АККУМУЛЯТОР ТЕПЛОТЫ

Резервуар для создания запаса теплоты в системе солнечного отопления, получаемой коллектором солнечной энергии.
Солнечное излучение изменяется как в течение суток, так и в течение года. Зимой теплопотребление здания максимальное и кол-во солнечного излучения не соответствует ему; при максимальной тепловой нагрузке отопления поступление солнечной радиации минимально. Кроме того, теплоподача от коллектора солнечной энергии изменяется от нуля до максимума, в полдень. В аккумуляторе теплоты накапливается избыток теплоты, получаемой коллектором в те периоды, когда количество полезного солнечного излучения превышает теплопотребление. За счет аккумулированной теплоты обеспечивается теплопотребление в то время, когда поступление солнечного излучения минимально или отсутствует. Конструктивно аккумулятор теплоты представляет собой теплоизолированный резервуар, заполненный водой, галькой, парафином или др. теплоаккумулирующим материалом. Подвод теплоты при зарядке аккумулятора теплоты и ее отвод при разрядке осуществляются либо с помощью теплообменных устройств, либо при непосредственном пропускании теплоносителя, если теплоаккумулирующая среда и теплоноситель — вода или если теплоноситель — воздух, а теплоаккумулирующий материал — галька. Аккумуляторы теплоты различаются: по характеру физико-химических процессов в теплоаккумулирующем материале — емкостные (водяные, галечные и т.п.) с накоплением теплоты в результате нагревания воды, гальки, грунта и т.п.; фазопереходные с накоплением теплоты при плавлении материала типа парафина, глауберовой соли и т.п. и использованием теплоты, выделяющейся при его затвердевании; термохимические с использованием теплоты химических реакций; по продолжительности аккумулирования — краткосрочные, обеспечивающие теплопотребление в течение нескольких часов или суток, и сезонные для теплопотребления в течение отопительного сезона за счет теплоты, накопленной в теплый период года. В системах горячего водоснабжения и солнечного отопления используются низкотемпературные аккумуляторы теплоты(диапазон 30—95°С). Параметрами аккумуляторов теплоты данного типа являются теплоаккумулирующая способность или энергоемкость, диапазон рабочей температуры и скорость подвода и отвода при их зарядке и разрядке. Энергоемкость водяного или галечного аккумулятор теплоты равна произведению массы теплоаккумулирующего вещества, его удельной массовой теплоемкости и разности его конечной и начальной температур. В случае фазопереходного аккумулятора теплоты энергоемкость больше на величину полной теплоты фазового перехода теплоаккумулирующего вещества. Бак аккумулятора теплоты разделен перегородкой на две части — в нижнюю из коллектора солнечной энергии подводится теплота, а из верхней отводится теплота для отопления. При необходимости используется нагреватель. Галечный аккумулятор теплоты для системы воздушного отопления состоит из теплоизолированного бункера на опорных бетонных блоках, обеспечивающих также распределение потока воздуха. Слой гальки расположен на сетке. При зарядке аккумулятора теплоты горячий воздух подводится через патрубок щелевидной формы, а отводится через другой патрубок такой же формы, при разрядке в него подается холодный воздух, а нагретый отводится. Подобный аккумулятор теплоты отличается большими размерами: при энергоемкости в 1000 МДж объем галечного аккумулятор теплоты почти в 4 раза больше объема водяного аккумулятора и в 17,5 раза больше объема аккумулятора с парафином.
Основное преимущество фазопереходных аккумуляторов теплоты — высокая плотность аккумулированной энергии, а следовательно, значительно меньшие масса и объем по сравнению с емкостными аккумуляторами теплоты. В крупных системах отопления для аккумулирования теплоты используются железобетонные и стальные резервуары объемом до 50—100 тыс.м, в которых горячая вода может сохранять при температуре 80—95°С до 5—8 тыс. ГДж теплоты. Для сезонного аккумулирования теплоты целесообразно использовать подземные водоемы, грунт, скальную породу и др. природные образования. Сезонные аккумуляторы теплоты можно использовать совместно с тепловыми насосами, в этом случае их теплоаккумулирующая способность удваивается за счет более глубокого (до 5 С) охлаждения воды в резервуаре.