Аккумулятор тепловой: Теплоаккумулятор для отопления в наличии Electrotherm 1000 B (на 1000 литров / 1 куб) купить

Содержание

Теплоаккумулятор Electrotherm 500 B (на 500 литров / 0,5 куба)

Внутренний бак из высокопрочной конструкционной стали с покрытием

Толщина стали от 3 мм, внутреннее покрытие состоит из керамики с особыми компонентами. Покрытие надежно защищает внутренний бак от коррозии и устойчиво к деформации. Теплоаккумуляторы с покрытием используются для нагрева и хранения питьевой воды, воды для санитарных нужд (душевые, прачечные, бассейны и т.п.) и воды для технических нужд, что подтверждается соответствующим экспертным заключением.

Снаружи бак покрывается специальной краской, которая обладает водоотталкивающими свойствами, служит для защиты бака от агрессивного воздействия окружающей среды и от внешних механических повреждений при транспортировке и подключении.

Интересный факт: для внешней покраски используется покрытие того же изготовителя, что и для Эйфелевой башни в Париже и моста «Золотые ворота» в Сан-Франциско.

Внутренний бак из высокопрочной конструкционной стали без покрытия

Толщина стали от 3 мм, емкости с баком из конструкционной стали применяются в замкнутых системах отопления в качестве теплоаккумулятора (буферной емкости) и в системах вентиляции в качестве холодоаккумулятора. Снаружи бак покрывается специальной краской, которая обладает водоотталкивающими свойствами, служит для защиты от внешнего воздействия коррозии, и внешних механических повреждений при транспортировке и подключении.

Интересный факт: для внешней покраски используется покрытие того же изготовителя, что и для Эйфелевой башни в Париже и моста «Золотые ворота» в Сан-Франциско.

Внутренний бак из нержавеющей стали

Теплоаккумуляторы из нержавеющей стали используются для нагрева и хранения питьевой воды, воды для санитарных нужд (душевые, прачечные, бассейны и т.п.) и воды для технических нужд. Для изготовления применяется нержавеющая сталь европейского производства (Франция, Финляндия) марки AISI 321 с добавлением титана т.к. она обладает лучшими антикоррозионными свойствами, чем традиционно применяемые стали AISI 304 и AISI 304L.

Почему важна страна производства стали: свойства нержавеющей стали определяет содержание в ней легирующих добавок (по большей части хрома и никеля), которые и придают стали антикоррозионные свойства. В европейской стали содержание легирующих добавок выше, и сталь обладает более сильными антикоррозионными свойствами, в сравнении с некоторыми видами российской стали, где для удешевления используется минимальное количество легирующих добавок на нижней границе стандарта.

Теплоаккумуляторы всех типов проходят испытания избыточным давлением

Испытания проходит каждый произведенный теплоаккумулятор. Испытательное давление составляет до х2 от номинального рабочего давления. Это значит, что теплоаккумуляторы с рабочим давлением 3 бар испытывают под давлением 6 бар, что подтверждает исключительную надежность и качество оборудования

Высокая надежность теплоаккумуляторов Electrotherm обусловлена тщательным выбором материалов и использованием сварочного оборудования и оригинальных присадочных материалов ведущих европейских концернов.

Узнать больше о достоинствах продукции Electrotherm, Вы можете здесь ›.

Тепловой аккумулятор – зачем нужен отопительной системе

Тепловой аккумулятор, узаконенный законодательством ряда стран, продолжает оставаться диковинкой в России. Правда, эксперты отопительной отрасли, реабилитируя местный тренд, констатируют: последние годы популярность буферной емкости заметно подросла.

Как он работает

Теплоаккумулятор подобен электрическому собрату – перехватывает излишки тепла, генерируемые источником, чтобы возвратить калории после остановки источника. Понятно, использовать тепловую буферную емкость рационально с периодически действующими котлами, колонками, другими теплогенерирующими устройствами. Среди таковых:

— большинство твердотопливных котлов, столь любимых россиянами, частью зарубежных обывателей;
— все солнечные коллекторы, стремительно распространяющиеся по югу РФ.

Небольшое пояснение: угольный, древесный котел греет, пока горит, а солнечный бесполезен ночью.

Электрические котлы, аккумуляторы тепла, подчеркивают эксперты, становятся привлекательней на фоне дифференцированных посуточно тарифов энергетиков. Накапливать тепло выгодней ночью при дешевом тарифе. Двукратная разница ценника, например, сулит существенную экономию бюджета – владелец может запрограммировать электрокотел исключительно на ночное электропотребление.

Несколько котлов – один теплоаккумулятор

Подобная схема, объединяющая линейку источников тепла, весьма выгодна. Например, владелец, задумав удешевить теплогенерирующий цикл, применяет твердотопливный котел, работающий ночью, а дневная выработка тепла поддерживается солнечными батареями.

Программируя тандем на минимизацию затрат, можно сэкономить деньги, переключая «автоматом» систему отопления с одного источника на другой. Единственное замечание РЕГЛВЕНТ: выбирая аккумулятор, следует подобрать гаджет, обладающий нужным функционалом.

Эксперты обращают внимание: отечественные производителю, чувствующие сигналы рынка, уже выпускают теплоаккумуляторы под местные климатические особенности, технические нюансы.

«Теплобуферная емкость – твердотопливный котел»

Россияне предпочитают сочетать теплоаккумуляторы с угольными, древесными котлами. Для таких систем выгодный режим – полное энергичное выгорание топлива, дающее максимальную выработку тепла. Медленное горение чревато образованием вредных газов, веществ, засоряющих дымоходы, теплообменники. Экономические показатели медленного горения также ниже.

Понятно, подобный режим приносит максимум тепла за минимум времени – затем котел гаснет, температура дома падает. Конечно, можно подсыпать угля, подложить дровец, а нагнав температуру, отрегулировать комфорт форточкой. Эффективнее все-таки приобрести аккумулятор тепла, утилизирующий избытки калорий.

Модернизированная система отопления выглядит так: имеется котел, тепловой контур системы, проходящий через буферную емкость. На максимальной теплопроизводительности аккумулятор отбирает часть тепла. После выгорания топлива датчики, фиксирующие температуру домашнего воздуха, подают сигнал, включающий циркуляционный насос. Последний инициирует переток горячего теплоносителя из аккумулятора в отопительную систему.

Повысившаяся температура воздуха через датчики останавливает насос, прекращая теплоотдачу аккумулятором. Температура теплоносителя «буфера» несколько снижается. Российские производители применяют высококлассную теплоизоляцию баков аккумуляторов – вода буферных емкостей остывает медленно. Описанный цикл будет реализовываться автоматикой до полного выравнивания температур теплоносителя системы «отопление – теплоаккумулятор».

Новости рынка

Недавно шведские ученые, занимающиеся разработкой эффективных аккумуляторов тепла, совершили прорывное открытие – разработали технологию молекулярной консервации тепла. Основа новинки – вещество, содержащее водород, углерод, азот. Уникальная структура, поглощая фотоны, меняет взаимное положение молекул исходника, запасая энергию. Возникший изомер хранить тепло пару десятков лет.

Вещество – жидкое, хранится при комнатной температуре. Энергия выделяется, когда изомер пропускают через катализатор. Возвращая исходное состояние, изомер разогревается до 80°, если изначальная температура была 20°.

«Зеленое отопление», пояснили шведы, реализуется тандемом «солнечные панели – новое вещество». Основная часть калорий запасается жарким летом, расходоваться тепловыделяющий потенциал будет зимой.

Единственный минус – жидкость реализована, как компьютерная модель. Промышленная установка синтеза вещества – вопрос десяти лет. Пока ученые пытаются довести температуру теплогенерации до 110°, попутно снижая горючесть.

Опередили шведов американцы МТИ, создавшие вещество, напоминающее пластик, и двухсоткратнопревосходящее теплоемкостью воду. Новинка тоже меняет конфигурацию молекулярной решетки, запасая тепло. Назвали аккумулирующее средство AzoPMA, зафиксировав сокращением присутствие азобензола. Возвращение тепла инициируется световым воздействием. Время «консервации калорий» американцы не огласили, ограничившись фразой: «очень долго хранит тепло». Американским «пластиком» можно покрывать крыши коттеджей, шоссейные дороги.

Продолжение

Устанавливаем тепловой аккумулятор своими руками

Содержание:

1. Принцип работы тепловых аккумуляторов
2. Правила монтажа теплоаккумулятора в частном доме
3. Сфера применения тепловых отопительных аккумуляторов

Отопление – одна из важнейших систем жилого помещения. На сегодняшний день существует большой выбор приборов, упрощающих хозяевам процесс нагрева жилых построек и отличающихся высоким уровнем функциональности и эффективности. Однако не многие знают о таком оборудовании, как тепловой аккумулятор, принцип работы которого заключается в накапливании тепла на протяжении некоторого времени.

