Klasifikacija akumulatora toplote

U skladu sa gore usvojenim definicijama i zaključcima, moguće je klasifikovati akumulatore toplote.

Mediji za akumulaciju i prenos toplote.

Direktna akumulacija: medij za pohranu i izmjenu topline je isti. Medij za skladištenje može biti čvrst, tečan, gasovit ili dvofazni (tečnost plus gas).

Indirektna akumulacija: energija se akumulira samo kroz izmjenu topline (na primjer, toplinsko provođenje kroz zidove spremnika) ili kao rezultat prijenosa mase posebnog medija za prijenos topline u tekućem, dvofaznom ili plinovitom stanju). Sam akumulacijski medij može biti čvrst, tečan ili plinovit (proces se može odvijati bez faznog prijelaza, s faznim prijelazom čvrsto - čvrsto, čvrsto - tekućina ili tekućina - para).

Polu-direktno skladištenje: proces se odvija kao u prethodnom slučaju, osim što kapacitet skladištenja medija za izmjenu topline igra važniju ulogu.

Sorptivna akumulacija: u ovom slučaju se koristi sposobnost nekih medija za skladištenje da apsorbuju gasove uz oslobađanje toplote (i apsorpciju toplote tokom desorpcije gasa). Prijenos energije može se dogoditi direktno u obliku topline ili kroz plin

Masa akumulirajućeg medija.

Konstantna masa. Ovo je obično slučaj indirektne akumulacije. Međutim, do direktnog nagomilavanja može doći i ako se pomaknuti dio mase, nakon hlađenja (prilikom pražnjenja) ili zagrijavanja (prilikom punjenja), potpuno vrati u bateriju (akumulacija pomaka).

U praksi se ne koriste strukturno složene vrste baterija, kao što su pneumatske, sa toplotnim pumpama i dr.

Najprikladniji sistemi su direktno i poludirektno skladištenje u aktivnim sistemima i indirektno skladištenje u pasivnim sistemima grejanja.

Sistemi za skladištenje toplotne energije

Za obavljanje svojih funkcija skladišni sistem mora imati, pored skladišnih posuda i njihovih unutrašnjih uređaja, i vanjsku opremu. Kod termalnog skladištenja, punjenje i pražnjenje mogu zahtijevati pumpe, izmjenjivače topline, isparivače, ventile i cjevovode.

Glavne vrste baterija:

· Rezervoari - baterije.

· Solarni bazeni.

Sa promjenom faze

· Šljunak i voda-vazduh

· Monolitni zidovi.

Tipičan dijagram aktivnog sistema grijanja sa spremnikom toplinske energije za proizvodnju tople vode (slika 3.2.) uključuje primarni krug protiv smrzavanja, izmjenjivač topline u donjem dijelu spremnika i dodatni grijač u njegovom gornjem dijelu. Budući da se efikasnost solarnog kolektora smanjuje kako se povećava temperaturna razlika između primarnog kruga i okoline, temperaturu primarnog kruga treba održavati što je moguće nižom. Da biste to učinili, osigurajte malu temperaturnu razliku u izmjenjivaču topline, spriječite miješanje u spremniku i osigurajte da se toplina dovodi samo do najhladnijeg dijela spremnika.

Sl.3.2. Šema za dobijanje tople vode za kućne potrebe koristeći solarnu energiju:

1 - solarni kolektori; 2 - primarni ciklus (antifriz); 3 - cirkulaciona pumpa; 4 - rezervoar za skladištenje; 5 - solarni izmjenjivač topline; 6 - dovod hladne vode; 7 - dodatni grijač; 8 - dovodni vod.

Rezervoari - baterije

Odabir odnosa između veličina solarnog kolektora i spremnika za kratkoročno (kućna topla voda) i dugotrajno (grijanje) skladištenje je zanimljiv problem optimizacije. Optimum se postiže kada su karakteristike i kolektora i baterije optimalne. Specifični kapaciteti baterija za kratkotrajno skladištenje su obično 50-100 kg vode po 1 m2 kolektorske površine, a za dugotrajno skladištenje u klimatskim uslovima.

Srednja Evropa zahteva specifične vrednosti kapaciteta od 1000 kg/m2.

Solarni bazen, u kojem su kombinovani kolektor i baterija, poseban je slučaj skladištenja pomoću vruće rashladne tečnosti. Sunčevo zračenje apsorbira donja površina bazena. Gradijent koncentracije soli se stvara i održava u rashladnoj tečnosti (koncentracija raste sa dubinom) između gornjeg konvektivnog sloja (pod uticajem vetra) i donjeg konvektivnog sloja (kao rezultat odvođenja toplote). Zbog toga se potiskuje konvekcija i povezani prijenos topline na površinu, a sloj debljine ~1 m, u kojem nema konvekcije, služi kao toplinska izolacija.

