Привет всем.
Подскажите, если кто знает, какие вещества в настоящее время используются для накопления тепла? Желательно твёрдые. И ещё такой вопрос: более эффективные вещества должны быть с большой или маленькой теплоёмкостью? А то я, если честно, запутался.
Буду весьма признателен за ответ.

если вопрос чисто теоретический - то ответ однозначен: чем больше теплоЁМКОСТЬ, тем больше джоулей в единице массы можно запасти.
почему? у твердых есть только одно преимущество - среди них много доступных веществ с большей теплоемкостью чем среди жидких, но у жидких есть другое - несравнимо выше скорость теплообмена, не говоря уж о форме храниения и доступа к нему.
самое лучшее и самое доступное вещество - оксид водорода

LordN Для жидких тел необходимы герметичные емкости, что и удорожает систему.
Наиболее высокой теплоемкостью обладают вещества имеющие фазовый переход в рабочем диапазоне температур.

Для Накопления тепла из твердых тел обычно применяют щебеночный гравий.

Спасибо за ответы. Я знаю что жидкие в-ва имеют большую скорость теплообмена, но меня не устраивает необходимость герметизации - это во-первых, а во вторых мне актуально чтобы ёмкости были гораздо меньше по объёму, чем при использовании воды. Впрочем готов выслушать ответы по жидким в-м, но не токсичным. И последнее: если кто знает где и как, то скажите - где можно взять обширный справочник по теплоёмкостям (а если есть, то и по энтальпиям) веществ. Заранее благодарен.

я как-то размышлял на такую же темы и решил, что можно скомбинировать и использовать емкость в которую засыпать песок (гравий) и залить все это водой. В качестве емкость могла бы подойти обычная бочка 200 л.

Alexander06
Самой большой теплоемкостью (без фазовых переходов) с одной единицы объема обладает Вода (по крайней мере из легкодоступных материалов).

Материалы с фазовым переходом Т-Ж при температурах 30-90 град. цельсия, пока массово не выпускаются, а следовательно дОроги.

Теплоемкости строительных материалов даны в СНиП Строительная теплотехника СНиП II-3-79*
Приложение 3

2asl Песок обладает в два раза меньшей теплоемкостью с одной единицы объема, чем вода.

Спасибо, но где-нубудь можно скачать этот СНиП. Да, и меня интерисует не только строительные, но... как можно большее количество веществ.
Вот песок меня тем и не устраивает, что теплоёмкость низкая, а для меня актуален малый объём аккумулирующей ёмкости. Даже если жидкость. Но главное не токсичная.

насчет теплоемкостей не проверял. в принципе песок можно заменить и другим материалом. к примеру сталью-гайки винтики и т.п. (правда тогда лучше нержавейку) или же выше упоминался гравий. вообщем надо посмотреть теплоемкостои.
ну а в целом мысль такая: комбинировать жидкость с твердым веществом

Если важен объем, то лучше воды нет, близок к нему кусковой гранит. Аккумуляторы фазового перехода лучше минимум в два раза, и есть достаточно дешевые вещества (типа глауберовой соли), но там другие проблемы.
По свойствам веществ : Богданов С.Н. и др «Холодильная техника: свойства веществ» Справочник ,М.,1985 ;
Теплофизические свойства теплоаккумулирующих веществ. Обзоры теплофизических свойств. №2(82) Теплоф. св-ва теплоаккумулирующих в-в. Кристаллогидраты.,М,1990 (достаточно редкая)
А что касается теплоемкостей и всего остального то классика это :
Рид Р, Праусниц, Шервуд Т. «Свойства газов и жидкостей», Л,1971. А вообще в любом приличном справочнике по термодинамике и теплообмену есть таблицы наиболее распространенных веществ. А если нужна экзотика то пожалуйста поконкретнее
По теории аккумулирования могу рекомендовать: Бекман Г.,Гимли П. «Тепловое аккумулирование энергии»,М,1987; Куколев М.И. «Основы проектирования тепловых накопителей энергии»,Петрозаводск,2001.

В любом справочнике по теплообмену и термодинамике есть таблицы свойств распространных веществ. Если нужна экзотика то поконкретнее. Список чем пользовался сам в файле

Спасибо всем за ответы. Теперь посмотрю файл и поищу указанные книги. Ознакомлюсь с возможностью использования глауберовой соли. Но если кто может ещё что-либо предложить, то буду весьма признателен.

Наружные стены в 4 1/2 кирпича.

нетоксичные не знаю, а вот токсичные- знаю
ртуть

Во вложенном файле некоторые коэффициенты теплоёмкости, может пригодятся.

А зачем нужен твёрдый теплоноситель???

Используйте то, что дано нам!
Геотермальные воды и естественные аккумуляторы - грунты. Наиболее эффективные - влажные глины и суглинки.

А до каких температур их можно использовать. Т.е. не понадобится для использования их теплоты ставить тепловой насос?

Объясню идею. Теплопункты мы ставим в школах, больницах, жилых домах. Поэтому вещество должно быть нетоксичным. А т.к. полной герметизации добиться трудно (хотя бы чуть чуть да где-то подтечёт, если, к примеру, ёмкость прохудится), а жидкости такие дороги, то предполагается твёрдое в-во. Т.е., грубо говоря, чтобы можно было лопатой назад засыпать и делов-то. Но, учитывая сложившуюся ситуацию согласен и на жидкость, но только нетоксичную.

Вот и приходим опять к воде. И НЕ НАДО ИЗОБРЕТАТЬ ВЕЛОСИПЕД !!!
Емкости для оного химреактива объемом от 0,1 мл. до 50 куб.м. можно найти совершенно свободно. Само вещество в различных агрегатных состояниях частенько выпадает с неба совершенно бесплатно.

Вот-вот!

Между прочим, к таким учереждениям предъявляются специальные требования по безопасности, параметрам оборудования и т.д. А чем вам вода токсична?

Это только если гликоль применять - но в отоплении он не к чему.

Для обеспечения безопасности следует применять КАЧЕСТВЕННОЕ оборудования (возможно даже с завышенными параетрами), если оно правильно расчитано, подобрано и поставлено. А от обратного никто не застрахован увы.

Попробуйте парафин. Теплоемкость на фазовом переходе ТЖ в 14 раз выше чем у воды. Температура 70 град.

Удельная теплота плавления воды 335 кДж/кг.
То же, для парафина 150 кДж/кг.

Парафин хорош для ТТ или солнечных коллекторов. Но финансово, проще поставить соответствующих размеров водяной. Вообще то проблемы накопителей на принципе фазовых переходов, затруднённый съём тепла, по причине выпадения твёрдой фазы на ТО ( обмерзания ТО на воде).

А ссылочку можно на заводской парафиновый накопитель?

Вот. И пдф-ка оттуда же.

А это то же парафин или другое?
http://www.ivt-rohr.de/index.php?id=43

Какой-то гибрид. Вода и сверху 20 кил "латентного материала".
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Тип не указан, Т плавления 65°с. Похоже на парафин. Хотя могут быть и соли. Указано только, что не ядовит.

И какой от них толк?

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....

Якобы предотвращает закипание. Похоже, что накопители открытые.

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.

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...

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...

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

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".

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

Теплоёмкость веществ. Открывать браузером.

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.

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?

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

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..

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.

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

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

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


Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Оригинально и функционально - Бойко.
Промежуточный бак 7м3 (наполовину замоноличен) энергоактивного коттеджа.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

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?

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

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...

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.