АККУМУЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ
Аккумулирование тепловой энергии необходимо как при нагреве воды для бытовых нужд и отоплении помещений, так и для обеспечения высокотемпературных режимов работы теплосилового оборудования. Имеются и другие области применения аккумулирующих устройств, как, например, растениеводство или технологические процессы в различных отраслях промышленности. В некоторых областях применения, в частности при охлаждении помещений в летние месяцы, было бы полезно, если бы аккумулятор мог также накапливать холод. Выбор аккумулирующего материала зависит от конкретного назначения установки, и для применения в быту были разработаны водяные и галечные аккумулирующие системы. Солнечный воздухонагреватель в сочетании с аккумулятором галечного типа показан на рис. 3.23. Эта установка впервые была описана в 1974 г. [99] и представляет собой передвижное А-образное теплоизолированное устройство, содержащее промытую речную гальку. Воздухонагреватель расположен на обращенной к югу наклонной стене с навешенной на нее откидной отражающей поверхностью, которую можно использовать для закрывания коллектора ночью с целью уменьшения тепловых потерь. Исследования работы аккумуляторов со слоевой галечной насадкой проводились в течение нескольких лет в Австралии [100, 101, 102], а преимущества замены гальки хорошо адсорбирующим материалом, например силикагелем или активированным глиноземом, были рассмотрены Клоузом и Прайером [103].
Вода и камни являются типичными примерами мате-
риалов, которые аккумулируют энергию за счет тепло-Я емкости, но их применение ограничено из-за ее сравни-* тельно низких значений. Эффект теплоты плавления* (скрытой теплоты), которая поглощается материалом! при его переходе из твердого состояния в жидкое, соз*
|
Параметры материалов для аккумулирования 1 ГДж при повышении температуры на 20 °С
|
дает благоприятную возможность аккумулирования данного количества тепла в пределах значительно меньшего объема. Это иллюстрируется данными табл. 3.3. Таблица основана н, а данных, заимствованных из работы Телкес [104], где рассмотрены свойства широкого класса гидратов солей, которые могут быть использованы
Для аккумулирования тепла. Наименее дорогим и наи - © более доступным материалом является десятиводный сернокислый натрий Na2SO4-10H2O или глауберова соль с добавкой от 3 до 4% буры в качестве образующего агента для достижения полной кристаллизации. Эти процессы происходят при температуре около 30°С. Для
аккумулирования при высоких температурах (от 200 д^ 300 °С) рассматривались другие соли [105, 106], а так-; же гидратация неорганических окисей, в основном MgCI и СаО [107]. Было также проведено аналитическое ис| следование теплового взаимодействия между подземной аккумулирующей системой и окружающей почвой [108].
иКи из пенополистирола вдуваются в промежуток меж - Р двумя оконными стеклами, чтобы предотвратить потери тепла в ночное время зимой, или они могут быть 1!Слользованы с целью воспрепятствовать нежелатель - н0му притоку тепла в помещение летом. Эта система имеет преимущество по сравнению с откидными дверцами или ставнями.
Использование обогреваемого дома в качестве аккумуі лятора энергии хорошо известно, но первоначальная! идея сохранения тепла внутри дома, предложенная Зо-| унвёком под названием шариковой стены, была разраї ботана Веером [109]. Такая стена показана на рис. 3.24] (без наполнения) и на рис. 3.25 (с наполнителем). Ша-І 64
