Способ работы аккумулятора теплоты на фазовом переходе
Использование: в системах теплоснабжения и горячего водоснабжения. Сущность изобретения: в процессе разрядки аккумулятора теплоты на фазовом переходе теплопоглощающую среду пропускают поочередно через отдельные группы теплообменных поверхностей, в то время как остальные группы теплообменных поверхностей восстанавливают свою работоспособность за счет внутренней энергии теплоаккумулирующего материала. 2 ил.
Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано в системах теплоснабжения и горячего водоснабжения.
Известен способ работы аккумулятора теплоты на фазовом переходе, предусматривающий механическую очистку теплообменной поверхности от корочки теплоаккумулирующего материала (ТАМ), образующейся в режиме разрядки аккумулятора. Данный способ реализован в устройстве аккумулятора теплоты на фазовом переходе. Недостатком этого способа является необходимость дополнительной энергии на механическую очистку (движение скребковой пластины), снижение срока службы аккумулятора в результате истирания теплообменной поверхности, сложность конструкции. Наиболее близким техническим решением по общности решаемой задачи является способ работы аккумулятора теплоты на фазовом переходе, заключающейся в поочередном пропускании параллельными взаимно противоположными потоками теплообменивающихся сред вдоль поверхностей блоков, заполненных ТАМ, претерпевающим фазовые переходы; при его нагреве и охлаждении, причем теплоотдающую среду пропускают по всем каналам теплообменника одновременно. Недостатком этого способа является низкая эффективность работы блоков в режиме разрядки аккумулятора (т.е. нагрева теплообменивающейся среды), так как в результате соприкосновения холодного воздуха со стенками блока с ТАМ происходит затвердение ТАМ на внутренних стенках блока, что снижает теплоотдачу от ТАМ к воздуху и приводит к снижению температуры нагреваемого воздуха и колебаниям последней в широком диапазоне в процессе разрядки аккумулятора. Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности теплоотдачи от ТАМ к нагреваемой среде, поддержании постоянной температуры нагреваемой среды в течение всего процесса разрядки; более полное использование тепла, аккумулированного ТАМ. Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом способе работы аккумулятора теплоты на фазовом переходе (АТФП) удаление корочки затвердевшего ТАМ с теплообменной поверхности (например, трубок) в режиме разрядки происходит в результате того, что нагреваемую среду пропускают поочередно через группы теплообменных поверхностей (например, группы трубок), а на незадействованных группах в это время происходит плавление корочки затвердевшего ТАМ за счет его внутренней энергии. Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что он позволяет получать нагреваемую среду с одинаковой температурой во время всего процесса разрядки АТФП, а время, в течение которого нагреваемая среда имеет высокую температуру, увеличивается. Сопоставительный анализ изобретения с прототипом показывает, что изобретение отличается от известного тем, что в процессе разрядки АТФП происходит поочередное использование групп теплообменивающихся поверхностей. Вследствие вышеизложенного предлагаемое техническое решение соответствует критерию "новизна". Анализ известных технических решений в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками предлагаемого технического решения и соответствие критерию "изобретательский уровень". На фиг. 1 изображена схема расположения элементов установки, обеспечивающей реализацию предлагаемого способа, например, с четырьмя группами теплообменивающихся поверхностей (трубок); на фиг.2 пример расположения групп трубок, например четырех, в поперечном сечении теплообменника. Установка состоит из вертикального кожухотрубного теплообменника 1, имеющего в нижней части входную камеру 2 и трубную доску 3, в которой укреплены, например, четыре группы трубок 5-8, причем последние выходят соответственно в четыре выпускных камеры 9-12, каждая из которых имеет на выходе в сеть запорное устройство 13-16 соответственно. Между трубной доской 3 и камерой 12 расположено межтрубное пространство 4. Пример расположения групп трубок в поперечном сечении теплообменника показан на фиг. 2. Для четырех групп трубки расположены таким образом, что вокруг каждой из трубок одной группы расположены трубки трех других групп по вершинам правильного шестиугольника. Для осуществления предлагаемого способа представлена принципиальная схема работы АТФП, включающая нагрев ТАМ за счет пропускания горячей теплоотдающей среды через все группы трубок одновременно, плавление ТАМ и нагревание другой теплопоглащающей среды, пропускаемой через отдельные группы трубок поочередно до полного затвердевания ТАМ в следующей последовательности: 5 (I группа), затем 6 (II группа), затем 7 (III группа), затем 8 (IV группа), затем опять 5 (I группа), 6 (II группа), 7 (III группа), 8 (IV группа) и затем все четыре группы одновременно. Предлагаемый способ осуществляется на предложенной установке следующим образом. Горячую теплоотдающую среду (воду) подают во входную камеру 2 теплообменника 1. Все запорные устройства 13-16 открыты, поэтому вода проходит по всем четырем группам трубок 5-8, в выпускные камеры 9-12 и через запорные устройства 13-16 уходит в сеть, при этом происходит нагрев и плавление ТАМ в межтрубном пространстве 4 теплообменника. После того, как весь ТАМ расплавился, начинается процесс разрядки АТФП и нагрева теплопоглащающей среды (холодной воды). Холодную