Аккумуляторы тепла, Нужны вещества Опции

[LordN]

Я тут порылся по ценам - за 1 килограмм пищевого парафина П-2 просят 70 рублей. Т.е. тонна парафина стоит 70.000 рублей. Действительно дешевле лишний бак с водой ставить чем с парафином морочиться....

дану?
чтоб такое заявить надо привести цифры. а цифры таковы:
теплота кристаллизации/плавления парафинов порядка 200-300кДж/кг
теплоемкость воды 4187 Дж/(кг*К)
чуйствуете разницу? еще нет? тогда продолжаем.
учитывая, что плавление и кристаллизация идет при неизменной температуре, сравним кол-во вещества потребное для запаса одинакового кол-ва джоулей.

для воды возьмём дельту, ну пусть 5К

итого для 1кг воды и дельты в 5К получим 4,187*5=20,935кДж/кг

смотрим на парафин и видим, что в 1кг парафина можно закачать столько же джоулей, сколько и в 10-15кг воды.

а дальше начинается самое интересное. ага?
теперь можно оценить стоимость аккумулятора для, и из, пусть одной тонны парафина, и 10-15кубовой емкости для воды.
и очень быстро становится понятно, что с выводом о том, что на самделе дешевле, вы явно поспешили.
а если пойти еще дальше, то все становится еще интересней.

[LordN]

Я тут порылся по ценам - за 1 килограмм пищевого парафина П-2 просят 70 рублей. Т.е. тонна парафина стоит 70.000 рублей. Действительно дешевле лишний бак с водой ставить чем с парафином морочиться....

дану?
чтоб такое заявить надо привести цифры. а цифры таковы:
теплота кристаллизации/плавления парафинов порядка 200-300кДж/кг
теплоемкость воды 4187 Дж/(кг*К)
чуйствуете разницу? еще нет? тогда продолжаем.
учитывая, что плавление и кристаллизация идет при неизменной температуре, сравним кол-во вещества потребное для запаса одинакового кол-ва джоулей.

для воды возьмём дельту, ну пусть 5К

итого для 1кг воды и дельты в 5К получим 4,187*5=20,935кДж/кг

смотрим на парафин и видим, что в 1кг парафина можно закачать столько же джоулей, сколько и в 10-15кг воды.

а дальше начинается самое интересное. ага?
теперь можно оценить стоимость аккумулятора для, и из, пусть одной тонны парафина, и 10-15кубовой емкости для воды.
и очень быстро становится понятно, что с выводом о том, что на самделе дешевле, вы явно поспешили.
а если пойти еще дальше, то все становится еще интересней.

[Alex_]

а если пойти еще дальше, то все становится еще интересней.

Дальше вот какая беда: мы видим, что привязаны к температуре фазового перехода вещества. Это хорошо, если источник тепла у нас - электричество. Или там дровяной котел. А если на солнце мы не добираем зо заветных +70С? То есть снимаем раза в два меньше тепла, чем сняли бы при +55С. Тепловой насос вообще курит в стороне...

[LordN]

привязаны к температуре фазового перехода вещества

эт само собой разумеется. рабочее тело для аккумулятора должно выбираться под источник тепла и под его рабочую температуру. насколь я знаю счас есть их большое разнообразие...

[Alex_]

Если все так интересно, почему на рынке (Российском) нет готовых заводских изделий из серии "Купил - привез - прикрутил - запустил"

[vadim999]

То LordN. ..."а если пойти еще дальше, то все становится еще интересней".

В т.ч. не забыть про изотермичность процесса нагрева воды в схеме "парафин-вода" значительно ближе к изотермичности в рабоче диапазоне, в схеме"вода-вода" вообще не катит на этот счет

То Alex_..."почему на рынке (Российском) нет готовых заводских изделий из серии "Купил - привез - прикрутил - запустил""
А кому они нужны были, если кВт электризму стоил 2 коп. Конструктивные особенности аппарата.При переходе точки "кристаллизации" объм парафина уменьшается и вся его масса "повисает на трубах ТО. "Мне так кажется".

[daddym]

Кстати не забывайте, парафин с точки зрения пожароопасности практически как солярка.

[volk35-72]

Теплоёмкость веществ. Открывать браузером.

[muhan]

Практическое применение.
Берем старый водогрейный котел размером 45 х 45 х 90 см, и "впариваем" вместо воды 40 кг парафина по 52 руб/кг.
По теплоемкости это 1,5 кубовая кирпичная русская печь.
И тепло на всю ночь, и размер!!!
Внимание: пары ядовиты и горючи, - но это конструктивная доработка.

