Способ аккумулирования и контролируемого высвобождения тепла в виде скрытой теплоты фазового перехода, устройство для зародышеобразовательной кристаллизации и теплоаккумулирующий и теплообменный аппарат Советский патент 1992 года по МПК F24H7/00 

Изобретение относится к аккумулированию тепловой энергии и может быть использовано для осуществления управляемого высвобождения тепловой энергии при зародышеобразовательной кристаллизации переохлажденных материалов, например, таких, как ацетат натрия, тиосульфат натрия, триметилолэтангидрат.

Известен способ аккумулирования и контролируемого высвобождения тепла, устройство для зародышеобразовательной кристаллизации, а также теплоаккумулиру- ющий и теплообменный аппарат, согласно которым в кристаллизирующемся теплоак- кумулирующем материале размещена герметичная камера переменного объема, разделенная подвижным поршнем на три изолированных отсека переменного обье- ма, один из которых заполнен легкокипящей жидкостью. При повышении температуры объем легкокипящей жидкости увеличивается, что приводит к повышению давления в теплоаккумулирующем материале, то есть к более высокой температуре фазового перехода.

Недостатком известного технического решения является сложность устройства и низкая надежность осуществления способа.

Известен способ аккумулирования и контролируемого высвобождения тепла в виде скрытой теплоты фазового перевода теплоаккумулирующей массы фазопере- менного фазоизменяемого материала, включающий удержание и сохранение кристаллита этого материала в локализующем объем е между двумя твердыми телами в период аккумулироеания тепла, переохлаждение теплоаккумулирующей массы материала, обеспечение ее доступа к кристаллиту и приведение их в контакт для инициирования в теплоаккумулирующей массе зародышевой кристаллизации, причем сохранение кристаллита в период аккумулирования тепла осуществляют путем удаления локализующего объема с кристаллитом за пределы теплоаккумулирующей массы. Это техническое решение является наиболее близким к изобретению.Недостатком изложенного способа является сложность управления и автоматизации процесса высвобождения тепла, связанная с необходимостью перемещения кристаллита из теплоаккумулирующей массы при ее нагревании.

Известно устройство для эародышеоб- разовательной кристаллизации переохлажденного фазопеременного материала, выполненное в виде двух смежных твердых тел с впадинами для ловушечного захвата

между ними кристаллита упомянутого материала, снабженных средством для изоляции кристаллита от основной массы материала, и сохранения его от расплавления при температурах материала, превышающих его температуру фазового перехода, причем, одно из твердых тел установлено с возможностью перемещения за пределы массы фазопеременного материала.

Недостатком данного устройства является сложность управления и автоматизации процесса кристаллизации, связанная с необходимостью перемещения твердого тела за пределы массы фазопеременного материала.

Известен теплоаккумулирующий и теплообменный аппарат, содержащий резервуар, заполненный теплоаккумулирующей массой переохлаждаемого фазопеременного материала и устройство для зародышеоб- разовательнойкристаллизации,

выполненное в виде двух смежных твердых тел с впадинами для ловушечного захвата между ними кристаллита упомянутого материала, снабженных средством для изоляции кристаллита от остальной массы материала и сохранения его от расплавления при температурах материала, превышающих его температуру фазового перехода, причем одно из двух твердых тел погружено в тепло- аккумулирующую массу материала и установлено с возможностью перемещения за пределы последнего.

Недостатком данного аппарата является сложность процесса управления и автоматизации процесса аккумулирования и высвобождения тепла из-за необходимости перемещать одно из твердых тел за пределы теплоаккумулирующего материала и обратно.

Целью настоящего изобретения является упрощение управления и автоматизации процесса аккумулирования тепла.процесса

кристаллизации и высвобождения тепла.

На фиг.1 изображена схема локализации кристаллита между микронеровностями двух твердых тел; на фиг. 2 - предпочтительный вариант выполнения устройства для зародышеобразования; на фиг. 3 - сечение Х-Х на фиг.2 в состоянии при высокой температуре; на фиг, 4 - сечение Х-Х на фиг. 2 в состоянии при низкой температуре; на фиг. 5 - силы, возникающие

во втором варианте выполнения устройства для зародышеобразования; на фиг. 6 - второй вариант выполнения устройства для за- родышеобразования; на фиг. 7 - теплоаккумулирующий и теплообменный аппарат.

