RU192766U1

RU192766U1 - HEAT BATTERY

Info

Publication number: RU192766U1
Application number: RU2019121811U
Authority: RU
Inventors: Петр Леонидович Лекомцев; Константин Сергеевич Калугин; Михаил Леонидович Шавкунов
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2019-07-09
Publication date: 2019-09-30

Abstract

Тепловой аккумулятор относится к области теплотехники и может использоваться для повышения надежности систем отопления и горячего водоснабжения промышленных, сельскохозяйственных, бытовых помещений. Может быть использован для выравнивания графиков пиковой нагрузки котельных, а также для выравнивания графиков выработки теплоты в системах на базе возобновляемых источников энергии. Тепловой аккумулятор, содержащий корпус с теплоизоляцией и теплоаккумулирующим материалом, внутри которого расположен трубопровод в виде змеевика, отличающийся тем, что подводящий и отводящий трубопроводы объединены в один трубопровод в виде змеевика, на входе и выходе которого установлены трехходовые краны, волновод магнитострикционного вибратора закреплен на упомянутом трубопроводе после трехходового крана перед входом в аккумулятор. Такой технический результат достигается тем, что подводящий и отводящий трубопроводы объединены в один трубопровод в виде змеевика.A heat accumulator belongs to the field of heat engineering and can be used to increase the reliability of heating and hot water systems in industrial, agricultural, and domestic premises. It can be used to equalize the peak load schedules of boiler houses, as well as to align the heat generation schedules in systems based on renewable energy sources. A heat accumulator comprising a housing with thermal insulation and heat-accumulating material, inside of which there is a pipe in the form of a coil, characterized in that the inlet and outlet pipes are combined into one pipe in the form of a coil, three-way valves are installed at the input and output, the magnetostrictive vibrator waveguide is mounted on the aforementioned pipeline after a three-way valve before entering the battery. This technical result is achieved by the fact that the inlet and outlet pipelines are combined into one pipeline in the form of a coil.

Description

Тепловой аккумулятор относится к области теплотехники и может использоваться для повышения надежности систем отопления и горячего водоснабжения промышленных, сельскохозяйственных, бытовых помещений. Может быть использован для выравнивания графиков пиковой нагрузки котельных, а также для выравнивания графиков выработки теплоты в системах на базе возобновляемых источников энергии.A heat accumulator belongs to the field of heat engineering and can be used to increase the reliability of heating and hot water systems in industrial, agricultural, and domestic premises. It can be used to equalize the peak load schedules of boiler houses, as well as to align the heat generation schedules in systems based on renewable energy sources.

Известен «Тепловой аккумулятор» (патент РФ №2253807 С1 по МПК F24H 7/00 заявлено 30.08.2004, опубликовано 10.06.2005, Бюл. №16), который представляет собой корпус с теплоизоляцией и твердым теплоаккумулирующим материалом, внутри которого расположены подводящий и отводящий трубопроводы в виде змеевиков, отличающийся тем, что он снабжен пневматическими вибраторами, волноводы которых закреплены на упомянутых трубопроводах перед входом в аккумулятор, и гасителями вибраций, размещенными в местах прохождения трубопроводов через корпус.The well-known "Thermal battery" (RF patent No. 2253807 C1 according to IPC F24H 7/00 is claimed on August 30, 2004, published on June 10, 2005, Bull. No. 16), which is a case with thermal insulation and solid heat-accumulating material, inside of which there is a supply and a discharge pipelines in the form of coils, characterized in that it is equipped with pneumatic vibrators, the waveguides of which are mounted on the said pipelines before entering the battery, and vibration dampers located in the places where the pipelines pass through the housing.

Недостатком данного устройства является применение воздушного вибратора, для работы которого требуется компрессор, потребляющий значительное количество электроэнергии, что приводит к излишним экономическим затратам. Также установка пневматических вибраторов на трубопроводы не повышает интенсивность отвода теплоты из толщи теплоаккумулирующего материала, где теплота продолжает передаваться лишь за счет теплопроводности теплоаккумулирующего материала.The disadvantage of this device is the use of an air vibrator, which requires a compressor that consumes a significant amount of electricity, which leads to unnecessary economic costs. Also, the installation of pneumatic vibrators in pipelines does not increase the intensity of heat removal from the thickness of the heat-accumulating material, where heat continues to be transmitted only due to the heat conductivity of the heat-accumulating material.

Известно изобретение, выбранное в качестве ближайшего аналога, (патент РФ №2292002 С1 по МПК F24H 7/00 заявлено 07.10.2005, опубликовано 20.01.2007, Бюл. №2) под названием «Тепловой аккумулятор», который представляет собой корпус с изоляцией и твердым теплоаккумулирующим материалом, внутри которого расположены подводящий и отводящий трубопроводы в виде змеевиков, отличающийся тем, что он снабжен магнитострикционными вибраторами со спектром частот 21,3 кГц и амплитудой колебаний 0,1 мм, волноводы которых закреплены на упомянутых трубопроводах перед входом в аккумулятор.The invention is known, selected as the closest analogue (RF patent No. 2292002 C1 according to IPC F24H 7/00, filed October 7, 2005, published January 20, 2007, Bull. No. 2) under the name "Thermal battery", which is a housing with insulation and solid heat-accumulating material, inside which there are inlet and outlet pipelines in the form of coils, characterized in that it is equipped with magnetostrictive vibrators with a frequency spectrum of 21.3 kHz and an oscillation amplitude of 0.1 mm, the waveguides of which are fixed on the said pipelines before entering battery.

