2.Классификация

В соответствии с принятыми выше определениями и вы­водами можно провести классификацию аккумуляторов тепла.

1. По типу аккумулирующей и теплообменной среды

1.1. Прямое аккумулирование: одна и та же среда является и теплообменной, и аккумулирующей. Аккумулирующая среда может быть твердой, жидкой, газообразной или двухфазной (жидкость + газ).

1.2. Косвенное аккумулирование: энергия аккумулируется только посредством теплообмена (например, теплопроводностью через стенки резервуара) или массообмена специальной теплообменной среды. Аккумулирующая среда в этом случае может быть твердой, жидкой или газообразной. Процесс аккумулирования тепла может протекать без фазового перехода или с фазовым переходом твердое тело – твердое тело, твердое тело – жидкость и жидкость – пар.

1.3. Полупрямое аккумулирование: процесс протекает так же, как и в случае 1.2, но аккумулирующая емкость теплообменной среды играет более важную роль (например, аккумулирование горячей нефти с твердой насадкой).

1.4. Сорбционное аккумулирование: в этом случае используется способность некоторых аккумулирующих сред поглощать газы с выделением тепла (и поглощать тепло при выделении газа). Передача энергии в этом случае может осуществляться непосредственно в форме тепла или через газ.

2. По массе аккумулирующей среды

2.1. Постоянная масса. Обычно это случай косвенного аккумулирования, но может иметь место и прямое аккумулирование, если перемещаемая часть массы после охлаждения (при разрядке) или нагрева (при зарядке) полностью возвращается в аккумулятор (вытеснительное аккумулирование).

2.2. Переменная масса. Это всегда случай прямого аккумулирования.

3. По объему аккумулятора

3.1. Постоянный объем. Этот случай соответствует аккумулированию в закрытых (или с малым изменением объема) резервуарах.

3.2. Переменный объем. Этот случай соответствует аккумулированию при атмосферном давлении или со специальным компрессионным оборудованием.

4. По давлению в аккумуляторе

4.1. Постоянное давление.

3.Тепловое аккумулирование в насыщенных жидкостях

Аккумулирующие устройства такого типа содержат жидкость и паровую подушку над ней, причем жидкость и пар находятся в термодинамическом равновесии (при температуре насыщения). Аккумулирующей средой почти всегда служит система вода – водяной пар. На рисунке 3 показано аккумулирующее устройство со всеми возможными типами зарядного и разрядного оборудования. Разрядка может производиться путем подачи насыщенного пара через разрядную линию 4, перегретого пара через дросселирующий клапан 5, жидкости через разрядную линию горячей воды 7 или только тепла через посредством теплообмена через специальную поверхность 6. В последнем случае масса аккумулирующей среды остается постоянной (косвенное аккумулирование со скользящим давлением).

Зарядка аккумулятора может осуществляться закачкой горячей воды через зарядную линию 10, либо нагревом воды до температуры насыщения за счет конденсации пара, поступающего через зарядную линию 11, подводом тепла к системе через теплообменник 9 или продувкой пара через воду по линии 8. Внутреннее устройство 12 предотвращает расслаивание.

В процессе зарядки и разрядки такого аккумулятора происходит изменение давления. Изменение фазового состояния также имеет место, но не оказывает существенного влияния на емкость аккумулятора.

Рис. 3. Аккумулятор со скользящим давлением.

1 – сосуд под давлением, 2 – водяной объем, 3 – паровая подушка,

4 – разрядная линия насыщенного пара, 5 – разрядная линия перегретого

пара, 6 – теплообменная поверхность разрядного теплообменника,

7 – разрядная поверхность горячей воды, 8 – разрядная линия пара,

9 – теплообменная поверхность зарядного теплообменника, 10 – зарядная

линия горячей воды, 11 – зарядная линия греющего пара, 12 – внутреннее

оборудование, предотвращающее температурное расслаивание воды.