Расчет теплоаккумулятора для теплицы

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Тритесь щитильнее. На правой стороне графика работаем после вертикального участка, где кристаллизация. На графике не совсем верно нарисован сульфат справа. Теплоёмкость соли несколько ниже, но обратите внимание на вес (плотность) и объём, пересчитайте ещё раз. Суть после кристаллизации можно качать избыток тепла как в воду и почти до той же сотни градусов.

 

Наверно следует уделить внимание вертикальной части графика, как наиболее интересующей для ТА. Энергия накапливается на фазовом переходе и чтобы соль оставалась постоянно жидкой во всём объёме делаем концентрацию меньше и обеспечиваем условия для образования суспензии, множества центров кристаллизации, а также нужно периодическое перемешивание, что происходит автоматом при циркуляции жижи как теплоносителя, а не только накопителя. Сразу отпадает необходимость в сложных растворах, где помимо 3% буры имеются ещё некоторые количества веществ, состав которых патентован, хотя и можно найти в открытом виде. Использовать переохлаждение раствора с последующим стартом кристаллизации как в ацетатной грелке нет особого смысла. Сработать может от землетрясения в Молдавии, а потери при хранении на таких температурах не так велики, да и тепло уходит в следующий ТА в виде грунта. На дне ёмкости предусмотреть отдельные каналы подогрева или возможность перемешивания, к примеру располагая под трапами в проходах между грядками или под стеллажами. Один из вариантов это небольшой соляной пруд (кто знает что это такое) в теплице отделённый плёнкой с пресной водой сверху и попутно выполняющий функцию бассейна и стабилизатора влажности. Но, то предмет отдельного разговора...

 

Попалась перепечатка пропавшей статьи с сайта Делайсам.
На графики не смотрим, они не информативные. Но, выводы в целом правильные.

 

@Сергей247, постарайтесь не злоупотреблять ссылками на другие ресурсы.

 

Ответил в предупреждении. Саму статью выложить можно та? Есть без ссылок.

 

Нужно, чтобы кто то попробовал живьем этот сульфат.
1) Наверняка кристаллы обладают образивностью и если их прокачивать - сотрут трубы и помпу.
2) Плотность кристаллов существенно выше воды, значит он весь выпадет на дно бака и там заляжет толстым слоем.
3) и как его оттуда достать, если он там глыбой заляжет, например 200 кг на 1 кубовый раствор?

Представьте себе, если бы лед был тяжелей воды, чтобы было? Лед бы опускался на дно водоема и лежал бы там годами, так как холодная вода более тяжелая и плохо проводит тепло собиралась бы на дне водоема и отсекала лед от теплой воды. Чтобы лед оттуда растворить нужно нагреть существенно + как-то заставить перемешиваться с водой. Так что на практике может оказаться, что нужно греть снизу, но при этом если слой кристалла толстый, то он конечно станет горячим - но растворяться будет крайне медленно, так как верхний слой кристалла будет греть нижний слой воды, доводить воду до тех температур, чтобы началось растворение сульфата. На границе кристалла/раствора будет идти поглощение энергии на растворение. Теплопроводность кристалла скорей всего как у всех камней, в районе 2 Вт/м2хК. Нужно считать, но что то мне интуитивно подсказывает, что чтобы много тепла загнать в такой ТА, нужно его делать с металлическим дном. А как же тогда температурное расширение при кристаллизации? Не будет металл рвать?

Можно рассмотреть другой вариант, греть верхних слой раствора. При Тниже кристаллизации, сульфат натрия выпадет в осадок на дно, а сверху останется раствор с низкой концентрацией сульфата, видимо 5-10%. Если использовать помпу для размешивания раствора, то нужно эту помпу все время держать горячей раствора, чтобы внутри кристаллы не выросли. Значит нужно изготовить помпу со встроенной грелкой, Либо вынимать помпу и промывать водой до начала остывания и опускать помпу уже в горячий раствор и начинать мешать, чтобы кристалл быстро растворился.
Либо помпа сама должна все время работать. Так, чтобы за счет затрат электроэнергии помпа была чуть теплей растора и ничего внутри помпы не росло. При этом если интенсивно перемешивать - могут начать плавать кристаллики, попадать в помпу и стирать ее внутренности...