Na ovaj način se može postići temperatura vode od 100°C, a 90°C je uobičajena projektna vrijednost u područjima s vrućom klimom.

Sl.3.3.

1 - površinski sloj vode; 2 - površina zemlje; 3 - izlaz tople slane vode do potrošača toplote ili do izmenjivača toplote; 4 - konvektivna (akumulirajuća) oblast; 5 - povratak hladne slane otopine; 6 - nekonvektivni (izolacijski) sloj.

Baterije s promjenom faze.

Sistemi za skladištenje su predloženi i razvijeni na osnovu korišćenja toplote faznog prelaza za punjenje i pražnjenje vazduhom (sl. 3.4.) ili vodom (slika 3.5.).

Na sl. 3.4. prikazuje verziju izmjenjivača topline s rebrastim prstenastim kanalima s odvojenim krugovima medija za punjenje i pražnjenje. Dakle, izmjenjivač topline omogućava istovremeno punjenje i pražnjenje. Svaki element za izmjenu topline sastoji se od unutrašnje i vanjske cijevi, toplinski kontakt između kojih je osiguran uzdužnim rebrima napravljenim od materijala dobre toplinske provodljivosti (na primjer, aluminija). Prstenasti prostor između rebara ispunjen je materijalom koji akumulira energiju faznog prijelaza (jednaku toplini fuzije). U ovoj izvedbi, sistem za skladištenje toplote radi kao hibridna baterija, koja koristi toplotu faznog prelaza i toplotu zagrevanja radnog fluida.

Sl.3.4.

Sl.3.5. CALMAC jedinica za akumulaciju topline faznog prijelaza u Na2S2O3-5H2O ili MgCl2-6H2O:

1 - poklopac koji se može skinuti; 2 - motor za miješanje; 3 - dovod vode; 4 - hidrat soli; 5 - plastični izmjenjivač topline; 6 - rezervoar; 7 - izlaz za vodu.

Sl.3.6.

1 - element jedinice za izmjenu topline: 2 - supstanca za skladištenje topline; 3 - uzdužno rebro; 4 - vruća rashladna tekućina; 5 - rezervoar (kućište); 5 - hladno rashladno sredstvo za pražnjenje.

Šljunčane baterije

Šljunčani akumulator toplote (slika 3.7.). U solarnim sistemima grijanja zraka obično se koriste šljunčani akumulatori topline, koji su okrugle ili pravokutne posude koje sadrže kamenčiće veličine 20-50 mm u obliku mlaznice napravljene od gustog sloja čestica. Baterije ovog tipa imaju niz prednosti, ali u odnosu na vodenu bateriju u ovom slučaju je potrebna veća zapremina. Šljunčana baterija može se postaviti vertikalno ili horizontalno.

Vrući zrak koji ulazi u bateriju tokom dana iz solarnog kolektora odaje svoju toplinu na kamenčiće i tako puni bateriju. Kada se baterija prazni noću ili po lošem vremenu, zrak se kreće u suprotnom smjeru i prenosi toplinu potrošaču.

Uz isti energetski intenzitet, zapremina šljunčanog akumulatora toplote je 3 puta veća od zapremine rezervoara za vodu

Sl.3.7. Opšti pogled na šljunčanu bateriju:

1-poklopac, 2-lijevka, 3-betonski blok, 4-toplotna izolacija, 5-mesh, 6-šljunak

Višedijelni zidovi se prvenstveno koriste u pasivnim sistemima grijanja i o njima se govori u nastavku.

Izolacija privatne kuće. dio 3

Akumulacija toplote je ključ udobnosti u vašem domu

Dakle, u prošlom članku smo pogledali različite građevinske materijale od kojih bismo mogli izgraditi našu kuću. Međutim, vrlo, vrlo površno smo se dotakli problema topline u kući. Dakle, teoretski dio još nije završen! Ona je u punom jeku! U ovom članku pokušat ću jasno govoriti o ozbiljnijim pitanjima toplinske izolacije doma. Inače, u procesu prezentacije opet sam previše slobodno koristio termine. Složimo se da je izolacija skup mjera za povećanje temperature u prostoriji, to jest, na primjer, uređaja za grijanje, a toplinska izolacija je skup mjera za smanjenje prijenosa topline građevinskih konstrukcija. Stoga će tema ovog članka biti toplinska izolacija. Štaviše, toplotna izolacija je potrebna samo tamo gde je ugrađeno grejanje, jer otežava izlazak toplote van, a uopšte ne štiti od hladnoće, kako neki misle.