Способ и устройства, составляющие предмет притязаний данного изобретения, обеспечвают стимулирование или инициирование кристаллизации переохлажденного, фазопеременного теплоак- кумулирующего материала (типа гидратов солей, таких как ацетат натрия, тиосульфат натрия, триметилоэтан идраты и т.п.) и таким образом высвобождение его скрытой теплоты за счет последовательного образования, сохранения, изолирования и ввода затравочного кристалла из указанного материала, имеющего низкотемапературную фазу, в исходную массу этого материала в заданное время.

Некоторые материалы, такие как вышеуказанные гидраты солей, широко использующиеся для аккумулирования тепловой энергии, проявляют сильно выраженную тенденцию к сохранению высокотемпературной, т.е. жидкой, фазы при охлаждении ниже температуры их фазоперехода, т.е. замерзания или кристаллизации. Очень часто такое глубокое охлаждение (переохлаждение) рассматривается как нежелательное, поскольку кристаллизация и последующее высвобождение тепловой энергии, запасенной в высокотемпературной (жидкой) фазе могут происходить непредсказуемо во времени. В то же время проявление указанной тенденции к переохлаждению может быть использовано с пользой для контроля и управления процессом высвобождения запасенной энергии, так, чтобы такой энергетический отбор можно было бы осуществлять по необходимости.

Фиг. 1 иллюстрирует основные принципы данного-изобретения как в части реализации заявленного способа, Так и устройства или аппарата. Оценивая существо изобретения в целом, следует указать, что он.о обеспечивает эффективное сохранение относительно мелких затравочных1 кристаллов(кристаллита25) низкотемпературной (твердой или кристаллической) фазы теплоаккумулирующего материала 20, являясь в то же время надежным средством ввода этих затравочных кристаТР лов в переохлажденную, но одновременно и высокотемпературную (жидкую) фазу теплоаккумулирующего материала 20 с целью создания в нем зародышей кристаллизации и соответственно осуществления процесса перехода в низкотемпературную (кристаллическую) фазу с результирующим выделением по необходимости запасенной скрытой теплоты фазового перехода.

Как показано на фиг.1, к противоположно расположенным жестким, твердым йгрё- ничивающим телам 13,14 прикладываются

противоположно действующие силы F1 и F2. Противоположные внутренние поверхности 23,24 этих тел имеют рельефную микроструктуру, состоящую изтмножества микро- 5 неровностей 19, которые обусловлены шероховатостью поверхностей 23,24. Силы F1 и F2, имеющие достаточно большую величину, создают на локальных участках кон- тактирующих поверхностей, в точках

0 контакта микронеровностей 19, предельно высокие давления, составляющие тысячи атмосфер.

Если в процессе действия внешних сил F1 и F2 теплоаккумулирующий фазопере5 менный материал 20 находится в промежутке между поверхностями 23,24 тел 1,3,14 в низкотемпературной (твердой или кристаллической) фазе, то при этом условии в замкнутых зонах между мик ронеро&ностями 19

0 может запираться, блокироваться кристаллит 25. Приложение сил F1 и F2 к противоположным телам 13,14 реализует два функциональных действия. Во-первых, давление, создаваемое в точках контакта мик5 ронеровностей 19, будет препятствовать объемному расширению к йста ллита 25 при нагреве теплоносителя, из которого он захвачен, до и выше температуры его фазового перехода, вследствие чего кристаллит 25

0 удерживается в состоянии низкотемпературной фазы (согласно закону Клайперона классической термодинамики). Во-вторых, указанное давление будет создавать деформацию поверхности микронеровностей 19,

5 так что они будут надежно закрывать кристаллит 25. изолируя его от основной массы теплоаккумулирующего материала 20. Таким образом, при нагреве материала 20 до уровня выше температуры его фазового пе0 рехода он будет изменять свое состояние, переходя в высокотемпературную (жидкую) фазу в объеме вне точек койтакта микронеровностей 19. Но при этом кристаллы материала 20. находящиеся в микрокапсулах в

