ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ АККУМУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОТЫ

Аннотация

This article examines the main methods of heat accumulation for efficient energy utilization. Traditional and modern technologies are analyzed, including sensible heat, latent heat, and chemical energy storage. Heat accumulation plays a key role in energy saving and improving the efficiency of systems that use renewable energy sources. The advantages and application areas of each method are also discussed. Kalit so‘zlar: issiqlik akkumulyatsiyasi, issiqlik, kimyoviy energiya, energiyani tejash. Ключевые слова: аккумулирование теплоты, тепло, химическая энергия, энергосбережение. Keywords: heat accumulation, heat, chemical energy, energy saving. 169 SCIENCE SHINE INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL Issue 14(49), Volume 1 | ISSN 3030-377X | 15.06.2025 ВВЕДЕНИЕ.Основные направления социального и экономического развития СССР на 1986-90 гг. и на период до 2000 года предусматривают маломерное проведение целенаправленной энергосберегающей политикой во всех отраслях народного хозяйства. Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха потребляют примерно треть добываемого в стране топлива. Поэтому поиск и внедрение в практику новых рациональных энергосберегающих решений имеет для строительства и, в частности, санитарной техники первостепенное заачение. Одним из наиболее перспективных направлений экономии топлива в системах теплоснабжения представляется применение в качестве теплогенераторов возобновляемых источников энергоресурсов (солнечной, ветровой энергии и т.д.). Основная часть.В зависимости от природы аккумулирующей системы, предназначенной для использования при суточных или сезонных колебаниях, аккумуляция солнечной энергии может осуществляться различными способами. Среди этих способов запасения солнечной энергии в виде электроаккумуляторов, земляных аккумуляторов или химических- энергетических аккумуляторов и т.п., наиболее эффективным методом, по- видимому, является аккумуляция теплоты с использованием АТФПВ. Их достоинства и недостатки изложены выше. Другой вид теплового аккумулирования основан на использовании скрытой теплоты фазового перехода веществ, например: плавление-кристаллизация. Если мы будем нагревать 1 кг вещества от температуры t до температуры t , причем t выше 1 2 2 температуры плавления, то в нем аккумулируется количество тепла, определяемой простой формулой 𝑸 = 𝑪 (𝒕 − 𝒕 ),𝑲ДЖ (𝟏) 𝒂𝒌𝒌 𝒑 𝟐 𝟏 где первый член правой части (1) представляет собой тепло, аккумулированное за счет теплоемкости, а второй-за счет скрытой теплоты плавления. Расчеты показывают, что для некоторых веществ вклад последней составляющей существенно выше первой. Это и положено в основу тепловых аккумуляторов с фазовым переходам [1]. Так при переходе в 20 oС между верхней и нижней температурой цикла работы аккумулятора удельная весовая энергоемкость материалов без фазового перехода в 3-5 раз, а объемная в 5-10 раз ниже, чем в AT (аккумулятор теплоты) с фазовым переходом при использовании 170 SCIENCE SHINE INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL Issue 14(49), Volume 1 | ISSN 3030-377X | 15.06.2025 кристаллогидратов неорганических солей, применяемых в качестве ТАМ (теплоаккумулирующий материал)[2]. Параметрами, которые влияют на показатели системы, являются рабочая температура, т.е. температура, при которой теплота добавляется или теплота отбирается от системы, плотность вещества, теплопроводность, коэффициент тепловой диффузии и т.д. Такие аккумулирующие материалы можно классифицировать следующим образом: 1. Жидкие аккумулирующие материалы (вода, минеральные масла и т.д.); 2. Жидкие металлы (натрий, литий); 3. Твердые теплоаккумулирующие материалы (камни, песок, железо и т.д.); 4. Органические и неорганические вещества (парафины, кислоты и различные кристаллогидраты солей). Технологическая часть. При проектировании установок с водой следует иметь в виду следующие факторы: стоимость резервуара и занимаемое им место. Вода используется в основном благодяря теплоемкости (4.19 кДж/кг К), и низкой стоимости. Аккумулирование может происходить в интервале 90 oС [3]. Галечная теплоаккумулирующая система состоит из слоя с плотно уложенным твердым материалом, через который циркулирует тенлопереносящаяся среда (обычно воздух) (рис. 1.2). 171 SCIENCE SHINE INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL Issue 14(49), Volume 1 | ISSN 3030-377X | 15.06.2025 Каменный тепловой аккумулятор состоит из контейнера, перфорированной решетки для поддержания слоя и воздухораспределителя для обеспечения потока в обоих направлениях. Чтобы воспользоваться эффектом подъемной силы, горячий воздух должен вводиться сверху, а холодный подаваться снизу. Достоинством использования камней для аккумуляции энергии является: 1) низкая стоимость, нетоксичность, пожаробезопасность; 2) низкие тепловые потери через подложку; 3) однородность перемещения фронта горячей фазы; 4) двойное функционирование в качестве накопителя тепла и теплопередающей поверхности. Присущими каменным аккумуляторам недостатками являются: 1) низкая объемная плотность энергии (теплоемкость щебня составляет око