Prilikom gradnje tople kuće treba imati na umu da samostojeća kuća gubi, prema različitim procjenama, samo 30 do 40 posto topline kroz zidove. To znači da ako je kuća već izgrađena i njene karakteristike zadržavanja topline vas ne zadovoljavaju, onda dodatna toplinska izolacija zidova možda neće pomoći. Prije svega, potrebno je toplinski izolirati zidove koji nemaju dovoljan prijenos topline, na primjer, one izgrađene od materijala visoke toplinske provodljivosti (cigla od kreča, cement ili betonski blokovi), ili zidove koji su nedovoljno debeli. Dakle, ako imate hladnu kuću izgrađenu od drveta, onda samo trebate pažljivije zatvoriti takve zidove, a ako živite u hladnoj kući od pjenastog betona ili betonskih blokova od ekspandirane gline, tada biste prije svega trebali usmjeriti sredstva na termoizolacija plafona i prozora.

Dotaknimo se sada glavnog pitanja ovog članka, odnosno procesa akumulacije topline na zidovima. Zamislimo situaciju u kojoj je temperatura u našoj prostoriji iznad nule, a vani ispod nule. Dakle, možemo pretpostaviti da naš zid razdvaja dva okruženja sa različitim temperaturama. Istovremeno, kao što smo se upravo dogovorili, topli vazduh ima tendenciju da izađe. Zdrav razum nam govori da ako jedna površina zida ima temperaturu, na primjer -20, a druga površina, naprotiv, ima temperaturu od +20, onda negdje mora biti nula. Očigledno, u našim uslovima, ovaj nulti stepen je unutar zida.

Radi jednostavnosti, pretpostavimo da je tačno u sredini. Zauzvrat, to znači da polovina zida, u našim uslovima, ima temperaturu iznad nule. Pretpostavimo onda da je naš zid težak tonu. Dakle, pola zida teži tačno pola tone. Najbolje je to što između ove tople polovine zida i zraka u prostoriji dolazi do procesa prijenosa topline, a ako uklonimo sav topli zrak iz naše sobe, otvorimo prozor npr. onda nakon zatvaranja prozora , topliji zid će svoju akumuliranu toplotu predati vazduhu, štaviše, što će se više toplote odavati, to je zid teži i, shodno tome, veća energija koju on pohranjuje.

Nadam se da je sada jasno da je izolacija vanjske strane zida znatno poželjnija od izolacije unutarnje prostorije. Zaista, vanjska toplinska izolacija se pomjera nula stupnjeva prema vanjskoj ivici zida, povećavajući masu toplog dijela zida, dok toplinska izolacija unutrašnjeg dijela zida, naprotiv, sprječava njegovo zagrijavanje i akumulaciju topline. . Prostoriju sa unutrašnjom toplotnom izolacijom karakteriše to što se veoma brzo zagreva i isto tako brzo isparava kada je prozor otvoren. Toplota se ne akumulira na zidovima!

Naravno, sa određenim stepenom konvencije možemo govoriti o akumulaciji toplote na spoljnim zidovima. Činjenica je da fizika procesa prijenosa topline kaže da vanjski zid uvijek odaje toplinu, što znači da ne akumulira toplinu, jer je stalno troši. To je kao baterija koju stalno punimo, a na koju je spojena gomila sijalica koje je stalno prazne. Razumijete li analogiju? Kada se struja punjenja isključi, sijalice će vrlo brzo isprazniti bateriju, samo taj proces neće biti trenutan, to je sve. Da biste usporili proces pražnjenja, morate povećati kapacitet baterije, au slučaju zida morate povećati njegovu debljinu.

Samo unutrašnji zidovi i masivni predmeti u prostoriji zaista akumuliraju toplinu.

Nastavi

Prilikom izgradnje tople kuće, morate osigurati da u prostoriji ima dovoljno teških predmeta koji akumuliraju toplinu. To može biti zid, a unutrašnji zid akumulira toplinu mnogo intenzivnije od vanjskog, jer unutrašnji zid ima sobnu temperaturu cijelom svojom debljinom! To može biti monolitni stup ili nešto jednako teško. Da vas podsjetim da je najhladniji akumulator topline među našim precima, a ponegdje i među nama, zidana peć. Sjećam se kako smo moji prijatelji i ja grijali rusku peć na dachi, a ona se još uvijek nije zagrijala, niti se zagrijala, uprkos činjenici da je vatra jednostavno bjesnila u njoj, a potrošili smo ogromnu količinu ogrevno drvo. Otišli smo u krevet na hladno. Ali ujutru smo se probudili od vrućine. Štaviše, peć je nakupila toliko topline da je tog vikenda više nismo grijali. Otišli smo kući, a ona je još bila topla. Dakle, ako vaša kuća ima unutrašnju izolaciju i lagane zidove, na primjer, od gipsanih ploča, onda ima smisla ne štedjeti na pregradama i učiniti ih monolitnim.

