NL8400997A

NL8400997A - Warmte-accumulator op basis van latente smeltwarmte en van direct contact met een warmtetransportfluidum.

Info

Publication number: NL8400997A
Application number: NL8400997A
Authority: NL
Original assignee: Commissariat Energie Atomique
Priority date: 1974-03-01
Filing date: 1984-03-29
Publication date: 1984-08-01
Also published as: GB1504794A; FR2273251A2; FR2273251B2; FR2279052A1; IT1030248B; NL175340B; DE2508447A1; SE7502068L; NL175340C; FR2279052B1; NL7502092A; SE423646B; US4111260A

Description

* V

f ί i * ^

Warmte-accumulator op basis van latente smeltwarmte en van direct contact met een warmtetransportfluïdum.

De uitvinding heeft betrekking op een warmte-accumulator op basis van latente smeltwarmte en van direct contact, omvattende een gesloten houder die een stof bevat met een grote latente smeltwarmte en een warmtetransportfluïdum, organen voor 5 het onttrekken van de stof nabij de bodem van de houder, en organen om de stof in vloeibare toestand in de vorm van druppeltjes te verstuiven in direct contact met de warmtetransportfluïdum boven in de houder.

Een dergelijke warmte-accumulator is bekend uit 10 het Amerikaanse octrooischrift 2.631.835. De in dit octrooischrift beschreven warmte-accumulator dient uitsluitend voor het verwarmen van een gas. De gestolde druppeltjes van de stof met grote latente smeltwarmte worden als korrels onder uit de gesloten houder afge-vqerd en overgebracht naar een voorraadhóuder van waaruit een 15 smeltbad naar behoefte wordt bijgevuld. Het in de kringloop van de stof met grote latente smeltwarmte opnemen van de voorraadhou-der betekent in bepaalde bedrijfsomstandigheden een zeker verlies van nuttige warmte.

In een warmte-accumulator volgens de uitvinding 20 wordt het gesignaleerde verlies vermeden doordat organen aanwezig zijn om het warmtetransportfluïdum in de houder te verplaatsen, voorts organen om het warmtetransportfluïdum te verwarmen, respectievelijk af te koelen door middel van uitwendige warmtewisselaars, waarbij de organen die de stof aan de houder onttrekken dit doen 25 op de plaats waar de stof vloeibaar is teneinde de stof in vloeibare toestand op te slaan in een tweede houder, terwijl de warmtewisselaars het warmtetransportfluïdum verwarmen, en de organen voor het verstuiven van de stof in vloeibare toestand in de houder de stof in vloeibare toestand onttrekken aan de tweede houder ter- t 8400997 Ί ί ^ - 2 - wijl de warmtewisselaars het warmtetransportfluïdum afkoelen.

Een voordeel van de warmte-accumulator volgens de uitvinding is dat deze minder omslachtig is dan de bekende warmte-accumulator.

5 De uitvinding zal aan de hand van de tekening worden toegelicht.

Fig. 1 toont een uitvoeringsvoorbeeld van de warmte-accumulator volgens de uitvinding.

Fig. 2 geeft een ander uitvoeringsvoorbeeld van 10 de warmte-accumulator volgens de uitvinding.

In fig. 1 wordt een uitvoeringsvoorbeeld getoond van de warmte-accumulator volgens de uitvinding. De accumulator bestaat uit een vat E dat het fluïdum F en het materiaal C in verdeelde vorm bevat. Een filter 22 houdt het bed met vaste deel-15 tjes vast gevormd door het materiaal C. Het vat E staat in verbin- · ding met een vat E' door middel van een klep 24. Het vat E' bevat het materiaal C in vloeibare vorm. Een weerstand 26 gevoed door een spanningsbron 28 maakt het mogelijk om het materiaal C in vloeibare vorm in het vat E' vast te houden. De buis 30 voorzien 20 van een pomp 32 en een vloeistoffilter 34 verbindt het benedeneinde van het vat Ef met het boveneinde van het vat E. Het einde van de buis 30 eindigt in een verstuiver 27. De buis 36, voorzien van een pomp 38 en kleppen 40 en 42 verbindt het boveneinde van het vat E met een opneing 43 gelegen beneden het maximum niveau 25 van het bed met materialen C in het vat E. Een deel van de buis 36 vormt de primaire keten van de warmteuitwisselaar CDe buis 44 die parallel afgetakt is op de buis 36 door de kleppen 40 en 42 verbindt het boveneinde van het vat E met het benedeneinde van hetzelfde vat. Een deel van de buis 44 vormt de secundaire keten 30 van de warmteuitwisselaar Cj.

