, а отже й собівартість при його виготовленні, ускладнює умови транспортування при монтажі в тепловій мережі тощо. Найбільш близьким технічним рішенням - прототипом є акумулятор теплоти [2], що містить вертикальний циліндричний металевий теплоізольований корпус, а також патрубок для підведення холодної води в нижній частині і патрубок для відведення гарячої води у верхній частині корпусу. У корпусі акумулятора встановлена термосифонна труба, нижня частина якої забезпечена теплообмінником. При подачі теплоносія в теплообмінник вода, що знаходиться під конусом термосифонної труби, нагрівається і піднімається вгору за рахунок різниці щільності, а її місце займає холодніша вода знизу теплового акумулятора. Основним недоліком прототипу є підвищена турбулентність потоку води на виході з термосифонної труби, що призводить до перемішування шарів теплоакумулюючої речовини. Перемішування води в акумуляторі не дозволяє створити градієнт температури по висоті теплового акумулятора. Відсутність градієнта температури по висоті акумулятора знижує його ефективність роботи на 15 % [3]. У основу корисної моделі поставлена задача удосконалити конструкцію теплового акумулятора, в якому за рахунок додавання нового конструктивного елемента зменшується перемішування шарів теплоносія в об'ємі теплового акумулятора при незмінних масогабаритных показниках, що дозволяє збільшити його теплову потужність. Для вирішення поставленої задачи в корпусі акумулятора теплоти, що містить вертикальний циліндричний металевий теплоізольований корпус, патрубок для підведення холодної води в нижній частині, патрубок для відведення гарячої води у верхній частині корпусу і термосифонну трубу, нижня частина якої обладнана теплообмінниками, відповідно до корисної моделі, додатково містить над термосифонною трубою шар теплоакумулюючого матеріалу, який має можливість змінювати свій агрегатний стан під дією температури а, також забезпечує накопичення тепла за рахунок своєї теплоємності і здатності зміни фазового стану (ентальпії фазового переходу). Істотність ознаки використання додаткового конструктивного елемента - шару теплоакумулюючого матеріалу, що він використовує ентальпію фазового переходу для накопичення тепла, створює необхідні умови, при яких в тепловому акумуляторі знижується ефект перемішування теплоносія і забезпечуються умови температурного розшарування теплоносія, - стратифікації води, що призводить до збільшення його теплової потужності при незмінних масогабаритних показниках. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому представлений тепловий акумулятор. До складу акумулятора теплоти входять вертикальний циліндричний металевий теплоізольований корпус 1, заповнений теплоносієм-водою 2, патрубок для підведення холодної води 3, розміщений в нижній частині корпусу, термосифонна труба 4 з розвиненою поверхнею теплообміну конічної форми 5, забезпечена теплообмінниками 6, патрубок для відведення гарячої води 7, а також шар теплоакумулюючого матеріалу 8, розташований у верхній частині корпусу над термосифонною трубою. Як теплоакумулюючий матеріал може використовуватися, наприклад - віск, озокерит, парафін, стеарин, церезин. Акумулятор теплоти працює таким чином. Холодна вода через патрубок 3 надходить в нижню частину вертикального циліндричного теплоізольованого корпусу 1, повністю заповненого теплоносієм 2-водою, нагрівається в нижній частині термосифонної труби 4 з розвиненою поверхнею теплообміну конічної форми 5, обладнаною теплообмінниками 6 і піддається інтенсивному температурному розшаруванню стратифікації у верхню частину термосифонної труби, при цьому отримана в результаті у верхній частині корпусу гаряча вода надходить споживачеві через патрубок 7, а за відсутності відбору передає тепло шару теплоакумулюючого матеріалу 8. 1 UA 110187 U 5 10 Використання пропонованої конструкції теплового акумулятора створить необхідні умови, при яких в тепловому акумуляторі знижується ефект перемішування шарів теплоносія і забезпечуються умови його температурного розшарування-стратифікації. Застосування шару теплоакумулюючого матеріалу приводить до збільшення його теплової потужності при незмінних масогабаритних показниках. Джерела інформації: 6 1. Пат. UA 82570 Україна, МПК F 24 Н 7/00. Акумулятор теплоти / Крикавський Є.В., Люльчак З.С. - № 200605555; заявл. 22.05.06; опубл. 25.04.08, Бюл. № 8. 2. Пат. UA 64271 Україна, МПК (2011.01) F24H 7/00. Акумулятор теплоти / Сердюк О.І., Лобинцев В.М., Лобинцев М.В., Раус Д.Н. - № U 201100785; заявл. 24.01.2011, опубл. 10.11.2011, Бюл. № 21. 3. Харченко Н.В. Індивідуальні сонячні установки. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 208с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 1. Акумулятор тепла, що містить вертикальний циліндричний металевий теплоізольований корпус, патрубок для підведення холодної води в нижній частині, патрубок для відведення гарячої води у верхній частині корпусу і термосифонну трубу, нижня частина якої обладнана теплообмінниками, який відрізняється тим, що додатково містить над термосифонною трубою шар теплоакумулюючого матеріалу, який має можливість змінювати свій агрегатний стан під дією температури, а також забезпечує накопичення тепла за рахунок своєї теплоємності і здатності зміни фазового стану (ентальпії фазового переходу). 2. Тепловий акумулятор за п. 1, який відрізняється тим, що як шар теплоакумулюючого матеріалу використовується речовина з високими значеннями ентальпії фазового переходу і здатністю зберігати свої властивості при багатократному плавленні і кристалізації віск, озокерит, парафін, стеарин, церезин. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2