воду подают во входную камеру 2, при этом запорные устройства 14, 15 и 16 закрыты и вода движется по группе трубок 5 в выпускную камеру 9 и затем через открытое запорное устройство 13 в сеть. Как только в процессе подогрева воды ТАМ вокруг трубок группы 5 остывает, затвердевает и покрывает трубки корочкой, в результате чего начинают снижаться теплопередача от ТАМ к воде и температура нагреваемой воды, одновременно производят переключение на следующую группу трубок путем закрытия запорного устройства 13 и открытия запоpного устройства 14, в результате вода проходит через группу трубок 6. В это же время за счет того, что ТАМ находится в расплавленном состоянии, а в группе трубок 5 нет движения холодной воды, начинается расплавление корочки ТАМ на группе трубок 5. После того, как отработает группа трубок 6, включают группу 7, а затем группу 8. В это же время корочка ТАМ вокруг группы трубок 5 окончательно расплавится и эту группу опять включают в работу после отключения группы трубок 8. А затем цикл повторяется. После повторного использования всех групп трубок включают в работу все четыре группы трубок, так как происходит затвердевание ТАМ почти одновременно во всем объеме сразу. Изобретение может быть использовано в системах теплоснабжения и горячего водоснабжения для накопления теплоты и использования ее в пиковые нагрузки, кроме того, для систем горячего водоснабжения с гелиоприемниками для накопления теплоты в солнечное время и использования ее в остальное время суток, а также для поддержания постоянной температуры нагреваемой среды.Формула изобретения
СПОСОБ РАБОТЫ АККУМУЛЯТОРА ТЕПЛОТЫ НА ФАЗОВОМ ПЕРЕХОДЕ, заключающийся в поочередном пропускании теплоотдающей и теплопоглощающей сред по трубкам, которые окружены веществом, претерпевающим фазовые переходы при его нагреве и охлаждении, причем теплоотдающую среду пропускают через все трубки теплообменника одновременно, отличающийся тем, что теплопоглощающую среду пропускают сначала поочередно через отдельные группы трубок, причем через одни и те же группы по несколько раз, а затем через все группы трубок одновременно.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Водогрейный котел-термос // 2045713
Изобретение относится к сельскохозяйственному производству и может применяться, например, для снабжения технологической горячей водой животноводческих кооперативов, а также фермеров и других частных предпринимателей
Электрический нагреватель // 2044224
Аккумуляционный воздухонагреватель // 2043581
Изобретение относится к отопительной технике и может быть преимущественно использовано для отопления индивидуальных построек сельской местности, где требуется простота и надежность эксплуатации при отсутствии централизованного теплоснабжения
Тепловая система // 2042890
Изобретение относится к теплотехнике, может быть использовано для нагрева или охлаждения жидких материалов для технологических нужд
Бак-аккумулятор // 2037747
Изобретение относится к системам горячего водоснабжения жилых и других зданий, а именно к децентрализованным системам теплоснабжения, работающим при периодической топке
Тепловой аккумулятор энергии // 2027119
Изобретение относится к хранению тепла и может быть использовано для получения электроэнергии, горячего водоснабжения, отопления и т.д
Тепловой аккумулятор // 2011931
Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в гражданском и промышленном строительстве
Печь для бань // 2011121
Кауперный подогреватель газа // 2009409
Изобретение относится к теплотехнике, а именно к аккумуляторным подогревателям газа
Аккумулятор тепла // 1830440
Теплоаккумулирующая капсула // 2100712
Изобретение относится к теплотехнике, в частности к тепловым аккумуляторам регенеративным теплообменникам, предназначенным для накопления, хранения и отдачи тепла
Электрический нагреватель // 2103618
Тепловой аккумулятор // 2117880
Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может использоваться, в частности, для предпускового прогрева двигателей внутреннего сгорания в холодное время года
Тепловой аккумулятор // 2117881
Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может использоваться, в частности, для предпускового прогрева двигателей внутреннего сгорания в холодное время года, запасения тепла от энергетических и бытовых котлоагрегатов и пр
Аккумулятор теплоты // 2121630
Изобретение относится к тепловым аккумуляторам и может быть использовано в технических устройствах, потребляющих тепловую энергию при неравномерном ее получении или расходовании, в частности в системе предпусковой подготовки транспортных средств (ТС) при пониженных температурах окружающего воздуха
Аккумулятор теплоты // 2121631
Изобретение относится к тепловым аккумуляторам и может быть использовано в технологических устройствах, потребляющих тепловую энергию при неравномерном ее получении или расходовании, в частности, в системе предпусковой подготовки транспортных средств (ТС) при пониженных температурах окружающего воздуха
Аккумулятор теплоты // 2122162
Тепловой аккумулятор // 2123157
Изобретение относится к энергетике, энергомашиностроению, высокотемпературным источникам тепла для технологических и бытовых целей и может быть использовано, например, для нагрева воды, водяного пара, паровоздушных и парогазовых смесей в энергетической и химической промышленности, в коммунальном хозяйстве, для пиковых электростанций, при совместной работе с ветроэнергетическими установками и микроГЭС
Печь для получения сухого и влажного пара // 2123640
Изобретение относится к нагревательным установкам