የሙቀት ማከማቻ ቴክኖሎጂ

የሙቀት ኃይልበሰው ልጅ ከሚጠቀሙት በጣም አስፈላጊ የኃይል ምንጮች አንዱ እንደመሆኑ በዋናነት በስራ መርሆቹ ላይ ተመስርተው በሶስት ምድቦች ይከፈላሉ: ምክንያታዊ የሙቀት ማከማቻ, ድብቅ የሙቀት (የደረጃ ለውጥ) የሙቀት ማጠራቀሚያ እና ቴርሞኬሚካል የሙቀት ማጠራቀሚያ. ከ40% እስከ 50% የሚሆነውን የመጨረሻውን የኃይል ፍጆታ ይይዛል፣ እና አፕሊኬሽኖቹ እጅግ በጣም ሰፊ{3} ናቸው። አሁን ባለው የኢነርጂ ልማት እና አጠቃቀም ስርዓት ሁሉም ማለት ይቻላል የኃይል መለዋወጥ ሂደቶች የሙቀት ኃይልን ያካትታሉ። ነገር ግን፣ በሃይል ልወጣ ወቅት በሚፈጠረው የማይቀር የሃይል ብክነት የተነሳ፣ የሙቀት ማከማቻ ቴክኖሎጂ በቀጥታ በኤሌክትሪክ ሃይል ማከማቻ ላይ ብዙም አይተገበርም (ማለትም፣ ግብአት እና ውፅዓት ሁለቱም የኤሌክትሪክ ሃይል የሆኑባቸው ሁኔታዎች)። በምትኩ ፣ እሱ ብዙውን ጊዜ በኃይል መቀየሪያ ሰንሰለት ውስጥ እንደ አገናኝ ወይም በቀላሉ በሙቀት ስርዓቶች ላይ ይተገበራል።

