Акумулятор теплової енергії

УКРАЇНА (19) UA«,, 9922 (ІЗ) С1 ю Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к холодильным и морозильным установкам, работающих от альтернативных возобновляемых источников энергии. Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является адсорбционно-десорбционная тепловая машина, содержащая реактор адсорбционнодесорбционного типа цилиндрической формы, по центру которого располагается гидравлический контр с ребрами в виде плоских поддонов с адсорбентом между ребрами, конденсатор, образованный охлаждающей рубашкой, располагаемой по внешней поверхности реактора и внутренней поверхностью реактора, а также испаритель в форме цилиндрического бака, через который проходит оребренный гидрэвличе ский контур, связанный с реактором сужающимся горлом [1]. Такая конструкция тепловой машины имеет ряд недостатков: оребрение в виде поддонов в реакторе адсорбционно-десорбционноготипа не дает достаточно эффективного теплообмена с гранулами адсорбента, вследствие гидравлического сопротивления при проникновении паров в слой сорбента, а также отсутствия надежного теплового контакта его с нижней частью поддона из-за проседания гранул, что увеличивает время десорбции слоя адсорбента, тепловую инерционность реактора, конденсатор и испаритель имеют раздельные гидравлические контуры теплообмена, что увеличивает металлоемкость конструкции и снижает ее эффективность. о 9922 В основу изобретения поставлена задача создания аккумулятора тепловой энергии, в котором за счет выполнения конденсатора в виде цилиндрической спирали с переменным шагом, уменьшающим- 5 ся в направлении сверху вниз, повышается эффективность использования тепломассообменных поверхностей в конденсаторе и испарителе, и снижается металлоемкость конденсатора и испарителя, а за счет выпол- 10 нения ребер гидравлического контура в виде плоских цилиндрических камер с адсорбентом, между которыми имеется зазор для прохода паров хладагента, снижается тепловая инерционность реактора адсорбционно-де- 15 сорбционного типа. Поставленная задача решается тем, что в аккумуляторе тепловой энергии, содержащем реактор адсорбционно-десорбционного типа цилиндрической формы с крышками 20 по центру которого расположен гидравлический контур с ребрами, конденсатор и ресивер, согласно изобретению, конденсатор выполнен в виде цилиндрической спирали, которая расположена внутри реактора и от- 25 делена от гидравлического контура с ребрами дополнительно установленной цилиндрической перегородкой, не доходящей до верхней крышки реактора и образующей между стенкой реактора и 30 перегородкой полость ресивера, а ребра гидравлического контура выполнены в виде плоских цилиндрических перфорированных камер с адсорбентом, между которыми имеется зазоп для прохода паров хладагента. 35 Kpojwo того, цилиндрическая спираль выполнена с переменным шагом, уменьшающимся в направлении сверху вниз. Выполнение теплообменной поверхности конденсатора, являющегося также испа- 40 рителем в виде цилиндрической спирали с переменным шагом, повышает эффективность конденсатора, являющегося испарителем, за счет расположения ее в полости ресивера, образуемой стенкой реактора и 45 цилиндрической перегородкой, без контакта по всей длине спирали со стенкой реактора, а также за счет переменного шага, позволяющего уменьшить полезную поверхность цилиндрической спирали по мере за- 50 медления десорбции адсорбента и затопления конденсатором ресивера. Выполнение гидравлического контура ребер в виде плоских цилиндрических перфорированных камер с адсорбентом, между которы- 55 ми имеется зазор для прохода паров хладагента, снижает тепловую инерционность реактора адсорбционно-десорбционного типа за счет малой толщины слоя адсорбента внутри ребра, обеспечивая сво бодный проход паров внутрь слоя через зазор между ребрами и перфорацией, а также надежный тепловой контакт адсорбента по всему периметру ребра. Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показан аккумулятор тепловой энергии (продольный разрез), на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1. Аккумулятор тепловой энергии содержит реактор адсорбционно-десорбционного типа 1 цилиндрической формы с крышками, по центру которого расположен гидравлический контур 2 с ребрами, которые выполнены в виде плоских цилиндрических перфорированных камер 3 с адсорбентом 4, между которыми имеется зазор 5 для прохода паров хладагента. Конденсатор выполнен в виде цилиндрической спирали 6 с переменным шагом, являющейся одновременно испарителем, которая расположена внутри реактора 1 и отделена от гидравлического контура 2 цилиндрической перегородкой 7 и не доходящей до верхней крышки реактора 1 и образующей со стенкой реактора 1 полость ресивера 8. Работа аккумулятора тепловой энергии проходит в два этапа. ПЕРВЫЙ ЭТАП. Пары адсорбата, например, подаются из ресивера 8 в реактор 1 за счет энергии, подводимой в цилиндрическую спираль 6, являющуюся испарителем, и поглощаются гранулами адсорбента 4. При этом в слое адсорбента 4 выделяется теплота адсорбции, передаваемая от гранулы к грануле к ребрам в виде плоских цилиндрических перфорированных камер 3 к теплоносителю в гидравлическом контуре 2, и используемая для нужд потребителя. ВТОРОЙ ЭТАП. Теплота от теплоносителя внешнего источника энергии передается через гидравлический контур 2 ребром в виде плоских цилиндрических перфорированных камер 3 и гранулами адсорбента 4. При этом, происходит десорбция паров воды, которые конденсируются на поверхности цилиндрической спирали 6, являющейся конденсатором при взаимодействии с охлаждающим теплоносителем, циркулирующим внутри нее с выделением теплоты конденсации, используемой для нужд потребителя. Конденсат заполняет полость ресивера 8, затапливая по мере десорбции паров цилиндрическую спираль 6, уменьшая ее полезную поверхность по мере уменьшения скорости десорбции. Заявляемое устройство обеспечивает необходимый режим работы за счет интенсификации теплообменных процессов, позволяет экономить топливо до 30%. 9922 Предназначен для работы за счет энергии Солнца или иных вторичных энергоресур Фм.1 А-А Фиг. 2 сов, например, бросового промышленного тепла низкого потенциала. 9922 Упорядник Замовлення 4558 Техред М.Моргентал Коректор Н. Милюкова Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл.. 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101