CZ38322U1 - Zařízení pro akumulaci tepla - Google Patents
Zařízení pro akumulaci tepla Download PDFInfo
- Publication number
- CZ38322U1 CZ38322U1 CZ2024-42439U CZ202442439U CZ38322U1 CZ 38322 U1 CZ38322 U1 CZ 38322U1 CZ 202442439 U CZ202442439 U CZ 202442439U CZ 38322 U1 CZ38322 U1 CZ 38322U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- heat exchange
- ribbed
- accumulation
- heat
- medium
- Prior art date
Links
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 title description 10
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 29
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 14
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 5
- XIOUDVJTOYVRTB-UHFFFAOYSA-N 1-(1-adamantyl)-3-aminothiourea Chemical compound C1C(C2)CC3CC2CC1(NC(=S)NN)C3 XIOUDVJTOYVRTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RSIJVJUOQBWMIM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfate decahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O RSIJVJUOQBWMIM-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- 229940044631 ferric chloride hexahydrate Drugs 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- NQXWGWZJXJUMQB-UHFFFAOYSA-K iron trichloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Cl-].Cl[Fe+]Cl NQXWGWZJXJUMQB-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 8
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
- F24H1/18—Water-storage heaters
- F24H1/20—Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes
- F24H1/208—Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes with tubes filled with heat transfer fluid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H9/00—Details
- F24H9/12—Arrangements for connecting heaters to circulation pipes
- F24H9/13—Arrangements for connecting heaters to circulation pipes for water heaters
- F24H9/133—Storage heaters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
Úřad průmyslového vlastnictví v zápisném řízení nezjišťuje, zda předmět užitného vzoru splňuje podmínky způsobilosti k ochraně podle § 1 zák. ě. 478/1992 Sb.
Zařízení pro akumulaci tepla
Oblast techniky
Technické řešení se týká oblasti akumulace tepla, konkrétně zařízení pro akumulaci tepla s využitím PCM látek.
Dosavadní stav techniky
V současnosti se k akumulaci tepla či chladu využívají různé tepelné akumulátory, které mají výhodně malý objem, nízkou cenu a malé ztráty energie.
Pro akumulaci tepla se používají nejčastěji materiály jako je voda, písek, kamenivo a soli v kapalné fázi. V tomto případě se jedná se o látky tzv. kapacitní. Jejich velkou výhodou je velmi jednoduché řešení a cena. Bohužel měrná či objemová energetická kapacita je velmi nízká.
Další kategorií jsou látky, u kterých se využívá teplo z fázové změny, tedy zejména z kapalné fáze do pevné. Většinou se jedná o roztoky specifických soli. Tyto látky souhrnně označují zkratkou PCM. Pod pojmem „PCM“ se rozumí látka schopná změny fázového skupenství (z angl. phase change material). Jedná se o látku, která uvolňuje nebo absorbuje dostatek energie při fázovém přechodu k poskytnutí užitečného tepla nebo chlazení. Obecně probíhá přechod z jednoho z prvních dvou základních skupenství hmoty, tj. pevného a kapalného do druhého. Výhoda těchto řešení je především o několik řádů vyšší tepelná kapacita, která je způsobena fázovým přechodem z pevného skupenství do kapalného skupenství a naopak. Tento fázový přechod může být iniciován a regulován.
Hlavním rizikem využití těchto PCM látek je především jejich nehomogenní chování a distribuce tepla v rámci hmoty. Tím může docházet k lokálním extrémům (podchlazení, přehřátí), které významně snižují účinnost celého procesu akumulace a následného uvolňování zachycené energie.
Úkolem technického řešení je vytvoření takového zařízení pro akumulaci tepla, které by umožňovalo homogenní rozdělení aktivní PCM látky tak, aby docházelo k rovnoměrnému rozložení akumulovaného tepla, a tudíž aby byl odstraněn hlavní nedostatek známých zařízení pro akumulaci tepla využívajících PCM látky.
