Аккумуляторы тепловой энергии

Не только механической энергией — энергией приливов, волн и течений — богат океан. Он — самый большой на планете аккумулятор тепловой энергии. Мировой океан поглощает большую часть энергии, поступающей на Землю от Солнца. В последние годы в разных странах разрабатываются проекты использования этих огромных запасов. [c.198]

АККУМУЛЯТОРЫ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ [c.381]

Рис. 5.1. Схема двигателя Стирлинга с аккумулятором тепловой энергии.

В показанных на рис. 1.146 и 1.148 установках двигатель Стирлинга расположен в фокусе коллектора приемника солнечного излучения. Можно доказать, однако, что выгоднее выдвинуть двигатель из фокуса и разместить там жидкометаллический контур для аккумулирования и переноса тепла к двигателю. При этом отпадает необходимость в специальной системе подвески II перемещения двигателя в соответствии с движением солнца, но приходится вводить промежуточную теплопередающую жидкость. Кроме того, неясно, можно ли использовать в данном случае аккумулятор тепловой энергии. [c.398]

При сварке давлением продукты термитной реакции используют как аккумулятор тепловой энергии. Под действием термитного расплава свариваемые торцы изделия становятся пластичными, что позволяет соединить их сжатием. [c.500]

На практике применяют три способа термитной сварки давлением, плавлением и комбинированный. При сварке давлением продукты термитной реакции используют как аккумулятор тепловой энергии. Нагретая термитная смесь придает свариваемым торцам изделия пластичность, что позволяет соединить их сжатием. [c.346]

Насадка регенератора — пористый материал (обычно металл — проволока, сетка), размещенный между полостями сжатия и расширения и выполняющий роль накопителя (аккумулятора) тепловой энергии. [c.381]

Источником тепловой энергии для модифицированного двигателя Р-40 должна была стать скорее всего смесь дизельного топлива и жидкого кислорода, которая сгорала бы в камере при избыточном давлении. Работы, проводившиеся фирмой Дженерал моторе , предусматривали использование тепловых аккумуляторов и процесса горения металла. Такие источники тепловой энергии не требуют окислителя и не зависят от окружающей среды. Этот вопрос более подробно будет рассмотрен в гл. 4, здесь же достаточно упомянуть, что сами эти источники энергии и устройство для передачи тепла от источника к двигателю еще не были доведены до стадии промышленных образцов, когда уже началось изучение возможных областей практического применения двигателя Стирлинга в широких масштабах, хотя стендовые испытания различных элементов [c.199]

Утверждается, что двигатель Стирлинга способен работать на любом топливе, но, как указывалось ранее, это применимо ко всему классу таких машин, а не к отдельному двигателю, хотя обычно машина, спроектированная для работы на жидком топливе, может работать на самых различных его сортах 13]. Машина будет способна работать на многих топливах, если практически реализуется принцип аккумулирования тепловой энергии. Тепловые аккумуляторы являются одним из определяющих факторов успешного коммерческого применения двигателя Стирлинга. Так как совместно с тепловыми аккумуляторами (а в некоторых случаях только с ними) могут использоваться многие нетрадиционные источники энергии, приведем краткое описание таких систем. [c.380]

Тепловую энергию можно запасти в виде теплосодержания или скрытой теплоты фазового перехода. В первом случае при отборе тепла температура аккумулирующей среды, а следовательно, и труб нагревателя понижается. При этом характеристики двигателя ухудшаются. В системе аккумулирования с использованием скрытой теплоты фазового перехода при передаче энергии не обязательно происходит снижение температуры, т. е. такая система имеет определенные преимущества. Тем не менее, если теплоемкость материала аккумулятора достаточно высока, то аккумулирование, основанное на теплосодержании, практически более оправданно, поскольку фазовые переходы со- [c.382]