Типов таких механизмов существует несколько, кроме того, важно отметить, что наибольшей эффективности такие устройства достигают в том случае, если они монтируются в тех отопительных системах, которые работают на твердом топливе. Поэтому следует более детально рассмотреть, каким образом можно соорудить тепловой аккумулятор своими руками, а также изучить особенности его монтажа.

Принцип работы тепловых аккумуляторов


Тепловой аккумулятор в системе отопления работает по следующему принципу: часть тепла, поступающего от котла, идет к дополнительному устройству, помещенному в большой резервуар.

Изначально эти агрегаты не отдают тепло, накапливая его на протяжении некоторого промежутка времени, но при заполнении емкости они могут выделять тепловую энергию при условии неисправности основного оборудования. Это значит, что в том случае, если отопительный аппарат не функционирует, то особый датчик приводит в действие насос, вследствие чего теплоноситель поступает в охлажденную систему.

Безусловно, это приведет к некоторому снижению уровня воды, однако качественная термоизоляция позволит сохранить нужную температуру.

Правила монтажа теплоаккумулятора в частном доме


Сконструировать аккумулятор тепла своими руками абсолютно реально, но для этого следует четко соблюдать установленный порядок действий:
  1. Тепловой аккумулятор для отопления имеет в своей конструкции следующие детали:
    — теплоноситель, которым может выступать не только вода, но и, например, камень;
    — электрический нагреватель;
    — теплообменник спиралевидной формы;
    — подводная и отводная части;
    — термометр;
    — элемент, закрепляющий теплообменник и термометр;
    — бетонное основание;
    — бетонный корпус;
    — теплоизоляция;
    — слив теплоносителя.
  2. Подобная система имеет некоторое сходство с принципом функционирования стандартного термоса. Корпус такого аккумулятора можно создать из обычной бочки из металла с объемом не менее 200 литров (почитайте: «Правильная схема отопления с теплоаккумулятором»).
  3. Создавая самодельный тепловой аккумулятор, верхнюю часть применяемой бочки нужно обернуть изоляцией, которой может выступать привычная всем минеральная вата. После ее фиксации требуется накрыть всю систему фольгой, а затем закрепить полученную конструкцию скотчем.
  4. Чтобы обеспечить воде качественный обогрев до нужной температуры, тепловые аккумуляторы для индивидуального отопления оснащаются специальными змеевиками или ТЭНами (трубчатыми электронагревателями). Змеевиком может послужить труба из меди диаметром в 2 см, свернутая в спираль.
  5. Верхнюю часть ранее описанной бочки, которая и представляет собой аккумулятор тепла для системы отопления, нужно оснастить парубком отвода, а снизу оборудовать деталь подвода. Так, снизу будет поступать холодный теплоноситель, а сверху выходить уже в нужной степени прогретый.
  6. Изготавливая тепловые аккумуляторы фазового перехода, очень большое значение следует придать такому его свойству, как пожаробезопасность. При возникновении трудностей в процессе монтажа и во избежание неприятностей всегда можно обратиться за советом и квалифицированной помощью к специалистам, способным не только предоставить фото образцов этих устройств, но и выполнить расчет теплового аккумулятора и правильно установить этот механизм.


Сфера применения тепловых отопительных аккумуляторов


Используются эти бытовые нагревательные приборы для разных целей, в частности:
  1. Для того чтобы увеличить эффективность обогрева теплоносителя при острой потребности в постоянном потреблении горячей воды.
  2. При использовании ночного тарифа на электричество. Зарядка аккумулятора будет проходить ночное время, что позволить сэкономить на электроэнергии, а непосредственно в светлое время суток водяной тепловой аккумулятор будет отдавать накопленное за ночь тепло.
  3. В случае, когда используемое топливо относится к твердому типу (уголь, дрова и пр.). При сгорании этих материалов тепловой энергии выделяется с избытком, поэтому значительную ее часть можно направить к аккумулятору. Читайте также: «Как сделать теплоаккумулятор для отопления своими руками – конструкция, особенности устройства».

Подробнее о тепловых аккумуляторах смотрите на видео:



Основываясь на всем вышесказанном, можно с уверенностью утверждать, что тепловой топливный аккумулятор – это универсальное и эффективное оборудование, позволяющее сократить значительную часть расходов на электричество и обеспечивающее помещение дополнительным нагревом. Кроме того, применение таких аппаратов позволит в значительной степени продлить эксплуатационный срок всей отопительной системы.

Теплоаккумулятор своими руками – как сделать буферную емкость

Зачастую домовладельцы не в состоянии купить современное отопительное оборудование, поэтому ищут альтернативные решения. Взять хотя бы буферную емкость (иначе – тепловой аккумулятор), незаменимую вещь для систем отопления с твердотопливным котлом. Накопительный бак объемом 500 л стоит примерно 600—700 у. е., цена тысячелитровой бочки достигает 1000 у. е. Если же сделать теплоаккумулятор своими руками, а потом установить резервуар в котельной самостоятельно, удастся сэкономить половину указанной суммы. Наша задача – рассказать о способах изготовления.

Где применяется аккумулятор тепла и как он устроен

Накопитель тепловой энергии — это не что иное, как утепленный железный бак с патрубками для подключения магистралей водяного отопления. Буферная емкость выполняет 2 функции: накапливает избытки теплоты и обогревает дом в периоды, когда котел бездействует. Теплоаккумулятор замещает отопительный агрегат в 2 случаях:

  1. При обогреве жилища печью с водяным контуром либо котлом, сжигающим твердое топливо. Накопительная емкость работает для отопления ночью, после прогорания дров или угля. Благодаря этому домовладелец спокойно отдыхает, а не бегает в котельную. Это комфортно.
  2. Когда источником тепла служит электрокотел, а учет потребления электричества ведется многотарифным счетчиком. Энергия по ночному тарифу обходится вдвое дешевле, поэтому днем работу системы отопления полностью обеспечивает тепловой аккумулятор. Это экономично.
Слева на фото – буферный резервуар 400 литров фирмы Drazice, справа – электрокотел Kospel в комплекте с накопителем горячей воды

Важный момент. Бак — аккумулятор горячей воды повышает эффективность твердотопливного котла. Ведь максимальный КПД теплогенератора достигается при интенсивном горении, которое невозможно постоянно поддерживать без буферной емкости, поглощающей излишки теплоты. Чем эффективнее сжигаются дрова, тем меньше их расход. Это касается и газового котла, чей КПД снижается в режимах слабого горения.

Аккумуляторный бак, заполненный теплоносителем, действует по простому принципу. Пока обогревом помещений занимается теплогенератор, вода в емкости нагревается до максимальной температуры 80—90 °С (теплоаккумулятор заряжается). После отключения котла к радиаторам начинает подаваться горячий теплоноситель из накопительного бака, обеспечивающего отопление дома в течение определенного времени (тепловая батарея разряжается). Длительность работы зависит от объема резервуара и температуры воздуха на улице.

Как устроен аккумулятор тепла заводского изготовления

Простейшая аккумулирующая емкость для воды заводского изготовления, показанная на схеме, состоит из таких элементов:

  • основной резервуар цилиндрической формы, сделанный из углеродистой либо нержавеющей стали;
  • теплоизоляционный слой толщиной 50—100 мм в зависимости от применяемого утеплителя;
  • внешняя обшивка – тонкий окрашенный металл или полимерный чехол;
  • присоединительные штуцера, врезанные в основную емкость;
  • погружные гильзы для установки термометра и манометра.

Примечание. Более дорогие модели аккумуляторов тепла для систем отопления дополнительно снабжаются змеевиками для ГВС и подогрева от солнечных коллекторов. Другая полезная опция – встроенный в верхнюю зону бака блок электрических ТЭНов.

Изготовление накопителей тепла в заводских условиях

Если вы всерьез озаботились установкой теплоаккумулятора и решили его сделать своими силами, то для начала стоит ознакомиться с заводской технологией сборки.

Резка на плазменном аппарате заготовок для крышки и дна

Повторить технологический процесс в условиях домашней мастерской нереально, но некоторые приемы вам пригодятся. На предприятии бак–аккумулятор горячей воды делается в виде цилиндра с полусферическим дном и крышкой в таком порядке:

  1. Листовой металл толщиной 3 мм подается на аппарат плазменной резки, где из него получают заготовки торцевых крышек, корпуса, люка и подставки.
  2. На токарном станке изготавливаются основные штуцера диаметром 40 или 50 мм (резьба 1.5 и 2”) и погружные гильзы для приборов контроля. Там же вытачивается большой фланец для ревизионного люка размером около 20 см. К последнему приваривается патрубок для врезки в корпус.
  3. Заготовка корпуса (так называемая обечайка) в виде листа с отверстиями под штуцеры направляется на вальцы, изгибающие ее под определенным радиусом. Чтобы получить цилиндрическую емкость для воды, остается лишь сварить торцы заготовки встык.
  4. Из металлических плоских кругов гидравлический пресс штампует полусферические крышки.
  5. Следующая операция – сварочные работы. Порядок такой: сначала на прихватках варится корпус, потом к нему прихватываются крышки, затем идет сплошная проварка всех швов. В конце присоединяются штуцеры и ревизионный люк.
  6. Готовый накопительный бак сваривается с подставкой, после чего проходит 2 проверки на проницаемость – воздушную и гидравлическую. Последняя производится давлением 8 Бар, испытание длится 24 часа.
  7. Испытанный резервуар окрашивается и утепляется базальтовым волокном толщиной не менее 50 мм. Сверху емкость обшивается тонколистовой сталью с полимерным цветным покрытием либо закрывается плотным чехлом.
Корпус накопителя выгибается из листа железа на вальцах

Справка. Для утепления бака производители используют разные материалы. К примеру, теплоаккумуляторы «Прометей» российского производства изолированы пенополиуретаном.