Podstata technického řešení
Vytčený úkol je vyřešen pomocí zařízení pro akumulaci tepla zahrnující akumulační zásobník, akumulační médium tvořené PCM látkou a vyplňující alespoň částečně vnitřní objem akumulačního zásobníku. Zařízení dále zahrnuje rozvod kapalného teplosměnného média zaústěný vstupem do akumulačního zásobníku a procházející akumulačním médiem uvnitř akumulačního zásobníku a vyústěný výstupem z akumulačního zásobníku. Podstata technického řešení spočívá v tom, že rozvod kapalného teplosměnného média uvnitř akumulačního zásobníku zahrnuje alespoň dvě podélně vedle sebe uložené teplosměnné patrony. Teplosměnné patrony jsou tvořené průtočnou trubkou a z ní vystupujícími žebrovanými teplosměnnými plochami z tepelně vodivého materiálu. Teplosměnné patrony jsou vzájemně uspořádané tak, že žebrované teplosměnné plochy první teplosměnné patrony zasahují do prostorů mezi žebrovanými teplosměnnými plochami druhé teplosměnné patrony. Takové uspořádání patron v zařízení zabezpečuje rovnoměrné rozložení akumulovaného tepla do objemu celého zařízení.
Ve výhodném provedení je PCM látka vybraná ze skupiny anorganických solí: dekahydrát síranu sodného, hexahydrát chloridu železitého, hexahydrát dusičnanu zinečnatého a/nebo jejich
- 1 CZ 38322 U1 kombinace. Vybrané látky poskytují rychlou fázovou změnu s relativně velkou kapacitou pro akumulaci tepla.
Ve výhodném provedení jsou žebrované teplosměnné plochy každé teplosměnné patrony uspořádané paralelně s osou průtočné trubky, přičemž žebrované teplosměnné plochy jsou s výhodou ploché nebo tvarovaná. Takové uspořádání umožňuje uspořádání žebrovaných teplosměnných ploch jedné teplosměnné patrony do prostoru mezi žebrovanými teplosměnnými plochami druhé teplosměnné patrony čímž dochází k rychlé fázové změně akumulačního média homogenně v celém objemu akumulačního zásobníku a rychlé akumulaci tepla do kapalného teplosměnného média v průtočných trubkách.
Pod pojmem „tvarovaná žebrovaná teplosměnná plocha“ se pro účely popisu technického řešení rozumí tvarování žebrované teplosměnné plochy jako je zvlnění, prolamování, segmentování, organické tvary, a jiné.
V dalším výhodném provedení jsou žebrované teplosměnné plochy každé teplosměnné patrony uspořádané příčně s osou průtočné trubky, přičemž žebrované teplosměnné plochy mají s výhodou kruhový průřez. Takový průřez vytváří uspořádání teplosměnných patron s těsným vyplněním prostor žebrovaných teplosměnných ploch v akumulačním zásobníku pro homogenní rozložení PCM látky v akumulačním zásobníku.
Ve výhodném provedení jsou průtočné trubky teplosměnných patron propojené sériově a/nebo paralelně. Takové uspořádání umožňuje zapojování vícero teplosměnných patron najednou do akumulačního zásobníku.
Ve výhodném provedení má akumulační zásobník kruhový, pravoúhlý nebo n-úhelníkový půdorys. Půdorys je vybrán s ohledem na velikost a tvar teplosměnných patron pro co nejtěsnější uspořádání v akumulačním zásobníku, které umožňuje homogenní rozložení PCM látky a homogenní fázové změny v celém objemu akumulačního zásobníku.
Ve výhodném provedení zahrnuje zařízení dále tepelný zdroj, jehož výstup je napojen na vstup rozvodu kapalného teplosměnného média, přičemž tepelným zdrojem je např. s výhodou solární panel. Takové uspořádání několikanásobně zvyšuje životnost zařízení pro akumulaci tepla.