[Abysmo]

Подниму ка тему. Искал в интернете аккумуляторный бак со встроенным водонагревателем на несколько источников тепла. Нашел:

http://www.dzd.cz/dwn/dzd-en-page09n.pdf

Потом вспомнил про эту тему. Парафин продается в мешках в виде мелкой фракции. Переворачиваем бак на бок фланцем вверх, к патрубкам подключаем источник тепла и засыпаем парафин. Как Вам идея?

Я только не совсем в курсе, что происходит с парафином при плавлении/кристаллизации. Объем сильно меняется?

[zeman]

Объем при расплавлении увеличивается. Насколько - не знаю, но думаю, что это не так важно. Оставьте воздух внутри чутка, будет достаточно для температурной компенсации.

[LordN]

Подниму ка тему. Искал в интернете аккумуляторный бак со встроенным водонагревателем на несколько источников тепла. Нашел:

http://www.dzd.cz/dwn/dzd-en-page09n.pdf

Потом вспомнил про эту тему. Парафин продается в мешках в виде мелкой фракции. Переворачиваем бак на бок фланцем вверх, к патрубкам подключаем источник тепла и засыпаем парафин. Как Вам идея?

Я только не совсем в курсе, что происходит с парафином при плавлении/кристаллизации. Объем сильно меняется?

плохая идея.
думаете буржуны тупицы, что фасуют парафин в мячики, а уже мячики заливают водой
твердый парафин очень плохой проводник тепла. если не верите - подожгите свечку и возьмите её рукой. не обожглись? вот то-то и оно..

[ig@r]

Существуют также кристаллогидраты неорганических солей, например гексагидрат хлористого калия или глауберова соль плавление 29 и 32 гр соответственно. Но проблема еще в количестве рабочих циклов, возможно разделение смеси и ее переохлаждение вызывающее нестабильность этих веществ. Для устранения этого добавляются специальные вещества для равномерной кристаллизации расплава. Т. е. при применении необходимо искать решения для увеличения рабочих циклов.

[Alex_]

твердый парафин очень плохой проводник тепла. если не верите - подожгите свечку и возьмите её рукой. не обожглись? вот то-то и оно..

И это основная проблема. Сделать "парафиновый" накопитель - сплошные проблемы. Чисто практического свойства. Материал проводит тепло плохо, конвективный теплообмен (как у воды) отсутствует как класс.

[LordN]

есть еще сплавы Вуда и Розе, если их еще не упоминали тут.. но цена..

[Бойко]

Интересно "спрятан" бак с водой 15 м. куб.


 Бак_15м_куб.jpg ( 42,78 килобайт ) Кол-во скачиваний: 98

[Гость_SolarVV_*]

Оригинально и функционально - Бойко.
Промежуточный бак 7м3 (наполовину замоноличен) энергоактивного коттеджа.
 Промежуточный_бак_акумулятор_7м3.htm ( 49,47 килобайт ) Кол-во скачиваний: 252

 1Промежуточный_бак_акумулятор_7м3.htm ( 155,04 килобайт ) Кол-во скачиваний: 171



Сообщение отредактировал SolarVV - 1.10.2010, 11:25

[Гость_mmv_*]

Ребята! А по-подробнее про проблемы с парафином, пожалуйста!
Ну здоровская же идея - куча тепла на постоянном уровне температуры, причем оптимальном для "батареи"... Рабочее тело по цене 1 евро/кг. Неужели за это не стоит "побороться". Кто-то изучал проблему в деталях или только повторяет чьи-то (германские?) слова на этот счет? Известно же, что немцу Кузькина мать, то Кузьке - мать родная!

Про токсичность паров - во-первых, в церквях от свечного угара пока массово не мрут, во-вторых, а кто собирается его "испарять"?
Про пожароопасность... ну уж если мы герметично запечатали парафин в емкость теплообменника, то прямого контакта с пламенем - и главное - с необходимым для горения оксилителем! - не будет, а во время внешнего пожара аккумалятор тепла, напротив, может даже помочь, поглощая часть энергии пламени и возможно тем самым замедляя горение... до приезда пожарных )))
Про низкую теплопроводность - так мы же строим как раз аккумулятор тепла, а не ретранслятор! Ну и славненько, что твердая фаза не теплопроводна, значит, не надо специально утеплять аккумулятор, сохраняя его тепло с момента "зарядки" до момента "разрядки".