Вместо облицовки производители зачастую применяют специальный чехол (можно выбрать цвет)

Большинство заводских аккумуляторов тепла рассчитаны на максимальное давление 6 Бар при температуре теплоносителя в системе отопления 90 °С. Это значение вдвое превышает порог срабатывания предохранительного клапана, устанавливаемого на группу безопасности твердотопливных и газовых котлов (предел — 3 Бар). Детально производственный процесс показан на видео:

Изготавливаем тепловую батарею самостоятельно

Вы решили, что без буферной емкости обойтись не сможете и хотите ее сделать своими руками. Тогда готовьтесь пройти 5 этапов:

  1. Расчет объема теплоаккумулятора.
  2. Выбор подходящей конструкции.
  3. Подбор и заготовка материалов.
  4. Сборка и проверка герметичности.
  5. Монтаж резервуара и подключение к системе водяного отопления.

Совет. Перед тем как посчитать объем бочки, подумайте, сколько места в котельной вы сможете под нее выделить (по площади и высоте). Четко определитесь, как долго водяной теплоаккумулятор должен замещать бездействующий котел, а уж потом приступайте к выполнению первого этапа.

Как рассчитать объем бака

Существует 2 способа расчета вместительности накопительного резервуара:

  • упрощенный, предлагаемый производителями;
  • точный, выполняемый по формуле теплоемкости воды.
Продолжительность обогрева дома тепловым аккумулятором зависит его размера

Суть укрупненного расчета проста: под каждый кВт мощности котельной установки в баке выделяется объем, равный 25 л воды. Пример: если производительность теплогенератора составляет 25 кВт, то минимальная вместительность теплоаккумулятора выйдет 25 х 25 = 625 л или 0.625 м³. Теперь вспомните, сколько места выделено в котельной и подгоняйте полученный объем под реальные размеры помещения.

Справка. Желающие сварить самодельный теплоаккумулятор нередко задаются вопросом, как посчитать объем круглой бочки. Здесь стоит напомнить формулу расчета площади круга: S = ¼πD². Подставьте в нее диаметр цилиндрического резервуара (D), а полученный результат умножьте на высоту емкости.

Вы получите более точные размеры теплового аккумулятора, если воспользуетесь вторым способом. Ведь упрощенное вычисление не покажет, на сколько времени хватит рассчитанного количества теплоносителя при самых неблагоприятных погодных условиях. Предлагаемая методика как раз и пляшет от показателей, которые нужны вам и основывается на формуле:

m = Q / 1.163 х Δt

Здесь:

  • Q – количество тепла, которое нужно накопить в аккумуляторе, кВт•ч;
  • m – расчетная масса теплоносителя в баке, тонн;
  • Δt – разность температур воды в начале и в конце нагрева;
  • 1.163 Вт•ч/кг•°С — это справочная теплоемкость воды.

Дальше поясним на примере. Возьмем стандартный дом 100 м² со средним теплопотреблением 10 кВт, где котел должен простаивать 10 часов в сутки. Тогда в бочке необходимо аккумулировать 10 х 10 = 100 кВт•ч энергии. Начальная температура воды в отопительной сети – 20 °С, нагрев происходит до 90 °С. Считаем массу теплоносителя:

m = 100 / 1.163 х (90 — 20) = 1.22 тонны, что приблизительно равно 1.25м³.

Обратите внимание, что тепловая нагрузка 10 кВт взята приблизительно, в утепленном здании площадью 100 м² теплопотери будут меньше. Момент второй: столько тепла необходимо в наиболее холодные дни, каковых бывает 5 на всю зиму. То есть, теплоаккумулятора на 1000 л хватит с большим запасом, а с учетом сезонного перепада температур можно спокойно уложиться в 750 л.

Отсюда вывод: в формулу нужно подставлять среднее теплопотребление за холодный период, равное половине от максимального:

m = 50 / 1.163 х (90 — 20) = 0.61 тонны или 0.65 м³.

Примечание. Если вы посчитаете объем бочки по среднему расходу теплоты, при крепких морозах его не хватит на расчетный промежуток времени (в нашем примере – 10 часов). Зато сэкономите деньги и место в помещении топочной. Больше информации по ведению расчетов представлено в другой нашей публикации.

О конструкции емкости

Чтобы самостоятельно изготовить аккумулятор тепла, вам придется победить одного коварного врага – давление, оказываемое жидкостью на стенки сосуда. Думаете, почему заводские резервуары сделаны цилиндрическими, а дно с крышкой – полусферическими? Да потому что такая емкость способна противостоять давлению горячей воды без дополнительного усиления.

С другой стороны, мало у кого найдется техническая возможность отформовать металл на вальцах, не говоря уже о вытяжке полукруглых деталей. Предлагаем следующие способы решения вопроса:

  1. Заказать круглый внутренний бак на металлообрабатывающем предприятии, а работы по утеплению и окончательному монтажу провести самостоятельно. Это все равно обойдется дешевле, нежели купить теплоаккумулятор заводской сборки.
  2. Взять готовый цилиндрический бак и на его базе делать буферную емкость. Где брать подобные резервуары, мы подскажем в следующем разделе.
  3. Сварить прямоугольный аккумулятор тепла из листового железа и усилить его стенки.
Чертеж теплоаккумулятора прямоугольной формы объемом 500 л в разрезе

Совет. В закрытой системе отопления с твердотопливным котлом, где избыточное давление может подскочить до 3 Бар и выше, настоятельно рекомендуется применять теплоаккумулятор цилиндрической формы.

В открытой системе отопления с нулевым напором воды можно использовать прямоугольный бак. Но не забывайте о гидростатическом давлении теплоносителя на стенки, к нему прибавьте высоту столба воды от емкости до расширительного бачка, установленного в высшей точке. Вот почему следует усиливать плоские стенки самодельного теплоаккумулятора, как показано на чертеже емкости вместительностью 500 л.

Прямоугольная накопительная емкость, усиленная должным образом, может применяться и в закрытой системе отопления. Но при аварийном скачке давления от перегрева ТТ-котла резервуар даст течь с вероятностью 90%, хотя под слоем утеплителя вы можете не заметить мелкую трещину. Как выпирает не укрепленный металл сосуда при заполнении водой, смотрите на видео:

Справка. Бессмысленно наваривать прямо на стенки жесткости из уголков, швеллеров и другого металлопроката. Практика показывает, что уголки малого сечения сила давления изгибает вместе со стенкой, а большие отрывает по краям.

Делать снаружи мощный каркас – нецелесообразно, слишком большой расход материалов. Компромиссный вариант – внутренние распорки, изображенные на чертеже самодельного теплоаккумулятора.

Чертеж аккумулятора тепла на 500 л – вид сверху (поперечный разрез)

Подбор материалов для резервуара

Вы сильно облегчите себе задачу, если найдете готовый цилиндрический бак, изначально рассчитанный на давление 3–6 Бар. Какие емкости можно использовать:

  • баллоны из-под пропана разной вместительности;
  • списанные технологические резервуары, например, ресиверы от промышленных компрессоров;
  • ресиверы от железнодорожных вагонов;
  • старые железные бойлеры;
  • внутренние баки емкостей для хранения жидкого азота, выполненные из нержавейки.
Из готовых стальных сосудов сделать надежный теплоаккумулятор значительно проще

Примечание. В крайнем случае сгодится стальная труба подходящего диаметра. К ней можно приварить плоские крышки, которые придется усилить внутренними растяжками.

Для сваривания квадратного резервуара возьмите листовой металл толщиной 3 мм, больше не надо. Жесткости сделайте из круглых труб Ø15—20 мм либо профилей 20 х 20 мм. Размер штуцеров выбирайте по диаметру выходных патрубков котла, а для облицовки купите тонкую сталь (0.3—0.5 мм) с порошковой покраской.

Отдельный вопрос – чем утеплить теплоаккумулятор, сваренный своими руками. Лучший вариант – базальтовая вата в рулонах плотностью до 60 кг/м³ и толщиной 60—80 мм. Полимеры типа пенопласта или экструдированного пенополистирола применять не стоит. Причина – мыши, которые любят тепло и осенью могут запросто поселиться под обшивкой вашей накопительной емкости. В отличие от полимерных утеплителей, базальтовое волокно они не грызут.

