RU2011931C1 - Thermal accumulator - Google Patents

Abstract

FIELD: heat engineering. SUBSTANCE: housing with heat release surface is filled with heat accumulating agent. Thermal pipe is mounted in housing. One end of thermal pipe is secured on heat release surface. Other end of this pipe holds heater. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в гражданском и промышленном строительстве. The invention relates to the field of heat engineering and can be used in civil and industrial engineering.

Известны тепловые аккумуляторы (ТА), в состав которых входит корпус и теплоаккумулирующая среда. Thermal accumulators (TA) are known, which include a housing and a heat storage medium.

Конструкция ТА, принятая за прототип, приведена в [1] . The design of TA adopted for the prototype is given in [1].

Одной из основных тепловых характеристик ТА является временная зависимость отдаваемой тепловой мощности за рабочий цикл. Под рабочим циклом ТА принято понимать суммарное время между двумя последовательными технологическими операциями, например "зарядка ТА". One of the main thermal characteristics of TA is the time dependence of the heat output given per working cycle. Under the TA duty cycle, it is customary to understand the total time between two consecutive technological operations, for example, “charging the TA”.

Тепловыделение Q "идеального" ТА в течение суток остается постоянным. На фиг. 1 приведены характерные зависимости тепловыделений для "идеального" и реального ТА. Естественно, чем ближе временная характеристика реального ТА к аналогичной "идеального", тем лучше его рабочие характеристики или потребительские свойства. Целью разработки большинства конструкций перспективных ТА является приближение его рабочих характеристик к "идеальному". The heat release Q of the “ideal” TA remains constant throughout the day. In FIG. Figure 1 shows the characteristic dependences of heat release for the "ideal" and real TA. Naturally, the closer the time response of a real TA to the similar “ideal” one, the better its performance or consumer properties. The aim of developing most designs of promising TAs is to bring its performance characteristics closer to "ideal."

Для обеспечения сброса определенного количества тепла Q в конкретных условиях (например, в условиях жилого помещения) необходима определенная поверхность F, которой, как правило, является внешняя поверхность ТА и дополнительное оребрение, находящееся в тепловом контакте с ним. Слой теплоаккумулирующей среды, примыкающей к поверхности F, должен быть не слишком большим, поскольку фронт застывания распространяется от внешней поверхности к центру и за собой создает твердую прослойку с повышенным термическим сопротивлением. Чем больше этот слой, тем хуже временная характеристика ТА. To ensure the discharge of a certain amount of heat Q in specific conditions (for example, in a residential building), a certain surface F is required, which, as a rule, is the external surface of the TA and additional fins in thermal contact with it. The layer of heat storage medium adjacent to the surface F should not be too large, since the solidification front extends from the outer surface to the center and creates a solid layer with increased thermal resistance. The larger this layer, the worse the temporal response of the TA.

Необходимо отметить и трудности "зарядки" ТА. Нагревательное устройство, устанавливаемое, как правило, внутри теплоаккумулирующей среды, приходится монтировать либо в дополнительном кожухе для его возможной замены, либо заливать его, делая ТА не ремонтопригодным. It should be noted and the difficulties of "charging" TA. The heating device, which is usually installed inside the heat-accumulating medium, must be mounted either in an additional casing for its possible replacement, or it must be filled in, making the TA not repairable.

Целью изобретения является улучшение рабочих характеристик ТА за счет повышения равномерности сброса тепла по времени. The aim of the invention is to improve the performance of TA by increasing the uniformity of heat release over time.

Поставленная цель достигается тем, что в теплоаккумулирующей среде установлены тепловые трубы (одна или несколько), один конец которых закреплен на поверхности сброса тепла. This goal is achieved by the fact that heat pipes (one or more) are installed in the heat-accumulating medium, one end of which is fixed to the surface of the heat discharge.

На фиг. 2 показана предлагаемая конструкция ТА. In FIG. 2 shows the proposed design TA.

ТА состоит из корпуса 1, теплоаккумулирующей среды 2, поверхности сброса тепла 3, тепловой трубы 4. TA consists of a housing 1, a heat storage medium 2, a surface for heat discharge 3, a heat pipe 4.

ТА работает следующим образом. TA works as follows.