De werking van de accumulator is als volgt: bij de werking van het verzamelen van warmte wordt de primaire 8400997 Ê * - 3 - keten 52 van de warmteuitwisselaar Cj doorlopen door een warme vloeistofflux die warmte wisselt met het fluïdum F dat rondstroomt in de buis 44. De kleppen 40 en 42 bevinden zich in een zodanige stand dat de uitwisselaar uitgeschakeld is. Het fluïdum F dat 5 opnieuw verwarmd wordt door doorgang door de uitwisselaar Cj . stroomt rond in het vat E waarbij een deel van het materiaal C vloeibaar gemaakt wordt. Dit materiaal C wordt geëvacueerd in het vat E' in vloeibare vorm door de klep 24 te openen. De thermische flux die aangebracht wordt door de weerstand 26 is zeer klein ten 10 opzichte van de smeltenthalpie van het materiaal dat bestaat uit gesmolten zout. Het toevoeren van caloriën kan onderbroken worden gedurende verscheidene uren vanaf het ogenblik dat de thermische isolatie van het vat Er met zorg uitgevoerd is.

In de fase van de teruggave van de verzamelde 15 energie loopt het bij 56 in het vat E’ gesmolten materiaal door een reinigingsfilter 34 en wordt door de pomp 32 in de buis 30 gepompt naar het boveneinde van het vat E. Bij deze wijze van werken zijn de kleppen 40 en 42 zo ingesteld dat de uitwisselaar Cj buiten werking is en de uitwisselaar werkt. De pomp 38 doet 20 het fluïdum F circuleren volgens de pijl 58 met tegenstroom van het materiaal C dat vanaf het boveneinde van de buis die in het vat E binnentreedt naar beneden valt. Bij het contact met de vloeistof C wordt het fluïdum F opnieuw verwarmd terwijl het materiaal C vast wordt. De warmte wordt gerecupereerd in de secundaire 25 keten 60 van de warmteuitwisselaar C£ en naar een installatie gericht (niet voorgesteld in de figuur) waar hij gebruikt wordt.

Bekende inrichtingen maken het mogelijk om op verschillende niveaus van het vat E de snelheid en de grootte van de deeltjes te regelen evenals de snelheid van het warmtedragende 30 fluïdum om de thermische uitwisseling en de bezinking van het materiaal C te bevorderen.

