ТЕПЛОВОЙ АККУМУЛЯТОР

Тепловой аккумулятор относится к области теплотехники и может использоваться для повышения надежности систем отопления и горячего водоснабжения промышленных, сельскохозяйственных, бытовых помещений. Может быть использован для выравнивания графиков пиковой нагрузки котельных, а также для выравнивания графиков выработки теплоты в системах на базе возобновляемых источников энергии.
Известен «Тепловой аккумулятор» (патент РФ №2253807 С1 по МПК F24H 7/00 заявлено 30.08.2004, опубликовано 10.06.2005, Бюл. №16), который представляет собой корпус с теплоизоляцией и твердым теплоаккумулирующим материалом, внутри которого расположены подводящий и отводящий трубопроводы в виде змеевиков, отличающийся тем, что он снабжен пневматическими вибраторами, волноводы которых закреплены на упомянутых трубопроводах перед входом в аккумулятор, и гасителями вибраций, размещенными в местах прохождения трубопроводов через корпус.
Недостатком данного устройства является применение воздушного вибратора, для работы которого требуется компрессор, потребляющий значительное количество электроэнергии, что приводит к излишним экономическим затратам. Также установка пневматических вибраторов на трубопроводы не повышает интенсивность отвода теплоты из толщи теплоаккумулирующего материала, где теплота продолжает передаваться лишь за счет теплопроводности теплоаккумулирующего материала.
Известно изобретение, выбранное в качестве ближайшего аналога, (патент РФ №2292002 С1 по МПК F24H 7/00 заявлено 07.10.2005, опубликовано 20.01.2007, Бюл. №2) под названием «Тепловой аккумулятор», который представляет собой корпус с изоляцией и твердым теплоаккумулирующим материалом, внутри которого расположены подводящий и отводящий трубопроводы в виде змеевиков, отличающийся тем, что он снабжен магнитострикционными вибраторами со спектром частот 21,3 кГц и амплитудой колебаний 0,1 мм, волноводы которых закреплены на упомянутых трубопроводах перед входом в аккумулятор.
Недостатком теплового аккумулятора по прототипу является то, что при раздельном исполнении теплообменной поверхности, состоящей из подводящего и отводящего трубопровода в виде змеевиков, сокращается полезный объем бака теплового аккумулятора, усложняется конструкция теплового аккумулятора, кроме этого становится затруднительным равномерный отвод теплоты из всего объема теплоаккумулирующего материала, а также во время зарядки теплового аккумулятора часть теплоты будет поглощаться холодным теплоносителем, находящимся в отводящем трубопроводе, что замедлит процесс зарядки и снизит эффективность теплового аккумулятора.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение энергетической эффективности теплового аккумулятора.
Такой технический результат достигается тем, что подводящий и отводящий трубопроводы в виде змеевиков объединены в один трубопровод в виде змеевика.
На фиг. 1 представлена схема теплового аккумулятора.
Тепловой аккумулятор включает в себя корпус 1 с теплоизоляцией 2, внутри которого расположен теплоаккумулирующий материал 3, например щебень. Тепловой аккумулятор имеет трубопровод 4 в виде змеевика, трехходовые краны 5, магнитострикционный вибратор 6 подключенный к ультразвуковому генератору 7, и гасители вибрации 8.
Тепловой аккумулятор работает следующим образом. Трехходовые краны 5 находятся в положении 5.1. Горячий теплоноситель подается в трубопровод 4 и, проходя по нему, отдает теплоту теплоаккумулирующему материалу 3. Одновременно с этим включается ультразвуковой генератор 7, вследствие чего начинает работать магнитострикционный вибратор 6, и т.к. он жестко связан (на молекулярном уровне посредством электросварки) с трубопроводом 4, то в последнем возникают ультразвуковые колебания, которые эффективно нарушают ламинарный слой, превращая его в турбулентный, что значительно увеличивает скорость процесса теплопередачи, а соответственно и скорость зарядки аккумулятора.
Аналогично происходит процесс разрядки аккумулятора.
Трехходовые краны 5 находятся в положении 5.2. Холодный теплоноситель подается по трубопроводу 4 и, проходя по нему, забирает теплоту у теплоаккумулирующего материала 3. Одновременно с этим включается ультразвуковой генератор 7 и магнитострикционный вибратор 6, и далее процесс проходит аналогично, как и при зарядке теплового аккумулятора.
Во избежание распространения колебаний на корпус 1 теплового аккумулятора в местах ввода и вывода трубопровода 4 из корпуса 1 установлены гасители вибрации 8, изготовленные из вакуумированной резины.