Не стройте иллюзий по поводу экструдированного пенополистирола, грызуны его тоже едят

Теперь укажем другие варианты готовых сосудов, которые применять для аккумуляторов тепла не рекомендуется:

  1. Импровизированный бак из еврокуба. Подобные пластиковые емкости рассчитаны на максимальную температуру содержимого 70 °С, а нам нужно 90 °С.
  2. Теплоаккумулятор из железной бочки. Противопоказания – тонкий металл и плоские крышки резервуара. Чем усиливать такую бочку, проще взять хорошую стальную трубу.

Сборка прямоугольного теплоаккумулятора

Хотим предупредить сразу: если вы посредственно владеете сваркой, то изготовление бака лучше закажите на стороне по вашим чертежам. Качество и герметичность швов имеет огромное значение, при малейшей неплотности аккумулирующая емкость потечет.

Сначала бак собирается на прихватках, а потом проваривается сплошным швом

Для хорошего сварщика здесь проблем не будет, надо лишь усвоить порядок выполнения операций:

  1. Вырежьте из металла заготовки по размерам и сварите корпус без дна и крышки на прихватках. Для фиксации листов используйте струбцины и угольник.
  2. Прорежьте в боковых стенках отверстия под жесткости. Вставьте внутрь заготовленные трубы и обварите их торцы снаружи.
  3. Прихватите к баку дно с крышкой. Вырежьте в них отверстия и повторите операцию с установкой внутренних растяжек.
  4. Когда все противоположные стенки емкости надежно связаны друг с другом, начинайте сплошную проварку всех швов.
  5. Установите снизу резервуара опоры из отрезков трубы.
  6. Врежьте штуцеры, отступив от дна и крышки на менее 10 см, как показано на ниже на фото.
  7. Приварите к стенкам металлические скобки, которые послужат кронштейнами для крепления теплоизоляционного материала и обшивки.
На фото показана растяжка из широкой полосы, но лучше применить трубу

Совет по монтажу внутренних распорок. Чтобы стенки теплоаккумулятора эффективно сопротивлялись изгибанию и не оборвались по сварке, выпустите концы растяжек наружу на 50 мм. Затем дополнительно приварите к ним ребра жесткости из стального листа или полосы. О внешнем виде не волнуйтесь, торцы труб потом скроются под облицовкой.

Стальные скобки (клипсы) привариваются к корпусу для крепления утеплителя и обшивки

Несколько слов о том, как утеплить теплоаккумулятор. Сначала проверьте его на герметичность, наполнив водой либо смазав все швы керосином. Теплоизоляция выполняется достаточно просто:

  • зачистите и обезжирьте все поверхности, нанесите на них грунтовку и краску с целью защиты от коррозии;
  • оберните бак утеплителем, не сдавливая его, а после закрепите с помощью шнура;
  • нарежьте облицовочный металл, сделайте в нем отверстия под патрубки;
  • прикрутите обшивку к кронштейнам саморезами.

Листы облицовки прикручивайте так, чтобы они были связаны между собой крепежом. На этом изготовление самодельного теплоаккумулятора для открытой системы отопления закончено.

Установка и подключение резервуара к отоплению

Если объем вашего теплоаккумулятора превышает 500 л, то ставить его на бетонный пол нежелательно, лучше устроить отдельный фундамент. Для этого демонтируйте стяжку и выкопайте яму до плотного слоя грунта. Потом засыпьте ее битым камнем (бутом), уплотните и заполните жидкой глиной. Сверху залейте железобетонную плиту толщиной 150 мм в деревянной опалубке.

Схема устройства фундамента под аккумуляторный бак

Правильная работа теплового аккумулятора построена на горизонтальном движении горячего и охлажденного потока внутри резервуара, когда батарея «заряжается», и вертикальном течении воды во время «разряда». Чтобы организовать такую работу батареи, нужно выполнить следующие мероприятия:

  • контур твердотопливного или другого котла подключается к накопительному баку для воды через циркуляционный насос;
  • отопительная система снабжается теплоносителем с помощью отдельного насоса и смесительного узла с трехходовым клапаном, позволяющим отбирать из аккумулятора необходимое количество воды;
  • насос, установленный в котловом контуре, по производительности не должен уступать агрегату, подающему теплоноситель к отопительным приборам.
Схема обвязки бака – аккумулятора тепла

Стандартная схема подключения теплоаккумулятора с ТТ-котлом представлена выше на рисунке. Балансировочный вентиль на обратке служит для регулирования потока теплоносителя по температуре воды на входе и выходе емкости. Как правильно производится обвязка и настройка, расскажет наш эксперт Владимир Сухоруков в своем видеоматериале:

Справка. Если вы проживаете в столице РФ или Подмосковье, то по вопросу подключения любых теплоаккумуляторов можете проконсультироваться лично с Владимиром, воспользовавшись контактными данными на его официальном сайте.

Бюджетный аккумулирующий бак из баллонов

Тем домовладельцам, у кого площадь котельной сильно ограничена, мы предлагаем сделать цилиндрический теплоаккумулятор из баллонов от пропана.

Самодельный накопитель тепла в паре с ТТ-котлом

Конструкция на 100 л, разработанная другим нашим мастером — экспертом Виталием Дашко, призвана выполнять 3 функции:

  • разгружать твердотопливный котел при перегреве, воспринимая излишки теплоты;
  • нагревать воду для хозяйственных нужд;
  • обеспечивать обогрев дома в течение 1—2 часов в случае затухания ТТ-котла.

Примечание. Длительность автономной работы теплоаккумулятора невелика из-за малого объема. Зато он поместится в любое помещение топочной и сможет отводить тепло от котла после отключения электричества, поскольку присоединен напрямую, без насоса.

Так выглядит без облицовки резервуар, сделанный из баллонов

Для сборки накопительного бака вам потребуется:

  • 2 стандартных баллона из-под пропана;
  • не менее 10 м медной трубки Ø12 мм либо нержавеющей гофры такого же диаметра;
  • штуцеры и гильзы для термометров;
  • утеплитель – базальтовая вата;
  • крашеный металл для обшивки.

От баллонов нужно открутить вентили и отрезать крышки болгаркой, наполнив их водой во избежание взрыва остатков газа. Медную трубку аккуратно изгибаем в змеевик вокруг другой трубы подходящего диаметра. Дальше действуем так:

  1. Пользуясь представленным чертежом, просверлите отверстия в будущем теплоаккумуляторе под патрубки и гильзы для термометров.
  2. Закрепите сваркой внутри баллонов несколько металлических скоб для монтажа теплообменника ГВС.
  3. Поставьте баллоны один на другой и сварите между собой.
  4. Установите внутрь получившегося бака змеевик, выпустив концы трубки через отверстия. Для уплотнения этих мест используйте сальниковую набивку.
  5. Приделайте дно и крышку.
  6. В крышку врежьте штуцер для сброса воздуха, в дно – патрубок сливного крана.
  7. Приварите кронштейны для крепления обшивки. Сделайте их разной длины, чтобы готовое изделие имело прямоугольную форму. Сгибать облицовку полукругом будет неудобно, да и выйдет не эстетично.
  8. Сделайте утепление резервуара и прикрутите обшивку саморезами.
Стыковка бака с ТТ-котлом без циркуляционного насоса

Особенность конструкции данного теплоаккумулятора заключается в том, что он соединяется с твердотопливным котлом напрямую, без циркуляционного насоса. Поэтому для стыковки применяются стальные трубы Ø50 мм, проложенные с уклоном, теплоноситель циркулирует самотеком. Для подачи воды к радиаторам отопления после буферной емкости устанавливается насос + трехходовой смесительный клапан.

Заключение

На многих интернет-ресурсах встречается утверждение, что изготовить теплоаккумулятор своими руками – плевое дело. Если вы изучите наш материал, то поймете, что подобные высказывания далеки от реальности, на самом деле вопрос довольно сложный и серьезный. Нельзя просто взять бочку и приладить ее к твердотопливному котлу. Отсюда совет: хорошенько продумайте все нюансы, прежде чем приступать к работе. А без квалификации сварщика за буферную емкость не стоит и браться, лучше ее заказать в специализированной мастерской.

Теплоаккумулятор: предназначение и конструкция

Эффективный обогрев частного дома – это важный компонент комфорта любой семьи. Хотя современные котлы отопления, работающие на различных видах топлива, способны обеспечить максимум удобств, постоянный рост тарифов требует изыскивать возможности, позволяющие сокращать издержки, сопряженные с получением столь необходимого для жизни людей тепла. Одной из таких возможностей является использование устройства под названием «теплоаккумулятор», которое обладает уникальной способностью накапливать тепло, а затем отдавать его сразу же, как возникает потребность в тепловой энергии.


Что вы узнаете

Что же такое теплоаккумулятор для котлов отопления?