Prilikom postavljanja unutrašnje toplotne izolacije, ni u kom slučaju se cevi za grejanje, a posebno vodovodne cevi ne smeju polagati između zida i toplotne izolacije. Ako se u slučaju grijanja suočite samo s povećanjem računa za gorivo, onda se dovod vode može zamrznuti!

U sljedećem članku ću se osvrnuti na vlažnost zraka u zatvorenom prostoru.

Akumulacija toplote vam omogućava da: povećate toplotni otpor zgrada, povećate efikasnost autonomnih izvora energije, obezbedite jednostavnu šemu povrata toplotne energije iz otpada, smanjite troškove električnog grejanja kako proizvodnih prostora tako i pojedinačnih stanova u kojima se nalaze SKLADIŠTA TOPLOTE. instaliran.

Termoakumulator, u odnosu na druge baterije, ima sljedeće prednosti: jednostavnost uređaja, relativno niska cijena, efektivne karakteristike težine i veličine, izdržljivost.

Akumulatori toplote se koriste za:

• povećanje termičke stabilnosti zgrada;
• povećanje efikasnosti autonomnih izvora energije;
• povrat otpadne toplotne energije;
• grijanje prostora.

POVEĆANJE TERMIČKE OTPORNOSTI ZGRADA

U uslovima akcidenta na toplanama i toplovodnim mrežama ili planiranih ispada važan faktor je toplotna stabilnost zgrada kojima je prekinuto snabdevanje toplotom. Pod toplinskom stabilnosti zgrade (prostora) se obično podrazumijeva sposobnost zgrade da zadrži akumuliranu toplinu određeno vrijeme (koje možda neće biti dovoljno za otklanjanje nezgoda) pod promjenjivim toplinskim utjecajima. Opremanje zgrada akumulatorom topline omogućava povećanje njegove toplinske stabilnosti, tj. dati dodatno vrijeme za rješavanje nesreće. Termoakumulatori se mogu ugraditi u postojeće objekte, ali će razvoj termoakumulatora u fazi projektovanja nove izgradnje uspješnije riješiti problem toplinske stabilnosti zgrada.

Postavljanje akumulatora topline u postojeće podrume je otežano zbog nedostatka prostora. Arsenal tehnologija uključuje razvoje sa prilično efikasnim parametrima težine i veličine.

Toplota akumulirana i pohranjena u akumulatoru topline, u slučaju namjernog ili hitnog prekida dovoda topline u zgradu, duže će održavati prihvatljivu temperaturu u zgradi, što će olakšati provođenje mjera za otklanjanje nezgode ili rešavanja drugih problema.

POVEĆANJE EFIKASNOSTI AUTONOMNIH IZVORA ELEKTRIČNE ENERGIJE

Poznato je da je efikasnost benzinskih i dizel agregata i plinsko-klipnih (uključujući i prirodni plin) elektrana relativno niska (25-30%). Posebno je mali kada je kapacitet elektrane podopterećen.

U prisustvu termalnog akumulatora, sva toplinska energija elektrane se koristi za njegovo punjenje. Višak električne energije se također šalje u akumulator topline. To. Efikasnost autonomnog izvora postaje uporediva sa efikasnošću kotla (oko 85%), a trošak električne energije dobivene u takvoj elektrani bit će nekoliko puta niži od mrežnog.

Ovo rješenje je pogodno kako za organizacije koje otklanjaju nezgode tako i za bilo kojeg autonomnog potrošača (samostojeća vikendica, kuća, ulaz u kuću, garaža itd.)

POVRATAK TERMALNE ENERGIJE VODE

Ugradnja akumulatora topline omogućava vam da riješite neke probleme uštede energije. Dakle, ugradnjom toplotnih pumpi u kanalizacioni sistem i pumpanjem reciklirane energije u akumulator toplote, delimično će se vratiti toplotni gubici povezani sa ispuštanjem tople vode u kanalizaciju.

GRIJANJE PROSTORIJA POMOĆU SKLADIŠTA TOPLINE

Postojećom odredbom tarifne regulacije predviđena je znatno niža tarifa za električnu energiju potrošenu noću u odnosu na dnevnu, što je zbog potrebe usklađivanja rasporeda potrošnje električne energije i što je važno za normalan rad jedinstvenog energetskog sistema. To vam omogućava proporcionalno smanjenje troškova grijanja prostorije, ali zahtijeva ugradnju uređaja za grijanje za pohranu topline.

