В настоящее время для тепловых аккумуляторов подобраны вещества с большой удельной тепловой емкостью и относительно небольшой ценой, что позволяет создавать дешевые и компактные накопители тепловой энергии. На рис. 1 показана принципиальная схема получения горячей воды от теплового аккумулятора. Электротепловой аккумулятор работает следующим образом: в 22:00 электропарогенератор подключают к электросети через розетку с заземляющим проводником, который вырабатывает пар, тот в свою очередь заполняет паровую рубашку и греет емкость с теплоаккумулирующим материалом (ТАМ). По мере прогрева ТАМ давление пара в рубашке начинает возрастать и преодолевать усилие пружины сильфонного расширителя, сильфон сжимается и часть воды из парогенератора переходит в расширитель. Уровень воды в парогенераторе понижается, уменьшается активная площадь электрода, мощность парогенератора падает, уменьшается выработка пара, давление стабилизируется. При полной зарядке аккумулятора вся вода из парогенератора перемещается в расширитель, элек-трод полностью оголяется и мощность парогенератора становится равной нулю. В 7:00 электротепловой аккумулятор можно выключить. Разрядка аккумулятора производится в дневное время за счет нагрева проходящей через теплообменник холодной воды без потребления электроэнергии. В качестве предохранительного устройства установлен датчик-реле давления ДЕМ-108, который посредством своих контактов отключает парогенератор от электросети в случае достижения давления пара в рубашке предельного значения. За 8 часов ночного времени обладатель электротеплового аккумулятора потребит из электросети 16 кВт/ч, за что заплатит (далее цены ОАО «Мосэнерго» с 01.01.2004 г., п. 2.2 «Наличие автоматизированной системы учета с газовыми плитами») 16 і 0,3 = 4,8 руб. за сутки вместо 19,52 руб. при прямом нагреве днем, а за месяц — 144 руб. вместо 585,6 руб. Само собой разумеется, что эти рассуждения правомочны для обладателей двухтарифного электросчетчика. Они полностью справедливы и для потребителей, у которых в доме или квартире система отопления оборудована индивидуальными теплоаккумулирующими радиаторами: ночью они отапливают помещение и накапливают тепловую энергию, а днем, отключившись от сети, отдают ее. Количество электроэнергии остается неизменной, а вот стоимость уменьшается в 4 раза. Такие же варианты использования электротепловых аккумуляторов можно предложить и для промышленных предприятий, но не только для нужд горячего водоснабжения и отопления, а также и для различного вида теплового технологического оборудования. В гальванических цехах — это ванны-аккумуляторы для поддержания заданной температуры электролита, в химической промышленности — реакторы-аккумуляторы для среднетемпературных (60–120°С) химических процессов, всевозможные сушильные камеры, в том числе для полимеризационных процессов в технологии низкотемпературной порошковой окраски и т.д. Следует отметить, что выгодней и проще в эксплуатации применять в этих процессах электрические электродные парогенераторы с КПД близким к 1 вместо прямого нагрева теплоаккумулирующего материала электрическими ТЭНами. Использование электротепловых аккумуляторов выгодно и для потребителя, т.к. это реальная экономия денег, и для производителя электроэнергии, поскольку более равномерная загрузка генерирующих мощностей позволит эксплуатировать их с более высоким КПД и экономить топливо. И еще несколько примеров применения тепловых аккумуляторов. В отличие от городов с централизованным теплоснабжением в российской глубинке большой процент населения использует для отопления помещений индивидуальные печные системы с низким КПД при высокой стоимости твердого топлива. На рис. 2 показана принципиальная схема использования теплового аккумулятора на «хвосте» печного котла. В зависимости от финансового положения потребителя можно рассчитать и установить у него такой аккумулятор, что процесс топки будет занимать несколько часов в неделю, остальное время отапливать жилище будет тепловой аккумулятор. Установка теплового аккумулятора позволит значительно повысить КПД тандема «печной котел–аккумулятор», что приведет к экономии до 20–50% топлива. Система отопления и горячего водоснабжения с применением теплового аккумулятора особенно рекомендована для Западной и Восточной Сибири, а также для других районов с дешевой гидроэлектроэнергией. В настоящее время опробовано применение тепловых аккумуляторов на автомобильном транспорте (особенно в северных широтах).
Тепловые аккумуляторы — выгодно всем.
Централизованная электросистема страдает одним серьезным недостатком — неравномерностью распределения электрической нагрузки в течение суток: днем она максимальная, а ночью — минимальная. А поскольку в централизованной электросистеме используются генерирующие установки большой единичной мощности, то регулировать их производительность или отключать на несколько часов экономически невыгодно из-за снижения КПД на нерасчетных режимах и повышенного износа оборудования. Поэтому энергетики всевозможными способами стараются привлечь потребителей электроэнергии к работе в ночное время. Один из таких стимулов — снижение в 4 раза стоимости электроэнергии с 23:00 до 7:00 часов. Именно на этом свойстве отечественной энергосистемы при помощи тепловых аккумуляторов возможно существенно сократить затраты на электроэнергию.