Акумулятор теплової енергії

Реферат: Тепловий акумулятор містить теплоізольований корпус, заповнений теплоакумулюючим матеріалом, та розділений сітчастими перегородками на секції, в яких встановлено вентилятор, зволожувач, електричний резистивний нагрівальний елемент і гідравлічний контур, розташований в теплоакумулюючому матеріалі, та направляючий кожух. В шарі теплоакумулюючого матеріалу встановлено димову трубу, а корпус теплового акумулятора розділено сітчастою перегородкою на дві секції. UA 119167 U (54) АКУМУЛЯТОР ТЕПЛОВОЇ ЕНЕРГІЇ UA 119167 U UA 119167 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до теплоенергетики, зокрема до пристроїв для поглинання та акумулювання теплової енергії, і може бути використана в системах автономного опалювання, гарячого водопостачання та вентиляції. Відомий тепловий акумулятор [Мат. 2016/0369675 США, МПК (2006.01) 1'0IN 3/20, F01N 3/08. Chemical Heat Storage Device [Text] /Mori K., Hariu S., Yamasaki T. (JP); applicant and assignee: Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki (JP). -- № 14/902 372; заявл. 06.06.14; опубл. 22.12.16. -11 с], який містить реактор, розташований довкола каталізатора окиснення та має магній хлорид, який реагує з аміаком, сосуд для збереження аміаку, який сполучено з реактором через трубу, двохпозиційний вентиль, встановлений в трубі та контролер двохпозиційного вентилю та температурний сенсор. До недоліків даного пристрою відносяться витрати електричної енергії при експлуатації, складність керування, а також низька тривалість циклювання внаслідок використання масивної солі. Відомий тепловий акумулятор [Пат. 2348868 РФ, МПК (2006.01) F24H 7/00. Тепловой аккумулятор [Текст] / Потапенко И.Л., Перекопский К.В., Харченко П.М., Перекопская Е.А. (РФ). № 20071249/06; заявл. 02.07.07; опубл. 10.03.09, Бюл. № 7. - 5 с.], який складається з теплоізольованого корпусу, заповненого твердим теплоакумулюючим матеріалом у вигляді простої матриці, всередині якого розташовано підвідний та відвідний трубопроводи в вигляді змійовиків, на яких закріплені магнітострикційні вібратори. На вході та виході підвідного та відвідного трубопроводів на відстані 3-5 мм розміщено плоскі електромагнітні редуктори, які підключено до джерел імпульсного струму. До недоліків даного пристрою відноситься те, що для його практичної реалізації необхідно додаткове устаткування, експлуатація якого вимагає суттєвих витрат електричної енергії, а саме плоскі електромагнітні вібратори та джерело імпульсного струму. Така система потребує постійного доступу та технічного обслуговування. Також великим недоліком є вібрація, яка впливає на всі будівельні конструкції. При роботі магнітострикційних вібраторів виникають низькі ультразвукові вібрації (10-80 кГц), тому приміщення, де розмішені магнітострикційні вібратори, потрібно звукоізолювати від житлових приміщень. Все іде значно ускладнює проектування та спорудження об'єкта, де буде використовуватися даний тепловий акумулятор і збільшує капітальні та експлуатаційні затрати на нього. Відомий тепловий акумулятор [Сухой, К. М. Алгоритм расчета эксплуатационных характеристик адсорбционного аккумулятора тепловой энергии для системы децентрализованного отопления [Текст] / К. М. Сухой, Е. В. Коломиец, Е. Л. Беляновская // Комп'ютерне моделювання: аналіз, управління, оптимізація: збірник наукових праць. - 201 6. № 1 (1). - С. 65 69], який включає теплоізольований корпус, сітчасті перегородки, конденсатор, адсорбційно-десорбційний реактор, заповнений теплоакумулюючим матеріалом, в шарі якого розташовані гідравлічний контур та резистивний нагрівальний елемент. Недоліком даного пристрою є підвищені витрати електроенергії протягом експлуатації внаслідок підведення теплоти при зарядці теплового акумулятора за допомогою електричного резистивного нагрівального елемента. Найближчим за технічною суттю і результатом, який досягається, до корисної моделі, що заявляється, є акумулятор теплової енергії що включає теплоізольований корпус, заповнений теплоакумулюючим матеріалом, який по ходу повітря, розділений сітчастими перегородками на секції, в яких встановлено вентилятор, зволожувач, електричний резистивний нагрівальний елемент і гідравлічний контур, розташований в теплоакумулюючому матеріалі. В першій секції встановлено направляючий кожух [Пат. 83438 Україна. МІ ІК (2013.01) F 27 Н 7/00. Акумулятор теплової енергії / Сухий К.