Тепловое аккумулиров ание энергии
Низкотемпературные сосуды атмосферного давления
Вода — наиболее распространенная среда для низкотемпературного аккумулирования энергии. Охлажденная вода, используемая, например, в установках кондиционирования воздуха, обычно имеет температуру ~5—15°С; для аккумулирования энергии с целью обогрева и домашних нужд используется горячая вода при температуре 30—95°С.
|
Рис. 4.26. Стальной мембранный резервуар [4.27]. /—•герметичная крышка; 2 — ребро жесткости стенки; 3 — опоры днища; 4 — опорные стойки крышки; 5 — теплоизоляция; 6 — опорные стойки стенки; 7 — боковая стенка резервуара; 8 — уровень земли; 9 — уровень грунтовых вод. |
|
4
|
Рис. 4.27. Скальная полость для аккумулирования горячей воды в Ликебю (Швеция) [4.28].
Объем 100 000 м3, перепад температур 90/40 °С. / — скальная полость; 2 — туннель для ремонта и обслуживания; 3 — туннель для вывоза грунта; 4 — трубопроводы зарядки и разрядки.
Разности температур и плотностей аккумулирующей и обратной воды довольно малы. Однако если необходимо избежать смешивания, могут быть рассмотрены варианты двух (разд. 2.3.2 а) и более (разд. 2.3.26) аккумулирующих сосудов или аккумуляторов с одним сосудом, снабженным плавающим разделяющим диском. Если допускается некоторое смешение, то применим лабиринтный разделитель (рис. 4.25) [4.26]. Смешение необходимо учитывать как в сосудах-аккумуляторах горячей воды (которые обычно имеют малые зна-
|
|
|
Солнечное излучение
|
•ЦУУУШУУУІГЦАІЦІЛ/ШЛЛЛ/УІГ
Рис. 4.28. Прототип системы аккумулирования солнечной энергии в грунтовых впадинах в Студсвике (Швеция), 640 м3, 70/30°С [4.27, 4.29].
/ — поворотная крышка; 2 — солнечный коллектор; 3 — теплоизоляция; 4—-горячая вода; 5 - защитное покрытие; 6 — труба слива; 7 — водяные трубы; 8 — рефлектор.
чения Н/D и большие площади смешивания), так и в стальных мембранных резервуарах типа показанного на рис. 4.26 [4.27, 4.30].
Аккумулирующий резервуар горячей воды емкостью 25 000 м3 с H/D = 0,43 (рис. 4.6) был переделан из большого нефтяного танка [4.6]. Он используется в районных теплосетях. Подводящая трубка — плавающая, так что она может следовать за изменениями уровня воды. В верхней части резервуара находится пар под небольшим избыточным давлением (0,3 кПа), что позволяет избежать проникновения воздуха. Стоимость заново построенного сосуда такого типа оценивается в 107 марка/м3 (марки ФРГ по курсу 1979 г.) для средних и 58 марка /м3 для очень больших сосудов.
На рис. 4.27 показана полость в скальных породах, находящаяся в Ликебю (к северу от Уппсалы, Швеция). Полость оборудована для сезонного аккумулирования солнечной энергии, содержит 100 000 м3 воды, имеет кольцевую форму и не теплоизолирована [4.28]. Интервал рабочих температур
Зима
|
Разделяющая линия |
А
Лето
Прохладная вода(~ Z5 °С)
Холодная еода(~ 8 °Сj
|
Рис. 4.29. Шведская схема озерного аккумулирования [4.31]. |
/ — прозрачное покрытие; 2 — вода для охлаждения солнечного коллектора; 3 — плавающие теплоизолирующие блоки из пенопласта; 4 — слой, поглощающий сол* нечное излучение; 5 — поплавок; 6 — многослойный занавес с пенопластовой изоляцией и стальными тросами для крепления грузил; 7 — вспомогательный якорь для компенсации силы ветра; 8 — грузило; 9 — основной якорь.
90/40 °С. Прилежащие к полости слои скальной породы при - нимают участие в тепловом аккумулировании энергии.
Предлагалось также использовать скальные полости (и скважины), частично заполненные камнями. Такие аккумулирующие системы несколько дешевле, и температурное - расслоение в этом случае улучшается.
Другие схемы, такие, как резервуары в грунтовых впадинах (рис. 4.28) [4.29], пруды с покрытием [4.30] и озера с плавающими мембранами (рис. 4.29) [4.31], не являются; сосудами в строгом смысле этого слова.
Другие схемы низкотемпературного теплового аккумулирования могут даже не иметь четко очерченных границ, например водоносные слои с аккумулированием посредством; горячей воды, подпочвенные слои гравия для тепловых насосов и т. д. Эти схемы описаны в разд. 6.7.
/
