Тепловое аккумулиров ание энергии
Сравнение характеристик энергетической емкости различных аккумуляторов
2.5.1. Плотность запасаемой анергии
На рис. 2.17 показаны плотности запасаемой энергии различных систем теплового аккумулирования. В расчетах принимались относительные величины мертвых объемов: 12,5% — для аккумулирования посредством жидкой среды; 25 % — для твердотельного аккумулирования с металлической насадкой; 37,5%—для твердотельного аккумулирования с неметаллической насадкой и для аккумулирования посредством среды с фазовым переходом.
а) Системы низкого давления. Системы аккумулирования с низкими (ниже атмосферного) давлениями насыщения показаны на левой диаграмме рис. 2.17. Такое рабочее тело мо-
|
|
|
3000 |
|
ЗОI. л І і І і І 11 ііііД ' і і m i nil. і / і і і nil ~7 |
|
МПа |
|
3,0 ЩО гор |
|
Рис. 2.17. Плотности запасаемой энергии для различных аккумулирующих сред. / — чугун; 2 — чугун с термостойким маслом; 3 — термостойкие масла; 4 — расплавы солей; О — использование теплоты фазового перехода. |
жет находиться и не под избыточным давлением. Плотность энергии, относящаяся к разрядке от верхней до температуры окружающей среды, представлена в зависимости от верхней температуры. Термостойкие масла могут быть использованы при температурах до 350 °С, а расплавы солей — и при более высокой температуре.
Аккумулирование на основе теплоты фазового перехода позволяет обеспечить более высокую плотность запасаемой энергии, чем аккумулирование с использованием внутренней энергии (даже при учете только теплоты плавления, без внутренней энергии). Некоторые рабочие вещества дают даже более высокие плотности запасаемой энергии, чем показанные огибающими кривыми на рис. 2.17 (например, соли лития или эвтектические фторсодержащие смеси).
Из твердых аккумулирующих сред наибольшую плотность запасаемой энергии дает чугун (опять-таки плотность запасаемой энергии отнесена к разности энтальпий при верхней температуре и температуре окружающей среды).
б) Системы, находящиеся под давлением. Справа на рис. 2.17 показана плотность запасаемой энергии для среды с давлением насыщения выше атмосферного в зависимости от давления аккумулирования. Разница между аккумулированием горячей воды и аккумулированием пара со скользящим давлением несущественна. Наклоны кривых здесь велики
|
Рис. 2.18. Плотности запасаемой эксергии для различных аккумулирующих сред. / — чугун; 2 — термостойкие масла; 3 — расплавы солей; О — использование теплоты фазового перехода. |
Для такого типа теплового аккумулирования использование высоких давлений не имеет особого смысла.
Для сорбционного аккумулирования тепла необходим по крайней мере один сосуд давления; для термохимического аккумулирования требуется несколько таких сосудов при различных давлениях, если компоненты реакции хранятся в жидком состоянии. Диаграмма построена на основе среднего давления рСр(2рУ)/21/.
