Высокоэффективный аккумулятор теплоты

Полезная модель относится к области аккумуляторов теплоты и теплообменных аппаратов и может быть использована на объектах жилищно-коммунального хозяйства в качестве элемента системы автономного энергоснабжения. Технический результат полезной модели заключается в разработке конструкции компактного высокоэффективного аккумулятора теплоты, с развитой поверхностью теплообмена, причем одна среда в нем движимая, а другая неподвижная, теплоаккумулирующим веществом аккумулятора является вещество, работающее по принципу фазового перехода, и предназначенного для накопления тепловой энергии в системах теплоснабжения объектов жилищно-коммунального хозяйства, таких как малоэтажные и многоэтажные здания, работающих как на возобновляемых, так и на традиционных источниках энергии, имеющего возможность аккумулировать тепловую энергию в течение дня и использовать ее ночью для покрытия необходимой мощности системы горячего водоснабжения. Высокоэффективный аккумулятор теплоты отличается простотой исполнения и удешевлением изготовления за счет того, что листы металла, которые являются основными конструктивными элементами теплообменника значительно дешевле трубки в изготовлении, применяющейся для аналогичной цели.

Полезная модель относится к области аккумуляторов теплоты и теплообменных аппаратов и может быть использована на объектах жилищно-коммунального хозяйства в качестве элемента системы автономного энергоснабжения.

Известен тепловой аккумулятор фазового перехода с саморегулируемым устройством электроподогрева (патент РФ 2506503), содержащий теплоизолированный вакуумированный цилиндрический корпус со съемной крышкой, имеющей входное и выходное отверстия с запрессованными в них впускной и выпускной трубами, капсулы, заполненные изменяющим агрегатное состояние в рабочем диапазоне температур теплоаккумулирующим материалом, выполненные из коаксиально расположенных цилиндров с образованием между ними кольцевых зазоров для прохода жидкого теплоносителя. Кроме того, аккумулятор снабжен устройством электроподогрева с саморегулирующимися нагревательными элементами на позисторной керамике, работающим от внешнего источника питания или электрической сети машины при выключенном двигателе.

Недостатками данного аккумулятора являются:

- устройство предназначено только для предпусковой подготовки двигателя;

- устройство электроподогрева дополнительно повышает себестоимость системы;

- трудоемкость изготовления капсул с теплоаккумулирующим веществом.

Прототипом полезной модели принимается спиральный теплообменник (патент РФ 2451890), состоящий из спирального тела, образованного, по меньшей мере, односпиральным листом, свернутым для образования спирального тела, образующего, по меньшей мере, первый спиралевидный проточный канал для первой среды и второй спиралевидный проточный канал для второй среды, в котором спиральное тело окружено по существу цилиндрическим кожухом, снабженным соединительными элементами, сообщающимися с первым проточным каналом и вторым проточным каналом, в котором кожух содержит, по меньшей мере, две части кожуха и в котором спиральное тело снабжено, по меньшей мере, одним жестко прикрепленным фланцем на его внешней периферийной поверхности, на которой, по меньшей мере, две части кожуха гибко закреплены.

Недостатками данного теплообменника являются:

- невозможность применения его в качестве аккумулятора теплоты. Задача полезной модели - разработать конструкцию аккумулятора теплоты, обладающего высокой эффективностью работы, большой удельной площадью теплообмена, простотой сборки, низкой себестоимостью изготовления.

Технический результат полезной модели заключается в разработке конструкции компактного высокоэффективного аккумулятора теплоты, с развитой поверхностью теплообмена, причем одна среда в нем движимая, а другая неподвижная, теплоаккумулирующим веществом аккумулятора теплоты является вещество, работающее по принципу фазового перехода, и предназначенного для накопления тепловой энергии в системах теплоснабжения объектов жилищно-коммунального хозяйства, таких как малоэтажные и многоэтажные здания, работающих как на возобновляемых, так и на традиционных источниках энергии, имеющего возможность работы от солнечных коллекторов, имеющего возможность аккумулировать тепловую энергию в течение дня и использовать ее ночью для покрытия необходимой мощности системы горячего водоснабжения. Высокоэффективный аккумулятор теплоты отличается простотой исполнения и удешевлением изготовления за счет того, что листы металла, которые являются основными конструктивными элементами теплообменника значительно дешевле трубки в изготовлении, применяющейся для аналогичной цели, таким образом, система теплоснабжения, элементом которой является высокоэффективный аккумулятор имеет возможность работать в автономном режиме как в дневное, так и в ночное время.

Технический результат полезной модели достигается за счет высокоэффективного аккумулятора теплоты, состоящего из, по крайней мере, двух металлических листов заключенных в металлическом корпусе, закрученных к центру по принципу спирали Архимеда, теплоаккумулирующего вещества (например, глауберова соль, парафин и др.), коллекторов подвода и отвода движущейся среды.

На фигуре представлен эскизный чертеж (вид сверху) высокоэффективного аккумулятора теплоты, состоящего из металлического корпуса 1, в котором находится тонкий металлический лист 2, закрученный параллельно с тонким металлическим листом 3, зазор между внешними стенками металлических листов 2 и 3 заполняется теплоаккумулирующим веществом, обладающим температурой фазового перехода (например, глауберова соль, парафин и др.), а между внутренними стенками тонких металлических листов 2 и 3 образуют канал для течения движущейся среды. Коллектор подвода движущейся среды 5 находится вверху высокоэффективного аккумулятора, коллектор отвода движущейся среды 6 находится в центре внизу устройства.

Рассмотри принцип работы высокоэффективного аккумулятора теплоты.

Нагретый, например в солнечном коллекторе, теплоноситель посредством циркуляционного насоса (на фиг. не обозначен) поступает в коллектор подвода движущейся среды 5 и, постепенно заполняя полость между внутренними стенками металлических листов 2 и 3, отдает часть своей теплоты теплоаккумулирующему веществу, находящемуся в полости между внешними стенками металлических листов 2 и 3. Далее движущаяся среда выходит из коллектора отвода движущейся среды 6 и поступает к потребителю. В ночной период (после захода Солнца) теплоноситель системы горячего водоснабжения (или, возможно, системы отопления) посредством циркуляционного насоса (на фиг. не обозначен) поступает в коллектор отвода движущейся среды 6 и, постепенно заполняя полость между внутренними стенками металлических листов 2 и 3 нагревается за счет теплоты теплоаккумулирующего вещества. Нагретая вода выходит из коллектора подвода движущейся среды 5 и поступает к потребителю с температурой, пригодной для осуществления отопления и горячего водоснабжения. Для повышения эффективности работы аккумулятора теплоты, корпус 1 может иметь слой теплоизоляции.

Аккумулятор теплоты, состоящий из корпуса, по крайней мере, двух металлических листов, закрученных к центру по принципу спирали Архимеда, теплоаккумулирующего вещества и коллекторов подвода и отвода движущейся среды.

РИСУНКИ