5 зонах контакта микронеров ностей 19, останутся в низкотемпературной (кристаллической) фазе. В то время как фазопеременный материал 20 вне зон контактного действия микронеровностей 19 подвергается дейст0 вию давления, не превышающего внешнее осредненное давление сил F1 и F2 на сжимаемые тела, капсулированный кристаллит 25 находится под огромным давлением. В последующем, когда материал 20 сно5 ва охладится ниже температуры фазового перехода, т.е. переохладится, он сохранит свою высокотемпературную (жидкую) фазу, так как в это время из Него медленно будет высвобождаться скрытая теплота фазового перехода. Однако при взаимодействии такого переохлажденного материала 20 с затравочным кристаллитом 29, который состоит из этого же материала 20, но находящегося в низкотемпературной фазе, указанный кристаллит, действуя как зародыш, вызовет кристаллизацию теплоакку- мулирующего материала 20, которая протекает в виде цепной реакции, быстро изменяя состояние всего материала 20, переводя его в низкотемпературную фазу, в результате чего произойдет высвобождение скрытой теплоты перехода Энергия, представляемая этой теплотой, может быть использована на практике по многим полезным назначениям. , ,

Для обеспечения взаимодействий кристаллита 25 с массой переохлажденного фа- зопеременного материала 20 достаточно всего лишь снять действие сил F1 и F2, закрывающих стыки между микронеровностями 19, и соответственно разблокировать кристаллит 25. Нет необходимости полностью прекращать действие сил F1 и F2: достаточно того, чтобы при уменьшении величины этих сил поверхности микронеровностей 19 несколько отошли друг от друга, давая возможность переохлажденному материалу 20 придти в контакт с кристаллитом 25. f

Материал обжимающих тел 13,14 подбирается по твердости, измеряемой обычным способом, к примеру, по Бринелю или Кнупу. В общем случае этот материал должен иметь твердость, достаточную для сохранения жесткости при действии давлений в тысячи атмосфер, необходимых для предотвращения перехода кристаллита 25 фа- зопеременного материалав

высокотемпературную (жидкую) фазу при повышении температуры, но при этом указанный материал должен быть и достаточно мягким, деформируясь и герметизируя при нагружении микрополости вокруг кристаллита 25. Этим требованиям удовлетворяют самые разнообразные материалы, такие как металлы, стекло и т.п.

В первом варианте (см. фиг.2-4) исполнения устройство 10 зародышеобразова- тельной кристаллизации представляет собой биметаллический пусковой механизм с двумя устойчивыми состояниями, в конструкцию которого входят два смежных твердых тела с впадинами для ловушечного захвата между ними кристаллита 25 материала 20. Эти два твердых тела выполнены в виде биметаллической пластины 11 с двумя устойчивыми положениями и вогнутым участком 15 и однослойной пружинной пластины 14, имеющей выгнутость и контактирующей с вогнутым участком 15 биметаллической пластины 11. Пластины 11 и 14 вместе образуют нагружающее и разгружающее устройство переменного давления, а на обращенных друг к другу поверхностях

этих пластин 11 и 14 образованы впадины доля ловушечного захвата кристаллита 25 в виде микронеровностей.

Между биметаллической пластиной 11 и однослойной пружинной пластиной 14 образована камера 17 с отверстием 16, через которое камера 17 сообщена с внешней средой.

Как показано на фиг. 3 и 4 биметаллическая пластина 11 состоит из верхнего биметаллического 12 и нижнего слоя 13, которые имеют различные коэффициенты теплового расширения. Эти конструкционные элементы соединены вместе в виде двух слоев, образуя круглый диск, имеющий в центре

вогнутый 15. Металлические слои 12 и 13 подбираются таким образом, чтобы в целом пластина 11 была бистабильной, т.е. с двумя устойчивыми положениями. В частности, при температуре, превышающей определенный расчетный уровень Т пластина 11 преобретает вогнутую вверх форму (см. фиг.4). Переход пластины 11 от формы, показанной на фиг.З, к форме, показанной на фиг.4, происходит самопроизвольно как

триггерно-инвертирующее действие, проявляющееся, когда ее температура равна или близка к Т Та температура окружающей среды уменьшается в сторону Т Аналогичным образом переход пластины 11 оттой формы,