Эти устройства, представляющие собой разновидность буферной емкости, обеспечивают накопление избыточного тепла, снижая в результате уровень нагрузки на котел отопления. Накопленная ими тепловая энергия поступает в отопительную систему по мере необходимости, то есть по мере остывания циркулирующего в системе теплоносителя. Как только система прогревается до температуры теплоаккумулятора, процесс передачи тепла прекращается.

 

Аккумулятор тепла и его достоинства

Вполне понятно, что отопление частного дома представляет собой серьезную статью всех эксплуатационных затрат. Использование же теплоаккумуляторов позволяет сократить расход топлива (твердого, жидкого, электроэнергии) и, следовательно, уменьшить итоговую стоимость отопления. Эффект от этих устройств особенно ощутим, когда размеры обогреваемого дома достаточно велики.

 

К другим важным достоинствам, возникающим в ходе эксплуатации теплоаккумуляторов, следует отнести:

  • сокращение времени активной работы котлового оборудования, что в итоге выливается в уменьшение его износа и увеличение срока его эксплуатации;
  • возможность поддержания температуры в отапливаемом помещении даже при прекращении процесса горения в топке котла или при отключении электричества;
  • полную безопасность этих устройств.

Совокупность перечисленных выше достоинств является залогом высокой рациональности использования тепловых аккумуляторов. Благодаря этим устройствам, домовладельцам удается обеспечить максимальный тепловой комфорт в доме, снизив при этом расходы, связанные с отоплением.

Общая характеристика конструкции и принципа работы

К достоинствам аккумуляторов тепла следует отнести и простоту их конструкции, основой которой является бочка большого объема, изготавливаемая из нержавеющей стали. Во внутренней полости этой бочки находится несколько слоев качественной теплоизоляции, гарантирующей сохранение тепловой энергии вплоть до того момента, когда потребуется ее передача в дом. Рабочим органом устройства, обеспечивающим сохранение тепла, является незамерзающий антифриз. Для эффективной передачи ему тепловой энергии внутри бочки может устанавливаться змеевик из меди или из других металлов.

 

В том случае, когда в системе отопления дома используются электрические котлы, подогрев воды в их внутренней полости обеспечивается с помощью тэнов различной мощности. Поскольку энергопотребление таких котлов довольно велико, то целесообразно и более экономично подключать их лишь на ночное время, когда действуют пониженные тарифы. Тепловой аккумулятор, накопивший за ночь определенное количество тепловой энергии, начнет отдавать ее в систему отопления, когда котел будет отключен и когда температура в системе начнет понижаться.

Поскольку конструкция аккумулятора тепла достаточно проста, изготовить теплоаккумулятор своими руками – не такая уж сложная задача для человека, обладающего достаточными навыками работы со слесарным оборудованием. Именно этому вопросу мы и намерены посвятить нашу очередную статью.

 

Более подробно о принципе работы теплоаккумулятора для котлов отопления вам расскажет вот это видео:

Автор статьи:

Я вкладываю в написанные мной материалы всю свою душу и все свои знания в надежде, что это будет полезно посетителям нашего сайта. Буду очень признателен всем, кто решит написать свое мнение о моей работе, свои замечания и предложения в форме для комментариев, имеющейся после каждой из опубликованных мной статей.

Британские учёные продвинулись в создании теплового аккумулятора, который способен поменять подход к отоплению домов

Пришла зима и холода, что потребует резкого увеличения расходов на обогрев домов и квартир. А было бы здорово запасти летом дармовое тепло и даже не всегда приятную жару, чтобы зимой с толком распорядиться накопленным. К сожалению, сегодня наиболее эффективным, но очень сложным и масштабным решением остаются подземные накопительные бассейны с водой, но они очень дорогие и потому не распространены. Британские учёные решили обратить к инновационным материалам.

Один из MOF-материалов под электронным микроскопом. Источник изображения: CSIRO

В поисках наиболее эффективного накопления световой или тепловой энергии для последующего длительного расхода в холодные месяцы британские учёные из Ланкастерского университета провели серию обнадёживающих экспериментов с так называемыми металлоорганическими каркасными материалами (MOF). Материалы MOF характеризуются высокой пористостью, что означает наличие чрезвычайно большой внутренней поверхности и высочайшей способностью к абсорбции.

В своём новом исследовании учёные проверили, насколько хорошо MOF-материалы, в частности — DMOF1, могут хранить энергию. В качестве накопителя энергии провели опыт с азобензолом. Это соединение под воздействием обычного ультрафиолетового излучения меняет молекулярную форму — как бы сгибается в пружину. В этом состоянии азобензол поглощается порами металлоорганического каркасного материала и в таком сжатом состоянии может находиться там годами (в эксперименте подтверждено хранение молекулы без изменения четыре месяца).

Две формы состояния молекулы азобензола. Источник изображения: Википедия

Небольшой «триггерный» нагрев материала заставляет молекулы азобензола переходить во второе и распрямлённое устойчивое состояние, что сопровождается значительным выбросом тепла, выше, чем «триггерное». Исследователи отмечают, что изученные в опыте материалы и соединения обладают низкой плотностью хранения тепла, поэтому их нельзя использовать в коммерческих целях. Но если долго и упорно искать нужные соединения, то можно создать тепловой аккумулятор, который многое изменит в подходах при реализации систем отопления зданий.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

ТЕПЛОВОЙ АККУМУЛЯТОР ДЛЯ СИСТЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНЫХ БЛОКОВ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ КРАТКОВРЕМЕННОГО ДЕЙСТВИЯ : научное издание

Перевод названия: THERMAL STORAGE TO THE TEMPERATURE CONTROL SYSTEM OF POWERFUL BLOCKS OF ELECTRONIC EQUIPMENT WITH A SHORT ACTION TIME

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2016

Ключевые слова: тепловой аккумулятор, теплоаккумулирующее вещество, гипертеплопроводящая пластина, тепловой режим, космический аппарат, thermal storage, Thermal storage material, hyperheat-conducting plate, thermal regime, spacecraft

Аннотация: Аккумулирование скрытой теплоты является одним из наиболее эффективных способов терморегулирования. В отличие от способа аккумулирования за счет обычной теплоемкости, способ аккумулирования за счет скрытой теплоты обеспечивает гораздо более высокую плотность аккумулирования с меньшей разницей температуры между процессами аккумулирования и выделения теплоты. Рассмотрена система терморегулирования космического аппарата, основанная на применении веществ с фазовым переходом «твердое тело — жидкость», для мощных тепловыделяющих узлов, которые работают с периодическим и кратковременным включением. Рассмотрены различные группы теплоаккумулирующих веществ, таких как металлы, неорганические и органические материалы. Органические материалы определены как оптимальные вещества для терморегулирования бортовой радиоэлектронной аппаратуры. Большинство органических теплоаккумулирующих веществ являются неагрессивными и химически стабильными, практически не переохлаждаются, совместимы с большинством материалов и имеют высокую скрытую теплоту на единицу веса. Их основным недостатком является низкое значение коэффициента теплопроводности. Этот недостаток применения органических теплоаккумулирующих веществ, связанный с низкой теплопроводностью, может быть успешно решен с помощью параллельно расположенных в объеме теплового аккумулятора гипертеплопроводящих пластин. Представлен анализ применения тепловых аккумуляторов с гипертеплопроводящими пластинами в качестве ребер для обеспечения оптимальных тепловых режимов блоков радиоэлектронной аппаратуры. Выполнен расчет основных параметров теплового аккумулятора. Определены масса теплоаккумулирующего вещества, количество ребер, расстояние между ребрами в зависимости от амплитуды температурных колебаний, тепловыделения радиоэлектронной аппаратуры и теплофизических свойств вещества. На основе решения уравнения теплопроводности проведен расчет эффективности теплообмена ребер в объеме теплового аккумулятора. Показана более высокая эффективность теплообмена гипертеплопроводящих пластин по сравнению медными ребрами. Latent heat storage is one of the most efficient ways of thermal control. Unlike the sensible heat storage method, the latent heat storage method provides much higher storage density, with a smaller temperature difference between storing and releasing heat. This paper considers a spacecraft thermal control system based of solid-liquid phase change material for the high heat dissipating component which works intermittently with short duty. Different groups of thermal storage materials, such as metals, inorganic and organic materials are considered. Organic materials are defined as the optimal substances for the thermal control of spacecraft electronic equipment are determined. Most organic thermal storage materials are non-corrosive and chemically stable, exhibit little or no subcooling, are compatible with most materials and have a high latent heat per unit weight. Their main disadvantage is low value of the coefficient of thermal conductivity. The drawback of organic thermal storage materials application due to low thermal conductivity can be successfully resolved by means of parallel arrangement of the hyperheat-conducting plates in the volume of the heat accumulator. Analysis of the use of thermal accumulators with hyperheat-conducting plates as edges for optimal thermal modes of blocks of electronic equipment is presented. The calculation of the basic parameters of the thermal accumulator is performed. Mass of heat storage material, number of edges, spacing between edges depending on the temperature fluctuation amplitude, of the electronic equipment heat and properties of material was determined. On the basis of the solution of the heat equation the calculation of the heat exchange efficiency of edges in the volume of the heat accumulator is made. Higher heat exchange efficiency of the hyperheat-conducting plates compared to copper edges is showed.

