WikiDer > Issiqlik batareyasi

Issiqlik batareyasi
Turi	Energiya
Ish printsipi	Termodinamika
Ixtiro qilingan	Yuqorida tasvirlangan GHEX tomonidan ishlatilgan issiqlik nasoslari 1940 yillarda Robert C. Vebber tomonidan ixtiro qilingan.
Birinchi ishlab chiqarish	Issiqlik nasoslari birinchi bo'lib 1970-yillarda ishlab chiqarilgan.

Thermal battery

A issiqlik energiyasi batareyasi saqlash va chiqarish maqsadida ishlatiladigan jismoniy tuzilishdir issiqlik energiyasi-Shuningdek qarang issiqlik energiyasini saqlash. Bunday termal akkumulyator (a. A. TBat) bir vaqtning o'zida mavjud bo'lgan energiyani vaqtincha saqlashga, so'ngra boshqa vaqtda chiqarishga imkon beradi. Issiqlik batareyasiga taalluqli asosiy printsiplar moddaning atom darajasida sodir bo'ladi energiya qattiq massaga yoki suyuqlik hajmiga qo'shilishi yoki olinishi, bu moddani keltirib chiqaradi harorat tuzatmoq. Ba'zi termal batareyalar, shuningdek, moddaning a orqali termal o'tishiga olib keladi fazali o'tish delta tufayli ko'proq energiya to'planib, bo'shatilishiga olib keladi termoyadroviy entalpiyasi yoki delta bug'lanishning entalpiyasi.

Issiqlik batareyalarining tarixi

Termal batareyalar juda keng tarqalgan va a kabi tanish narsalarni o'z ichiga oladi issiq suvli shisha. Termal akkumulyatorlarning dastlabki namunalari orasida tosh va loy pishirish pechkalari, olovga qo'yilgan toshlar va pechlar mavjud. Pechkalar va pechlar pechlar bo'lsa, ular issiqlikni uzoq vaqt ushlab turishga bog'liq bo'lgan termal saqlash tizimlari hamdir.

Issiqlik batareyalarining turlari

Issiqlik batareyalari odatda har xil shakl va dasturlarga ega bo'lgan 4 toifaga bo'linadi, garchi ularning barchasi issiqlik energiyasini saqlash va olish uchun mo'ljallangan. Ular shuningdek, issiqlikni saqlash usuli va zichligi bilan farq qiladi.^{[iqtibos kerak]}

Termal batareyani o'zgartirish

Termal saqlash uchun ishlatiladigan fazani o'zgartirish materiallari, ular o'zgargan haroratda sezilarli issiqlik quvvatini saqlashga va bo'shatishga qodir. Ushbu materiallar ma'lum dasturlar asosida tanlanadi, chunki har xil dasturlarda foydali bo'lishi mumkin bo'lgan har xil harorat va har xil haroratda fazani o'zgartiradigan juda ko'p materiallar mavjud. Ushbu materiallar tuzlar va mumlarni o'z ichiga oladi, ular xizmat ko'rsatadigan dasturlar uchun maxsus ishlab chiqilgan. Ishlab chiqarilgan materiallardan tashqari, suv o'zgaruvchan materialdir. Suvning yashirin issiqligi 334 joule / grammni tashkil qiladi. Suvning o'zgarishlar o'zgarishi 0 ° C (32 ° F) da sodir bo'ladi.

Ba'zi dasturlarda suv yoki muzning issiqlik quvvati sovuqxona sifatida ishlatiladi; boshqalar uni issiqlik saqlash uchun ishlatadilar. U har qanday dasturga xizmat qilishi mumkin; muzni issiqlikni saqlash uchun eritish mumkin, so'ngra muzlashdan past bo'lgan muhitni isitish uchun muzlatib qo'yish mumkin (suyuq suvni bunday muhitda 0 ° C darajaga qo'yish bir xil haroratdagi muzning massasidan ancha ko'proq isitadi, chunki yashirin muzlash harorati undan olinadi, shuning uchun o'zgarishlar o'zgarishi dolzarb) yoki suvni "sovuqni saqlash" uchun muzlatish mumkin, so'ngra muzlashdan sovuqroq muhit hosil qilish uchun eritiladi (va yana, 0 ° C darajadagi ma'lum miqdordagi muz ko'proq narsani beradi bir xil haroratdagi bir xil suv massasidan sovutish).^{[iqtibos kerak]}

Faza o'zgarishini shu tarzda ishlatishning afzalligi shundaki, ma'lum bir massa, uning harorati o'zgarmasdan katta miqdordagi energiyani o'zlashtirishi mumkin. Shunday qilib, o'zgarishlar o'zgarishini ishlatadigan termal batareyani engilroq qilish mumkin yoki ichki haroratni qabul qilib bo'lmaydigan darajada ko'tarmasdan ko'proq energiya sarflash mumkin.^{[iqtibos kerak]}

