Уравнение изменения массы фазы в аккумуляторе теплоты фазового перехода
1
УДК 536.24
Уравнение изменения массы фазы
в аккумуляторе теплоты фазового перехода
©
Н.А. Россихин
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Для проточного аккумулятора теплоты фазового перехода предложено понятие
удельной (на единицу длины) массы теплоаккумулирующего материала и выведено
уравнение изменения фазового состава в процессе зарядки или разрядки. С его по-
мощью в рамках одномерной квазистационарной модели могут быть рассчитаны
массы жидкой и твердой фаз в процессе фазового перехода в условиях заданной
тепловой нагрузки, определяемой временным графиком изменения температуры
на входе.
Ключевые слова:
аккумулятор теплоты, зарядка, разрядка, фазовый переход,
жидкая фаза, твердая фаза.
Аккумуляторы теплоты фазового перехода (АФП) в настоящее
время находят все более широкое применение. Особенно они эффек-
тивны в гелиоустановках, поскольку позволяют использовать тепло-
ту низкопотенциальных источников, обеспечивающих небольшие
температурные напоры.
Пример применения АФП капсульного типа в вентиляционно-
отопительной системе, использующей солнечную энергию, накоплен-
ную в период инсоляции, для ночного отопления можно найти в [1]. В
этой системе воздух, поступающий в здание извне, проходит через
солнечный коллектор, и в период поступления солнечной энергии
нагревается, в результате чего осуществляется зарядка аккумулятора.
Его разрядка происходит при отсутствии инсоляции, когда температу-
ра воздуха на входе в АФП меньше температуры фазового перехода
теплоаккумулирующего материала (ТАМ). При этом ТАМ подобран
таким образом, чтобы воздух на выходе из АФП обеспечивал ком-
фортные условия — температура его фазового перехода равна 20 °С.
В [1] приведена формула распределения температурного поля на
участке АФП, основанная на допущении о стационарности потоков
теплоты от теплоносителя к ТАМ. Ее можно применить на длине
АФП по ходу теплоносителя от поперечного сечения на входе до лю-
бого другого:
ф ф вх
( )
( , )
( ) exp
.
p
A x
T x T T T
с VR
⎛
⎞
τ = − − τ
−
⎡
⎤ ⎜
⎟
⎣
⎦
ρ
⎝
⎠
(1)