До сих пор мы говорили лишь об одном свойстве материи — о массе. Однако при переходе материи из одной формы в другую отчетливо проявляется еще одно ее свойство — энергия. Например, в процессе многих химических реакций выделяется или поглощается тепло, тепловая энергия. Химические процессы, происходящие в аккумуляторах, сопровождаются выделением электрической энергии. [c.14]

Низкотемпературные системы аккумулирования теплоты охватывают диапазон температур от 30 до 100 °С и используются в системах воздушного (30 °С) и водяного (30—90 °С) отопления и горячего водоснабжения (45—60 °С). Система аккумулирования теплоты, как правило, содержит резервуар, теплоаккумулирующий материал, с помощью которого осуществляется накопление и хранение тепловой энергии, теплообменные устройства для подвода и отвода теплоты при зарядке и разрядке, аккумулятора и тепловую изоляцию. [c.44]

Система аккумулирования тепловой энергии характеризуется следующими параметрами теплоаккумулирующей способностью или удельной энергоемкостью, ГДж/мЗ диапазоном рабочих температур, °С скоростью подвода и отвода теплоты при зарядке и разрядке аккумулятора, кДж/с. [c.45]

В открытых системах теплоснабжения без баков-аккумуляторов балансовую нагрузку горячего водоснабжения из-за неравномерности расхода принимают на 10 % выше среднечасового расхода тепловой энергии. При наличии баков-аккумуляторов в расчет принимается среднечасовая нагрузка горячего водоснабжения. [c.183]

Автоматизация отпуска тепловой энергии 221 Азот топлива 21 Аккумулятор теплоты 8 Антрацит 24 [c.230]

На рис. 5.1.1 показан процесс теплового аккумулирование с использованием сосуда-аккумулятора. Баланс энергии для этого процесса в общем виде можно записать [c.34]

В период работы предприятия накопленный в баках-аккумуляторах запас тепловой энергии используется для предварительного подогрева обратной сетевой воды и систем отопления и вентиляции перед поступлением ее в блок основных подогревателей 4. Для этого нагретая вода из баков-аккумуляторов подается насосами 2 в подогреватель /, отдает запас тепловой энергии сетевой воде и возвращается в баки. Происходит разрядка аккумуляторов. Отбор нагретой циркуляционной воды производится из верхней зоны, а охлажденная в подогревателе вода поступает в нижнюю зону баков-аккумуляторов. [c.105]

Использование в промежуточном контуре нагрева тепловых труб с Ыа или с эвтектикой (КаК) позволяет отделить источники тепловой энергии от двигателя. Это особенно перспективно для двигателей, работающих от солнечной энергии, или двигателей, использующих теплоту сжигания городских, сельскохозяйственных или промышленных отходов. Непрямой способ нагрева хорошо сочетается с применением тепловых аккумуляторов в двигателях Стирлинга, предназначенных для наземного транспорта и подводных энергетических установок. [c.106]

Если такая система имеется у установленного на мощном самосвале двигателе Стирлинга с тепловым аккумулятором, то она может поглощать механическую энергию автомобиля при его торможении на участках спуска трассы при транспортировании груза к месту доставки и одновременно накапливать тепловую энергию в аккумуляторе для обратного рейса к месту погрузки. [c.315]

Система с тепловым аккумулятором содержит теплоизолированный бак с находящимся в нем теплоаккумулирующим материалом высокой энергоемкости. Нагрев этого материала может быть осуществлен как продуктами сгорания топлива, так и с помощью электрического нагревателя или ядерного источника теплоты. Тепловые аккумуляторы могут быть двух типов с твердым или жидким теплоаккумулирующим материалом. В первом тепловая энергия накапливается за счет теплоемкости, во втором — в основном за счет [c.350]

Тепловые энергетические установки. Источники энергии этих ЭУ — тепловые аккумуляторы в виде расплавленных металлов и перегретых жидкостей трудно поддаются сохранению и поэтому мало перспективны. Правда, но длительности сохранения энергии, а в некоторых случаях и по количеству ее они превосходят, например, механические аккумуляторы и в некоторых случаях будут применяться. [c.189]