ምክንያታዊ የሙቀት ማከማቻ

አስተዋይ የሆነ የሙቀት ማከማቻ ቴክኖሎጂ የአንድ ንጥረ ነገር ሙቀት ለውጦችን በመጠቀም ሙቀትን የማከማቸት እና የመልቀቅ ዘዴ ነው። የሥራው አሠራር በአንጻራዊነት ቀላል ነው-የሙቀት ማከማቻ ወይም መለቀቅ የሚገኘው መካከለኛውን በማሞቅ ወይም በማቀዝቀዝ ነው. በዚህ ሂደት ውስጥ መካከለኛው የኬሚካል ለውጥ ወይም የደረጃ ለውጥ አይደረግም, ይህም አጠቃላይ ስርዓቱን ለመቆጣጠር እና በተረጋጋ ሁኔታ እንዲሠራ ያደርገዋል. በተጨማሪም፣ ብዙ አይነት የሙቀት ማከማቻ ቁሶች በዝቅተኛ ዋጋ ይገኛሉ፣ ይህም ለትልቅ አፕሊኬሽኖች ተስማሚ ያደርጋቸዋል{{3}። ይህ ቴክኖሎጂ በጣም የበሰለ ብቻ ሳይሆን በበርካታ መስኮች ሰፊ የመተግበር አቅምን ያሳያል። ነገር ግን፣ ምክንያታዊ የሙቀት ማከማቻ እንደ ዝቅተኛ የኃይል እፍጋት፣ ትልቅ የመሳሪያ መጠን፣ በረጅም ጊዜ ማከማቻ ጊዜ ጉልህ የሆነ የሙቀት መጥፋት እና ያልተረጋጋ የውጤት ሙቀት ያሉ አንዳንድ ተግዳሮቶችን ያጋጥመዋል። አስተዋይ የሙቀት ማከማቻ ሚዲያ በሰፊው በሁለት ምድቦች ሊከፈል ይችላል-ፈሳሽ እና ጠንካራ። የተለመዱ የፈሳሽ ሙቀት ማከማቻ ቁሳቁሶች ውሃ፣ የሙቀት ዘይት፣ የቀለጠ ጨው እና ፈሳሽ ብረትን ያካትታሉ። ከእነዚህም መካከል ውሃ, በጥሩ ደህንነት እና መረጋጋት ምክንያት, እና የሙቀት ማከማቻው የሙቀት መጠን በተለምዶ ከ 100 ዲግሪ አይበልጥም, በፀሃይ ውሃ ማሞቂያ ስርዓቶች እና በቦታ ማሞቂያ ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ ይውላል. የሙቀት ዘይቶች፣ ከምርጥ የሙቀት መቆጣጠሪያ እና ሰፊ የስራ የሙቀት መጠን ጋር፣ በመጀመሪያ መካከለኛ{12}} እና ከፍተኛ{13}የሙቀት አማቂ ኃይል ማከማቻ መተግበሪያዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ውለዋል። ነገር ግን ከፍተኛ ወጪያቸው፣ ተቀጣጣይነታቸው እና በተዘጉ የሉፕ ስርዓቶች ውስጥ ሊኖሩ የሚችሉት ከፍተኛ{14}}የግፊት አደጋዎች{15}}በሌሎች የላቀ አማራጮች ቀስ በቀስ እንዲተኩ አድርጓቸዋል። በአንጻሩ፣ የቀለጠ ጨዎች በዝቅተኛ የእንፋሎት ግፊታቸው፣ ዝቅተኛ viscosity፣ ከፍተኛ የሙቀት አማቂነት፣{17}የማይቀጣጠሉ እና{18}መርዛማነት ከዋነኛዎቹ የእንፋሎት መለኪያዎች ጋር በሚመሳሰል የሙቀት መጠን ጥሩ ይሰራሉ ​​እና በአንጻራዊነት ርካሽ ናቸው፣ ይህም ለፀሀይ ቴርሞ ኤሌክትሪክ ልወጣ ተመራጭ ያደርጋቸዋል። ነገር ግን፣ እጅግ በጣም ከፍተኛ በሆነ የአካባቢ ሙቀት፣ የቀለጠ ጨው የቧንቧ መስመሮችን እና ተያያዥ መሳሪያዎችን ሊበላሽ ይችላል፣ ይህም ተጨማሪ ምርምር እና የተኳሃኝነት መሻሻል እና ከማይዝግ ብረት ጋር ያለውን ሙቀት መቋቋም ያስፈልጋል። ፈሳሽ ብረቶች፣ እጅግ በጣም ከፍተኛ በሆነ የሙቀት መቆጣጠሪያ ምክንያት፣ ከፍተኛ{21}የሙቀት (ከ600 ዲግሪ በላይ) የሙቀት ማከማቻ መፍትሄ ሊሆኑ እንደሚችሉ ይቆጠራሉ። ነገር ግን ከፍተኛ ምላሽ ሰጪ ኬሚካላዊ ባህሪያቸውን ከግምት ውስጥ በማስገባት መደበኛውን የስርዓት አሠራር ለማረጋገጥ ተጨማሪ የደህንነት እርምጃዎች ያስፈልጋሉ, እና ከፍተኛ ወጪያቸው በምርመራው የመጀመሪያ ደረጃዎች ላይ ያቆያቸዋል.

የተለመዱ ጠንካራ የሙቀት ማከማቻ ቁሶች ኮንክሪት፣ ድንጋይ እና ተከላካይ ጡቦች ያካትታሉ። ከፈሳሽ የሙቀት ማጠራቀሚያ ቁሳቁሶች ጋር ሲነፃፀር, ጠንካራ የሙቀት ማጠራቀሚያ ቁሳቁሶች በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ ሊሰሩ እና በተመሳሳይ ቦታ ላይ ተጨማሪ ሙቀትን ማከማቸት ይችላሉ, ይህም ማለት የሚፈለገውን ቁሳቁስ መጠን መቀነስ እና አጠቃላይ ወጪን ይቀንሳል.