Troškovi ugradnje uređaja za skladištenje topline u prosjeku se isplate za 2-3 godine zbog jeftinije cijene od 1 kW. h.

Poslovni subjekti koji koriste uređaje za skladištenje topline u većem obimu, tj. potrošači velikih količina električne energije mogu samostalno kupiti energiju na FOREM-u, gdje je znatno jeftinija.

Kompanije koje implementiraju ovu tehnologiju/pružaju ovu uslugu:

Povećanje nivoa centralizacije opskrbe toplinom (što je tipično za velike gradove) prate dva opasna rizika - rizik od ozbiljnog hitnog prekida procesa opskrbe toplinom i rizik od produženog (prekoračivanja dozvoljenog) vremena za otkrivanje i otklanjanje nezgoda i kvarova.

Iskustvo u funkcionisanju moskovskih sistema za snabdevanje toplotom pokazalo je da godišnje na 100 km dvocevnih toplovodnih mreža ima od 20 do 40 cevi bez oštećenja, od kojih se 90% javlja na dovodnim cjevovodima. Prosječno vrijeme obnavljanja oštećenog dijela toplinske mreže (ovisno o njegovom promjeru i dizajnu) kreće se od 5 do 50 sati ili više, a potpuna sanacija oštećenja može zahtijevati nekoliko dana (Tablica 1).

Tabela 1. Prosječno vrijeme oporavka z p, h oštećenog dijela toplinske mreže

Vrijeme z p , h, potrebno za obnavljanje oštećenog dijela glavne toplinske mreže s promjerom cijevi d, m i razmakom između ventila presjeka l, km, također se može izračunati pomoću sljedeće empirijske formule:

Naravno, potpuno je neprihvatljivo čekanje po nekoliko dana ili čak sati u zimskim uslovima i nepreduzimanje mjera za spašavanje situacije. Stoga je praksa rada sistema centralnog grijanja i stambenog fonda razvila važno pravilo za preliminarnu procjenu vanrednih situacija, uzimajući u obzir mogućnosti akumulacije topline različitih zgrada pri različitim trenutnim vanjskim temperaturama grijne sezone. Evo pravila:

Prilikom priprema za grejnu sezonu preporučuje se da toplovodne organizacije, uz angažovanje vlasnika stambenih zgrada ili njihovih ovlašćenih komunalnih organizacija, izvrše proračune dozvoljenog vremena za otklanjanje akcidenata i obnavljanje snabdevanja toplotom prema metodologiji datoj u Smjernice za povećanje pouzdanosti komunalnih sistema za grijanje koje je izradio AKH im. K. D. Pamfilova i odobreno od strane OJSC Roskommunenergo 26. juna 1989. iu preporukama SNiP-a 41.2.2003.

Proračune treba dostaviti stambeno-komunalnim organima za korištenje u pripremi stambenih objekata za zimu.

Ova metodologija se zasniva na praktičnom iskustvu i istraživanju rada gradskih fondova u uslovima poremećenog (prestanka) snabdevanja toplotnom energijom stambenih i industrijskih objekata sa procenom brzine pada temperature, °C/h, u grejanim prostorijama na različite vanjske temperature.

Linija opadanja unutrašnje temperature grijanih prostorija tokom vremena je eksponencijalne (silazne) prirode (slika 1) i ovisi prvenstveno o strukturnim karakteristikama zgrada (dizajn i materijal zidova i izolacije, koeficijent zastakljenja, lokacija prostorija u zgrada i dr.), određivanje kapaciteta akumulacije objekata, kao i klimatskih uslova lokacije objekata.

Slika 1. Linije pada temperature unutrašnjeg zraka (------) i unutrašnje površine vanjskog zida (- - - - -) zgrade nakon isključivanja grijanja

Približne krive promjene unutrašnje temperature zraka pri uključivanju grijanja prikazane su na Sl. 2.

Slika 2. Krivulje promjene temperature unutrašnjeg zraka i unutrašnje površine vanjskog zida pri uključivanju grijanja - toplina

Empirijski je bilo moguće izračunati približne koeficijente akumulacije zgrada, brzinu pada unutrašnje temperature i razviti metodologiju proračuna čije ćemo glavne odredbe detaljnije razmotriti.

Zamrzavanje cjevovoda u podrumima, stepeništima i tavanima zgrada može doći ako se prekine dovod topline kada temperatura zraka u stambenim prostorijama padne na 8 °C ili niže. Približna stopa pada temperature u grijanim prostorijama (°C/h) kada je dovod topline potpuno isključen je dat u tabeli. 2, iz njega se određuju koeficijenti akumulacije zgrada.

