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.
