Тепловое аккумулиров ание энергии

Типы систем

Возможны следующие типы и схемы рассматриваемой си­стемы аккумулирования (рис. 2.9).

а) Горячий и холодный сосуды (рис. 2.9,а).

Горячая (заряженная) и холодная (разряженная) акку­мулирующие среды находятся в отдельных сосудах, каждый из которых рассчитан на полную рабочую аккумулирующую массу Холодный сосуд должен быть рассчитан на более низ­кую температуру (и, возможно, давление) и может быть

меньше вследствие меньшего удельного объема рабочего тела. Переходные термические напряжения и эксергетические по­тери от смешения здесь исключены.

б) Полевой вариант (рис. 2.9,6). Этот вариант аналоги­чен предыдущему. Имеется п сосудов. В заряженном состоя­нии сосуды с № I до № (л«=- 1) заполнены горячей водой, тогда как сосуд № п воды не содержит. процессе разрядки горячая жидкость из сосуда № (п — 1) охлаждается и накап­ливается в сосуде № п и т. д., пока сосуды № 2 — п не будут заполнены холодной жидкостью, а № 1 опорожнится.

В данном случае требуется меньший объем сосудов, чем в случае (а). Однако по меньшей мере (п—1)-й сосуд дол­жен быть рассчитан на высокие температуру и давление Пе­реходные термические напряжения могут возникать, но не создают проблем при низких расчетных давлениях и толщи­нах стенки.

в) Система со скользящей температурой (рис. 2.9,в). Тем­пература жидкости постепенно повышается во время зарядки и понижается во время разрядки. В сосуде может быть уста­новлен теплообменник, либо жидкость может закачиваться в сосуд и забираться из него.

г) Аккумулирование с вытеснением (рис. 2.9,г). Горячая и холодная жидкости находятся в одном сосуде, предпочти­тельно имеющем форму вертикального цилиндра. Горячая (менее плотная) жидкость скапливается в верхней части со­суда, а холодная — в нижней. Вследствие теплопроводности воды и стенок сосуда, а также турбулизации во время за­рядки и разрядки будет формироваться температурная пере­ходная зона (зона смешения), существование которой приво­дит к эксергетическим потерям, но в то же время снижает переходные температурные напряжения в стенке сосуда.

Нужное распределение входящей жидкости можно обеспе­чить горизонтальными дисками, расположив их около входа. При этом уменьшается и турбулизация жидкости. Теплопро­водность в объеме воды может быть снижена посредством плавающих теплоизолированных дисков или чаще узких вер­тикальных цилиндрических сосудов. Тем не менее этот тип аккумулятора плохо подходит для работы с низкой циклич­ностью зарядки и разрядки.