АККУМУЛЯТОР ТЕПЛОТЫ С ФАЗОПЕРЕХОДНЫМ МАТЕРИАЛОМ

Полезная модель относится к области энергетики и предназначена для аккумулирования тепловой энергии и использования ее для генерации пара.
Известен ряд устройств: Теплоаккумулятор Луданова (см. авт. свид. СССР на изобретение №1776931, МПК F 24 H 7/00, Бюл. №43 опубл. 23.11.92 г.), предназначенный для аккумулирования горячей питательной воды путем установки в тепловом аккумуляторе фазового перехода труб с теплообменными элементами, что позволит улучшить зарядно-разрядные характеристики и увеличить теплоаккумулирующую способность аккумулятора, использующего скрытую теплоту фазового перехода; Аккумулятор тепла (см. Патент №2436020, МПК F 24 H 7/00, Бюл. №34 опубл. 10.12.2011 г.), предназначенный для аккумулирования тепла посредством использования горячей воды, может использоваться для аккумулирования тепловой энергии в системах теплоснабжения; Аккумулятор тепла (см. авт. свид. СССР на изобретение №1323828, МПК F 24 H 7/04, F 28 D 17/00 Бюл. №26 опубл. 15.07.1987 г.), предназначенный для аккумулирования теплоты горячего теплоносителя, обладающий конструктивной особенностью в виде шаров, использование которых позволит повысить эффективность работы путем увеличения энергоемкости цикла “заряд-разряд”, за счет отсутствия перегрева теплоаккумулирующего материала.
Вышеприведённые устройства, использующие скрытую теплоту фазового перехода теплоаккумулирующего материала, предназначены только для нагрева горячей воды и не могут быть использованы для генерации пара, так как не предусмотрено соответствующее техническое решение.
Задачей полезной модели является обеспечение конструктивной возможности аккумуляторов фазового перехода работать в режиме генерации пара.
Техническим результатом, достигаемым при использовании настоящей полезной модели, является возможность аккумуляторов фазового перехода работать в режиме генерации пара.
Указанный технический результат достигается тем, что в аккумулятор теплоты с фазопереходным материалом, содержащий температурные датчики, заглушки, датчик уровня, мостовой кран, компенсатор давления, трубную доску, бункер, пучок металлических теплообменных трубок, коллектор, спускной патрубок, опускные трубы, патрубки, согласно полезной модели, устанавливается барабан-сепаратор.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, где показана схема конструкции аккумулятора теплоты с фазопереходным материалом. Позиции на чертежах обозначают следующее: 1 - температурные датчики; 2 - заглушки; 3 - датчик уровня; 4 - барабан-сепаратор; 5 - мостовой кран; 6 - компенсатор давления; 7 - трубная доска; 8 - бункер; 9 - пучок металлических теплообменных трубок; 10 - коллектор; 11 - спускной патрубок; 12 - опускные трубы; 13 - патрубки.
Приведенный аккумулятор теплоты на основе фазового перехода представляет собой бункер 8, выполненный из листовой стали с теплоизоляционным покрытием, основанием которого служит бетонированная площадка. Внутри бункера вертикально располагается пучок металлических теплообменных трубок 9, внутри которых протекает теплоноситель.Выбран шахматный порядок расположения трубок. В нижней части бункера расположен коллектор 10 для равномерной подачи теплоносителя по теплообменным металлическим трубкам. С наружных сторон бункера располагаются опускные трубы 12 для подачи теплоносителя к коллектору. К верхней части бункера герметично подсоединена трубная доска 7. Для компенсации расширения теплоаккумулирующего материала при изменении его агрегатного состояния, в верхней части бункера над теплообменными металлическими трубками предусмотрено свободное пространство, а в трубной доске установлен компенсатор давления 6, служащий для поддержания атмосферного давления во внутреннем пространстве бака. Над трубной доской бункера расположен барабан-сепаратор 4, предназначенный для отделения пара от воды, осушки пара. В нем предусмотрен датчик уровня 3, не позволяющий превысить уровень выше допустимого. Патрубки 13 служат для погружения температурных датчиков в стеклянных гильзах в объем теплоаккумулирующего материала с целью наблюдения за процессом кристаллизации и плавления в различных сечениях по всей длине теплообменных труб. Температуры теплоносителя на входе и выходе из аккумулятора фиксируются температурными датчиками, установленными в латунных гильзах в патрубках 1. При необходимости увеличения скорости некоторые каналы могут быть перекрыты путем установки заглушек 2 на трубопроводе. Одним из недостатков такого аппарата является процесс удаления отработанного теплоаккумулирующего материала, которое возможно только в состоянии расплава. Для этого предусмотрен спускной патрубок 11 в нижней части бункера. Сверху над всей конструкцией располагается мостовой кран 5, позволяющий изъять трубный пучок для последующего ремонта и загрузить новый теплоаккумулирующий материал.
Сущность полезной модели заключается в модернизации конструкции аккумуляторов теплоты с фазопереходным материалом, в виде установки барабан-сепаратора, что позволит им работать в режиме генерации пара.
В режиме зарядки в схеме, заполненной водой, происходит конденсация пара, который по подводному трубопроводу поступает в коллектор 10 через опускные трубы 12, для равномерного распределения по пучку металлических теплообменных трубок 9, которые соединены с барабан-сепаратором 4. За счет смешения конденсата с водой происходит увеличение допустимого уровня воды в барабан-сепараторе 4, в результате чего срабатывает датчик уровня 3, совмещенный с водоподготовительной системой производства, который предназначен для отвода воды в случае превышения допустимого уровня в барабан-сепараторе 4.
В режиме разрядки в схеме, заполненной водой, происходит парообразование воды, которая по подводному трубопроводу поступает в коллектор 10 через опускные трубы 12 и равно распределяется по пучку металлических теплообменных трубок 9, соединённых с барабан-сепаратором 4. Сгенерированный пар направляется на нужды производства.
Отличительным признаком аккумулятора теплоты с фазопереходным материалом является возможность аккумуляторов фазового перехода успешно сочетать режимы зарядки и генерации пара.