Тепловое аккумулиров ание энергии

Емкость аккумулятора

Аккумулятор на основе теплоты фазового перехода отно­сится к системам с постоянными давлением и массой. Следо­вательно, в данном случае применимо уравнение (2.40). Уве­личение энтальпии системы твердое тело — жидкость от Ті < Ттв до Т2 > Тф описывается уравнением

Ah = cPTB(Тф - Г,) + Д^-h срж (Т2 - Тф), (2.47)

где Ср тв — удельная теплоемкость твердой фазы (р — const), Д/іф — энтальпия фазового перехода (плавление при Тф = = const), Срж — удельная теплоемкость жидкой фазы (р = = const). Первый член уравнения (2.47) обозначает измене­ние внутренней энергии твердой фазы, второй — теплоту фа­зового перехода, третий — изменение внутренней энергии жидкой фазы,

Эксергетическая емкость аккумулятора определяется ме­тодом, аналогичным использованному в разд. 2.3.1:

ДЕ/так = срТВ(Тф — Ті — Токр In Тф/7) - f-

+ ДЛФ (1 - Токр/Тф) + СрЖ (Т2 -Тф - Токр In Тц/Ті). (2.48)

Важно уметь определить значение ДЛф. Для чистых ве­ществ существуют [2.17] приближенные соотношения:

— для органических веществ

ДЛФ ~ 0,7ГФ, (2.49)

р ДЛф р0,77ф, (2.50)

где ДЛф имеет размерность кДж/кг, Тф( = Тпл)—К, р — кг/м3 и рДЛф —кДж/м3;

— для неорганических веществ

ДЛф = (24/М) Тф, (2.51)

рАЛф = (24р/Л4)Гф, (2.52)

где М — молекулярная масса, кмоль, и р — плотность, кг/м3. Для большинства веществ величина р/М составляет ~ 40.

Например, вода (лед) имеет емкость аккумулирования тепла при плавлении около 335 кДж/кг ((24/18)273 = = 364 кДж/кг в соответствии с приближенным соотноше­нием]. Это столько же, сколько в системе аккумулирования на основе использования внутренней энергии горячей воды с изменением температуры около 335/4,19 « 80 К.

При более высоких температурах емкость увеличивается. В случае бинарных смесей (в особенности эвтектических) или смесей с более чем двумя компонентами происходит сниже­ние температуры плавления без ощутимого снижения энталь­пии фазового перехода.