Tabela 2. Stope pada unutrašnje temperature zgrade pri različitim vanjskim temperaturama

Koeficijent akumulacije karakterizira količinu toplinske akumulacije zgrada i ovisi o debljini zidova, koeficijentu prijenosa topline i koeficijentu zastakljenja. Koeficijenti akumulacije topline za stambene i industrijske objekte masovne gradnje dati su u tabeli. 3.

Tablica 3. Koeficijenti akumulacije za tipske zgrade

Na osnovu iznesenih podataka moguće je procijeniti raspoloživo vrijeme za otklanjanje udesa ili poduzimanje mjera za sprječavanje lavinskog razvoja udesa, tj. smrzavanje rashladnog sredstva u sistemima grijanja zgrada kojima je obustavljeno dovod topline.

Ako je više objekata onesposobljeno kao posljedica udesa, tada se za zgradu koja ima najmanji koeficijent akumulacije određuje vrijeme na raspolaganju za otklanjanje nezgode ili preduzimanje mjera za sprječavanje razvoja udesa.

Razmotrimo ovaj slučaj na konkretnom primjeru.

PRIMJER 1. Početni uslovi: Usled ​​havarije na toplovodnoj distributivnoj mreži prečnika 300 mm došlo je do isključenja centralne toplotne podstanice sa grupom stambenih zgrada, među kojima se nalazi i velika panelna stambena zgrada koju je projektovao inženjer. Lagutenko. Vanjska temperatura zraka - 20 °C.

Obavezno: Odrediti dozvoljeno vrijeme za otklanjanje havarije na distributivnoj toplinskoj mreži pri navedenoj vanjskoj temperaturi i procijeniti trenutno stanje.

Rješenje: 1. Prema tabeli. 3 prema tački 2, određujemo koeficijent akumulacije zgrade za srednji sprat: jednak je 40 sati.

2. Prema tabeli. 2 za zgradu sa koeficijentom akumulacije od 40 sati, nalazimo brzinu pada temperature (°C/h) pri vanjskoj temperaturi zraka od -20 °C: jednaka je 1,1 °C/h.

3. Određujemo vrijeme za smanjenje temperature u stanovima sa 20 na 8 °C, pri čemu može doći do smrzavanja rashladne tekućine u cijevima u podrumima i stepeništima: (20 - 8): 1,1 = 10,9 sati ≈ 11 sati.

4. Prema tabeli. 1 nalazimo da je za toplovodnu mrežu promjera 300 mm vrijeme za otklanjanje havarije od 5 do 10 sati (isključujući vrijeme za otkrivanje mjesta udesa).

5. Za procjenu situacije mogu se izvući sljedeći zaključci:

5.1. Vrijeme za otklanjanje havarije je prihvatljivo do 10 sati, a ako je rad hitne službe dobro organizovan, neće biti potrebno pražnjenje sistema grijanja i drugih sistema navedene stambene zgrade, jer će toplinsko napajanje mikrookruga biti biti obnovljena.

5.2. U nedostatku hitne službe ili loše organizacije rada na otkrivanju i otklanjanju vanrednih oštećenja na toplovodnoj mreži, stambeno-komunalno osoblje mora u roku od 10 sati isprazniti sisteme grijanja, snabdijevanje toplom i hladnom vodom ne samo navedenih stambenih objekata. zgrade, ali i svih ostalih isključenih kuća i zgrada, a potom i isključenog dijela toplinske mreže, centralne toplinske podstanice i trafostanice, kako bi se izbjeglo njihovo smrzavanje i lančani, lavinski razvoj udesa, koji može uzrokovati ozbiljne posledice. Prema Stroitelnaya Gazeta (br. 49, 50 od 2003), 1. januara 2003. u s. Arkul, okrug Nolinsky, regija Kirov. Usljed pada drveta na visokonaponski dalekovod, došlo je do hitnog isključenja napajanja sela, uključujući i kotlarnice. Tragičnom stjecajem okolnosti, u trenutku kada su cirkulacione pumpe u kotlarnicama prestale sa radom i prestala cirkulacija vode u svim toplovodnim sistemima sela, temperatura vazduha je pala sa -1 °C na -24 °C. Zbog nepostojanja plana za vanredne situacije i uputstava osoblju, voda na pojedinim dionicama toplovoda i toplotnih sistema zgrada nije pravovremeno ispuštena, a nisu svi pretplatnici kotlarnica obaviješteni o nesreći (vrtić, apoteka, hostel, medicinska laboratorija itd.). Sve to dovelo je do smrzavanja toplovoda i sistema grijanja 14 stambenih zgrada. Kao rezultat toga, imovina je oštećena i uništena, čija je obnova koštala 690 hiljada rubalja, a direktor opštinske stambeno-komunalne službe u selu A.G. Sorokin je procesuiran za krivično djelo iz člana 168. dio 1. Krivičnog zakonika - uništavanje tuđe stvari u velikim razmjerima, počinjeno iz nehata, te je osuđen na novčanu kaznu. Vanredna situacija sa napajanjem je otklonjena tek nakon 20 sati i 30 minuta.