После режима "зарядки" теплоаккумулирующая среда находится в жидком состоянии. Допустим, что температура теплоаккумулирующей среды находится в пределах температуры застывания. After the “charging” mode, the heat storage medium is in a liquid state. Assume that the temperature of the heat storage medium is within the pour point.

В режиме "разрядки" ТА отдает тепло в окружающее пространство в двух направлениях: через корпус 1 в зоне контакта с теплоаккумулирующей средой 2 и по тепловой трубе 4 к поверхности сброса тепла 3. In the "discharge" mode, the TA transfers heat to the surrounding space in two directions: through the housing 1 in the zone of contact with the heat storage medium 2 and through the heat pipe 4 to the surface of the heat discharge 3.

Таким образом, застывание среды происходит как со стороны корпуса, так и со стороны тепловой трубы (или тепловых труб, если одной не хватает). Thus, the solidification of the medium occurs both from the side of the body, and from the side of the heat pipe (or heat pipes, if one is not enough).

Преимущество такой схемы по сравнению с прототипом заключается в более равномерном сбросе тепла по времени. ТА в предлагаемом исполнении можно снабжать большим количеством теплоаккумулирующей среды, поскольку это ограничение с применением тепловых труб, т. е. с возможностью отвода тепла из любых зон ТА, теряет актуальность. Кроме того, поверхность сброса тепла можно конструктивно разнести с самим ТА, что дает возможность для архитектурного маневра при проектировании. The advantage of this scheme in comparison with the prototype is a more uniform discharge of heat over time. SLT in the proposed design can be supplied with a large amount of heat-accumulating medium, since this limitation with the use of heat pipes, i.e., with the possibility of heat removal from any zones of the SLT, is losing relevance. In addition, the surface of the heat discharge can be structurally separated from the TA itself, which makes it possible for architectural maneuver in the design.

Рассмотрим процесс "зарядки" ТА. Consider the process of "charging" TA.

Удобнее всего подводить тепло к среде изнутри, чтобы фронт плавления вещества двигался к наружной стенке корпуса ТА до полного перевода его в жидкую фазу. Применение тепловых труб позволяет значительно упростить эту задачу. Если второй конец тепловых труб закрепить на нагревателе (источнике тепла), то подводимое тепло легко подать в любую зону теплоаккумулирующей среды. Кроме того, снимается вопрос замены нагревателя, поскольку он может находиться вне ТА и легко демонтируется. Сами тепловые трубы в ремонте не нуждаются, поскольку в них нет элементов, изнашиваемых со временем. It is most convenient to supply heat to the medium from the inside, so that the melting front of the substance moves to the outer wall of the TA housing until it is completely transferred to the liquid phase. The use of heat pipes can significantly simplify this task. If the second end of the heat pipes is fixed to the heater (heat source), then the supplied heat is easily supplied to any zone of the heat-accumulating medium. In addition, the issue of replacing the heater is removed, since it can be located outside the TA and is easily dismantled. The heat pipes themselves do not need to be repaired, since there are no elements that wear out over time.

Таким образом, применение тепловых труб в конструкции ТА в указанном сочетании позволяет приблизить суточный цикл реального ТА к "идеальному" и значительно упростить конструкцию, что при реализации должно дать экономический эффект. Thus, the use of heat pipes in the design of TA in the specified combination allows us to bring the daily cycle of real TA closer to the "ideal" and significantly simplify the design, which should give an economic effect.

Claims (2)

1. ТЕПЛОВОЙ АККУМУЛЯТОР, содержащий корпус с поверхностью сброса тепла, заполненный теплоаккумулирующим веществом, отличающийся тем, что, с целью улучщения рабочих характеристик путем повышения равномерности сброса тепла по времени, в теплоаккумулирующем веществе установлена по крайней мере одна тепловая труба, закрепленная одним концом на поверхности сброса тепла. 1. A HEAT BATTERY comprising a housing with a heat sink surface filled with a heat storage substance, characterized in that, in order to improve the performance by increasing the uniformity of heat release over time, at least one heat pipe is installed in the heat storage material, fixed at one end to the surface heat release. 2. Аккумулятор по п. 1, отличающийся тем, что на другом конце трубы установлен нагреватель. 2. The battery according to claim 1, characterized in that a heater is installed at the other end of the pipe.

Images