Применение колец из тефлона упростило проблему уплотнения поршня, однако дальнейшая разработка двигателя стала возможной только после изобретения в 1960 г. уплотнения типа скатывающийся чулок . Это позволило проектировать двигатели увеличенных размеров, особенно после того, как стали применять более эффективные трубчатые и оребренные теплообменники и сетчатые регенераторы. В Дженерал моторе двигатель 1-98 был использован в качестве базового для установки ГПУ и генератора для спутника. Затем Дженерал моторе отказалась от уплотнения с плотной посадкой в пользу уплотнения фирмы Грин Твид , разработка которого началась в 1960 г. Кольцевые уплотнения этого типа испытывались параллельно с кольцевыми уплотнениями других типов, предназначенных для штока поршня. По существу, это были первые уплотнения скользящего типа. В 1961 г. Дженерал моторе получила детальную документацию на уплотнение типа скатывающийся чулок и начала заниматься параллельно этим типом уплотнения и уплотнением скользящего типа. Однако наиболее важным событием в конце этого периода было решение Дженерал моторе установить на автомобиле двигатель Стирлинга, работающий на природном топливе с использованием аккумулятора тепловой энергии. [c.192]

Этот коэффициент приобретает различную степень важности в зависимости от применения. В соответствии с приведенными требованиями рассмотрены различные смеси, и в результате установлено, что наилучшими аккумулирующими материалами являются соединения лития [4—6]. Из многих его соединений. лучшие показатели оказались у фторида лития ЫР и у смеси солей фторидов лития и магния Б1р—MgF2. Рассмотрение возможных материалов для термоаккумулирующих установок, а также их достоинств и недостатков выходит за рамки данной книги. Соответствующие данные можно найти в литературе, например в уже упомянутой работе [7]. Нас же более интересует сама система аккумулятор тепловой энергии — двигатель Стирлинга. [c.383]

С точки зрения характеристик знергосиловых установок аккумуляторы тепловой энергии, если не считать их специальных применений, имеют мало преимуществ (или не имеют их вообще) по сравнению с обычными системами на ископаемом топливе. Но если основными требованиями являются снижение уровня загрязнения окружающей среды и независимость от жидкого топлива, то более подходящими следует считать установки с тепловыми аккумуляторами. Удачным решением представляется также использование тепловых аккумуляторов в подводных системах, хотя при этом возникает ограничение по времени действия или скорости. Поэтому в автономных подводных устройствах необходимо размещать первичный источник энергии. В этих условиях выгодно использовать жидкие металлы, но не в качестве аккумулирующей тепло среды, а в качестве топлива. Желательно иметь топливо, реагирующее с морской [c.388]

Накопление солнечной энергии может происходить в тепловых аккумуляторах. Тепловой аккумулятор небольшой мощности (например, для применения СЭУ на космических объектах) может быть теплообменником, заполненным расплавленным теплоносителем с высокой температурой плавления и большой скрытой теплотой плавления. Этим требованиям удовлетворяют, например, гидрит лития или фтористый нат- [c.217]

Тепловые аккумуляторы — третий вид аккумуляторов, предложенный Ветчинкиным и Уфимцевым,— представляют собой большие цистерны с прочными и хорошо теплоизолированными стенками. В них находится вода, нагреваемая злектроподогревателями до высокой температуры. Тепловая энергия, запасенная в этих цистернах, может использоваться и для отопительных и для энергетических целей снижая давление, превращая воду в пар, можно потом заставлять ее работать в паровых машинах или турбинах. По расчетам авторов предложения, тепловые аккумуляторы могут оказаться в некоторых случаях в 300—500 раз экономичнее, чем электрические той же емкости. Общим недостатком всех этих проектов аккумуляторов является, кроме их громоздкости, необходимости держать в резерве крупные мощности дублирующих двигателей другого типа, которые простаивают во время работы ветродвигателя, и их сравнительно невысокий коэффициент полезного действия. Поднятая в водохранилище вода будет испаряться, не говоря уж о том, что часть энергии потеряется при работе насосной и гидротурбинной установок. Коэффициент полезного действия гидроаккумулятора составляет всего 40—50 процентов, а резервной станции с двигателем внутреннего сгорания, работающим на водороде в качестве горючего, вряд ли превзойдет 35 процентов. Еще ниже будет коэффициент полезного действия станции с паровой машиной или турбиной, не говоря уже о потерях тепла при хранении горячей воды в цистернах— теплоаккумуляторах. Ни одно из рассмотренных устройств при практическом исполнении не сможет, видимо, превратить в электрическую энергию свыше 50 процентов от затраченной. [c.213]