Kapsulali termal akkumulyator

Inkapsulyatsiya qilingan termal akkumulyator fizik jihatdan fazani o'zgartiruvchi termal akkumulyatorga o'xshaydi, chunki u cheklangan miqdordagi fizik material bo'lib, u energiyani saqlash yoki chiqarib olish uchun termal isitiladi yoki sovutiladi. Biroq, kapsulali termal akkumulyatorning fazasiz o'zgarishida moddaning harorati o'zgarishlar o'zgarishiga olib kelmasdan o'zgartiriladi. Faza o'zgarishi kerak emasligi sababli, kapsulali termal batareyada foydalanish uchun yana ko'plab materiallar mavjud.^{[iqtibos kerak]}

Kapsüllü termal batareyaning asosiy xususiyatlaridan biri bu hajmli issiqlik quvvati (VHC), shuningdek hajmga xos deb nomlanadi issiqlik quvvati. Ushbu termal batareyalar uchun ishlatiladigan odatdagi moddalar orasida suv, beton va nam qum mavjud.^{[iqtibos kerak]}

Inkapsulyatsiya qilingan termal akkumulyatorga misol, omborga ega bo'lgan turar-joy suv isitgichi.^[1]^[2] Ushbu issiqlik batareyasi odatda kerak bo'lganda tez foydalanish uchun taxminan 30-60 daqiqa davomida asta-sekin zaryadlanadi (masalan, 10-15 daqiqa). Ko'plab kommunal xizmatlar, suv isitgichlarining "termal akkumulyatori" xususiyatini tushunib, keyinchalik uy egasi foydalanishi mumkin bo'lganda qayta tiklanadigan energiyaning ortiqcha quvvatini olish uchun ulardan foydalanishni boshladilar. Yuqorida keltirilgan maqolaga ko'ra,^[1] "umuman elektr tizimidagi aniq tejash har bir isitgich uchun yiliga 200 dollarni tashkil qilishi mumkin - bu mablag'larning bir qismi o'z egasiga o'tishi mumkin".

GHEX termal batareyasi - kapsulasiz

Yerdagi issiqlik almashinuvchisi (GHEX) - bu mavsumiy / yillik tsiklli issiqlik batareyasi sifatida ishlatiladigan er maydoni. Ushbu termal batareyalar - bu issiqlik energiyasini uzatish uchun quvurlar joylashtirilgan erning maydonlari; ular maqsadli maydon atrofdagi erning qolgan qismidan izolyatsiya qilinmaganligi ma'nosida "qoplanmagan". Energiya GHEX-ga quvurlar orqali yuqori haroratli suyuqlikni o'tkazib yuboradi va shu bilan mahalliy erning haroratini oshiradi. Energiyani xuddi shu quvurlar orqali pastroq haroratli suyuqlikni o'tkazish orqali GHEX dan olish mumkin.

GHEX termal batareyalari odatda ikki shaklda amalga oshiriladi. Yuqoridagi rasmda "gorizontal" GHEX deb nomlanuvchi narsa tasvirlangan, bu erda xandaq qazish orqali quvurning bir qismi erga yopiq pastadirga joylashtiriladi. Ular, shuningdek, vertikal yoki gorizontal ravishda erga burg'ilash burg'ulashlari natijasida hosil bo'ladi, so'ngra quvurlar pastadirning eng chetiga "u-burma" moslamasi bilan yopiq halqa shaklida kiritiladi. Ushbu burg'ilangan GHEX termal batareyalari ba'zida "quduq issiqlik energiyasini saqlash tizimlari" deb ham nomlanadi.

Issiqlik energiyasini istalgan vaqtda GHEX termal batareyasiga qo'shish yoki undan chiqarish mumkin. Biroq, ular ko'pincha a sifatida ishlatiladi Mavsumiy issiqlik energiyasini saqlash yillik tsiklda ishlaydi, u erda yozgi mavsumda binodan sovutish uchun energiya olinib, GHEXga qo'shiladi va keyinchalik shu energiya qish mavsumida GHEXdan qurilishni isitish uchun olinadi. Energiya qo'shish va ayirboshlashning ushbu yillik tsikli xizmat ko'rsatilayotgan binoning energetik modellashtirish asosida yuqori darajada taxmin qilinadi. Ushbu rejimda ishlatiladigan termal akkumulyator a qayta tiklanadigan energiya manbasi, chunki qishda qazib olinadigan energiya keyingi yozda doimiy takrorlanadigan tsiklda GHEX-ga qaytariladi. Ushbu tur quyosh energiyasi bilan ishlaydi, chunki bu yozda quyoshdan tushadigan issiqlik binodan olib tashlanadi va isitish uchun keyingi qish mavsumida foydalanish uchun erga yig'iladi. Issiqlik o'tkazuvchanligini va GHEX termal batareyalarining issiqlik o'tkazuvchanligini / diffuzivligini tavsiflash uchun ikkita termal reaksiya testining asosiy usullari mavjud - log-time 1-o'lchovli egri chiziq^[3] va yangi chiqarilgan Advanced Thermal Response Testing^[4]^[5].

