ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЙ АККУМУЛЯТОР ТЕПЛОТЫ

Полезная модель относится к области аккумуляторов теплоты и теплообменных аппаратов и может быть использована на объектах жилищно-коммунального хозяйства в качестве элемента системы автономного энергоснабжения.
Известен тепловой аккумулятор фазового перехода с саморегулируемым устройством электроподогрева (патент РФ №2506503), содержащий теплоизолированный вакуумированный цилиндрический корпус со съемной крышкой, имеющей входное и выходное отверстия с запрессованными в них впускной и выпускной трубами, капсулы, заполненные изменяющим агрегатное состояние в рабочем диапазоне температур теплоаккумулирующим материалом, выполненные из коаксиально расположенных цилиндров с образованием между ними кольцевых зазоров для прохода жидкого теплоносителя. Кроме того, аккумулятор снабжен устройством электроподогрева с саморегулирующимися нагревательными элементами на позисторной керамике, работающим от внешнего источника питания или электрической сети машины при выключенном двигателе.
Недостатками данного аккумулятора являются:
- устройство предназначено только для предпусковой подготовки двигателя;
- устройство электроподогрева дополнительно повышает себестоимость системы;
- трудоемкость изготовления капсул с теплоаккумулирующим веществом.
Прототипом полезной модели принимается спиральный теплообменник (патент РФ №2451890), состоящий из спирального тела, образованного, по меньшей мере, односпиральным листом, свернутым для образования спирального тела, образующего, по меньшей мере, первый спиралевидный проточный канал для первой среды и второй спиралевидный проточный канал для второй среды, в котором спиральное тело окружено по существу цилиндрическим кожухом, снабженным соединительными элементами, сообщающимися с первым проточным каналом и вторым проточным каналом, в котором кожух содержит, по меньшей мере, две части кожуха и в котором спиральное тело снабжено, по меньшей мере, одним жестко прикрепленным фланцем на его внешней периферийной поверхности, на которой, по меньшей мере, две части кожуха гибко закреплены.
Недостатками данного теплообменника являются:
- невозможность применения его в качестве аккумулятора теплоты. Задача полезной модели - разработать конструкцию аккумулятора теплоты, обладающего высокой эффективностью работы, большой удельной площадью теплообмена, простотой сборки, низкой себестоимостью изготовления.
Технический результат полезной модели заключается в разработке конструкции компактного высокоэффективного аккумулятора теплоты, с развитой поверхностью теплообмена, причем одна среда в нем движимая, а другая неподвижная, теплоаккумулирующим веществом аккумулятора теплоты является вещество, работающее по принципу фазового перехода, и предназначенного для накопления тепловой энергии в системах теплоснабжения объектов жилищно-коммунального хозяйства, таких как малоэтажные и многоэтажные здания, работающих как на возобновляемых, так и на традиционных источниках энергии, имеющего возможность работы от солнечных коллекторов, имеющего возможность аккумулировать тепловую энергию в течение дня и использовать ее ночью для покрытия необходимой мощности системы горячего водоснабжения. Высокоэффективный аккумулятор теплоты отличается простотой исполнения и удешевлением изготовления за счет того, что листы металла, которые являются основными конструктивными элементами теплообменника значительно дешевле трубки в изготовлении, применяющейся для аналогичной цели, таким образом, система теплоснабжения, элементом которой является высокоэффективный аккумулятор имеет возможность работать в автономном режиме как в дневное, так и в ночное время.
Технический результат полезной модели достигается за счет высокоэффективного аккумулятора теплоты, состоящего из, по крайней мере, двух металлических листов заключенных в металлическом корпусе, закрученных к центру по принципу спирали Архимеда, теплоаккумулирующего вещества (например, глауберова соль, парафин и др.), коллекторов подвода и отвода движущейся среды.
На фигуре представлен эскизный чертеж (вид сверху) высокоэффективного аккумулятора теплоты, состоящего из металлического корпуса 1, в котором находится тонкий металлический лист 2, закрученный параллельно с тонким металлическим листом 3, зазор между внешними стенками металлических листов 2 и 3 заполняется теплоаккумулирующим веществом, обладающим температурой фазового перехода (например, глауберова соль, парафин и др.), а между внутренними стенками тонких металлических листов 2 и 3 образуют канал для течения движущейся среды. Коллектор подвода движущейся среды 5 находится вверху высокоэффективного аккумулятора, коллектор отвода движущейся среды 6 находится в центре внизу устройства.
Рассмотри принцип работы высокоэффективного аккумулятора теплоты.
Нагретый, например в солнечном коллекторе, теплоноситель посредством циркуляционного насоса (на фиг. не обозначен) поступает в коллектор подвода движущейся среды 5 и, постепенно заполняя полость между внутренними стенками металлических листов 2 и 3, отдает часть своей теплоты теплоаккумулирующему веществу, находящемуся в полости между внешними стенками металлических листов 2 и 3. Далее движущаяся среда выходит из коллектора отвода движущейся среды 6 и поступает к потребителю. В ночной период (после захода Солнца) теплоноситель системы горячего водоснабжения (или, возможно, системы отопления) посредством циркуляционного насоса (на фиг. не обозначен) поступает в коллектор отвода движущейся среды 6 и, постепенно заполняя полость между внутренними стенками металлических листов 2 и 3 нагревается за счет теплоты теплоаккумулирующего вещества. Нагретая вода выходит из коллектора подвода движущейся среды 5 и поступает к потребителю с температурой, пригодной для осуществления отопления и горячего водоснабжения. Для повышения эффективности работы аккумулятора теплоты, корпус 1 может иметь слой теплоизоляции.