1.3 Акумулятори тепла, засновані на фазових переходах

Використання теплоти плавлення для акумулювання тепла забезпечує високу щільність енергії, що запасається, при використанні невеликих перепадів температур і достатньо стабільну температуру на виході з ТА. Однак більшість ТАМ у розплавленому стані є коррозионноактивними речовинами, в основному мають низький коефіцієнт теплопровідності, змінюють об'єм при плавленні й відносно дорогі. У цей час відомий широкий спектр речовин, що забезпечують температуру акумуляції від 0 до 1400 °С. Слід зазначити, що широке застосування ТА з, що плавиться ТАМ стримується насамперед міркуваннями економічності створюваних установок.

При робочих температурах до 120°С рекомендується застосування кристаллогидридів неорганічних солей, що зв'язане в першу чергу з використанням природних речовин у якості ТАМ. Для реального застосування розглядаються тільки речовини, що не розкладають при плавленні, або, що розчиняються в надлишковій воді, що входить до складу ТАМ. З метою забезпечення кристалізації з малим переохолодженням рідини необхідне застосування речовин, що є первинними центрами кристалізації. Для блокування поділу фаз або застосовуються загустители, або інтенсивне перемішування в процесі теплообміну. До теперішнього часу розроблені рекомендації, що забезпечують працездатність ТАМ на основі кристаллогидратов протягом декількох тисяч циклів заряд — розряд. До недоліків кристаллогидратов слід віднести також їхню підвищену корозійну активність.

Таблиця 4.1Основні властивості ТАМ на основі кристаллогидридов.

Матеріал	Чиста сіль				Робоча суміш				Мінеральна сировина
	Тпл, З	Qпл, кДж/кг	Ρтв 103 кг/м3	Ρж 103 кг/м3	ТАМ %	Вода %	Тпл ос	Qпл, кДж/кг
Cacl·6H2O	29.7	170	11.71	11.52
Na2SO4·10H2O	32,4	251	11,46	11,48	68,2	31,8	31	244		Глауберова сіль
Na2S2O3·5H2O	48	210	11,6							Гіпо-сульфіт натрію
CH3COONa·3H2O	8,2	60	1,45		90-95	0-5	2-58	90-220
Mgcl2·6H2O	116	165	11,57							Бішофіт

Використання органічних речовин практично повністю знімає питання корозійного руйнування корпуса, забезпечує високі щільності, що запасається енергії, непогані економічні показники. Розроблені до теперішнього часу способи поверхневої обробки органічних речовин (крафт — полімеризація — модифікація й т.п.) дозволяють створювати конструкції без явно вираженої поверхні теплообміну. Однак у процесі роботи органічних речовин відбувається зниження теплоти плавлення внаслідок руйнування довгих ланцюжків молекул полімерів. Застосування органічних матеріалів вимагає розвинених поверхонь теплообміну внаслідок низького коефіцієнта теплопровідності ТАМ.

Таблиця 4.2 Основні властивості, що плавляться органічних ТАМ.

Матеріал	Температура плавлення, оК	Теплота плавлення Q, кДж\кг	Питома теплоємність	Щільність кг\м3		Коефіцієнт теплопровідності λтв,Вт\(м·К)		в'язкість 10-3 Па·с
				Ρтв	Ρж
полиэтиленгликоль	293-298	146	2,26		1100		0,16	11,5
октадекан	301	244	2,18	744			0,15	3,9
Парафін 46-48	320	209	2,08	800			0,34	3
нафталін	353			1170				0,8
ацетамин	355			1160

При більш високих робочих температурах застосовуються, як правило, сполуки й сплави легких металів. Істотними недоліками сполук металів прийнято вважати низький коефіцієнт теплопровідності, корозійну активність, зміну об'єму при плавленні.