ድብቅ ሙቀት (የደረጃ ለውጥ) የሙቀት ማከማቻ

የደረጃ ለውጥ የሙቀት ኃይል ማከማቻ ቴክኖሎጂ በዋነኝነት የሚመረኮዘው በድብቅ ሙቀትን እንደ ዋና የኃይል ማከማቻ ነው። ይህ ቴክኖሎጂ ሙቀትን ለማከማቸት በደረጃ ሽግግር ወቅት ከፍተኛ መጠን ያለው ድብቅ ሙቀትን ለመምጠጥ ወይም ለመልቀቅ ይጠቀማል። በዚህ ሂደት ውስጥ የቁሱ ሙቀት ከሞላ ጎደል ቋሚ ሆኖ ይቆያል። ይህ የሙቀት ኃይል ማከማቻ ቴክኖሎጂ እንደ ከፍተኛ የኃይል ጥንካሬ እና አነስተኛ መጠን ያሉ ጉልህ ጥቅሞች አሉት።

ጉዳይ ከአንዱ ግዛት ወደ ሌላ የሚቀየርበት ሂደት የክፍል ሽግግር ይባላል። በተለምዶ፣ ይህ ሽግግር በአይዞተርማል ወይም በአቅራቢያ{1}በአይኦተርማል ሁኔታዎች ውስጥ የሚከሰት እና ከፍተኛ መጠን ያለው የሙቀት መጠን በመምጠጥ ወይም በመለቀቁ ከከፍተኛ የኃይል ለውጥ ጋር አብሮ ይመጣል። ይህ ኃይል የደረጃ ሽግግር ድብቅ ሙቀት ተብሎ ይገለጻል። በተለይም በአብዛኛዎቹ ቁሳቁሶች የሂደት ሽግግር ውስጥ ያለው ድብቅ ሙቀት ከአስተዋይ ሙቀት በጣም ትልቅ ነው. ለምሳሌ ውሃ የተወሰነ የሙቀት መጠን በግምት 4.2 ኪ.ግ./kg· ዲግሪ ያለው ሲሆን ከጠንካራ ወደ ፈሳሽ ሁኔታ በሚሸጋገርበት ጊዜ (በረዶ ወደ ውሃ እየቀለጠ) በሚሸጋገርበት ጊዜ ውሃ 355 ኪ.ግ / ኪግ ሃይል እንደ የደረጃ ሽግግር ድብቅ ሙቀት ሊወስድ ይችላል። ስለዚህ፣ ከኃይል ጥንካሬ አንፃር፣ የምዕራፍ ሽግግር ድብቅ ሙቀትን መጠቀም ምክንያታዊ በሆነ ሙቀት ላይ ብቻ ከሚመሰረቱ ዘዴዎች በእጅጉ የላቀ ነው።

የቁስ ደረጃ ሽግግሮች በዋነኛነት አራት ዓይነቶችን ያካትታሉ፡ ጠንካራ{0}ጠንካራ፣ ጠጣር{1}ፈሳሽ፣ ጠጣር{2}}ጋዝ እና ፈሳሽ-ጋዝ። ምንም እንኳን ጠንካራ{5}}ጋዝ እና ፈሳሽ{6}የጋዝ ሽግግሮች ከፍተኛ ድብቅ የሙቀት እሴቶች ቢኖራቸውም፣ በነዚህ ጉዳዮች ላይ ያለው ጉልህ ለውጥ የተግባር አሰራርን አስቸጋሪነት ይጨምራል፣ በዚህም አፕሊኬሽኑን ይገድባል። በአንጻሩ፣ ጠንካራ{8}ጠንካራ የደረጃ ሽግግር፣ ጠንከር ያለ ነገር ከአንዱ ክሪስታላይን ሁኔታ ወደ ሌላ ሲቀየር የሚከሰቱት አነስተኛ መጠን ያላቸው ለውጦች እና ዝቅተኛ የቅዝቃዜ መጠን ያሳያሉ፣ ነገር ግን የሚለቀቀው ወይም የሚወሰደው ሙቀት ከሌሎቹ የደረጃ ሽግግር ሂደቶች ባጠቃላይ ያነሰ ነው። በጠንካራ{10}ፈሳሽ ደረጃ ሽግግሮች፣ ቁስ ከጠንካራ ወደ ፈሳሽ ሁኔታ ይለወጣል። ምንም እንኳን ይህ ሂደት ፈሳሹን ለመያዝ አንድ የተወሰነ መያዣ ቢፈልግም፣ የድምጽ ለውጡ ከጠንካራ{12}ጋዝ እና ፈሳሽ{13}}ጋዝ ምዕራፍ ሽግግሮች በጣም ያነሰ ነው፣ እና የተካተቱት ድብቅ ሙቀት ከጠንካራ የደረጃ ሽግግሮች በጣም ከፍ ያለ ነው። ከእነዚህ ባህሪያት አንፃር፣ ጠንካራ{16}ፈሳሽ ደረጃ ሽግግሮች በአሁኑ ጊዜ በጣም ተግባራዊ እና በሰፊው የሚተገበር የሙቀት ማከማቻ ዘዴ ተደርገው ይወሰዳሉ።