которая показана на фиг.4, к форме, изображенной на фиг.З. также происходит самопроизвольноввидетриггерно-инвертирующего действия при температуре конструкции, равной или близкой Т, и при увеличении окружающей температуры в сторону Т

Однослойная пластина 14 также имеет дискообразную форму. Она выполняется предпочтительно из пружинной стали или

аналогичного материала имеет в центре вогнутость 18 (см. фиг.З и 4). Пластину 11 и пластину 14 лучше всего скреплять вместе по периметрам или образующим 21 и 22 с предварительным напряжением, так, чтобы

вогнутый участок 15 биметаллической пластины 11 и вогнутость 18 пластины 14 постоянно находились в контакте друг с другом. При температурах окружающей среды, превышающих температуру конструкции Т,

пластины 11 и 14 более сильно прижимаются друг к другу в точке 18 (см. фиг.З), чем при температуре ниже Т(см. фиг.4).

Через отверстие 16 в биметаллической пластине 11 фазопеременный материал 20

может свободно входить в камеру 17. Здесь

целеобразно обратить внимание на то, что отверстие 16 может быть выполнено и в однослойной пластине 14.

При использовании устройство кристаллизации 10, имеющее температуру выше Т (и, следовательно, находящееся в положении, показанном на фиг.З) и содержащее кристаллы фазоперемейного материала 20, помещается в резервуар (не показан), заполненный фазопеременным материалом 20, который при нахождении в высокотемпературной (жидкой) фазе нагрет выше температуры фазового перехода. Упомянутый резервуар может иметь любую форму и может использоваться как универсальный со- суд-теплообменник. Расчетная температура Т А устройства 10 подбирается таким образом, чтобы она была меньше температуры фазового превращения материала 20. Высокотемпературный (жидкофазный) теплоак- кумулирующий материал 20, которым заполнен указанный резервуар, проходит в камеру 17 устройства 10 через отверстия 16. В дальнейшем этому материалу дают возможность охладиться ниже температуры фазового перехода, так что он становится переохлажденным. При дальнейшем уменьшении среднеобъемной температуры материала 20 и достижении расчетной температуры устройство 10 резко меняет свое состояние, приобретая профиль, показанный на фиг.4, в результате чего происходит некоторый сброс давления обжатия кристаллита 25 и его выход в окружающий фазопеременный материал 20, находящий- ся в переохлажденном состоянии. В этом случае кристаллит 25 служит для переохлажденного материала 20 в качестве зародышей кристаллизации , стимулируя таким образом цепной процесс кристаллизации и вызывая резкий переход материала 20 в низкотемпературную фазу и соответственно выделение его скрытой теплоты фазового перехода. При повторном нагреве фазопе- ременного материала 20, прежде чем он до- стигнет температуры фазового перехода, устройство 10 (при температуре Т) снова резко перейдет о первоначальное положение с формой, показанной на фиг. 3, локапи- зуя и герметизируя в результате этого кристаллит 25 от материала 20 в точке пережатия 18. После этого фазопеременный материал 20 может быть нагрет до температуры выше температуры его фазового перехода, переходя в высокотемпера- турную (жидкую) фазу, в то время как кристаллит 25 локализуется закрывающимися при контакте миниполостями и изолируются от окружающего материала в точке 18. После удаления источника тепла (нагрева) материал 20 будет снова переохлажденным и соответственно весь рассмотренный рабочий цикл повторится с необходимой растяжкой во времени. Работа устройства 10 может быть полностью автоматизирована в зависимости от изменений температуры окружающей среды (теплоносителя). В тех случаях, когда необходимо предотвратить как нежелательное переохлаждение материала, расчетная температура Т может задаваться чуть ниже температуры фазоиз- менения жидкости. При этом условии при каждом охлаждении материала 20 до указанной температуры устройство 10 будет срабатывать автоматически, инициируя кристаллизацию. В свою очередь, в тех случаях, когда противопоказано аккумулирование и высвобождение теплоты, температура Т может быть даже еще ниже, так чтобы синициировать кристаллизацию и последующее высвобождение тепла при заданной температуре окружающей среды.

