Способ работы теплового аккуму-ляТОРА Советский патент 1981 года по МПК F24H7/00 F25B21/00 

(54) СПОСОБ РАБОТЫ ТЕПЛОВОГО АККУМУЛЯТОРА

I

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в тепловых аккумуляторах, использующих теплоту плавления и кристаллизации рабочего тела сердечника аккумулятора.

Известен способ работы теплового аккумулятора путем периодического нагрева и охлаждения рабочего тела с диспергированными в нем ферромагнитными частицами и одновременного наложения на него магнитного поля 1.

Недостаток известного способа заключается в низкой надежности, так как в рас.плавленном состоянии материал сердечника интенсивно химически взаимодействует с окружающей сердечник металлической оболочкой. В результате коррозионного взаимодействия оболочка постепенно разрушается, может произойти разгерметизация капсулы и попадание расплава в полость аккумулятора.

Целью настоящего изобретения является повыщение надежности работы теплового акуумулятора.

Поставленная цель достигается тем, что размер ферромагнитных частиц выбирают не выще 100 А, и в период нагрева рабочее тело отверждают путем повышения напряженности магнитного поля, а в период его охлаждения сжижают путем снижения его напряженности.

Согласно предлагаемому способу осуществляют отверждение расплава рабочего тела на границе контакта с оболочкой и тем самым уменьшают взаимодействие материалов расплава и оболочки друг с другом, поскольку процессы переноса между твердыми телами идут намного медленнее, чем в случае контакта расплава с твердой стенкой. В результате уменьшения взаимодействия оболочка разрушается гораздо менее интенсивно и надежность при работе теплового аккумулятора соответственно возрастает.

Способ осуществляется следующим образом.

Изготавливают плавкий сердечник из рабочего тела, в котором диспергированы частицы ферромагнитного материала. Для высокотемпературных аккумуляторов в качестве рабочего тела используют такие вещества, как фтористый литий, композиции NaNOj-NaOH, NaCl-NaNOj-Na SO, гидрид лития, в качестве ферромагнетиков используют частички железа, кобальта, никеля и сплавы на их основе. В твердом состоянии полученный сердечник обрабатывают до размера капсулы. В стенках корпуса аккумулятора размепдают электромагниты для создания магнитного поля напряженностью в несколько тысяч эрстед, обеспечивающего затвердевание слоя расплава на границе с оболочкой. В процессе нагрева капсул, содержащих сердечник, тепло теплопроводностью передается через стенки капсулы к сердечнику, который постепенно прогревается в направлении от стенок капсулы к центру. Плавление сердечника начинается в слое, контактном со стенкой капсулы, и постепенно распространяется на весь объем сердечника. При достижении температуры плавления материала сердечника образуют электромагнитами внещнее магнитное поле и отверждают слой расплава, прилегающий к стенке капсулы. При расплавленно.м состоянии сердечника. таким образом, на границе между стенками капсулы и расплавленной центральной зоной сердечника образуют твердый слой рабочего тела. В результате исключается контакт расплава с твердой стенкой капсулы, так как расплав контактирует только с идентичным ему материалом, но находящимся в твердом состоянии, не взаимодействует со стенками капсулы и не разрушает ее. Возможно и полное отверждение сердечника после его расплавления. Это целесообразно в случае нахождения сердечника в состоянии длительной консервации тепла. В случае же быстро чередующихся циклов накопления и отдачи тепла достаточно отверждать TOvibKO контактный с оболочкой слой расплава. При кристаллизации, вследствие охлаждения капсулы снаружи, происходит постепенное понижение температуры сердечника в направлении от центра капсулы к стенкам, и температуры кристаллизации, в первую очередь, достигнет контактный со стенкой капсулы отвержденный слой за счет уменьшения напряженности магнитного поля или его полного отключения. Предварительно сжиженный слой в результате понижения температуры кристаллизуется, превращается снова в твердое состояние, отдавая при этом ранее запасенное тепло и опять предохраняет стенку капсулы от взаимодействия с расплавленной, постепенно кристаллизующейся сердцевиной сердечника. Практически, как в процессе расплавления, так и в процессе кристаллизации сердечника создается твердый слой материала, предотвращающий стенку капсулы от взаимодействия с расплавом. И при этом отсутствуют какие-либо непроизводительные термодинамические потери, связанные с созданием твердого слоя. Использование предлагаемого способа ра. боты теплового аккумулятора обеспечивает повышение надежности работы теплового аккумулятора и повыщение ресурса его раФормула изобретения Способ работы теплового аккумулятора путем периодического нагрева и охлаждения рабочего тела с диспергированными в нем ферромагнитными частицами и одновременного наложения на него магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, размер ферром агнитных частиц выбирают не выше 100 А, и в период нагрева рабочее тело отверждают путем повышения напряженности магнитного поля, а в период его охлаждения ожижают путем снижения его напряженности. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2604357/06, кл. F 25 В 21/00,. 1978.