Výhody zařízení pro akumulaci tepla podle tohoto technického řešení spočívají zejména v tom, že umožňuje homogenní rozdělení aktivní PCM látky tak, že dochází k rovnoměrnému rozložení akumulovaného tepla.
Objasnění výkresů
Uvedené technické řešení bude blíže objasněno pomocí připojených výkresů, ve kterých:
obr. 1 zobrazuje schématické uspořádání zařízení pro akumulaci tepla;
obr. 2 zobrazuje pohled shora na akumulační zásobník kruhového půdorysu s plochými žebrovanými teplosměnnými plochami každé teplosměnné patrony uspořádanými paralelně s osou průtočné trubky;
obr. 3 zobrazuje perspektivní pohled na akumulační zásobník kruhového půdorysu s plochými žebrovanými teplosměnnými plochami každé teplosměnné patrony uspořádanými paralelně s osou průtočné trubky;
- 2 CZ 38322 U1 obr. 4 zobrazuje pohled shora na akumulační zásobník kruhového půdorysu s žebrovanými teplosměnnými plochami kruhového průřezu každé teplosměnné patrony uspořádanými příčně s osou průtočné trubky;
obr. 5 zobrazuje perspektivní pohled na akumulační zásobník kruhového půdorysu s žebrovanými teplosměnnými plochami kruhového průřezu každé teplosměnné patrony uspořádanými příčně s osou průtočné trubky;
obr. 6 zobrazuje perspektivní pohled na teplosměnnou patronu s plochými žebrovanými teplosměnnými plochami;
obr. 7 zobrazuje perspektivní pohled na teplosměnnou patronu se zvlněnými žebrovanými teplosměnnými plochami; a obr. 8 zobrazuje perspektivní pohled na teplosměnnou patronu s žebrovanými teplosměnnými plochami kruhového průřezu.
Příklady uskutečnění technického řešení
Příklad 1
Zařízení 1 pro akumulaci tepla zobrazené na obr. 1 je vytvořeno jako akumulační zásobník 2 čtvercového půdorysu. V jiném nezobrazeném příkladu uskutečnění má akumulační zásobník 2 kruhový, pravoúhlý či n-úhelníkový půdorys. Akumulační zásobník 2 zahrnuje rozvod 4 kapalného teplosměnného média 5, kterým je voda, přičemž vnější okolí rozvodu 4 jev akumulačním zásobníku 2 alespoň částečně vyplněno akumulačním médiem 3 tvořeným PCM látkou, konkrétně hexahydrátem dusičnanu zinečnatého. V jiném nezobrazeném příkladu uskutečnění je PCM látka vybraná ze skupiny anorganických solí: dekahydrát síranu sodného, hexahydrát chloridu železitého, hexahydrát dusičnanu zinečnatého a/nebo jejich kombinace. Rozvod 4 kapalného teplosměnného média 5 je na vstupu 6 do akumulačního zásobníku 2 opatřen tepelným zdrojem 12. Tepelným zdrojem 12 je v tomto příkladu solární panel. V jiných nezobrazených příkladech uskutečnění může být tepelným zdrojem plynový kotel, tepelné čerpadlo, solární zařízení nebo elektrická přímotopná tělesa. V jiném nezobrazeném příkladu uskutečnění není rozvod 4 kapalného teplosměnného média 5 na vstupu 6 opatřen tepelným zdrojem 12.. Rozvod 4 kapalného teplosměnného média 5 je dále opatřen výstupem 7 z akumulačního zásobníku 2. Rozvod 4 kapalného teplosměnného média 5 je uvnitř akumulačního zásobníku 2 tvořen teplosměnnými patronami 8, 81
Teplosměnné patrony 8, 8‘ jsou tvořené uvnitř průtočnou trubkou 9 opatřenou z vnější strany žebrovanou teplosměnnou plochou 10 z tepelně vodivého materiálu. Jednotlivé teplosměnné patrony 8, 8‘ jsou uloženy podélně vedle sebe zapojené sériově tak, aby vytvářely řadu neboli modul, která je vložena vcelku do akumulačního zásobníku 2 v několika řadách, přičemž akumulační zásobník 2 je plně zaplněn teplosměnnými patronami 8, 81 Jednotlivé teplosměnné patrony 8, 8‘ jsou vzájemně uspořádané tak, že žebrovaná teplosměnná plocha 10 první teplosměnné patrony 8 zasahují do prostorů 11 mezi žebrovanými teplosměnnými plochami 10‘ druhé teplosměnné patrony 81 Žebrované teplosměnné plochy 10 každé teplosměnné patrony 8, 8‘ jsou ploché a jsou uspořádané paralelně s osou průtočné trubky 9, jak je zobrazeno na obr. 2, 3 a 6. V jiném příkladu uskutečnění zobrazeném na obr. 7 jsou žebrované teplosměnné plochy 10 každé teplosměnné patrony 8, 8‘ tvarovaná.