В случае использования его на вполне экономически оправданной разнице ночных и дневных электро-тарифов нам надо за 8 часов зарядить аккумулятор (расплавив парафин), а потом МЕДЛЕННО, за 16 часов, "разрядить" его (дав парафину застыть).
Давайте сделаем и поставим в угол комнаты колонну из толстой стальной трубы, скажем, 100мм. Внутри пропустим трубку для воды (которой будем ночью разогревать парафин) одну или несколько - надо еще поэкспериментировать... а остальное все зальем растопленным парафином, его туда влезет литров 20. Когда застынет - даст небольшую "усадку", ну и фиг с ней, оставляем на последующее расширение и герметично завариваем трубу с обоих концов, выпустим водяную трубку.
Четыре угла в комнате - 80 литров, оно же примерно 65 кг, а это при удельной теплоте плавления 150кДж/кг означает "энергоЁмкость" этого аккумулятора около 10МДж (чтобы растопить за 8 ночных часов - понадобится 10000/8/3600=около 350Вт мощности (ну можно и больше...). Энергию подводим воде простым проточником или бытовым кипятильником Вода бежит по трубочке в колонне и растапливает парафин от середины, в жидкой фазе он достаточно теплопроводен, чтобы передавать тепло воды к дальнейшим слоям по радиусу вплоть до внешней стенки. Когда растопился весь - начнет нагреваться в жидкой фазе, пойдет вверх температура, по этому сигналу можно прекратить нагрев воды (ну типа перейти в режим термостатирования на отметке чуть выше температуры плавления, градусх на 60 по Цельсию - до окончания действия ночного тарифа. В 7 утра вырубается кипятильник, оставляем воду остывать вместе с парафином, можно продолжать ее чуток прокачивать, а лучше и вовсе остановить. Остывать парафин начинает со стороны внешних стенок колонн, первым делом образует корочку на стенках, которая снижает тепловой поток, растягивая процесс затвердевания на 16 дневных часов. Вот тут надо экспериментировать с подбором, видимо, даже дополнительного внешнего утепления, чтобы процесс не закончился раньше времени. Средняя выделяемая мощность составит половину того, что требовалось на расплавление - то есть около 175 Вт. Если дом утеплен серьезно, то этого вполне хватит в межсезонье, а то и зимой до -5..-10 градусов за бортом. Ну а если вдарилди сибирские морозы - ребята, не выпендривайтесь и врубайте кипятильник по дневному тарифу!
Ну вот скажите, ну что тут не так? Какие подводные (или под-парфиновые) камни я упустил из виду?

[Гость_SolarVV_*]

Дополнительно предлагаю ознакомиться со статьёй по ВОДО-ПАРАФИНОВЫМ аккумуляторам. В данном случае интенсифицируются процессы теплообмена.http://energy-active-buildings.narod2.ru

[Abysmo]

Я все еще пока не отказываюсь от идеи наполнить этот бак:

http://www.dzd.cz/dwn/dzd-en-page09n.pdf

Но теперь уже парафиновыми шариками. Только вот беда, ни Google, ни Yandex не дает исчерпывающей информации о подобных "Шариковых". Кстати отличная идея для организации производства - можно гнать продукцию на экспорт, а то все нефть да нефть продаем...

[muhan]

http://dom.ana-sm.ru/house/building/heatin...jnyj-kotel.html Вот я и предлагаю, взять конструкцию старого угле-дровяного водяного котла, которыми еще не так давно отапливалися все вокзальчики холодной России. Размер 45 х 45 х 90см, мощность топки до 16квт, теплоотдача вне при естественной конвекции 500вт, если в каналы установить маленькие вентиляторы или увеличить поверхность теплоотдачи, то теплоотдача может быть доведена до 6 квт. "Толщина" слоя циркулирующей воды 3-5 см - этот объем изаполнить парафином. На первом- втором месяце эксплуатации, пока парафин не "устаканится" нужен отвод газов вне, это все же продукт нефтеперегонки. А потом закрутить все крышки и айда!!
Если сделаете в виде небольшого камина - я первый покупатель.

Прикрепленные файлы

 0_27e17_f1c93e17_XL.jpg ( 30,07 килобайт ) Кол-во скачиваний: 70

 

[Alex_]

А потом закрутить все крышки и айда!!

Главное, побыстрее и подальше. Рванет - мало не покажется.
Про рванет - это серьезно.

[Гость_priborist17_*]

В любом варианте все теплообменные элементы должны стоять вертикально и быть достаточно прочными. Сам корпус по диаметру делать небольшим. При использовании в зимнее время корпус ввиде колонны разместить в удобном месте, обыграть как декоративный элемент, снабдить оребрением. Даже при использовании эл. энергии при наличии двухтарифного счетчика должно получится. При наличии ветров и ветряка выглятит совсем заманчиво. В отношении безопасности - эти проблемы решены на гораздо более опасных объектах. Вопрос по испарению, возврату, дозагрузки - в наше время не представляют серьезных проблем.

Сообщение отредактировал priborist17 - 20.3.2011, 6:52

[Marfusha]

Ну вот скажите, ну что тут не так? Какие подводные (или под-парфиновые) камни я упустил из виду?