በአሁኑ ጊዜ በሂደት ለውጥ የሙቀት ማከማቻ ቴክኖሎጂ ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉ ብዙ ዓይነት ቁሳቁሶች አሉ በዋነኝነት በኬሚካላዊ ቅንጅታቸው ላይ ተመስርተው በሁለት ምድቦች ይከፈላሉ-ኦርጋኒክ እና ኢንኦርጋኒክ። የኦርጋኒክ ደረጃ ለውጥ ቁሶች በዋናነት እንደ ፓራፊን ሰም፣ አልኮሆል እና ቅባት አሲድ ያሉ ንጥረ ነገሮችን ያካትታሉ። የኦርጋኒክ ያልሆነ ደረጃ ለውጥ ቁሶች በክሪስታል ውሀ የተሞሉ ጨዎችን፣ የቀለጠ ጨዎችን፣ እና ብረቶች ወይም ቅይጥዎቻቸውን ይወክላሉ። በአጠቃላይ የኦርጋኒክ ምእራፍ ለውጥ ቁሶች ከዝቅተኛ እስከ መካከለኛ የሙቀት መጠን ባለው የሙቀት መጠን ውስጥ ለሙቀት ኃይል ማከማቻ የበለጠ ተስማሚ ናቸው፣ የኦርጋኒክ ያልሆነ ደረጃ ለውጥ ቁሶች ደግሞ ከመካከለኛ እስከ ከፍተኛ የሙቀት ሁኔታዎች የተሻለ የሙቀት ኃይል ማከማቻ አፈፃፀም ያሳያሉ።

ቴርሞኬሚካል የሙቀት ማጠራቀሚያ

ቴርሞኬሚካል የሙቀት ሃይል ማከማቻ ቴክኖሎጂ እጅግ በጣም ከፍተኛ የሃይል ጥግግት በአንድ ክፍል መጠን ይመካል፣ ይህም የጂጄ/m³ ቅደም ተከተል ላይ ይደርሳል። በንጽጽር፣ አስተዋይ የሙቀት ማከማቻ ቁሶች የኃይል ጥንካሬ አንድ{1}አሥረኛው ብቻ ነው፣ እና ድብቅ የሙቀት ማከማቻ ቁሶች ግማሽ ብቻ ናቸው። በተጨማሪም፣ ሪአክታንትን በመለየት፣ ይህ ቴክኖሎጂ በክፍል ሙቀት ውስጥ የሙቀት ሃይል ማከማቻን ዜሮ- ሊያሳካ ይችላል፣ ስለዚህ ለትልቅ{4}ሚዛን እና የረጅም ጊዜ{{5}የጊዜ የሙቀት ሃይል ማከማቻ በጣም ተስፋ ሰጭ ቴክኖሎጂዎች አንዱ ተደርጎ ይወሰዳል። በሃይል ማከማቻ ሂደት ውስጥ በተከሰቱት የተለያዩ የኬሚካል ቦንድ ለውጦች ላይ በመመስረት፣የቴርሞኬሚካል የሙቀት ሃይል ማከማቻ በሁለት ዋና ዋና ክፍሎች ሊከፈል ይችላል፡የኬሚስትሪ የሙቀት ሃይል ማከማቻ እና የኬሚካላዊ ምላሽ የሙቀት ሃይል ማከማቻ።