 

От того, что гадаем, а не изучаем поданный материал все вопросы и растут. Теплопроводность соли в жидком и твёрдом виде даны. Информация о том, что сульфат используется для ТА во всём мире имеется. А народу лишь интересно его пощупать... А за что щупать и как знаем? Повторю инфу с другой ветки от "исследователя" с одной шестой части суши.

 

Заказал сульфат натрия в Казани. Продают с доставкой от 50 кг.
Еще такой вариант ТА можно обсудить. Можно нагреватель ставить в верхнюю часть бачка, там, в верней части всегда будет жидкость, и можно смело отогревать соляной раствор, который при низких температурах будет низкой концентрации (так как основная масса соли выпала в осадок).
Положим, имеем ТА с температурой 10 градусов в виде бочки, на дне которой выпал кристалл. Греем верхний слой раствора до какой-то температуры, например до 35 градусов, после этого срабатывает датчик температуры и начинает вращаться винт, как у корабля, только поток он направляет вниз. Двигатель винта и все прочее сверху, в жиже только винт.
Такая конструкция позволит нагревательные элементы и движущиеся части держать сверху.
Можно какой-то простенький механизм управления винтом придумать для режима растворения соли. Например периодически включается винт и если после этого температура раствора заметно падает - значит продолжается растворение соли и нужно периодически включать винт.
"ТЭНы" могут быть расположены где-то посередине ТА, так как кристаллы займут на мой взгляд не больше 20% объема бака. Винт над тэнами. Если греть тепловым насосом, то в качестве тэна медные трубки с прямой конденсацией хладагента внутри этих самых медных трубок. Винт при работающем ТН может вращаться постоянно, чтобы создать движение и уменьшить Тконденсации

 

Продолжим тогда по конструкции абсорбера. Один из моих обдумываемых вариантов. За базу реализованные принципы по ссылкам выше, дом в Белфасте и сезонный Метилена. Имеем ванну по длине теплицы и наклонный (к солнцу) абсорбер с желобами. Жижу качаем дренажником сверху и распределяем в коллекторе по желобам, где нагреваясь от солнца и кондуктивно от воздуха в теплице она будет стекать по всей поверхности ванны нагревая низлежащие слои, циркулируя от краёв к центру. Хоть у соли теплопроводность выше, нежели у воды, развитой поверхностью теплообмена и циркуляцией падающими с желобов струями по всей длине ванны обеспечиваем нагрев во всём её объёме. Прошу высказывать альтернативные варианты. Зная как наш народ повторяет "проверенное", хоть и с недостатками, не стоит зацикливаться на первом же варианте, даже если "Работать то будет!" (с) Далее по составу. Как упоминалось нужно вводить множественные центры кристаллизации, обычно 3% буры и некоторые другие компоненты. Предполагаю, что эту же функцию, помимо снижения температуры кристаллизации-растворения будет выполнять хлорид натрия. Запасаемся несколькими термометрами или пирометром и ёмкостями для нескольких образцов, включая контрольный с водой. Всё познаётся в сравнении. Не допускаем ошибок в постановке экспериментов от прошлых "исследователей". И озвучу варианты теплообменников выдерживающих геометрические изменения твердеющего раствора. Это могут быть вертикальные U-зонды или коаксиальные, тепловые трубы. Как страховка от любых неожиданностей с солью. Но, чуйка говорит не понадобятся...
ПыСы Дренажник самый простой Ватт на 160. Не более. Подобным через преобраз от прикуривателя качали за час пару тонн воды из погреба. Для наших целей хватит. Присмотреться только к конструкции крыльчатки и диаметру горловины. Чем больше, тем лучше. "Бережёного Бог бережёт!" (с)
ПыПыСы В случае забивания коллектора или желобов крупными кристаллами конструкция дренажника позволит практически без проблем крутиться вхолостую до растворения их по мере поглощения тепла.

 

Ещё статейка напочитать.