М., Сухий М.П., Бєляновська О.А., Коломієць О.В., Козлов Я.М., Аміруллоєв Р.С, Рижинський А.В. (Україна); заявник та патентовлаеник ДВНЗ „Укр. держ. хім. технол. ун-т". - № u 2013 03488; заявл. 21.03.13; опубл. 10.09.1 3, Бгал. № 1 7. - 5 с| (прототип). Недоліком прототипу є підведення теплоти при регенерації сорбента за допомогою електричного резистивного нагрівального елемента, що призводить до підвищених витрати електроенергії протягом експлуатації теплового акумулятора. В основу корисної моделі поставлена задача розробки вдосконаленого пристрою для акумуляції теплової енергії шляхом скорочення витрат електроенергії протягом регенерації сорбента. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому тепловому акумуляторі, що містить теплоізольований корпус, заповнений теплоакумулюючим матеріалом та розділений сітчастими перегородками на секції, в яких встановлено вентилятор, зволожувач, електричний резистивний нагрівальний елемент і гідравлічний контур, розташований в теплоакумулюючому матеріалі, та направляючий кожух, згідно з корисною моделлю в шарі теплоакумулюючого матеріалу 1 UA 119167 U 5 10 15 20 25 30 35 40 встановлено димову трубу, а корпус теплового акумулятора розділено сітчастою перегородкою на дві секції. Корисна модель пояснюється наступними кресленнями: фіг. 1 загальний вигляд теплового акумулятора з розрізом, та фіг. 2 - вид зверху. Пристрій містить корпус 1 з теплоізоляцією 2. Всередині корпусу по периметру розташовано гідравлічний контур 3, який заповнено рідким теплоносієм. Корпус заповнено адсорбційним теплоакумулюючим матеріалом (наприклад, силікагель, цеоліти або композитні сорбенти типу "силікагель -- кристалогідрат") 4. В нижній частині корпусу розташований резервуар з водою 5, в якому встановлено випарник 6. В центрі корпусу встановлено димову трубу 7. Відведення та подача рідкого теплоносія здійснюється по патрубкам 8 і 9. Корпус розділено на дві частини сітчастою перегородкою 10. Подача води до резервуара 5 здійснюється за допомогою патрубка 11. Тепловий акумулятор збирають наступним чином. Всередині корпусу 1 встановлюють резервуар 5, в якому закріплюють випарник 6 (наприклад, заснований на ефекті природного, "холодного" випаровування без нагрівання), ультразвуковий, атомайзер паровий, та ін.). Потім встановлюють сітчасту перегородку 10, закріплюють гідравлічний контур 3 з патрубками 8 та 9, а також димову трубу 7. Потім засипають теплоакумулюючий матеріал 4. Заповнюють резервуар водою за допомогою патрубка 11. Пристрій працює в такий спосіб. Тепловий акумулятор працює по двохфазному циклу, зарядка і розрядка. Па першій фазі, газоподібний теплоносій (наприклад, димові гази або підігріте повітря) проходять по димовій трубі 7, внаслідок цього відбувається підігрів та регенерація теплоакумулюючого матеріалу 4. Далі рідкий теплоносій подається по патрубку 8 та відводиться по патрубку 9, а теплоакумулюючий матеріал охолоджується до температури початку адсорбції. Па другій фазі відбувається адсорбція води теплоакумулюючим матеріалом. Теплота, яка виділяється в результаті цього процесу відводиться за допомогою рідкого теплоносія, який подається та відводиться по патрубкам 8 та 9 відповідно. В трубу 7 можна подавати не лише димові гази, але й інші газоподібні теплоносії, наприклад, від сонячного колектора. Воду в гідравлічний контур можна подавати як від системи централізованого опалювання або гарячого водопостачання, але і від сонячного колектора. Використання пристрою, що заявляється, дозволить практично виключити витрати електричної енергії при регенерації теплоакумулюючого матеріалу. Пристрій, що заявляється, може бути використаний в автономних системах опалення, гарячого водопостачання та вентиляції та утилізації теплоти димових газів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Тепловий акумулятор, що містить теплоізольований корпус, заповнений теплоакумулюючим матеріалом, та розділений сітчастими перегородками на секції, в яких встановлено вентилятор, зволожувач, електричний резистивний нагрівальний елемент і гідравлічний контур, розташований в теплоакумулюючому матеріалі, та направляючий кожух, який відрізняється тим, що в шарі теплоакумулюючого матеріалу встановлено димову трубу, а корпус теплового акумулятора розділено сітчастою перегородкою на дві секції. 2 UA 119167 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3