На фиг. 5-7 показан второй предпочтительный вариант исполнения устройства 10. Как показано на фиг. 5, в данной конструкции использованы твердый шарик 60 и достаточно твердая, жесткое основание 61 (играющие роль упомянутых двух твердых тел 13 и 14(, которые погружены в фазопеременный теплоноситель 20. При приложении к шарику 60 усилия F он прижимается к основанию 61. В результате этого в зоне контакта между шариком 60 и основанием 61 происходит захват и герметичная локализация кристаллита 25. При нагреве фазопе- ременного материала 20 до температур, превышающих точку фазового перехода, образуется высокотемпературная (жидкая) фаза. В то же время заблокированный кристаллит 25 остается в низкотемпературной фазе, поскольку объемное его расширение, необходимое для перехода в высокотемпературную Фазу, блокируется давлением шарика 60 на основание 61. Для наглядности на фиг.5 показана эпюра распределения напряжений на поверхности 24 основания 61.

При удалении источника тепла и прекращении нагрева фазопеременный материал 20 будет находиться в переохлажденном состоянии, сохраняя его высокотемпературную фазу, хотя и охлажден ниже температуры фазового перехода. При уменьшении силы F, действующей на шарИк 60, кристаллит 25 фазопеременного материала 20 вступает в контакт с высокотемпературной фазой материала 20. В результате этого высокотемпературная (жидкая) фаза получает зародыши, вызывающие цепную реакцию кристаллизации и

немедленный переход или сдвиг в сторону низкотемпературной фазы, следствием чего является высвобождение скрытой теплоты фазового перехода из фазопеременного материала 20.

На фиг. 6 показан соленоидный триггер или генератор 70 зародышеобразования, в конструкции которого использован принцип контактного взаимодействия шарика 60 и основания 61. В этом устройстве использован обычный электромагнитный соленоид 50, в конструкцию которого входят исполнительный элемент 51, магнитный сердечиТнк 52, обмотки 53, изоляторы 63 и нажимная пружина 54. На исполнительном элементе 51 закреплена упорная пластинчатая силовая деталь 57. Сверху имеется регулировочная гайка 59. Трубчатый корпус 55, в нижней части которого имеется основание 61, образует камеру 62, заполняемую фазоперемен- ным материалом 20; в этой камере находятся также шарик 60 и исполнительный иьток 51. Сверху трубчатый корпус 55 перекрыт пластинчатой деталью 56, имеющей отверстие 64, через которое свободно проходит шток 51. Пружина 54 давит с одной стороны на верхнюю торцевую пластину 56, а с другой стороны - на упорную пластину 57, создавая таким образом на шарике 60 со стороны штока 51 давление, достаточное для удержания и герметизации кристаллита 25 в микроплостях, как это было разъяснено выше. Регулировочная гайка 59 предназначается для создания необходимого давления на шарик 60.

При пропускании электрического тока через обмотки 23 электромагнит 52 уменьшает силу воздействия пружины 54 на исполнительный шток 51, в результате чего происходит разгерметизация кристаллита 25, который таким образом попадает в переохлажденный фазопеременный Материал 20, о чем подробно было сказано выше, указанный материал, переходя в низкотемпературную фазу, выделяет скрытую теплоту перехода. Соленоидное триггерное устройство 70 (стимулятор зародышеобразования) может приводиться в действие вручную, термически, таймером или каким-то другим вспомогательным средством, выбор которого -зависит от типа применяемых средств управления (не показаны) соленоидом 50. Камера 62 может содержать весь используемый в данной конструкции фазопеременный материал же может быть оснащена отверстиями (не показаны) для впуска указанного материала 20 из более крупного резервуара.

На фиг. 7 приведен теплоаккумулирую- щий и теплообменный аппарат, иллюстрирующий один из многих вариантов практической применимости принципа высвобождения скрытой теплоты фазового перехода, положенного в основу данного изобретения. Показанный на данной схеме теплоак- кумулирующий резервуар 40 имеет камеры 41 и 42 и заполнен теплонакопительной средой 43 в качестве которой может служить (к примеру) вода. В данном варианте теплонакопительный аккумулирующий резервуар 40 может представлять собой бак горячей воды в солнечной системе типа водогрейного котла. Каждая из камер 41 и 42 заполнена фазопеременным теплоаккумулирующим

материалом 20 типа ацетата натрия, тиосульфата натрия, тримаетилолэтангидрата и т.п. В качестве Иллюстрации предполагается, что камера 41 соответствует трубчатой части 55 и камерной части 62 соленоидного

триггерного устройства 70, показанного на фиг.6. В данном случае соленоидный механизм 50, показанный на фиг. 6, монтируется сверху на камере 41 и предпочтительно снаружи резервуара 40, показанного на фиг. 7.