Příklad 2
Zařízení 1 pro akumulaci tepla je vytvořeno podle Příkladu 1, přičemž akumulační zásobník 2 je kruhového půdorysu, zobrazený na obr. 4 a 5. Akumulačním médiem 3 je v tomto příkladu
- 3 CZ 38322 U1 uskutečnění dekahydrát síranu sodného. Jednotlivé teplosměnné patrony 8, 8‘ jsou uloženy podélně vedle sebe zapojené paralelně tak, aby vytvářely řadu neboli modul, která je vložena vcelku do akumulačního zásobníku 2, přičemž žebrovaná teplosměnná plocha 10 každé teplosměnné patrony 8, 8‘ jsou kruhového průřezu a jsou uspořádané příčně s osou průtočné 5 trubky 9, jak je zobrazeno na obr. 8.
Průmyslová využitelnost
Zařízení pro akumulaci tepla podle tohoto technického řešení lze použít k rovnoměrnému ohřevu či ochlazování vody za nízkých nákladů.
Claims (10)
1. Zařízení (1) pro akumulaci tepla, zahrnující akumulační zásobník (2), akumulační médium (3) tvořené PCM látkou a vyplňující alespoň částečně vnitřní objem akumulačního zásobníku (2), a rozvod (4) kapalného teplosměnného média (5), zaústěný vstupem (6) do akumulačního zásobníku (2), procházející akumulačním médiem (3) uvnitř akumulačního zásobníku (2) a vyústěný výstupem (7) z akumulačního zásobníku (2), vyznačující se tím, že rozvod (4) kapalného teplosměnného média (5) uvnitř akumulačního zásobníku (2) zahrnuje alespoň dvě podélně vedle sebe uložené teplosměnné patrony (8, 8‘), tvořené průtočnou trubkou (9) a z ní vystupujícími žebrovanými teplosměnnými plochami (10, 10‘) z tepelně vodivého materiálu, přičemž teplosměnné patrony (8, 8‘) jsou vzájemně uspořádané tak, že žebrované teplosměnné plochy (10) první teplosměnné patrony (8) zasahují do prostorů (11) mezi žebrovanými teplosměnnými plochami (10‘) druhé teplosměnné patrony (8‘).
2. Zařízení (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že PCM látka je vybraná ze skupiny anorganických solí: dekahydrát síranu sodného, hexahydrát chloridu železitého, hexahydrát dusičnanu zinečnatého a/nebo jejich kombinace.
3. Zařízení (1) podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že žebrované teplosměnné plochy (10, 10‘) každé teplosměnné patrony (8, 8‘) jsou uspořádané paralelně s osou průtočné trubky (9).
4. Zařízení (1) podle nároku 3, vyznačující se tím, že teplosměnné plochy (10, 10‘) jsou tvořeny plochými nebo tvarovanými žebry.