GHEX termal batareyasining yillik tsikli tabiatining yaxshi namunasini ASHRAE Building tadqiqotida ko'rish mumkin^[6]. Undagi zamin tsikli va atrof-muhit havosining haroratiga qarab (2-7-rasm), haroratning yillik tsiklini sinusoidal shaklini osongina ko'rish mumkin, chunki qishda issiqlik mavsumiy ravishda erdan olinib, erga rad qilinadi. yozda, bir mavsumda zaryadsiz bo'lmagan tuproqli "termal zaryad" hosil qiladi va boshqa yo'nalishni neytraldan keyingi mavsumgacha boshqaradi. Quduq qasddan issiqlik paternlaridan foydalangan holda yer usti termal batareyalarining yanada ilg'orlari hozirda tadqiqot va erta foydalanishda.^{[iqtibos kerak]}

Boshqa termal batareyalar

Tarixda "issiqlik batareyalari" deb nomlangan ba'zi boshqa narsalar mavjud. Ushbu guruhda eritilgan tuz batareyasi bu elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun moslama. Boshqa misollarga chang'ichilarning qo'llari va oyoqlarini issiq ushlab turish uchun ishlatadigan issiqlik to'plamlari kiradi (qarang) qo'lni isitgich). Bular kimyoviy batareyadir, u faollashtirilganda (bu holda havo bilan) issiqlik hosil bo'ladi. Sovuqni ishlab chiqarish uchun boshqa kimyoviy termal batareyalar mavjud (qarang tez sovuq paket) odatda uchun ishlatiladi sport jarohatlari.

Ushbu boshqa termal batareyalarning umumiy printsipi shundaki, reaktsiya odatda qaytarilmaydi. Shunday qilib, ushbu batareyalar issiqlik energiyasini saqlash va olish uchun ishlatilmaydi.

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

^ ^a ^b Sizning uyingizdagi suv isitgichingiz tez orada batareyadan ikki baravar ko'payishi mumkin, Vashington Post, 2016 yil 24 fevral, Kris Muni tomonidan
^ Yashirin akkumulyator: Elektr suvini isitish imkoniyatlari, Brattl guruhi, Qishloq elektr kooperativlari milliy assotsiatsiyasi (NRECA) va Tabiiy resurslarni himoya qilish kengashi (NRDC) uchun tayyorlangan, Rayan Xledik, Judi Chang, Rojer Lueken tomonidan
^ In-situ (joyida) sinovi nimani ta'minlaydi?
^ Yerdagi issiqlik o'tkazuvchanligi bo'yicha kengaytirilgan sinov usuli, ORNL / TM-2017/208, Xiaobing Liu / Rik Klemenzi / Su Liu, aprel, 2017
^ Termal javob sinovlari oldinga qadam qo'yadi, Geo Outlook 2017 jild. 14 № 3, Rik Klemenzi, Xiaobing Lyu, Garen Evbank va Judi Siglin
^ [https://www.geoexchange.org/download/performance-hvac-systems-ashrae-headquarters-building/ ASHRAE shtab-kvartirasida HVAC tizimlarining ishlashi, Jeffri D. Spitler, Laura E. Sautard, Xiaobing Liu, GeoExchange tashkiloti, 30 sentyabr, 2014, 2-7-rasmga qarang (pdf 32-bet): Atrof muhit havosi va er osti suv ta'minoti. ishg'ol qilingan soat davomida harorat

[WP1-1] Sizning uyingizdagi suv isitgichingiz tez orada batareyadan ikki baravar ko'payishi mumkin, Vashington Post, 2016 yil 24 fevral, Kris Muni tomonidan

[2] Yashirin akkumulyator: Elektr suvini isitish imkoniyatlari, Brattl guruhi, Qishloq elektr kooperativlari milliy assotsiatsiyasi (NRECA) va Tabiiy resurslarni himoya qilish kengashi (NRDC) uchun tayyorlangan, Rayan Xledik, Judi Chang, Rojer Lueken tomonidan

[3] In-situ (joyida) sinovi nimani ta'minlaydi?

[4] Yerdagi issiqlik o'tkazuvchanligi bo'yicha kengaytirilgan sinov usuli, ORNL / TM-2017/208, Xiaobing Liu / Rik Klemenzi / Su Liu, aprel, 2017

[5] Termal javob sinovlari oldinga qadam qo'yadi, Geo Outlook 2017 jild. 14 № 3, Rik Klemenzi, Xiaobing Lyu, Garen Evbank va Judi Siglin

[6] [https://www.geoexchange.org/download/performance-hvac-systems-ashrae-headquarters-building/ ASHRAE shtab-kvartirasida HVAC tizimlarining ishlashi, Jeffri D. Spitler, Laura E. Sautard, Xiaobing Liu, GeoExchange tashkiloti, 30 sentyabr, 2014, 2-7-rasmga qarang (pdf 32-bet): Atrof muhit havosi va er osti suv ta'minoti. ishg'ol qilingan soat davomida harorat

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

Navigation