RU202368U1

RU202368U1 - Фазопереходный тепловой аккумулятор

Info

Publication number: RU202368U1
Application number: RU2020134181U
Authority: RU
Inventors: Петр Леонидович Лекомцев; Константин Сергеевич Калугин
Priority date: 2020-10-16
Filing date: 2020-10-16
Publication date: 2021-02-15

Abstract

Полезная модель относится к области теплотехники и может использоваться для повышения надежности систем отопления и горячего водоснабжения промышленных, сельскохозяйственных, бытовых помещений, может быть использована для выравнивания графиков пиковой нагрузки котельных, а также для выравнивания графиков выработки теплоты в системах на базе возобновляемых источников энергии. Фазопереходный тепловой аккумулятор, включающий корпус с теплоизоляцией, теплоаккумулирующим материалом, выполненным из фазопереходного вещества, и магнитострикционным вибратором, расположенным на корпусе теплового аккумулятора, внутри которого расположены подводящий и отводящий трубопроводы в виде змеевиков, отличающийся тем, что в месте установки магнитострикционного вибратора на внутренней поверхности бака закреплена металлическая рассеивающая линза. Рассеивающая линза увеличивает площадь пучка ультразвука, а, следовательно, и объема приводимого в движение расплавившегося теплоаккумулирующего материала. Такой технический результат достигается тем, что в месте установки магнитострикционного вибратора на внутренней поверхности бака закреплена металлическая рассеивающая линза.

Description

Полезная модель относится к области теплотехники и может использоваться для повышения надежности систем отопления и горячего водоснабжения промышленных, сельскохозяйственных, бытовых помещений, может быть использована для выравнивания графиков пиковой нагрузки котельных, а также для выравнивания графиков выработки теплоты в системах на базе возобновляемых источников энергии.

Известен «Тепловой аккумулятор» (патент РФ №2292002 С1 по МПК F24H 7/00 заявлено 07.10.2019, опубликовано 20.01.2007, Бюл. №2), 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.

Недостатком теплового аккумулятора по прототипу является то, что возбуждение турбулентного потока в теплообменнике не повышает интенсивность отвода теплоты из толщи теплоаккумулирующего материала, в теплоаккумулирующем материале теплота продолжает передаваться лишь за счет теплопроводности. Также при установке магнитострикционных вибраторов на подводящих и отводящих змеевиках значительную часть энергии поглощают сами теплообменники, а также теплоносители, проходящие по теплообменникам. Оставшейся энергии недостаточно для создания кавитации во всем объеме теплоаккумулирующего материала. Кроме этого, частота в 21,3 кГц не может быть признана оптимальной для различных типов тепловых аккумуляторов.

Известна полезная модель, выбранная в качестве ближайшего аналога (патент РФ №194499 U1 по МПК F24H 7/02 заявлено 17.06.2019, опубликовано 12.12.2019, Бюл. №35) под названием «Фазопереходный тепловой аккумулятор», который представляет собой корпус с теплоизоляцией, фазопереходным теплоаккумулирующим материалом и магнитострикционным вибратором, внутри которого расположены подводящий и отводящий трубопроводы в виде змеевиков, отличающийся тем, что магнитострикцинный вибратор расположен на корпусе теплового аккумулятора.

Недостатком теплового аккумулятора по прототипу является то, что ультразвук в жидкой среде распространяется пучком, площадь которого близка к площади излучающей поверхности. Следовательно, для воздействия на тепловой аккумулятор большого объема потребуется большое количество магнитострикционных вибраторов.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является увеличение площади пучка ультразвука, а следовательно, и объема приводимого в движение расплавившегося теплоаккумулирующего материала.

Такой технический результат достигается тем, что в месте установки магнитострикционного вибратора на внутренней поверхности бака закреплена металлическая рассеивающая линза.

На фиг. 1 представлена схема теплового аккумулятора.

Тепловой аккумулятор включает в себя корпус 1 с теплоизоляцией 2, внутри которого расположен теплоаккумулирующий материал 3, представляющий собой фазопереходное вещество, например парафин. Тепловой аккумулятор имеет подводящий 4 и отводящий трубопровод 5 в виде змеевиков, магнитострикционный вибратор 6 подключенный к ультразвуковому генератору 7, и гасители вибрации 8. В месте установки магнитострикционного вибратора на внутренней поверхности бака закреплена металлическая рассеивающая линза 9.

Тепловой аккумулятор работает следующим образом. 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 корпусом 1, то в последнем возникают ультразвуковые колебания, которые эффективно приводят в движение расплавившийся теплоаккумулирующий материал, что значительно увеличивает скорость процесса теплопередачи, а соответственно и скорость зарядки аккумулятора. Рассеивающая линза 9 увеличивает площадь пучка ультразвука, а, следовательно, и объем приводимого в движение расплавившегося теплоаккумулирующего материала.

Аналогично происходит процесс разрядки аккумулятора.

Холодный теплоноситель подается по трубопроводу 5 в нижнюю часть теплового аккумулятора 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.

Во избежание распространения колебаний на подающие трубопроводы 4 и 5 в местах их ввода и вывода из корпуса 1 установлены гасители вибрации 8, изготовленные из вакуумированной резины.

Claims

Фазопереходный тепловой аккумулятор, включающий корпус с теплоизоляцией, фазопереходным теплоаккумулирующим материалом и магнитострикционным вибратором, внутри которого расположены подводящий и отводящий трубопроводы в виде змеевиков, отличающийся тем, что в месте установки магнитострикционного вибратора на внутренней поверхности бака закреплена металлическая рассеивающая линза.