Твердотельный теплоаккумулятор. Размышляем

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

мдя - надо еще думать как указывать программе симулирования такое сильное изменение теплопроводности в рабочем диапазоне температур накопителя.

 

и весьма мало толковое имхо в гетеро системе. тама обычное железо с ватой дадут имхо больше величину накопления по кубометрам при малых потерях. где-то на 40 процентов аж.

существует набор вмеру имущих покупателей и им пофиг на цену при достаточно понтовом виде системы.

хотя когда какие-то комерсанты приватизировали большой запас магнезита и он сильно дешевле железа - то им выгоднее продавать такие товары с магнезитом.

 

Теплоаккумулятор "Стена" делается из камня под названием "Талькохлорит"

PS у товарища на Авито телефоны из Сургута,
и появилось обновление с картинками выложенными тут.
видимо пр-во только запускают...

 

Талькохлорит состоит из:
40-50% - тальк.
40-50% - магнезит.
5-8% - хлорит.

Теплопроводность – 3,5-4,7 Вт/(м·°С)

Тоже годится.

 

Цари то на каменку в бане клали вместо унылых камней чугуневы ядра. понимали уже лучшее.

 

Добрый вечер. Это были фото статического теплонакопителя. Там нет биметаллического регулятора. Так как это малоэффективно. Есть терморегулятор для регулирования температуры нагрева накопительного тела.

 

Вот что он мне ответил

 

Просто грелка с изоляцией помоему ерунда обязательно нужен регулятор обдува нет со всех сторон теплоизоляция

 

И так. Есть идея твердотельного ТА из стали. С вакуумной порошковой изоляцией.
В чём суть. Греть сталь выгоднее, при равном объёме, чем воду, не смотря на почти десятикратную разницу в теплоёмкости не в пользу стали. Почему? Сталь плотнее воды в 7.8 раза, что почти выравнивает отставание в теплоёмкости, НО самое главное сталь можно греть чуть ли не 1000град
Даже при нагреве до 400 град получаем дельту в 300град, в отличии от 50град для воды. Что даёт шестикратный выигрыш.
И что важно, тело такого ТА имеет маленький объём, на те же 7.8 раза меньше воды. А значит и площадь поверхности тела так же меньше. Поэтому потери через изоляцию то же меньше.
Как обеспечить качественную изоляцию? Это проблема, т. к потери растут по экспоненте при росте температуры. Есть решение. Сразу скажу, идея не моя. Спёр у немцев.
Изоляция мелкодисперсным порошком в среде разряженного воздуха. Так делают водяные ТА. Двойная стенка из прочной стали, в промежутке мелкая фракция перлита, воздух откачан до разряжения 0,1мБар. Такая изоляция превосходит вату в 5 раз.
ТА с такой изоляцией испытаны и производятся в Германии.
Как это применить в случае твёрдотельного ТА? Даже проще чем в водяном. Ведь нам не надо делать двойную стенку. Достаточно герметичного внешнего корпуса. С контролем разряжения. И даже автоматического восстановления разряжения с помощью простейшего (не дорогого) вакуумного насоса.
Отбор тепла. Самым простым и безопасным способом будет воздушный обмен через глухую коаксиальную трубу. Воздух не боится перегрева, в отличии от воды. Его легко гонять воздуходувкой. При прекращении съёма тепла, благодаря низкой теплоёмкости не будет давать лишние потери.
С систему отопления ТА отдаёт тепло через воздушно-водяной теплообменник. Можно с промежуточной буферной ёмкостью для ГВС.
Конструкция легко масштабируется, от ТА для систем с ночным тарифом, до сезонного ТА для солнечных электростанций.
Интересный вариант, накопление тепла при малой выделенной мощности и ночным тарифом. Позволяет покрыть пики потребления тепла при кратковременных похолоданиях.
Конструктив. Само тело ТА набирается из листовой стали толщиной 10-20мм. Имеет цилиндрическую или шарообразную форму. По принципу детской пирамидки с центрирующим стержнем. Тело стоит на опорах из толстостенных отрезков трубы длинной 200мм и листовом асбесте.
Внешний корпус цилиндрической формы с плоским дном и верхней крышкой в виде полусферы.
верхняя крышка соединена с основанием флянцем с уплотнением.
Расстояние от тела ТА до внешнего корпуса 100-200мм.
Между внешним корпусом и телом ТА засыпается мелкодисперсный перлит до верхнего края корпуса ТА. После сборки и контроля герметичности сжатым воздухом, производится откачка воздуха вакуумным насосом до разряжения 0,1мБар.
Нагревательные элементы вставляются в тело ТА в вертикальные каналы с засыпкой мелким кварцевым песком или чугунной пылью для создания теплового контакта. Тоководы в керамических изоляторах идут от ТЭНов до внешней стенки корпуса и выходят через герметичные выводы.
Теплообмен идёт через коаксиальную трубу. Внешняя труба имеет глухой торец, заходит в тело ТА на половину его высоты и герметично соединена с верхней крышкой. Внутренняя труба вставлена во внешнюю с зазором на дне в 20мм и имеет отдельный боковой вывод вне корпуса ТА. Холодный воздух подаётся по внутренней трубе, нагревается от стенок наружной трубы и направляется в теплообменник. Циркуляция воздуха центробежным вентилятором небольшой мощности. 50-100Вт.

