Тепловое аккумулиров ание энергии

Оборудование для зарядки и разрядки

Как уже упоминалось выше, при аккумулировании с ис­пользованием теплоты фазового перехода передать тепло аккумулирующей среде во время зарядки и отвести от нее тепло при разрядке не так просто, как в системах, где теп­лота поглощается при нагреве теплоносителя. Причин этому несколько: конвекция в твердом состоянии отсутствует, тепло­проводность обычно низка, а объем изменяется. Имеется ряд предложений, направленных на преодоление этих затруд­нений.

1. Размещение аккумулирующей среды в капсулы (напри­мер, в трубы, непосредственно контактирующие с теплоноси­телем пар/вода). Рис. 2.12 иллюстрирует эту идею; сосуд дав­ления теплоаккумулирующей системы представляет собой предварительно напряженную конструкцию из чугуна (2.241.

2. Размещение аккумулирующей среды в индивидуальных капсулах небольших размеров, которые укладываются в об­щий контейнер при давлении, близком к атмосферному. Для организации подвода тепла к зарядно-разрядному теплооб­меннику и отвода тепла от него за счет испарения/конденса­ции применяется аналогично тепловой трубе отдельный тепло­носитель. Эту идею аккумулятора-котла иллюстрирует рис. 2.13. В качестве аккумулирующей среды предложена эвтектическая смесь солей; сосуд-контейнер заполнен т-три- фенилом (точка кипения 365 °С) и аккумулирующими эле­ментами; жидкий теплоноситель и теплообменник зарядки на­ходятся в нижней части сосуда. Распылительные сопла по­мещены в верхней части; над ними расположен теплообменник разрядки [2.23].

3. Аккумулирующая среда находится со стороны кожуха теплообменника разрядки, используются многорядные вра­щающиеся или перемещающиеся скребки или большие вра­щающиеся трубы с закрепленными на них скребками.

4. Аккумулирующая среда помещена со стороны кожуха оребренных [2.25] или неоребренных плотно упакованных труб.

5

8

9

Рис. 2.12. Предварительно напряженная конструкция чугунного сосуда для аккумулятора с горячим теплоносителем (а) и цилиндрическая капсула для такого сосуда (б) [2.24].

1 — чугунные кольца; 2— продольные, предварительно напряженные струны; 3 — вход/выход пара; 4 — предварительно напряженные бан­дажи; 5 — пространство, заполненное газом; 6 — внутренний сосуд: 7—обшивка; 8 — слой извести; 9 — волокнистая изоляция; 10 — тепло - аккумулирующие капсулы; /J — зона распределения потока; 12 — вход/выход воды; 13 — базовая изоляция; 14 — полость в затвердевшей солн; 15 — полость в расплаве; 16 — расплавленная соль; 17 — затвердевшая соль.

Рис. 2.13. Аккумулятор-котел [2.15, 2.33].

5. Механически создаваемая (например, ультразвуком) вибрация неполностью затвердевшей аккумулирующей среды.

6. Эластичные трубы теплообменника разрядки, деформи­рующиеся под действием пульсаций давления.

7. Теплообмен через жидкий металл, находящийся в не­посредственном контакте с аккумулирующей средой.

Все эти предложения по решению задачи интенсификации теплообмена в системах аккумулирования на основе теплоты фазового перехода в настоящее время находятся еще в ста­дии разработки или испытаний.