Ссылки на полный текст

Тепловые характеристики аккумуляторного блока с использованием материала с фазовым переходом и фиксированного объема ребер — Amer — 2021 — International Journal of Energy Research

Повышение скорости плавления внутри аккумуляторного блока для материала с фазовым переходом (PCM) было численно исследовано в кожухотрубной (S-T) конструкции, которая включает в себя ребра круглого типа, с учетом фиксированного общего объема ребер. Количество плавников было выбрано в качестве конструктивного параметра. В качестве теплоносителя (HTF) была выбрана вода, протекающая через выбранный аккумуляторный блок в процессе плавления.Метод вычислительной гидродинамики (CFD) был использован для моделирования гидроаккумулятора с помощью программного обеспечения ANSYS FLUENT, рассматривая двумерный осесимметричный цилиндрический аккумулятор в вертикальном направлении. В процессе плавления учитывались два механизма теплопередачи: теплопроводность и конвекция. Расход HTF составлял 5 л / мин при температуре потока 358 K для зарядки. Прогнозируемое время полного плавления ПКМ уменьшилось на 53,125%, 65,625%, 71,875% и 71.875% для ребер с номерами 6, 18, 30 и 36 соответственно, по сравнению с S-T без ребер, где для полного расплавления требовалось около 480 минут. В данном исследовании рекомендуются следующие оптимальные параметры ребер: количество ребер N = 30, толщина t / d = 0,01858, интервал d / L = 0,03227 и соотношение сторон t / h = 0,015. Эти рекомендуемые значения максимизируют тепловые характеристики выбранного гидроаккумулятора. Было обнаружено, что влияние изменения скорости потока жидкого теплоносителя и температуры на входе в него оказывает значительное влияние на скорость плавления ПКМ.Было обнаружено, что общее время плавления ПКМ уменьшается примерно на 57%, когда температура потока на входе увеличивается с 343 до 358 К. Более того, общее время плавления уменьшается примерно на 70,5% с увеличением массового расхода теплоносителя. расход от 0,15 до 5 л / мин. Кроме того, увеличение скорости потока HTF с 0,15 до 5 л / мин приводит к сокращению примерно на 61,1% прогнозируемого общего времени, необходимого для затвердевания. Разница температур при низких расходах больше, чем при высоких.Новизна этого исследования заключается в исследовании производительности при фиксированном общем объеме ласт.

Водный аккумулятор

— Team CoFH


Нет, с лавой не работает. Ты монстр.

Водный аккумулятор — устройство, генерирующее воду, извлекая ее из окружение устройства.

Получение

Размещенный водный аккумулятор можно сразу же снять, разобрав его с помощью гаечный ключ.Его конфигурация сохраняется в элементе. Оно может также можно добыть с помощью кирки.

Ремесло

Использование

Размещение

При размещении водный аккумулятор обращен к игроку. Он может столкнуться с любым из четыре стороны света и может вращаться с помощью гаечного ключа.

Эксплуатация

При размещении как минимум между двумя водными блоки источников, водный аккумулятор начнет производить воду. Ставка на какая вода производится, зависит от количества прилегающих источников воды.

Прилегающие источники воды Производительность
2 100 мБ / т
3 200 мБ / т
4 300 мБ / т
5 400 мБ / т
6 500 мБ / т

Вода на самом деле производится не при каждом тике, а партиями каждые 40 тиков (2 секунд).

Водный аккумулятор также будет производить воду, когда он сверху идут дожди. В этом случае вода производится из расчета 100 мБ / т.

Если включено, водный аккумулятор также будет производить воду без прилегающих источники воды или дождь. В этом случае объем производства воды составляет 2 мБ / т. Этот по умолчанию отключено.

Водные аккумуляторы не работают в Пустота.

Выход

Вода может выходить из водного аккумулятора через его стороны. Каждая сторона водного аккумулятора может быть сконфигурирована так, чтобы способен выводить воду.

Водный аккумулятор может автоматически перекачивать воду из любого сконфигурированного выходные стороны. Это называется автоматическим выводом и происходит каждые 40 тиков (2 секунды), после того, как вода произведена.

С каких сторон можно выводить воду и включен ли автоматический вывод, можно настраивается с помощью вкладки Configuration в графическом интерфейсе устройства.

Редстоун контроль

Водный аккумулятор может быть настроен для реагирования на сигналы красного камня. Это может быть в одном трех режимов:

Игнорируется
Управление редстоуном отключено.Водный аккумулятор работает по возможности. Это режим «по умолчанию».
Низкий
Водяной аккумулятор работает, когда не запитан. При включении останавливается работающий.
Высокая
Водяной аккумулятор работает только при включенном питании.

Текущий режим можно установить с помощью вкладки Redstone Control в графическом интерфейсе устройства.

Безопасность

Водный аккумулятор может иметь сигнальную защиту Блокировка установлена, чтобы ограничить доступ к ней.

Отпечатки

Конфигурация гидроаккумулятора может быть сохранена на редпринт для копирования в другие водные аккумуляторы.

Общая информация

  • Водные аккумуляторы используют тот факт, что два блоки источников воды заполнят пустое пространство между ними, создав еще один источник воды, что делает его можно получить бесконечную воду.

Аккумулятор повышенной безопасности для внутренних контуров активного терморегулирования

Внутренние активные системы терморегулирования (ATCS) космических аппаратов обычно используют воду или водную смесь в качестве рабочей жидкости. Наполненный газом сильфонный аккумулятор создает давление в системе и обеспечивает контроль запасов жидкости. Если используется только один внутренний контур УВД, аккумулятор представляет собой единичный отказ, который может привести к потере экипажа. Для защиты от такой возможности обычно добавляют второй полностью избыточный шлейф. Резервный контур требует дублирования охлаждающих пластин, теплообменников и водопровода, хотя сами эти элементы очень надежны.Дублирование этих надежных частей для защиты от отказа аккумулятора значительно увеличивает массу космического корабля.

Простое добавление резервного аккумулятора к одноконтурной ATCS недостаточно для повышения надежности системы, поскольку одним из вероятных режимов отказа аккумулятора является отказ сильфона. Если сильфон выходит из строя, сжатый газ перейдет через сильфон на сторону рабочей жидкости. Нормальные изменения в запасе жидкости в аккумуляторе могут затем привести к попаданию газа в перекачиваемый контур, где он будет уноситься протекающей жидкостью.Если к насосу поднести достаточно большой пузырек, он удалит загрязнения — возможно, безвозвратно, так что работа системы будет безвозвратно потеряна.

Был разработан метод, гарантирующий, что одноконтурная АСУТП остается без газа в случае отказа сильфона гидроаккумулятора. Это позволит подключить резервный аккумулятор для поддержания нормальной работы системы.

Чтобы исключить возможность сброса насоса после отказа сильфона гидроаккумулятора, между гидроаккумулятором и контуром потока может быть добавлен фильтр.Если точка кипения фильтра выше, чем давление в гидроаккумуляторе, пузырьки не попадут в контур. Внутренняя ATCS, использующая это нововведение, будет включать фильтр и нормально открытый запорный клапан на первичном аккумуляторе, а также резервный аккумулятор с нормально закрытым запорным клапаном. В случае отказа сильфона, первичный аккумулятор будет отключен от контура, а резервный аккумулятор будет включен.

Отказ первичного аккумулятора может быть обнаружен одним из двух методов: выравнивание положения сильфона датчик (показание количества в аккумуляторе) из-за возврата сильфона в нейтральное положение или отклонение давления в контуре от давления в аккумуляторе после того, как фильтр заблокирован пузырьками (фильтр, заблокированный пузырьками, будет действовать как обратный клапан, блокируя поток из аккумулятор).

Эту работу выполнил Юджин К. Унгар из Космического центра Джонсона. MSC-24552-1


NASA Tech Briefs Magazine

Эта статья впервые появилась в сентябрьском выпуске журнала NASA Tech Briefs за сентябрь 2014 года.

Читать статьи в этом выпуске здесь.

Другие статьи из архивов читайте здесь.

ПОДПИСАТЬСЯ

Оптимизация теплообмена в теплоаккумуляторе со скрытым накоплением тепла Научно-исследовательская работа по теме «Материаловедение»

Доступно на сайте www.