 

Полезная статья. Мне показалось, что из нее следует, что можно взять сульфат натрия в нужной пропорции, растворить в воде и попробовать как работает. При этом чтобы сульфат натрия стал Na2SO4х10H2О (Декагидрат сульфата натрия) нужно нагреть до 50 градусов. Видимо при этой температуре все другие варианты гидролиза соли Na2SO4 превращаются в декагидрат сульфата натрия. После "тренировки" раствора высокой температурой кристаллизация начинается с малым переохлаждением.
Так же насколько я понял, полезно иметь слабо-щелочной раствор, добавив карбонат натрия, тогда раствор будет стабильней и прочее. Ну это тоже не сложно - насыпать несколько ложек пищевой соды
Я еще на днях подумал и решил, что чтобы кристаллизация начиналась в нужных местах бачка, можно в бочок - ТА вставить металлические палки, которые одной частью будут торчать сверху в воздухе, другой в жиже. В итоге воздух охладит металл, вокруг металла в жиже возникнет переохлажденный раствор и начнется кристаллизация на этой самой палке.
@Сергей247, если не сложно, спросите у своего химика, сколько кг нужно взять сульфата натрия на 10 литров воды? Типа 3 кг на 7 литров, чтобы получить 30% раствор? И какая концентрация самая правильная?
И кристаллизация Na2SO4·10H2O дает 251 кДж/кг энергии. Тогда хорошо бы спросить химика, а сколько энергии даст 10 литров раствора? Если из 1 куба раствора выпадет 333 кг кристаллов, то при кристаллизации высвободится 83 КДж на 1 литр раствора, что равносильно нагреть воду на 20 градусов всего! Если при этом теплоемкость раствора соли меньше теплоемкости воды, то эффективность ТА еще снижается!
Спасибо.

 

Карбонат натрия не есть пищевая сода. Максимальная концентрация сульфата 49 кг на 100 литров воды при 32,4 градуса. Нам нужен раствор с меньшей плотностью дабы всегда была циркулируемая жижа. По остальным вопросам точных ответов не будет, так как таблиц подобных не сыскать, а те, кто использует сульфат по нужному нам назначению не будут делиться инфой. Потому всё ручками. И предполагаю самым простым и для кондиционирования пригодным вариантом будет разбадяживание пищевой, но солью. Хлорид даст снижение температуры и центры кристаллизации множественные. Лучше всего работать с канистрами 5 литров. Фиксировать все изменения концентраций в растворах. Потом будет проще масштабировать. Результаты освещать дабы коллективный разум мог их интерпретировать и корректировать опыты. На счёт снижения теплоёмкости к воде нужно считать к литражу. Нас же именно объём интересует. А раствор плотнее. В любом случае лучше воды стабильностью температуры и на утилизацию тепла (постоянная дельта) и на обогрев.

 

почти, можно пищевой содой создать слабо-щелочной растовор, я это имел ввиду, при этом ничего лишнего не появиться в "жиже", в том числе хлорид натрия, который понижает температуру кристаллизации и развивает "память" в ТА. Я не уверен, что нужно строить сложный ТА на Ткристаллизации в районе 20 градусов, например...

Спасибо. Это означает, что при высоких температурах (например больше 50 градусов) больше не растворить, верно? Т. е. при такой концентрации получаем насыщенный раствор, так кажется это называется
ну и ладно, пусть будет так. Если насыпал чуть больше или вода испарилась - значит несколько кг осталось на дне ТА - чем не центр кристаллизации? Это же плюс для нас - если насыпать соли чуть больше чем насыщенный раствор?
Далее, при кристаллизации часть сульфата выпадает в виде кристалла и концентрация раствора постепенно падает... Качать (или взбалтывать) можно то, что сверху в баке, а внизу пусть себе лежит соль.
Или я что-то недопонимаю?

 

Примерно так. Но, "Опыт, сын ошибок трудных и парадоксов друг." (с) Нужно с чегось начать. Потом теория с практикой рука об руку чегось да сотворят...

 

Получил 50 кг сульфата натрия из Казани - меньше не отправляют.
если кому надо - могу отсыпать в Питере