Акумулатор е устройство за съхранение на енергия
Всеки акумулатор може да съхрани точно определен обем енергия в зависимост
от две неща:
– От вида на материалната субстанция съхраняваща енергията
– От неговите топлинни характеристики
Под топлинни характеристики ще разбираме специфична топлина
“C”, максимална температура на материалната субстанция. Обемен съд в който
се акумулира енергия е акумулатор.
Тъй щато слънчевата енергия използва основно два вида топлоносител:
– Въздух – препоръчително е материалната субстанция да бъде керамична (във
въздушните системи керамика, която неотделя прах). Обикновенно е печена
глина от рода на масивните тухли или керамични сфери най-често порцеланови.
Мног често се ползва и стъкло (стъклени топчета). Това са елементи от големи
системи за акумулация на топлина. Причината да използваме керамика е тази,
че „С” е много високо, керамиката е неразрушима удржа на високи температури,
лесно се оформя, изработват се малки елементи от нея. Това е причината често
да се наричат обемни акумулатори и обемни регенератори.
Прилики:
Регенератор и рекуператор – акумулатор на топлина, препредаващ топлината от
деин на друг флуид (флуидите може да са еднакви, а може и да са различни).
Разлики:
Рекуператор – осъщуствява топлообмен през преграда в едно и също реално
време, т.е. регенерация означава от едната страна флуид, от другата страна
флуид и преминава през стената (нарича се рекуперация).
Регенератор – пренася топлината в две различни времена, но в един и същи
обем, като м/у двете времена топлината се акумулира или отдава (нарича се
регенерация).
KA – коеф. на акумулация
Q1 – върви във времето τ1 и отдава топлина в едната посока в един момент
този поток прекъсва и протича друг поток в същия обем. Тогава акумулиращата
маса подава на потока топлина. Това се нарича регенерация. ПРотича през
определен период от време. Примерно 30 минути загрява, 30 минути охлажда.
Използват се тогава когато притока на топлина не е с постоянна големина.
При регенерация трябва топлоносител с високо „С” и да издържа на високи
температури, препоръчително е вода или керамика за топлоносител и
едновременно с това материална субстанция.
При рекуперация важно е Δt. Колкото по-голяма е температурната разлика,
толкова по-висока стойност има топлообменика и толкова по-добре работи
рекуператора. Като топлоносител може да използваме (газообразни и течни
топлоносители). В рекуператора не е задължително използването на акумулираща
маса, използва се директно топлоносителя.
В термичните слънчеви колектори най-често използваната акумулираща маса
материална субстанция е водата. Водните акумулатори имат специфични
изменения. Водния акумулатор може да се разположи вертикално или
хоризонтално. Входа на по-хладката вода е отзад, а изхода отгоре.
Тази промяна на температурата в акумулатора се нарича температурна
стратификация. Удобно е за системи в който едновременно се отделя топлина от
срънцето и се отдава на топлоносителя.
Ако няма консумация , стратификацията да позволява най-напред да се постигне
максимална топлина най-отгоре и после да слиза надолу.
Температурна стратификация е от голямо значение, ако едновременно се
акумулира вода и едновременно се консумира вода.
– Директна схема загрява топлоносителя които всъщност е едновременно
(топлоносител за загряване и топлоносител за потребяване).
– Директна схема с ТОА – един и същи топлоносител, но затоплянето става във
външин топлообменен апарат.
от трета до шеста – са индиректни схеми – всичките имат повече от един циркулационен
кръг повече от един топлоносител.
Най-простата индиректна схема е №3.
Топлоносителя постъпва в серпентината и загрява, потребяващия топлоносител.
Топлоносителя в серпентината може да е оборотен. Серпентината е в долния
край, заема 1/3 максимум ½ от обема.
– Също индиректни, но серпентината заема целия обем на акумулатора.
– две отделни серпентини
– три отделни серпентини
Това означава, че могат да се използват 2 или 3 различни циркулационни
флуида.
– Пърия цирк. кръг – загряван от слънцето
– Втория – възобновяем енергиен ресурс (отпадъчна топлина)
– Трети – котелен топлоносител
И шестте системи се използват в реалната практика.
Директните системи са за непретенциозни потребители.
Втората система е широко използвана в индустрията особенно за технологична
гореща вода (ниска цена, перфектна за големи обеми топлоносители).
Третата – до 2÷3 слънчеви колектора да 200 литра вода. Повърхността на
серпентината е малка и загряването става бавно.
Четвърта – препоръчва се
Пета и шестта се използват тогава когато различните топлоносители работят в
различно време в денонощието. През деня се използва слънчева енергия, а
вечер топлоизточник газ.
При поливалентни системи работещи в различни часове на денонощието.
