Сорбционное аккумулирование тепла

В системах аккумулирования такого типа используется способность некоторых твердых тел или жидкостей поглощать газ с выделением тепла или выделять газ при поглощении тепла. Теплота сорбции обычно больше теплоты плавления или испарения.

Рис. 8. Типы сорбционных аккумуляторов тепла.

а – аккумулирование с использованием сжатого газа, б – аккумулирование с исполь­зованием конденсата, в – ресорбционный цикл, г – аккумулирование с котлом и паровой турбиной, 1 – сосуд абсорбера, 2 – абсорбционная среда, 3 – теплообмен­ная поверхность зарядно-разрядного теплообменника, 4 – паровая линия (а – дроссель­ный клапан, б – компрессор), 5 – аккумулятор со сжатым газом, 6 – конденсатор, 7 – испаритель, 8 – источник тепла с низкой тепловой энергией, 9 – сосуд для конденсата, 10 – сосуд ресорбера, 11 – ресорбционная среда, 12 – насос, 13 – котел, 14 – паровая турбина, 15 – линия отработавшего пара.

Типы сорбционных систем аккумулирования тепла приведены на рис. 8.

а) К сорбенту (, например) подводится тепло; десорбированное вещество () направляется в газовый сосуд, работающий при постоянном или скользящем давлении. Охлаждение газа увеличивает емкость аккумулятора. Плотность аккумулирования энергии в данном случае низкая.

б) В данном случае газ конденсируется при температуре окружающей среды или близкой к ней. При такой схеме объем аккумулятора может быть относительно небольшим. Теплота конденсации при этом отводится в окружающую среду (например, с помощью градирни). На стадии разрядки жидкость испаряется подводом тепла из окружающей среды

в) В этой схеме аккумулятор жидкости заменен сорбционным аккумулятором, содержащим другую абсорбирующую среду, способную поглощать и выделять газ при температуре окружающей среды.

г) На этой схеме показано сочетание сорбционного аккумулятора и теплового двигателя. Когда разрядный вентиль открыт, пар течет от парогенератора через паровой двигатель к сорбционному аккумулятору, который отдает тепло парогенератору, таким образом поддерживая парообразование. Зарядка может осуществляться паровым компрессором по принципу компрессионного теплового насоса или по принципу абсорбционного теплового насоса – нагревом сорбента от высокотемпературного источника тепла и отводом десорбированного, а затем конденсированного газа к парогенератору.

Область применения

Экономия тепла в зданиях, коттеджах, а также в технологических процессах, когда имеется периодический выброс тепловой энергии, Особыми преимуществами обладает в комбинации с гелио-теплоутипизирующими системами. Перспективен также при запасении тепловой энергии в ночное время и отдаче ее в дневные часы, при этом экономия достигается за счет разницы тарифов на стоимость электроэнергии в дневное и ночное время.

Применение тепловых аккумуляторов на производстве позволяет экономить 70-80% денежные средств, хотя при этом не экономит электроэнергию.