Da bi se to postiglo, mora postojati unaprijed pripremljen i dogovoren plan reagovanja u vanrednim situacijama i uputstva osoblju o tome kako da ga implementiraju.

Opće informacije. Jedan od ključnih problema netradicionalne, prvenstveno solarne energije, je problem skladištenja toplote. Termalne baterije se takođe efikasno koriste u kombinaciji sa vetroelektričnim jedinicama, fotonaponskim uređajima i tradicionalnom energijom za ublažavanje vršnih opterećenja.

Termalno skladištenje je fizički ili hemijski proces kojim se toplota pohranjuje u jedinici za skladištenje toplotne energije.

Termalni akumulatori (TA) su uređaji koji osiguravaju reverzibilne procese akumulacije, skladištenja i oslobađanja toplotne energije u skladu sa potrebama potrošača.

Akumulacija topline u različitim energetskim sistemima prvenstveno je usmjerena na grijanje i opskrbu toplom vodom. Upotreba akumulatora toplote u sistemu za grijanje vode omogućava njegovo prilagođavanje uslovima potražnje za toplom vodom, koja se mijenja tokom dana. Korištenje različitih metoda akumulacije toplinske energije pri korištenju solarnih energetskih instalacija također omogućava prevladavanje problema uzrokovanog dnevnom frekvencijom i promjenjivosti opskrbe solarnom energijom. Čak i pod uslovima bez oblaka, potrebna količina energije na odgovarajućoj temperaturi rashladnog sredstva može se dobiti samo nekoliko sati prije i poslije podneva. Na primjer, solarne elektrane dizajnirane za grijanje prostora održavaju temperaturu rashladne tekućine na 60 °C samo oko tri sata dnevno. Pošto se u takvim sistemima periodi potrošnje i prijema energije ne poklapaju, ona se mora akumulirati u nekim periodima dana, a koristiti u drugim.

Praktična primena različitih tipova termoakumulatora povezana je prvenstveno sa određivanjem njihovih optimalnih karakteristika, sa izborom jeftinih i efikasnih konstrukcijskih materijala i medija za skladištenje toplote.

Efikasnost termalnog akumulatora, pod svim ostalim jednakim uslovima, određena je masom i zapreminom materijala za skladištenje toplote (TAM) koji je potreban da bi se obezbedili navedeni parametri procesa.

Klasifikacija akumulatora topline vrši se u skladu s nekoliko glavnih karakteristika:

po prirodi akumulacije:

• toplotni kapacitet (TEA),
• baterije za promjenu faze (PCA),
• termohemijske baterije (TCA);

prema radnim temperaturama:

• niska temperatura (do 100 °C) TA,
• srednja temperatura TA (od 100 do 400 °C),
• visokotemperaturni TA (preko 400 °C);

prema trajanju perioda punjenja-pražnjenja TA:

• kratkoročno (do 3 dana),
• srednjoročni (do 1 mjesec),
• van sezone (do šest mjeseci).

Odabir i dizajn grijača vrši se uzimajući u obzir parametre elektroenergetskog sistema i potrošača toplinske energije. U pravilu se u netradicionalnoj energiji koriste kratkoročne ili srednjoročne baterije niske temperature toplinskog kapaciteta i baterije s promjenom faze.

Kada se razmatraju karakteristike medija za skladištenje i izmjenu topline koji se koriste u akumulatoru topline, mogu se razlikovati sljedeće glavne vrste skladištenja topline:

• direktna akumulacija toplotne energije - medij za skladištenje i izmjenu topline je isti medij; medijum za skladištenje može biti čvrst, tečan, gasovit ili dvofazni (tečnost + gas);
• indirektna akumulacija - energija se akumulira izmjenom topline (na primjer, toplinska provodljivost kroz zidove spremnika) ili kao rezultat prijenosa mase posebnog medija za prijenos topline (u tekućem, dvofaznom ili plinovitom stanju). Medij za skladištenje može biti čvrst, tečan ili gasovit, proces se može odvijati bez faznog prelaza ili sa faznim prelazom (čvrsto-čvrsto, čvrsto-tečno, tečno-para);
• poludirektna akumulacija - proces se odvija kao u drugom slučaju, osim što kapacitet skladištenja medija za izmjenu topline igra najvažniju ulogu;
• sorpciona akumulacija - u ovom slučaju se koristi sposobnost nekih medija za skladištenje da apsorbuju gasove uz oslobađanje ili apsorpciju toplote tokom desorpcije gasa. Prijenos energije može se dogoditi direktno u obliku topline ili kroz plin.