8-я Международная конференция по междисциплинарности в инженерии, INTER-ENG 2014, 9-10 октября

2014, Тыргу-Муреш, Румыния

Оптимизация теплообмена в тепловом аккумуляторе со скрытой

накопитель тепла

Лука Константина, Даниэль Драгомир-Станчуа *, Ионут Василе Крисмара

Технический университет им. Георгия Асаки, оф. Яси, заявка. D. Mangeron nr.61, 700050, Яси, Румыния

Аннотация

В статье анализируется возможность оптимизации конструкции теплообменника, который играет роль теплового аккумулятора в системе хранения солнечной энергии для жилых помещений. Хранение солнечной энергии производится в материале с фазовым переходом (PCM), а именно в парафине. Начиная с модели теплового аккумулятора, испытанной экспериментально, с целью улучшения теплопередачи между парафином парафин и водой забирает накопленное тепло.Для предлагаемых решений нового строительства было выполнено моделирование теплопередачи с использованием модуля Fluent из ANSYS 14.5.

© 2015 TheAuthors.PublishedbyElsevierLtd. Это статья в открытом доступе под лицензией CC BY-NC-ND (http://creativecommons.Org/licenses/by-nc-nd/4.0/).

Рецензирование под руководством Университета «Петру Майор» Тыргу-Муреш, инженерный факультет

Ключевые слова: накопление солнечной энергии; материал с фазовым переходом; тепловой аккумулятор; теплопередача.

1. Введение

Рассматриваемая солнечная энергетическая система использует фотоэлектрические панели для производства электроэнергии для бытовых потребителей. В периоды, когда произведенная энергия превышает потребности потребителей, избыток электроэнергии используется для электрического нагрева теплового аккумулятора. Тепло сохраняется в материале с фазовым переходом (PCM), а именно в парафине. Преимущество использования ПКМ заключается в том, что за счет использования скрытой теплоты фазового перехода можно хранить большое количество тепла в небольшом объеме [1].PCM поглощает и выделяет тепло при почти постоянной температуре. Они накапливают в 5-14 раз больше тепла на единицу объема, чем разумные аккумуляторы, такие как вода или камни [2].

* Автор, ответственный за переписку. Тел .: +40 749 768485. Электронный адрес: [email protected]

2212-0173 © 2015 Авторы. Опубликовано Elsevier Ltd. Это статья в открытом доступе под лицензией CC BY-NC-ND (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).

Рецензирование под руководством Университета «Петру Майор» в Тыргу-Муреш, инженерный факультет doi: 10.1016 / j .protcy.2015.02. 104

Парафин — это в основном используемый коммерческий PCM для хранения органического тепла. Он состоит в основном из углеводородов с прямой цепью, имеющих температуру плавления от 23 до 67 ° C [3].

Внутри теплового аккумулятора установлен змеевик, по которому циркулирует вода. Вода забирает тепло, хранящееся в парафиновом воске. Произведенная таким образом горячая вода используется для бытовых нужд.

Такой тепловой аккумулятор, способный производить горячую воду, был испытан экспериментально [5].

На основе этих результатов в статье анализируются возможности оптимизации конструкции аккумулятора тепла с целью повышения его эффективности и улучшения теплообмена между парафином и водой, циркулирующей по внутренним змеевикам.

2. Первая модель теплового аккумулятора

Первая модель теплового аккумулятора представлена ​​на рис.1.а. Можно наблюдать два электрических сопротивления, расположенных в горизонтальной плоскости, и медный змеевик для циркуляции воды, расположенный в вертикальной плоскости.Для этой модели были проведены экспериментальные испытания и анализ CFD (рис. 1б). Результаты были аналогичными [2].

Рис. 1. (а) Первая модель теплового аккумулятора; (б) Распределение температуры парафинового воска и проточной воды.

Максимальная температура парафинового воска составляла 148 ° C. Максимальная температура воды на выходе — 88 ° C.

В ходе экспериментов было замечено, что в нижней части теплового аккумулятора парафиновый воск остается в полутвердом состоянии, любое тепло вызывает электрические сопротивления.Толщина этого полутвердого слоя около 50 мм.

3. Оптимизация теплового аккумулятора

Для улучшения работы теплового аккумулятора предлагаются конструктивные изменения. Определение функциональных параметров для новых конструктивных изменений проводилось методом CFD. В CFD-анализе использовались три математические модели для определения плавления парафина, теплопередачи внутри парафина, через медную стенку водяного змеевика и внутри проточной воды, а также турбулентности внутри жидкостей.Преобладающими механизмами теплопередачи являются теплопроводность и естественная конвекция в жидкой фазе [4].

Тепловая энергия, плавящая парафин, вводится в модель как тепловое граничное условие на внешних поверхностях электрических сопротивлений. Фазовый переход парафина и теплопередача к воде моделировались с помощью модуля Fluent от ANSYS 14.5. При моделировании максимальная температура парафинового воска поддерживалась 148 ° C.

3.1. Первая версия

Для этой первой версии следили за гомогенизацией температуры внутри массы парафина. Для этого на двух противоположных боковых поверхностях теплоаккумулятора были установлены две внешние трубы (рис. 2.а). Эти трубы создают циркуляцию парафинового воска сверху вниз в аккумуляторе из-за разницы в плотности.

Еще одно отличие от первоначальной модели состоит в том, что вода поступает в аккумулятор в верхней части змеевика, что помогает поддерживать более высокую температуру в нижнем слое парафина.Считалось, что вода протекает через один единственный змеевик, как в первой модели (рис.2.б). Электрические сопротивления располагались ближе к дну теплового аккумулятора.

Количество парафина внутри аккумулятора в данном случае составляет 0,017 м3. Поверхность теплообмена змеевика для циркуляции воды 0,054 м2.

Распределение температуры в тепловом аккумуляторе, представленное на рис.3, показывает, что толщина полутвердого слоя в нижней части аккумулятора уменьшается и составляет 20 мм.

Рис. 2. (а) Теплоаккумулятор с внешними трубками; (b) Положение катушки и электрических сопротивлений.

Рис. 3. Распределение температуры в тепловом аккумуляторе

Коэффициент конвективной теплопередачи от парафина к змеевику имеет значения в диапазоне 96,3 — 172,13 [Вт / м2 · K], а коэффициент теплопередачи от змеевика к воде имеет значения в диапазоне 344,26 — 516,4 [Вт / m2K].

3.2. Вторая версия

Для увеличения теплового потока над водой предлагается добавить еще два змеевика для циркуляции воды.Три змеевика подключены к общей трубе на входе и выходе (рис.4). Увеличение количества водяных змеевиков приведет к более равномерному отбору тепла от объема парафинового воска.

Объем парафина 0,016 м3. Поверхность теплообмена змеевиков для циркуляции воды 0,162 м2.

Рис. 4. Теплоаккумулятор с тремя водяными змеевиками

Рис. 5. Распределение температуры в тепловом аккумуляторе с тремя водяными змеевиками — разрез через средний змеевик

Распределение температуры в среднем змеевике представлено на рис.5. Распределение температуры по секциям боковых змеевиков аналогично. Расход воды через средний змеевик больше, чем в боковых змеевиках.

Коэффициент конвективной теплопередачи от парафина к змеевику имеет значения в диапазоне 90,2-206,8 [Вт / м2K],. Коэффициент конвективной теплопередачи от змеевика к воде имеет значения в диапазоне 341,37-874,60 [Вт / м2K]. Более высокие значения соответствуют средней катушке.

4. Выводы

Предлагаемые конструктивные изменения способствуют увеличению производительности теплового аккумулятора.Толщина полутвердого

С нижней части теплового аккумулятора упал слой

. Для обоих предложенных вариантов конструкции тепловая

коэффициентов конвекции выше, чем у исходной версии. Их рост составляет 20-25%.

Максимальная температура горячей воды на выходе из гидроаккумулятора составляет 96 ° C по сравнению с 88 ° C у исходной модели.

Это повышение температуры связано с повышенной теплопередачей между парафином и водой.

Моделирование показывает, что такой тепловой аккумулятор, накапливающий солнечную энергию, можно использовать для подачи горячей воды.

Фотоэлектрические панели и тепловой аккумулятор могут быть вместе маломощной когенерационной системой для жилого сектора.

Список литературы

[1] Агьеним Ф., Хьюит Н., Имз П., Смит М. Обзор материалов, формулировка проблемы теплопередачи и фазового перехода для систем хранения тепловой энергии со скрытой теплотой, Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики 2010; 14: 615-628.

[2] Шарма А., Тягиб В., Чен С.Р., Буддхи Д. Обзор накопления тепловой энергии с использованием материалов и приложений с фазовым переходом. Наука Директ. Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики 2009: 13: 318-345.

[3] Тиругнанам К., Маримуту П. Экспериментальный анализ скрытого теплового накопления тепловой энергии с использованием парафинового воска в качестве материала с фазовым переходом. Международный журнал инженерии и инновационных технологий (IJEIT) Том 3, выпуск 2,2013: 372-376.

[4] Залба Б., Марин Дж., Кабеза Л.Ф., Мехлинг Х.Обзор накопления тепловой энергии с фазовым переходом: материалы, анализ теплопередачи и приложения, Applied Thermal Engineering 2003: 23: 251-283.