Помимо этого также в целях иллюстрации предполагается, что и камера 42, входящая в сборку фиг. 7, содержит устройство для зародышеобразовательной кристаллизации 10 такого типа, как и в первом рассмотренном варианте.

Теплообменная среда 45 отбирает энергию от солнечного коллектора или другого теплового источника (не показан), передавал эту энергию теплоаккумулирующей среде 43 при помощи теплообменника 44. При нагревании теплоаккумулирующей среды 43 в процессе поступления энергии извне эта среда нагревает фазопеременный материал 20 в камерах 41 и 42, который в конечномитоге - переходитв высокотемпературную фазу. Принцип действия устройства 10 или 70 аналогичен вышерассмотренному, т.е. он как бы хранит

кристаллы в качестве зародышей кристаллизации фазопеременного материала 20. После прекращения действия внешнего источника подогрева (к примеру, с заходом солнца) происходит охлаждение теплоаккумуляторной среды 43 и фазоизменяемого материала 20. При этом последний, как указывалось выше, будет переохлаждаться. При достижении заданной температуры 7 произойдет срабатывание устройства для

зародышеобразовательной кристаллизации 10 или 70, вследствие чего переохлажден- ный материал 20, находящийся в камерах 41 и 42, начнет выделять его скрытую теплоту фазового перехода (см. выше). Теплоаккуму- лирующая среда 43 поглощает энергию, отдаваемую фазопеременным материалом, повышая свою температуру нагрева.

Таким образом, происходит высвобождение энергии, запасаемой в периоды действия внешнего источника нагрева, и поддержание в нагретом состоянии воды, к примеру, в периоды, когда не действует внешний энергетический источник.

Необходимо обратить внимание на то, что накопительные баки 40 могут иметь не- сколько встроенных в них камер 4Т или камер 42. При этом устройства 10 или 70 могут срабатывать в различное время для каждой отдельной камеры, так чтобы только одна камера в текущий момент времени отдавала запасённую ею энергию. Таким образом, можно длительное время поддерживать потребную температуру теплоаккумулирую- щей среды 43.

Устройство 10 или 70, рассмотренные в первом и втором предпочтительных вариантах исполнения изобретения, могут использоваться по самым различным назначениям в дополнение к тому, что показано на фиг. 7. Примерами такой практической примени- мбсти являются грелки для рук, подогреваемые подушки для медицинских целей, подогреватели пищи, нагнетатели автомобильных электроаккумуляторов или двигателей, нагреватели автомобильных кресел, водотрубные системы утилизации тепла и т.п.

В заключение следует указать, что все вышерассмотренное является сугубо иллюстративным и использовано только с целью пояснения существа данного изобретения. Соответственно, рассмотренные варианты на практике не исключают возможности внесения в них различных изменений, усовершенствований и модификаций, Смысло- вой объем которых определяется в полной мере положениями формулы изобретения, приводимой ниже.

Формула изобретения

1. Способ аккумулирования и контроли- руемого высвобождения тепла в виде скрытой теплоты фазового перехода теплоаккумулирующей массы фазопере- менного фазоизменяемого материала, включающий удержание и сохранение кри- сталлита этого материала в локализующем объеме между двумя твердыми теламиъ период аккумулирования тепла, переохлаждение теплоаккумулирующей массы материала, обеспечение ее доступа к кри- сталлиту и приведение их в контакт для инициирования в теплоаккумулирующей массе зародышевой кристаллизаци, отличающийся тем, что. с целью упрощения управления и автоматизации процесса аккумулйрования и высвобождения тепла, сохранение кристаллита в период аккумулирования тепла осуществляют путем повышения давления в упомянутом локализующем объеме выше давления теплоаккумулирующей массы материала за счет усиления прижатия упомянутых двух твердых тел.