Недостатком теплового аккумулятора по прототипу является то, что при раздельном исполнении теплообменной поверхности, состоящей из подводящего и отводящего трубопровода в виде змеевиков, сокращается полезный объем бака теплового аккумулятора, усложняется конструкция теплового аккумулятора, кроме этого становится затруднительным равномерный отвод теплоты из всего объема теплоаккумулирующего материала, а также во время зарядки теплового аккумулятора часть теплоты будет поглощаться холодным теплоносителем, находящимся в отводящем трубопроводе, что замедлит процесс зарядки и снизит эффективность теплового аккумулятора.The disadvantage of the heat accumulator according to the prototype is that when the heat exchange surface, consisting of a supply and outlet pipe in the form of coils, is separated, the useful volume of the heat accumulator tank is reduced, the design of the heat accumulator becomes more complicated, and even uniform heat dissipation from the entire volume of the heat-accumulating material becomes difficult, as well as during the charging of the heat accumulator, part of the heat will be absorbed by the cold heat carrier located in the outlet ruboprovode that will slow the charging process and will reduce the efficiency of the heat accumulator.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение энергетической эффективности теплового аккумулятора.The technical result of the proposed utility model is to increase the energy efficiency of the heat accumulator.

Такой технический результат достигается тем, что подводящий и отводящий трубопроводы в виде змеевиков объединены в один трубопровод в виде змеевика.This technical result is achieved by the fact that the inlet and outlet pipelines in the form of coils are combined into one pipeline in the form of a coil.

На фиг. 1 представлена схема теплового аккумулятора.In FIG. 1 shows a diagram of a heat accumulator.

Тепловой аккумулятор включает в себя корпус 1 с теплоизоляцией 2, внутри которого расположен теплоаккумулирующий материал 3, например щебень. Тепловой аккумулятор имеет трубопровод 4 в виде змеевика, трехходовые краны 5, магнитострикционный вибратор 6 подключенный к ультразвуковому генератору 7, и гасители вибрации 8.The thermal battery includes a housing 1 with thermal insulation 2, inside of which is located a heat-accumulating material 3, for example crushed stone. The thermal battery has a pipe 4 in the form of a coil, three-way valves 5, a magnetostrictive vibrator 6 connected to an ultrasonic generator 7, and vibration dampers 8.

Тепловой аккумулятор работает следующим образом. Трехходовые краны 5 находятся в положении 5.1. Горячий теплоноситель подается в трубопровод 4 и, проходя по нему, отдает теплоту теплоаккумулирующему материалу 3. Одновременно с этим включается ультразвуковой генератор 7, вследствие чего начинает работать магнитострикционный вибратор 6, и т.к. он жестко связан (на молекулярном уровне посредством электросварки) с трубопроводом 4, то в последнем возникают ультразвуковые колебания, которые эффективно нарушают ламинарный слой, превращая его в турбулентный, что значительно увеличивает скорость процесса теплопередачи, а соответственно и скорость зарядки аккумулятора.Thermal battery operates as follows. Three-way valves 5 are in position 5.1. The hot heat carrier is supplied to the pipeline 4 and, passing through it, gives off heat to the heat-accumulating material 3. At the same time, the ultrasonic generator 7 is turned on, as a result of which the magnetostrictive vibrator 6 starts to work, and since Since it is rigidly connected (at the molecular level by means of electric welding) with pipeline 4, in the latter there are ultrasonic vibrations that effectively disrupt the laminar layer, turning it into a turbulent one, which significantly increases the speed of the heat transfer process and, accordingly, the battery charging speed.

Аналогично происходит процесс разрядки аккумулятора.Similarly, the process of discharging the battery.

Трехходовые краны 5 находятся в положении 5.2. Холодный теплоноситель подается по трубопроводу 4 и, проходя по нему, забирает теплоту у теплоаккумулирующего материала 3. Одновременно с этим включается ультразвуковой генератор 7 и магнитострикционный вибратор 6, и далее процесс проходит аналогично, как и при зарядке теплового аккумулятора.Three-way valves 5 are in position 5.2. Cold coolant is supplied through pipeline 4 and, passing through it, takes away heat from the heat-accumulating material 3. At the same time, the ultrasonic generator 7 and the magnetostrictive vibrator 6 are turned on, and then the process proceeds similarly as when charging a heat accumulator.

Во избежание распространения колебаний на корпус 1 теплового аккумулятора в местах ввода и вывода трубопровода 4 из корпуса 1 установлены гасители вибрации 8, изготовленные из вакуумированной резины.In order to avoid the propagation of vibrations to the housing 1 of the heat accumulator in the places of input and output of the pipeline 4 from the housing 1, vibration dampers 8 made of evacuated rubber are installed.

Claims

A heat accumulator containing a housing with thermal insulation and heat-accumulating material, inside of which there is a pipe in the form of a coil, characterized in that the inlet and outlet pipes are combined into one pipe in the form of a coil, three-way valves are installed at the inlet and outlet of it, the magnetostrictive vibrator waveguide is mounted on the aforementioned pipeline after a three-way valve before entering the battery.