Продолжались работы и над двигателем простого действия, которые наиболее интенсивно вела фирма Дженерал моторе . Филиал этой фирмы Аллисон построил и провел испытания двигателя PD67 для спутника. Двигатель подвергался испытаниям на долговечность продолжительностью 1000 ч, однако подробные результаты этих испытаний не были опубликованы. Известно, что передача энергии должна была происходить через натриево-калиевую эвтектическую жидкость, однако осталось неизвестным, использовался ли этот процесс при испытаниях. Дженерал моторе также испытывала различные способы аккумулирования тепла. В 1964 г. на автомобиле марки Калвер был испытан двигатель Стирлинга простого действия мощностью 23 кВт, тепловая энергия для которого поступала от теплового аккумулятора энергии на основе окиси алюминия [96]. Четырьмя годами позднее гибридный силовой агрегат, включающий двигатель Стирлинга и электрическую аккумуляторную батарею, был установлен на автомобиль марки Опель кадет . Двигатель Стирлинга (модифицированный ГПУ) использовался не для привода колес автомобиля, а для непрерывной подзарядки батареи. [c.194]

Фирма Дженерал моторе [5] провела исследования по применению термоаккумулирования в подводных устройствах. Были использованы контейнеры с солью лития с погруженными в них трубами нагревателя, которые обеспечивали непосредственный обогрев за счет теплопроводности. Неизвестно, была ли сооружена и испытана система в целом, но термоаккумулирующая установка была не только сооружена, но и испытана. Для определения характеристик всей системы были использованы данные о работе других двигателей Стирлинга этой фирмы. Имеются сообщения об испытаниях по определению скорости разрядки теплового аккумулятора при использовании различных теплоизолирующих материалов, но, к сожалению, не приведены данные о времени и эффективности зарядки. Исследуемые фирмой Дженерал моторе системы оцениваются как по массовым, так и по объемным характеристикам. Последнее особенно важно при наличии ограничений на объем, например при использовании в военных целях или в космосе. Результаты расчетов на ЭВМ характеристик системы двигатель Стирлинга — тепловой аккумулятор приведены на рис. 5.2, а экспериментальные данные по термоаккумулированию для такой системы— на рис. 5.3. Из последнего графика следует, что при соответствующей теплоизоляции тепловая энергия может сохраняться в течение продолжительного времени на соответствующем температурном уровне. В рассмотренном случае даже спустя 6 сут после зарядки аккумулятор сохранял 78 % перво- [c.385]

Ведутся поиски более эффективного теплового двигателя в направлении улучшения теплового процесса двигателей внутреннего сгорания, создания многотопливных дизелей, развития комбинированных двигателей, совершенствования газовых турбин, паровых двигателей. Развернуты работы в области непосредственного преобразования тепловой энергии в электрическую с помощью магнитогидродинамических генераторов и создания теплосиловых установок с использованием ядёрного горючего. Следует также отметить работы, направленные на создание легких, малогабаритных и емких аккумуляторов, причем аккумуля- [c.187]

