Тепловые аккумуляторы

При проектировании солнечного теплоаккумулятора необходимо соизмерять стоимость с рабочими характеристиками. Некоторыми решающими факторами стоимости теплового аккумулятора являются:

• выбор теплоаккумулирующей среды для теплоаккумулятора (камни, вода, эвтектические соли);
• необходимое количество этой теплоаккумулирующей рабочей среды, измеряемое по весу или по объему;
• размещение теплового аккумулятора либо в отапливаемом помещении, либо вне его;
• тип и размеры контейнера для аккумулирующей среды;
• теплообменники (при необходимости) для передачи или отбора тепла от рабочего тела;
• механическое устройство для перемещения теплоаккумулирующей среды через теплоаккумулятор или теплообменники.

Кроме этих факторов рабочие характеристики зависят от:

• средней рабочей температуры;
• падения давления теплоносителя, движущегося через теплоаккумулирующую среду;
• потерь тепла контейнером в окружающую среду.

Существуют три основных вида теплоаккумулирующей среды:

• камни;
• вода;
• эвтектические соли (с фазовым превращением).

Способность любого материала накапливать тепло зависит от его удельной теплоемкости, которая выражается количеством тепла (Дж), необходимого для повышения температуры 1 кг материала на 1°K. Энергию, часто называемую физической теплотой, можно получить обратно по мере снижения температуры вещества. Это основной принцип действия большинства солнечных тепловых аккумуляторов. Выбор теплоаккумулирующей среды и солнечного коллектора должен производиться одновременно. Почти все системы жидкостного типа, открытые (например, система Томасона) или закрытые, требуют жидкой теплоаккумулирующей среды. В большинстве систем воздушного типа теплоаккумулирующая среда состоит из небольших элементов: камней, небольших (несколько кубических дециметров) сосудов с водой или эвтектических солей в контейнерах, которые дают возможность воздуху проходить между ними, передавая им тепло.