Так это, когда станешь днём отбирать тепло, трубки с водой ведь будут холодные? И на них понамёрзнет парафин. Они будут как чурчхела там в баке Теплоизоляция однако

[Alex_]

буржуны ... фасуют парафин в мячики, а уже мячики заливают водой

Так и только так. Вместо "мячиков" бывают еще "пакеты". Суть одна - вода как промежуточный теплоноситель непременно должна присутствовать.

Интересно, есть ли в Европах заводские решения на базе парафина, кроме уже перечислявшихся в теме?

[Menny11]

Немного инфы по теме теплоакумуляции)
Кроме парафина кстати есть много других теплоакумулирующих материалов. Их можно разбить на группы
1) Кристалогидраты(неорганические соли типа Ba(OH)2*8H2O, Na2HPO4*12H2O, Na2S2O3*5H2O -есть куча других) акумулируют в разы больше чем парафин
При нагревании теряют кристализационную воду, тепловой эфект к примеру для бария будет по массе 267кДж/кг (у парафина 190-220) и по обьему 580МДЖ/м3(у парафина 150-170МДж/м3=низкая плотность, у воды при замерзании приблизительно 330МДж/м3), у бария фазовый переход при t=78 градусов.
теплопроводность у гидратов солей в 2-4 раза больше чем у парафинов, стоимость сравнимая, например MgSO4*7H2O (гептагидрат сульфата магния) 3.3грн за кг=14руб/кг
2) Абсорбционные акумуляторы
силикагель+низкотемпературные пары воды(под низким давлением) = выделяется теплота испарения воды 2300кДж/кг
зарядка акумулятора - нагрев силикагеля он теряет воду
вообще теплота акумуляции в абсорберах в разы выше чем у кристалогидратов
3) Термохимические - акумулируют в разы больше чем остальные
разложение веществ зарядка, соединение разрядка, например NH4HSO4=NH3(жидкий)+SO3(жидкий)+Н2О, запасается 3000МДж/м3 = сравните с парафином)))
такие акумуляторы только разрабатываются сейчас
4) Органические вещества(битум, битум+парафин, жирные кислоты)

Низкая теплопроводность парафина и других веществ частично решается добавлением медной или алюминиевой стружки или тонкой проволоки

Сообщение отредактировал Menny11 - 10.6.2011, 2:59

[muhan]

Немного инфы по теме теплоакумуляции)

Грамотно. Некоторые соображения.
1и3 позиции все же относятся к взрывчатым веществам, 2 - для меня ново.
Эта тема обсуждается для общего применения и кто-то обязательно уже экспериментирует - я это знаю.
Добавлю еще два недорогих варианта:
Мне надо было сделать очень емкий аккумулятор для солнца, я выбрал 40 куб.м бассейн с водой под домом с изоляцией с 6 сторон.
Позже, появились специфические проблемы и я эти 40 куб.м засыпал грунтом. Теплоемкость уменьшилась в 1,5 - 2 раза. Но я считаю на сегодня это самый удобоприемлемый вариант для себя по показателю цены и доступности.
Дом можно построить за пол-арбуза, сложнее построить за пол-лимона.

[DMZ]

Я работаю в зарубежной фирме, занимаюсь теплоаккумуляторами несколько лет. На самом деле, вы ребята наверное невнимательно искали - теплоаккумуляторы шведского и немецкого производства широко продаются и применяются в Росии и как отдельные законченный блоки, и в составе устройств. Конечно никакой не парафин - его теплопроводность оставляет желать лучшего, он горюч, вонюч, сильно расширяч и пр. Используйте кристаллогидраты, как вам предлагали ранее - они часто встречаются и как отходы производства, можно найти некондицию ( например подмоченный, с загрязнениями). Главный вопрос - это химстойкость вашего теплообменника. Решите его - будет вам счастье.

[muhan]

теплоаккумуляторы шведского и немецкого производства широко продаются и применяются в Росии

Разместите пожалуйста ссылочку на характеристики и цены

[muhan]

Добавлю, при электрохимическом процессе аккумулирования в алюминий Al - Al2O3 запасти можно
100000 Мдж/м3. Но это высокотемпературный электролиз.

[DMZ]

Погуглите сами - ато меня уже обвиняют во всех смертных грехах. ТА выпускают для подключения к "буржуйкам" - твердотопливным котлам, есть специальные ТА для подключения стиральных и моечных машин на кухне - там от слива отбирают тепло, аккумулируют, а потом отдают проточной воде потребляемый машиной. Разглашать состав ТА не могу, да вам это и не надо - мы не немцы, в школе все химию учили. В зависимости от нужной Т аккумулирования ищите кристаллогидраты - и будет вам счастье в прямом смысле. Кстати это первое поколение ТА - PCM ( PhazeChangeMaterial). Следующее поколение - не уверен, что именно так по-русски - реакция растворения-огеливания. Но в домашних условиях это уже не сделать.