Тепловой аккумулятор

 

, Использование: -для аккумулирования тепла в диапазоне температур 100-400°С. Сущность изобретения: тепловой аккумулятор содержит полый корпус 1. заполненный гранулами магнезита 2, между которыми размещены опилки металла с теплопроводностью не менее 200 Вт/(м-К) , причем массовые концентрации магнезита и опилок находятся в интервалах 70-60% и 30-40%. Эти экспериментально полученные интервалы соотношений являются оптимальными с точки зрения повышения теплоаккумулирующей способности и надежности аккумулятора при преимущественном использовании в качестве электронагревателя массы упомянутых металлических опилок. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 F 24 Н 7 /00

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ъ (21) 4800461/06 (22) 14,12,89 (46) 07.07,92. Бюл, № 25 (71) Институт тепло- и массообмена им.

А. В. Лыкова (72) Л, Л. Васильев, И. М, Болдак, Л. С. Домород и Е. И, Широков (53) 621,565(088.8) (56) Авторское свидетельство НРБ

¹ 4433664477, кл. F 24 Н 7/00, 1988, Бекман Г. и др. Тепловое аккумулирование энергии. — M.: Мир, 1987, с. 240, 242, 243. (54) ТЕПЛОВОЙ АККУМУЛЯТОР (57), Использование. для аккумулирования тепла в диапазоне температур 100 — 400 С, „, . Ж „„1746151 А1

Сущность изобретения: тепловой аккумулятор содержит полыи корпус 1. заполненный гранулами магнезита 2, между которыми размещены опилки металла с теплопроводностью не менее 200 Вт/(м К), причем массовые концентрации магнезита и опилок находятся в интервалах 70-60% и 30-400/, Эти экспериментально полученные интервалы соотношений являются оптимальными с точки зрения повьпшения теплоаккумулирующей способности и надежности аккумулятора при преимущественном использовании в качестве электронагревателя массы упомянутых металлических опилок.

2 ил.

1746151

Изобретение относится к теплотехнике, а точнее к тепловым аккумуляторам, имеющим электронагревательный элемент и рассчитанным на температурный диапазон

100 — 400 С.

Известна аккумулирующая масса для тепловых аккумуляторов, имеющая воспроизводимые рабочие характеристики и устойчивая к циклическим нагрузкам, содержащая

60-75 /, карбэмида, 5 — 30 / нитрата натрия, 5-30 / нитрата калия и 1 — 10 / хлорида натрия.

Недостатком массы является ее неработоспособность при 200 — 400 С, а при герметичном исполнении аккумулятора — высокие термациклические напряжения, Известен тепловой аккумулятор, содержащий размещенный в корпусе гранулированный твердый теплоаккумуляционный материал и напалнитель (масло), причем в качестве термоаккумуляционного материала может использоваться магнезит.

Недостаткам известного технического решения при использовании его при 100—

400 С являются низкая надежность, связанн;.-: с наличием масла, которое необходимо заменять через определенное время, и недостаточно высокая теплоаккумулирующая способность, связанная с низкими теплоемкостью и теплопроводностью масла.

Целью изобретения является повышение теплоаккумулирующей способности и надежности аккумулятора, Цель достигается тем, что между гранулами магнезита размещены опилки металла с теплопроводностью не менее 200 Вт/(м К), причем концентрации магнезита и опилок находятся соответственно в интервалах 70 — 60

/о и 30-40 /о.

Это позволяет одновременно повысить надежность, так как устраняется угроза загорания масла и необходимость его замены, и повысить теплоаккумулирующую способность за счет снижения теплового сопротивления аккумулирующего вещества путем заполнения пространства между гранулами магнезита опилками металла с высокими теплоемкостью и теплопроводностью, так как сам магнезит обладает достаточной теплоемкостью и термостойкостью, но недостаточно высокой теплопроводностью, Оптимальное по емкости соотношение получено экспериментально.

Таким образом, теплоаккумулирующее вещество становится композитным, т, е. оно содержит теплопроводящий каркас и гранулы теплоаккумулирующего вещества.

На фиг. 1 изображен предлагаемый аккумулятор, разрез; на фиг, 2 — эксперимен. тальные данные в координатах: с р обьемная теплоемкость, кДж/(м К), по оси абсцисс — процентное содержание в смеси магнезита (/, MgO), опилок металла(/, Ме).

Аккумулятор содержит полый корпус 1, 5 в котором размещено теплоаккумулирующее вещество 2, состоящее из 60-70 / гранул магнезита 3 и опилок, металла 4 с теплопроводностью не менее 200 Втl(м К), например. силумина.

10 Аккумулятор работает следующим образом;

При подводе высокопотенциального тепла от наружного или внутреннего источника, например электронагревательного

15 элемента, в качестве которого мажет быть использован и теплопроводный каркас 4 из металлических опилок, уровень температур по всему аккумулятору выравнивается, причем теплоемкость аккумулятора по сравне20 нию с масляным возрастает. Основное количество тепловой энергии аккумулируется в гранулах магнезита 3 при 400-500 С.

Максимальная температура зарядки ограничивается температурой плавления метал25 лических опилок. При разрядке аккумулятора тепловая энергия поступает от гранул магнезита 3 к теплопроводящему каркасу 4 и далее к потребителю, Кривые 1 — 6 на фиг. 2 получены в резуль30 тате измерений объемной теплоемкости смеси при изменении процентного содержания компонентов смеси с шагом 10 % для различных сплавов: 1 — сплав 90 / А!+ 10 /

Cu (Л = 200 Вт/(м ° К));2 — латунь 96 / Cu+

35 + 4 / Zn (Л = 240 Вт/(м К)),3 — 90 /0 Cu +

+4 / Со(Л =210Вт/(м ° К));4 — дюральД16Т (Л = 159 Вт/(м К));5 — латунь 68 / Cu+ 32 /0 п (Л =106 Втlм К));б — сталь 3 (Л

=46 Вт/(м К)).

40 Из полученных данных видно. что предпочтительное использование металлов с большей теплопроводностью, оптимум содержания металлов всех видов приходится на 30 — 40 / и при Л ) 200 Вт/(M.К)исполь45 зуемых металлов отмечено резкое увеличение теплоемкости, Экспериментальный образец аккумулятора при весе 60 кг позволяет аккумулировать 25 кВт ч тепловой энергии, что делает его перспективным при

50 использовании электроэнергии в ночное время для отопления помещений.

Использование предлагаемого аккумулятора позволяет повысить теплоаккумулирующую способность и надежность

55 теплового аккумулятора.

Формула изобретения

Тепловой аккумулятор, содержащий полый корпус, заполненный гранулированным магнезитом, отличающийся тем, что, 1746151 с р io (Фф) о о го до 40 л бО то 80 90 або 3, ОР 90 gg 10 бО. Я7 40 5> ЯО fO О g +g

Фиг.2

Составитель Л.Васильев

Техред M,Mîðãåíòàë Корректор П.Гереши

Редактор О.Хрипта

Заказ 2384 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 с целью повышения теплоаккумулирующей способности и надежности, между гранулами магнезита размещены опилки металла с теплопроводностью Л > 200 Вт/(м К) в 5 рабочем диапазоне температур,- причем весовые концентрации магнезита и опилок находятся в интервалах 70-60% и 30 — 40%соответственно.