5. Zařízení (1) podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že žebrované teplosměnné plochy (10, 10‘) každé teplosměnné patrony (8, 8‘) jsou uspořádané příčně s osou průtočné trubky (9).
6. Zařízení (1) podle nároku 5, vyznačující se tím, že žebrované teplosměnné plochy (10, 10‘) jsou tvořeny plochými nebo prostorově tvarovanými kruhovými žebry.
7. Zařízení (1) podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že průtočné trubky (9) teplosměnných patron (8, 8‘) jsou propojené sériově a/nebo paralelně.
8. Zařízení (1) podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že akumulační zásobník (2) má kruhový, pravoúhlý nebo n-úhelníkový půdorys.
9. Zařízení (1) podle některého z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že dále zahrnuje tepelný zdroj (12), jehož výstup je napojen na vstup (6) rozvodu (4) kapalného teplosměnného média (5).
10. Zařízení (1) podle nároku 9, vyznačující se tím, že tepelný zdroj (12) je vybrán ze skupiny: plynový kotel, tepelné čerpadlo, solární panel nebo elektrická přímotopná tělesa.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2024-42439U CZ38322U1 (cs) | 2024-11-28 | 2024-11-28 | Zařízení pro akumulaci tepla |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2024-42439U CZ38322U1 (cs) | 2024-11-28 | 2024-11-28 | Zařízení pro akumulaci tepla |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ38322U1 true CZ38322U1 (cs) | 2024-12-17 |
Family
ID=93927007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2024-42439U CZ38322U1 (cs) | 2024-11-28 | 2024-11-28 | Zařízení pro akumulaci tepla |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ38322U1 (cs) |
-
2024
- 2024-11-28 CZ CZ2024-42439U patent/CZ38322U1/cs active IP Right Grant
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5571550B2 (ja) | 高圧燃料タンクに据え付けられる吸収媒体 | |
| CN206583344U (zh) | 一种多仓式换热相变储热装置 | |
| CN108413796A (zh) | 一种温度梯度储能换热器 | |
| CN107068928A (zh) | 支撑装置、电池模组及电源系统 | |
| CN109686892A (zh) | 电池模组、电池包、电动车及电网系统 | |
| CN109140805A (zh) | 一种笼屉式相变蓄热水箱 | |
| Khot | Enhancement of thermal storage system using phase change material | |
| CN109668460B (zh) | 一种重力热管 | |
| KR102228996B1 (ko) | 상변화물질을 이용한 이중관 열교환기 | |
| Diao et al. | Thermal performance analysis of a solar air collection–cascade storage system integrated with micro-heat pipe arrays | |
| Ge et al. | Thermal performance improvement of spherical encapsulated phase-change material by the metal fins | |
| CN202522115U (zh) | 一种高效板式相变蓄热装置 | |
| CZ38322U1 (cs) | Zařízení pro akumulaci tepla | |
| CN112414193B (zh) | 一种内置翅片的多级联相变储热装置及强化传热方法 | |
| Duraković | PCMs in separate heat storage modules | |
| CN110332722A (zh) | 储能装置及分体式太阳能集热系统 | |
| CN208983648U (zh) | 笼屉式相变蓄热水箱 | |
| CN108204759B (zh) | 一种连通管数量变化的热管蓄热换热器 | |
| US20040194916A1 (en) | Heat exchanger for recollecting waste heat | |
| CN205352161U (zh) | 一种太阳能熔盐相变蓄热器 | |
| WO2014016456A1 (es) | Conjunto de almacenamiento térmico latente, de tipo modular | |
| CN209515933U (zh) | 一种动力电池液冷装置 | |
| CN221992498U (zh) | 一种储热用高效储热系统 | |
| CN111351165A (zh) | 一种隔间分形蓄冰槽 | |
| KR20180006667A (ko) | 열교환기 및 이를 포함하는 연료전지 스택 냉각 시스템 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20241217 |