In fig. 2 heeft men een andere preferente uitvoe- 8400997

S

9 - 4 - ringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding voorgesteld waarbij een gemakkelijker continu werking mogelijk is. De warmte-flux die aankomt door de uitwisselaar Cj kan ogenblikkelijk verschillend zijn van die welke onttrokken wordt door de warmteuit-5 wisselaar C2· Bij deze uitvoeringsvorm gebruikt men eveneens een vat E, een vat E’ verbonden met het vat E waarbij een warmteuit-wisselaar Cj het fluïdum F doet circuleren door het bed met vast materiaal C. De keten van het fluïdum F voor het onttrekken van de warmte wordt gevormd door een buis 70 die ondergedompeld is aan 10 het boveneinde van het vat E en waarbij deze buis voorzien is van een pomp 72 en een convergerende-divergerende straalpijp 74 die uitmondt in de buurt van het boveneinde van hetzelfde vat E. Op het punt van insnoering 76 van de convergentie-divergentie 74 maakt een buis 78 het mogelijk de vloeistof 56 verzameld in het 15 vat ET af te nemen. Geheel zoals in de inrichting uit fig. 4 wordt het vermogen verzameld in de vorm van een smeltenthalpie van het materiaal C door het aanbrengen van vermogen in de uitwisselaar Cj. Het vermogen wordt gerecupereerd in de secundaire keten 79 van de warmteuitwisselaar 0,^ waarvan de primaire keten doorlopen 20 wordt door het fluïdum F dat rondloopt in de buis 70, de pomp 72 en de convergentie-divergentie 74. De insnoeringshals zuigt het gesmolten materiaal op dankzij het motorische vermogen van de flux van het fluïdum F versneld door de pomp 72. De vloeistofdruppeltjes die vast worden met een meestroom in de divergentie van de 25 straalpijp 74 slaan neer in het vat E na scheiding van het fluïdum F dat opnieuw een cyclus krijgt naar de uitwisselaar door de buis 70. In deze inrichting wordt een wervelend gebied tot stand gebracht in de buurt van het boveneinde van het vat E hetgeen een krachtenveld introduceert dat groter is dan het zwaartekrachtveld. 30 Hierdoor is het mogelijk materialen C en een fluïdum F te gebruiken met dichtheden die minder verschillen dan bij de inrichting uit fig. 1.

8400997

Claims

2. Farmte-accumulator volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de tweede houder (E’) in verbinding staat met de eerste houder (E) met tussenkomst van een klep, en dat de 25 tweede houder (E1) een orgaan (23) voor het verwarmen van de in gesmolten toestand opgeslagen stof (C) bevat.
3. Warmte-accumulator volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat nog aanwezig zijn; - een eerste pompkringloop die bestaat uit een 30 buis (30) buiten de houders (E) en (Er) die een opening in de buurt van het ondereind van de tweede houder (E’) verbindt met een opening in de buurt van het boveneind van de eerste houder (E), 9400997 - 6 - a 5 een pomp (32), een vloeistoffliter en een verstuiver (27), waarbij de verstuiver is ondergebracht in de eerste houder (E) aan het boveneind van de buis, - een tweede pompkringloop die bestaat uit een 5 buis (44) buiten de eerste houder (E), en een pomp (28) die het boveneind van de eerste houder (E) verbindt met zijn ondereind, waarbij een deel van de buis (44) de secundaire zijde van de warmtewisselaar (Cj) vormt, en - een derde pompkringloop die bestaat uit een buis 10 (36) buiten de eerste houder (E) die het boveneind van de eerste houder (E) verbindt met een tussengelegen ingang (43) in de eerste houder (E) welk ingang is geplaatst boven het maximale niveau van het bed van vaste deeltjes van de stof (C) dat op de bodem van de eerste houder (E) staat, waarbij een deel van de buis (36) de 15 primaire zijde vormt van een tweede warmtewisselaar (C ).
4. Warmte-accumulator volgens conclusie,2, met het kenmerk, dat verder aanwezig zijn: - een eerste pompkringloop die bestaat uit een buis (70) waarvan een eind in de eerste houder (E) steekt, een 20 pomp (72) en een venturie-buis (74) die uitmondt in de buurt van het boveneind van de eerste houder (E), waarbij een deel van de buis. (70) de primair kant vormt van een warmtewisselaar (C£), - een tweede pompkringloop die bestaat uit een buis (78) die is voorzien van een filter en die het ondereind van 25 de tweede houder (E’) verbindt met de venturie-buis ter plaatse van de vernauwing (76) daarin, en - een derde pompkringloop die bestaat uit een buis en een pomp, waarbij de buis een opening in de eerste houder (E) boven het maximale niveau van het bed van de vaste deeltjes 30 van de stof (C) verbindt met een ingang in de buurt van het ondereind van de eerste houder (E), waarbij een deel van de buis de secundaire kant vormt van een warmtewisselaar (C^). 8400997