Подогреватель ПВБ-40 расходует 0,8—0,85 кг бензина в час и потребляет от аккумулятора напряжением 12, в при пуске ток до 20 а, а после выключения свечи накаливания — порядка 3- 3,5 а. Этот подогреватель вырабатывает тепловую энергию порядка 4500- 5000 ккал1час и нагревает не менее 75 воздуха в час до температуры 220—250°С. Подогреватель ПВБ-40 имеет электродвигатель постоянного тока типа МЭ-201 мощностью 36 вт, напряжением 12 в свечу накаливания типа СР-65-А, потребляющую ток 16 а при напряжении 4 в, добавочный резистор к свече, электромагнитный бензонасос типа БН-200 с напряжением питания 12 в, поплавковую камеру с дозирующим жиклером и некоторые другие детали. Габариты подогревателя длина — 460 мм, ширина — 160 мм, высота — 300 мм, вес — 6,5 кг. [c.72]

В сфере сельскохозяйственного производства применение недорогих воздушных коллекторов солнечной энергии поможет решить проблему отопления животноводческих ферм. Также ц.елесообразно интенсифицировать работы по использованию солнечной энергии для отопления теплиц. Подогрев воды на фермах позволит улучшить условия труда и содержания животных. Солнечные установки отопления требуют значительных капиталовложений, которые обычно не окупаются за предполагаемый срок службы установок в 20 лет в районах, лежащих севернее 45° с. ш. Однако даже в холодном климате скандинавских стран — Швеции и Финляндии — реализованы крупномасштабные демонстрационные проекты солнечных систем теплоснабжения с применением тепловых насосов и сезонных аккумуляторов теплоты, позволяющих покрывать практически всю нагрузку отопления за счет солнечной энергии. Особенностью этих систем является аккумулирование теплоты солнечной радиации, поступающей в летний период, в больших подземных резервуарах или шахтных выработках и использование этой теплоты, а также энергии окружающей среды (грунта, грунтовых вод и т.п.) для отопления зданий в зимний период. Эти системы пока экономически нерентабельны, так как требуют больших капиталовложений. В перспективе, по мере роста цен на топливо и снижения стоимости гелиосистем и их элементов, особенно сезонного аккумулятора теплоты, появится возможность создания централизованных систем солнечного теплоснабжения с незначительным потреблением электрической и тепловой энергии. [c.4]

В аккумуляторах первой группы происходят последовательно или одновременно процессы нагревания и охлаждения теплоаккумулирующего материала либо непосредственно за счет солнечной энергии, либо через теплообменник. Этот способ аккумулирования тепловой энергии наиболее широко распространен. Основным недостатком аккумуляторов этого типа является их большая масса и как следствие этого — потребность в больших площадях и строительных объемах в расчете на 1ГДж аккумулируемой теплоты. [c.44]

Аккумуляторы теплоты емкостного типа (рис. 20) — наиболее широко распространенные устройства для ак- кумулирования тепловой энергии. Теплоаккумулирующую способность или количество теплоты (кДж), которое может быть накоплено в аккумуляторе теплоты емкостного типа, определяют по формуле [c.45]

Дом используется для проведения исследований и оборудован гелиосистемой, тепловым насосом и теплоутили-зационными устройствами (рис. 37,6). Гелиосистема включает коллектор солнечной энергии площадью 20 м , сезонный водяной аккумулятор теплоты емкостью 40 м для отопления и бак объемом 4 м для подогрева воды. Вода, нагреваемая в коллекторе до 95 С, посредством теплообменника Т1 передает теплоту воде в аккумуляторе. Тепловой насос использует теплоту сточных вод, собираемых в баке 3 емкостью 1 м в котором размещен испаритель И теплового насоса, а его конденсатор К расположен в баке 4 вместе с электронагревателем. Тепловой насос также отбирает теплоту от грунта с помощью теплообменника Т5, расположенного под домом в земле. Тепловой насос имеет два испарителя (Я и Т5), и его коэффициент преобразования равен 3,5—4 в диапазоне температур 15—50 °С при мощности привода компрессора 1,2 кВт. С помощью насоса НЗ и трубопроводов аккумулятор теплоты соединяется с баком 4, а через него — с тепловым насосом 5 и баком 3. В доме предусмотрена вспомогательная стенка, сообщающаяся с грунтом и используемая для подогрева (зимой) и охлаждения (летом) воздуха В), поступающего в здание. [c.81]