Tehnička rješenja. Širok spektar problema pri korišćenju akumulatora toplote i raznovrsnost načina skladištenja vode do različitih tehničkih rešenja, a za svaki konkretan slučaj uvođenja akumulatora toplote u energetski sistem zasnovan na netradicionalnim i obnovljivim izvorima energije izrađuju se detaljne studije i proračuni. potrebno. Akumulacija toplote zbog toplotnog kapaciteta je najmanje efikasna; nizak toplotni kapacitet mnogih dostupnih materijala za skladištenje toplote mora da se nadoknadi upotrebom velikih količina TAM-a. Ove baterije se nazivaju i baterije toplotnog kapaciteta (TEA), jer se njihov rad zasniva na korišćenju karakteristika toplotnog kapaciteta različitih čvrstih i tečnih materija.

Baterije koje koriste termičke efekte reverzibilnih faznih prijelaza (RPT) karakteriziraju veća gustoća toplotnog fluksa s malim volumenom TAM-a i gotovo konstantnom temperaturom pražnjenja. Međutim, ova metoda ima svoje nedostatke: prvo, cijena TAM-a s promjenom faze veća je od cijene tradicionalnih materijala toplinskog kapaciteta (kamen, voda, šljunak), a drugo, prijenos topline u AFP-u zahtijeva razvijenu površinu za prijenos topline. , što značajno povećava njihovu cijenu. Stoga, kada se razvijaju TA, treba uzeti u obzir ne samo cijenu TAM-a, već i cijenu AFP uređaja, uzimajući u obzir dostupnost skladišta i konstrukcijskih materijala.

Gustoća energije u baterijama zasnovanim na reverzibilnim hemijskim reakcijama (tzv. termohemijske baterije - TCA) je veća od gustine energije u AFP-u i znatno veća nego u TEA. Princip rada TCA temelji se na akumulaciji energije, koja se apsorbira i oslobađa kada se molekularne veze pokidaju i stvaraju u potpuno reverzibilnim kemijskim reakcijama. Postoje značajne poteškoće u stvaranju TCA zbog malog broja jeftinih hemijskih jedinjenja pogodnih za TCA i oslobađanja gasova tokom hemijskih reakcija.

Dakle, baterije termičkog kapaciteta i baterije za promjenu faze imaju široku primjenu u praksi. Preporučuju se kako za industriju koja koristi značajne količine, tako i za pojedinačne farme i tehnološke procese. TXA baterije se mogu preporučiti samo u određenim slučajevima koristeći sigurne tehnologije. Toplotna akumulacija. Za stvaranje efikasnih termalnih baterija potrebno je riješiti sljedeće prioritetne probleme:

• uvođenje materijala za skladištenje topline sa visokim specifičnim energetskim karakteristikama, dugim vijekom trajanja i širokim rasponom radnih temperatura;
• izbor konstrukcijskih materijala sa visokim termičkim i korozijskim karakteristikama;
• izrada optimalnih TA dizajna u zavisnosti od funkcionalne namjene, izvora energije i potreba potrošača.

Prilikom odabira radnih tvari za termalne baterije potrebno je uzeti u obzir energetske i radne karakteristike kako izvora energije tako i same baterije. Glavne radne karakteristike TAM-a su: specifična energija, opseg radne temperature, stabilnost i sigurnost u radu, niska korozivnost, neoskudnost i niska cijena. Kada se hidrati soli koriste kao TAM, pažnja se obraća na njihovu sposobnost da dodaju i izgube molekul vode pri zagrijavanju i hlađenju.

U zavisnosti od brojnih faktora, akumulator toplote može imati konstantnu ili promenljivu masu, zapreminu i pritisak. Konstantna masa (dMaK = 0) - po pravilu, za slučaj indirektne akumulacije, ali isto može biti i za direktnu akumulaciju, ako je izmešani deo mase nakon hlađenja (TA pražnjenje) ili zagrevanja (TA punjenje) potpuno vraćen u bateriju. Varijabilna masa (dMaK f 0) - uvijek u slučaju direktne akumulacije. Konstantna zapremina (dVaK = 0) - za slučaj akumulacije u zatvorenim rezervoarima. Varijabilna zapremina (dUlk f 0) - za slučaj akumulacije pod uslovima atmosferskog pritiska ili korišćenjem posebne opreme za kompresiju.