የኬሚሶርፕሽን የሙቀት ማከማቻ በተለይ በዝቅተኛ የአየር ሙቀት ውስጥ ላሉ መተግበሪያዎች ተስማሚ ነው{0}። ሙቀትን ማከማቸት እና መለቀቅን ለማግኘት አካላዊ ወይም ኬሚካላዊ ኢንተርሞለኩላር ሃይሎችን (እንደ ቫን ደር ዋልስ ሃይሎች፣ ኤሌክትሮስታቲክ ሃይሎች እና ሃይድሮጂን ቦንዶች ያሉ) በጠንካራ ማስታወቂያ እና በጋዝ መድሀኒቶች መካከል መፈጠር እና መሰባበር ላይ ይመሰረታል። ይህ ቴክኖሎጂ በዋነኛነት ሁለት የስርዓተ-ፆታ ምድቦችን ያጠቃልላል-አንደኛው የውሃ ትነት እንደ አድሶርባይት በመጠቀም እርጥበት ያለው የጨው ስርዓት ነው። ሌላው የአሞኒያ ሞለኪውሎችን እንደ adsorbate በመጠቀም የአሞኒያ ውስብስብ ስርዓት ነው። ሠንጠረዥ 1-2 የተወሰኑ ዓይነቶችን፣ የሙቀት ማከማቻ/የሚለቀቁትን ሙቀቶች እና የኃይል ማከማቻ እፍጋቶችን ብዙ በብዛት ጥቅም ላይ የሚውሉ የኬሚሰርፕሽን የሙቀት ማከማቻ ቁሶችን ያሳያል።

ሠንጠረዥ 1-2 በብዛት ጥቅም ላይ የዋሉ ኬሚካላዊ ማስታወቂያ የሙቀት ማከማቻ ዕቃዎች ባህሪዎች

የኬሚካላዊ ምላሽ የሙቀት ኃይል ማከማቻ በዋናነት የሚተገበረው በመካከለኛ እና ከፍተኛ{1} የሙቀት ሁኔታዎች ውስጥ ነው፣ እና ስርዓቶቹ የተለያዩ ናቸው፣ ሚቴን ማሻሻያ፣ የአሞኒያ ውህድ እና መበስበስ፣ የብረት ሃይድሬድ፣ ካርቦኔትስ፣ የብረት ኦክሳይድ እና የብረት ሃይድሮክሳይድ ይገኙበታል። እነዚህ ዘዴዎች የኬሚካላዊ ግንኙነቶችን በመሰባበር እና በማጣመር የሙቀት ኃይልን ማከማቸት እና መለቀቅን ያገኛሉ። የዚህ ዓይነቱ የኃይል ማከማቻ ትልቅ የምላሽ እሴቶች ፣ ከፍተኛ የኃይል ጥንካሬ እና ሰፊ የአሠራር የሙቀት መጠን አለው። ነገር ግን፣ በተግባራዊ አተገባበር፣ የዋጋ ቁጥጥርን፣ የቁሳቁስ ዝገትን እና የጋዝ ማከማቻን ጨምሮ ፈተናዎች ይቀራሉ። ስለዚህ፣ በሚመለከታቸው የምላሽ ስልቶች ላይ ጥልቅ ምርምርን{6} ማድረግ እና አጠቃላይ አፈፃፀሙን ለማሻሻል የሂደቱን ፍሰት ማመቻቸት ያስፈልጋል።

ቴርሞኬሚካል የሙቀት ኃይል ማከማቻ ስርዓቶች ውስብስብ አወቃቀሮች እና በርካታ ረዳት መሳሪያዎች አሏቸው, በዚህም ምክንያት ከፍተኛ የመጀመሪያ የኢንቨስትመንት ወጪዎች. በአሁኑ ጊዜ፣ ከፍተኛ የኢነርጂ እፍጋታቸው በአንድ ክፍል መጠን{1} ሙሉ በሙሉ ጥቅም ላይ አልዋለም። በተጨማሪም በተካተቱት የኬሚካላዊ ምላሽ ዘዴዎች ውስብስብነት ምክንያት የምላሽ መጠኖችን በትክክል መቆጣጠር ፈታኝ ነው, እና አንዳንድ የምላሽ ሂደቶች ጥብቅ የደህንነት መስፈርቶች አሏቸው, ይህም የአጠቃላይ ስርዓቱን ውጤታማነት የበለጠ ያሻሽላል. ስለዚህ፣ እነዚህን ችግሮች ለመፍታት በቴርሞኬሚካል የሙቀት ሃይል ማከማቻ ቴክኖሎጂ ላይ{4} ጥልቅ ምርምር ያስፈልጋል።