2.Способ по п.1, отличающийся тем, что обеспечение доступа теплоаккумулирующей массы материала к кристаллиту осуществляют путем уменьшения усилия прижатия двух упомянутых твердых тел.

3.Устройство для зародышеобразова- тельной кристаллизации переохлажденного фазопеременного материала, выполненное в виде двух смежных твердых тел с впадинами для ловушечного захвата между ними кристаллита упомянутого материала, снабженных средством для изоляции кристаллита от остальной массы материала и сохранения его от расплавления при температура материала, превышающих его температуру фазового перехода, отличающееся тем, что, с целью упрощения управления и автоматизации процесса кристаллизации, средство для изоляции кристаллита выполнено в виде нагружающего и разгружающего устройства переменного давления, а впадины для ловушечного захвата кристаллита выполнены в виде микронеровностей на обращенных одна к другой повер- хностях упомянутых твердых тел, установленных с возможностью прижатия друг к другу и образованием в зонах микронеровностей локализующих объемов под воздействием упомянутого нагружающего и разгружающего устройств.

4.Устройство по п. 3, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что одно из указанных твердых тел выполнено в виде однослойной пружинной пластины, имеющей вогнутость, а другое - в виде биметаллической пластины с двумя устойчивыми положениями и вогнутым участком, расположенным с контактированием с вогнутым участком упомянутой пружинной пластины.

5.Теплоаккумулирующий и теплооб- менный аппарат, содержащий резервуар, заполненный теплоаккумулирующей массой переохлаждаемого фазопеременного материала и устройство для зародышеобра- зовател ьной кристаллизации, выполненное в виде двух смежных твердых тел с впадинами для ловушечного захвата между ними кристаллита упомянутого материала, снабженный средством для изоляции кристаллита от остальной массы материала и сохранения его от расплавления при температурах материала, превышающих его температуру фазового перехода, гфШем Одно из двух твердых тел погружено в теплоакку- мулирующую массу материала, отличающийся тем, что, с целью упрощения управления и автоматизации процесса аккумулирования и высвобождения тепла, средство для изоляции кристаллита выполнено в виде нагружающего и разгружающего устройств переменного давления, другое твердое тело также погружай в

0

теплоаккумулирующую массу материала, а впадины для ловушечного захвата кристаллита выполнены в виде микронеровностей на обращенных одна к другой поверхностях упомянутых тверДых тел, установленных с возможностью прижатия друг к другу и образования в зонах микронеровностей лока- лизирук5щих объемов под воздействием упомянуУого нагружающего и разгружающего устройств. 10

Использование: аккумулирование и управляемое высвобождение накопленной теплоты, например, в теплоснабжении. Сущность изобретения: в период, когда фа23 0. зоизменяемый фазопеременный материал 20 находится в кристаллизованном состоянии, расположенные в материале 20 два смежных твердых тела 13 и 14 сжимают так, чтобы микронеровности 19 тел 13 и 14 образовали между собой герметичные полости с кристаллитом 25, давление в которых превышает давление расплавления материала 20 в период аккумулирования тепла, послечего расНлабляют теплоаккумулирующий материал 20. Для выделения запасенного тепла снижают усилие прижатия тел 13 и 14, материал 20 вступает в контакт с сохранившимся кристаллитом 25 и кристаллизуется. Изменение усилия прижатия тел 13 и 14 осуществляют с помощью нагружающего и разгружающего устройства, которое может быть выполнено в виде контактирующих биметаллической и однослойной пластин с вогнутыми участками. Теплоаккумулирующий и теплообменный аппарат содержит резервуар с теплоносителем и устройством зародышеобразователь- ной кристаллизации. 3 с.п. и 2 з.п. ф-лы. 7 ил. f/ 25/J сл N3 ы F2 Фиг.1

24

21

Ю-ч. 24- 15

Фие2.

20 47

II

фиг Ь

FORCE F

20

PRESSURE

TENSION

f

Фиг. 5

TRAPPED CRYSTALS 25

62

Фиг. 6

Редактор В.Фельдман

Техред М.Моргентал

Заказ 4291ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

40

10

Фиг. 7

Корректор М.Юерецман