 

ощутимо быстрое окисление воздухом у дешевых железных сплавов идет уже при 500..600 имхо. а при особо большом перегреве можно даже получить горение в воздухе и пожароопасность.

 

Не забываем о разряжении внутри корпуса, а значит меньшее количество кислорода для окисления. При отсутствии обмена, молекулы кислорода свяжутся в окислы и процесс остановится. Нет кислорода, нет окисления. Можно даже предварительно, перед вакуумированнием наполнить корпус чистым азотом, принудительно снизив концентрацию кислорода. Получится не разряженный воздух, а разряженный азот. В идеале можно использовать инертные газы.
А вот теплообменную трубу надо делать из жаропрочной стали.

 

В продолжении темы. Появилась сообщение, что аж два института, один в Норвегии, другой в Испании занимаются проблемой сохранения энергии в теплоакамуляторах высоких температур. Используют расплавы при температуре 2000град. Преобразуя теплоту обратно в электричество.

 

@Алексей4177, Идея очень интересная. Тут на самом деле сами понимаете почему распространены ТА на воде, она бесплатна. Сталь сволочь стоит по 40.000р за тонну+плазменная или лазерная резка. Хотя конечно и заводской ТА для воды стоит не мало. Хотя вышеописанный ТА можно условно самому заказать на любой плазменной резке нарезать и за пару дней собрать. Хотя как в теории и с ТА на воде.

Применительно к Вашей идее какие я доработки вижу. Не стоит заморачиваться с такой мощной и сложной теплоизоляцией. Как Вы правильно сказали объём небольшой, думаю можно просто утеплить стандартными жаростойкими утеплителями. А теплопотери использовать просто обеспечив проток воздуха через помещение котельной. У вас там не будет же газа. Ну и пусть теряет тепло. оно всё пойдёт в дело.

Идеально конечно такой ТА использовать для систем ВО, грубо сразу греть воздух и в дело его. Но так же существует риск перегреть воздух и расплавить теплоизоляцию на воздуховодах. Так что тут можно только часть воздуха прокачивать через ТА, и смешивая основное количество воздуха скажем 80% температурой +20 с20% воздуха температрурой +150, на выходе стандартные +46 которые можно подавать в систему. Контролировать температуру подачи можно изменяя количество проходящего через ТА воздха положением какой-то заслонки или доп вентилятором.

 

Да, такие системы существуют, тоже хотелось бы на основе этой системы соорудить отопление.
Второй год в голове держу, нужны расчёты.

 

@АлексейСвитин, Как раз вся соль в суперизоляции, что позволяет долго хранить избыток энергии. Два решения, изоляция и большая дельта. Плюс прямое преобразование, из ЭЭ в тепло. В идеале позволит иметь автономный дом.