[5] Лука С., Драгомир-Станчу Д., Крисмару И., Намат АРДЖ. Исследование теплообмена в теплообменнике со скрытой теплотой. Прикладная механика и материалы, Trans Tech Publications, Switzerland Vol. 659, 2014: 401-404.

[6] Buddhi D, Bansal K, Sawhney RL. Системы хранения солнечной энергии с использованием материалов с фазовым переходом.Int. J. Energy Research, 1988: 12: 547-555.

[7] Джесумати С.П., Удаякумар М., Суреш С. Характеристики теплопередачи в системе хранения скрытой теплоты с использованием парафинового воска. Журнал механических наук и технологий 2012: 26: 959 ~ 965.

[8] Шарма А., Чен CR. Солнечная система водяного отопления с материалами с фазовым переходом, Международный обзор химической инженерии, том. 1, п. 4, 2009: 297-307.

[9] Мазман М., Кабеза Л.Ф., Мехлинг Х., Ногуэс М., Эвлия Х., Паксой Х.О.Использование материалов с фазовым переходом в солнечных системах горячего водоснабжения, Возобновляемые источники энергии 2009: 34: 1639-1643.

[10] Амрит О.М., Гоутам М., Винод Р., Рамкумар Г. Анализ материала ПКМ в системе хранения тепловой энергии, Международный журнал экологической науки и развития, том 2, номер 6, 2001: 437-441.

Аккумуляторы и резервуары

Аккумуляторы (иногда называемые резервуарами) являются неотъемлемой частью большинства систем с перекачиваемой жидкостью. Эти важные устройства выполняют две основные функции:
  • Объем расширения для компенсации изменений плотности жидкости в широком диапазоне температур
  • Положительное давление жидкости на входе для обеспечения оптимальной производительности системного насоса

PDT предлагает аккумуляторы в широком диапазоне конфигураций для использования в системах жидкостного охлаждения и гидравлических силовых системах.Наши аккумуляторы обеспечивают необслуживаемую работу в суровых условиях, начиная от высокопроизводительных военных истребителей и заканчивая высотными беспилотными самолетами-наблюдателями и роботами, работающими на Марсе. PDT разрабатывает и производит аккумуляторы, подходящие для использования с широким спектром жидкостей, включая воду / гликоль, гидравлическое масло, хладагенты и диэлектрические охлаждающие жидкости.

Аккумуляторы

PDT предлагаются в двух основных конфигурациях: поршневые и сильфонные. Поршневой аккумулятор имеет подвижный элемент, поддерживаемый эластомерными уплотнениями.Во многих устройствах винтовая пружина обеспечивает усилие, необходимое для создания давления жидкости в рабочем диапазоне гидроаккумулятора. В других случаях поршень находится под давлением от регулируемого внешнего источника газа. Поршневые аккумуляторы обеспечивают долгие годы надежной службы по привлекательной цене.

В экстремальных условиях или в системах с нулевым допуском на утечки вместо поршня используется сварной металлический сильфон. В этой конфигурации поршень заменен капсулой с гибким сильфоном, не имеющей эластомерных уплотнений, которые могут изнашиваться.Герметичный газовый заряд на одной стороне сильфона обеспечивает накопленную энергию для создания давления в системе. Гибкие металлические сильфоны рассчитаны на миллионы рабочих циклов и обычно служат в течение всего срока службы автомобиля, в котором они установлены.

PDT также является экспертом в уникальных требованиях к самонаддувающимся или «бутстрапным» аккумуляторам. В этой конфигурации источник высокого давления действует на один конец двухсекционного поршня; другая сторона поршня контактирует с жидкостью под низким давлением.За счет соотношения площадей между двумя сторонами поршня достигается эффект увеличения давления, который обеспечивает повышение давления жидкости без необходимости использования пружин или герметичного газового заряда. Дополнительным преимуществом конфигурации начальной загрузки является то, что после удаления источника высокого давления в системе жидкости не остается остаточного давления, что повышает безопасность и облегчает техническое обслуживание системы.

Аккумуляторы

представляют собой идеальное место для установки приборов измерения уровня жидкости для охлаждающей или гидравлической системы.PDT может предоставить электронные датчики уровня жидкости с масштабируемой выходной мощностью, визуальными индикаторами или обоими функциями в одном устройстве.

Конструкция аккумулятора зависит от нескольких ключевых переменных:
  • Выбор жидкости
  • Диапазон температур эксплуатации и хранения
  • Требуемое выходное давление (обычно зависит от выбора насоса)
  • Общий объем системной жидкости
  • Требования к определению уровня

PDT использует эти входы вместе с информацией о системе и / или применении транспортного средства, чтобы выбрать оптимальный аккумулятор для каждой установки.Как эксперт в области центробежных и объемных насосов, компания PDT хорошо оснащена для проектирования и поставки соответствующего гидроаккумулятора для вашей системы с перекачиваемой жидкостью, даже если мы не поставили насос. Свяжитесь с инженером по применению PDT, чтобы определить оптимальное решение для аккумуляторов, отвечающее потребностям вашей системы.

Загрузить документацию по продуктам для бутстрап-резервуаров высокого давления

Загрузить литературу по бутстрап-резервуарам

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ АНОМАЛИИ АККУМУЛЯТОРА ОРГОНА REICH | DeMeo

Абстрактные

Автор предпринял экспериментальные исследования тепловой аномалии (To-T) внутри оргонного аккумулятора энергии (ORAC), явления, впервые обнаруженного покойным доктором Дж.Вильгельм Райх, который изобрел устройство ORAC. Эта тепловая аномалия, согласно теории Райха, создается разреженным двигательно-пульсирующим энергетическим континуумом оргона, который концентрируется внутри ORAC, вызывая термический нагрев воздуха за счет трения. Обсуждаются экспериментальные доказательства, стоящие за теорией и утверждениями Райха, с привлечением внимания к аналогичным концепциям в современных науках. Энергия оргона во многих отношениях похожа на более старый светоносный космический эфир в том, что он заполняет все пространство, но также выполняет роль атмосферно-биологической жизненной энергии, поскольку он пульсирующий и возбудимый, и заряжает живые ткани.В эксперименте To-T температура воздуха измерялась внутри верхней части 10-сантиметрового кубического ORAC и сравнивалась с температурой внутри термально сбалансированной, но не накапливающей оргон контрольной камеры, в соответствии с протоколами Райха. Особое внимание было уделено конструкции устройства и процедурам контроля, при этом приборы были откалиброваны до температуры ~ 0,002 ° C. Эксперимент проводился в хорошо вентилируемом, но полностью темном укрытии на открытом воздухе, специально построенном для проведения оценок.В оптимальных условиях для функционирования ORAC (т. Е. Низкая влажность, легкий или нулевой ветер, ясное небо) систематически обнаруживалась циклическая положительная тепловая аномалия со средней разницей + 0,13 ° C в двух представленных здесь 10-дневных экспериментах. с максимумами, приходящимися на дневную температуру примерно на + 0,5 ° C теплее, чем в Control, и минимумами примерно на -0,1 ° C. Эксперименты подтвердили утверждения Райха о небольшом самопроизвольном нагревании внутри ORAC, который не имеет известного источника энергии согласно классическим определениям «пустого пространства».


AERMEC SAF ТЕПЛОВЫЙ АККУМУЛЯТОР ДЛЯ БЫТОВОЙ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ

Агрегаты SAF по AERMEC — это новые моноблочные термоаккумуляторы для производства горячей воды для бытовых нужд, оснащенные инверторным циркуляционным насосом и электронной регулирующей картой. и пластинчатый теплообменник из нержавеющей стали, который обеспечивает максимальную гигиену за счет отделения контура питьевой воды от контура технической воды. Высокая изоляция сводит к минимуму рассеивание энергии.Эти устройства были разработаны для использования с тепловыми насосами, а также с традиционными котлами или котлами, работающими на биомассе, солнечными тепловыми системами и другими возобновляемыми источниками. Аккумулятор может быть оснащен дополнительным змеевиком для интеграции дополнительного источника тепла, а также отдельным циркуляционным насосом и управляющим программным обеспечением.

• SAF — это инновационная система «включай и работай» — мгновенное производство горячей воды для бытового потребления с элегантным оригинальным дизайном.

• Подходит для систем отопления с питанием от одного или нескольких источников энергии (традиционный котел, тепловой насос, котел на биомассе, солнечные панели и т. Д.).), это гарантирует мгновенное производство горячей воды для бытового потребления при температуре, установленной пользователем, и с ограниченным образованием накипи. Теплообмен обеспечивается пластинчатым теплообменником из нержавеющей стали AISI 316, гарантирующим оптимальную гигиену и отличную производительность. Теплообменник совмещен с теплообменником, снабжающим его энергией. Система содержит все необходимые компоненты и имеет блок управления с графическим дисплеем, чтобы пользователь мог контролировать работу и легко устанавливать рабочие параметры.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *