Разработка каскадного теплоаккумулирующего бака с использованием кристаллогидратов солей
Тепловые аккумуляторы системы хранения тепла возобновляемая энергетика фазопереходные материалы энтальпия плавления кристаллогидраты солей теплоаккумулирующие материалы
Цель проекта - создание доступной и высокоэффективной системы хранения тепла с целью снижения затрат на отопление и горячее водоснабжение. Установка работает на принципе выделения большого количества тепла при переходе из жидкого состояния в твердое (остывании) специально разработанного для данной цели нового эффективного теплоаккумулирующего  композитного  материала. Проект подразумевает создание каскадного теплового аккумулятора, где каждый слой композитного теплоаккумулирующего материала отвечает за свой рабочий температурный режим, одновременно поддерживая высокую температуру всей емкости за счет внутреннего теплообмена.
На сегодняшний день в России и в мире для теплоаккумулирования в основном применяются тепловые аккумуляторы водяного типа. Они представляют  собой большую емкость (1000 л и более) с нагретой водой, из которой теплая вода поступает в систему. Режим зарядки/разрядки составляет день/ночь, на более долгий период такие водяные баки не рассчитаны. Для увеличения прочностных характеристик и уменьшения тепловых потерь используется большое количество дорогого материала, что значительно повышает срок окупаемости.
Предлагаемая установка представляет собой многослойную емкость, где каждый слой отвечает за свой температурный режим. Основным принципом теплоаккумулирования является способность запасания энергии рабочего тела при плавлении. Из-за иного подхода в сфере сохранения тепла установка не требует использования высокопрочных материалов и больших габаритов. Каждый модуль отвечает за свой температурный диапазон, для обеспечения более долгого хранения тепла. Тепловой аккумулятор снабжает теплом радиаторную батарею, к которой подключены температурные датчики и компьютер для записи данных и расчетов различных параметров
В исследовании все внимание уделяется доступным солям, которые являются полезным ископаемым. Это дает возможность создать установку эффективней и дешевле популярных на сегодняшний день аналогов.
Температуры плавления различных используемых ТАМ каскадируется в одном тепловом аккумуляторе в виде специально рассчитанных и сконструированных слоев от минимальной до максимальной рабочей температуры. Этот способ позволяет иметь более равномерную температуру на выходе из теплового аккумулятора  и более высокую долю фазового превращения ТАМ, повысить процесс теплопередачи. Также при этом достигается почти постоянный тепловой поток и решается проблема неполного плавления ТАМ, которая является серьезным недостатком  обычных тепловых аккумуляторов. При этом общее количество накопленной и выделенной теплоты, средняя мощность зарядки и средняя мощность разряда в каскадных системах аккумулирования тепла выше, чем в не каскадных  системах более, чем на 30 %.
Проблема энергоэффективности и энергосбережения является одной из центральных для развития современной цивилизации.  Согласно стратегии научно-технологического развития РФ, утвержденной Указом президента РФ№ 642 от 01.12.2016 г., разрабатываются технологии для перехода к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, а также ведется поиск новых источников и способов  хранения энергии, что в перспективе уменьшит затраты на использование электроэнергии и снизит экономическую нагрузку на потребителя. Главная проблема применения в России систем аккумулирования тепла в их низкой экономической конкурентоспособности и эффективности по сравнению с традиционными источниками тепла.
Каскадный тепловой аккумулятор, работающий в температурном диапазоне от 30 до 70 °С, позволит сократить объемы потребляемой электроэнергии. Затрачиваемая на нагрев воды электроэнергия будет храниться в виде тепловой энергии в ТАМ, в качестве которых наиболее пригодными являются кристаллогидраты. Благодаря этому потеря энергии снизится, а потребление накопленного тепла снизит экономическую нагрузку.
В целом подобная система способна значительно экономить затраты на источники тепла в зимний период и полностью исключить затраты в летний период года
Области применения ТАМ:
•	аккумулирование тепловой энергии, нагрев горячей воды
•	кондиционирование зданий
•	охлаждение тепловых и электрических двигателей
•	применение в медицине: транспорт крови, операционные столы, горячей и холодной терапии
•	сглаживание экзотермических пиков температуры в химических реакциях
•	тепловой комфорт в транспортных средствах
•	и др.
Артём
Моржухин
Маркович
Старший преподаватель
Отсутствует
Отсутствует
AAP-4171-2021
-
941622
0000-0002-4584-347X
РОССИЯ
Артём
Моржухин
Маркович
Старший преподаватель
РОССИЯ
29.03.21
Тепловые измерения в физическом эксперименте
31.15.25
Химическая термодинамика. Термохимия. Равновесия. Физико-химический анализ, фазовые переходы
31.15.17
Кристаллохимия и кристаллография
44.31.35
Промышленная теплоэнергетика и теплотехника
02.04.II
ENGINEERING, CHEMICAL
02.05.QH
MATERIALS SCIENCE, COMPOSITES
Артём
Моржухин
Маркович
Разработка чертежей, сборка, тестирование теплового аккумулятора
РОССИЯ
ФОНД СОДЕЙСТВИЯ ИННОВАЦИЯМ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ФОНД СОДЕЙСТВИЯ РАЗВИТИЮ МАЛЫХ ФОРМ ПРЕДПРИЯТИЙ В НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ СФЕРЕ"
1027739479734
Организация
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере"
Федеральные государственные бюджетные учреждения
Артём
Моржухин
Маркович
Физическое лицо
РОССИЯ