Довольно необычное решение предложил автор так называемого водородного перпетуум мобиле, принципиальная схема которого изображена на рис. 116. Цикл работы этого двигателя состоит из двух стадий-электролитической диссоциации воды и горения гремучего газа, т. е. смеси водорода с кислородом. В стеклянной U-образной трубке с помощью электрического тока, подводимого от аккумулятора к впаянным в ее стенки электродам, вода разлагается на кислород и водород. Продукты расщепления подаются в камеру сгорания, где происходит их соединение с выделением тепловой энергии, преобразуемой на лопатках рабочего колеса турбины в кинетическую энергию вращения. Конденсат возникших при химической реакции водяных паров, отдавая свое тепло, стекает в бак, который обеспечивает постоянство уровня воды в диссоциацион-ном устройстве. Далее турбина приводит в действие электроге- [c.221]

Поэтому применение двигателей Стирлинга в этих условиях ймеет существенные преимущества как в отношении меньшего уровня шума и значительно сниженной токсичности отработавших газов, так и более низкой их температуры. Более того, в качестве следующего шага возможно применение комбинации двигателя Стирлинга с теплоаккумулирующей системой, позволяющей полностью исключить наличие отработавших газов в условиях проведения подземных работ. В этом случае для подзаряда тепловых аккумуляторов всегда может быть использована электроэнергия в перерывах между сменами, а также во время погрузочно-разгрузочных работ. Для шахтных локомотивов, работающих под землей и на ее поверхности, в последнем случае может быть подключена и обычная система нагрева со сгоранием топлива, способная обеспечить тепловой энергией как наземную силовую установку, так и подзарядить тепловой аккумулятор для подземных работ. [c.314]

Следует иметь в виду, что работа и теплота могут вызывалъ во взаимодействующих телах изменение движения любой формы. Например, передача энергии в механической форме путем совершения работы деформации [ ад газом приводит к увеличению его теплового движения. Электрическая работа, совершаемая аккумулятором, сопровождается химическими и.зменениямн его элементов. [c.14]

Теплоположительную энергию можно накопить в тепловых аккумуляторах — расплавленные металлы, фтористый литий, окись алюминия, гидрид лития, перегретые жидкости и т. д. (табл. 6.10), а теплоотрицательную — с помощью различных криогенных систем сжиженные газы, тела при очень низкой температуре (табл. 6.11) [c.114]

Для компенсации таких длительных затиший инерционный аккумулятор явно непригоден. Поэтому для компенсации длительных затиший Ветчинкин и Уфимцев рекомендуют запасать энергию в других формах — химической, тепловой или потенциальной. К сожалению, их рекомендации пока не воплотимы в жизнь. Судите сами. [c.212]

Для преобразования солнечной энергии в электрическую известны три основных метода. Во-первых, это применяемый на спутниках фотоэлектрический метод прямого преобразования света в электричество при низком напряжении при помощи дорогих и сравнительно малоэффективных солнечных элементов, стоимость которых в 1973 г. оценивалась примерно в 20 долл. США на 1 Вт. Упрощенные более дещевые модели используют для зарядки аккумуляторов на буровых установках на шельфе и т. д. Во-вторых, используется тепловой метод, при котором применяют различные типы коллекторов плоские, вогнутые, желобообразные, цилиндрические или параболические с механизмами для их перемещения или без них со специальными чувствительными покрытиями или без них. В коллекторах солнечная энергия нагревает промежуточный энергоноситель, которым обычно является вода, а в некоторых схемах жидкий натрий (см. ниже). Третий метод наиболее далек от воплощения он предусматривает сооружение солнечных станций на спутниках Земли с передачей энергии при помощи микроволн на наземные приемные станции. [c.216]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...