本发明专利技术涉及一种用于在至少一个蓄热器块（2）中存储热能的蓄热器，该蓄热器具有用于排除存贮热能的排除装置（3）。为从蓄热器中统一排除能量，根据本发明专利技术的蓄热器块（2）和排除装置（3）彼此分离并可相对于彼此移动。在蓄热器块（2）中提供至少一个换热器表面（4）用于从流体（5）和电子加热元件（6）转移热量至蓄热器块（2）。为了从蓄热器块（2）中排除热能，排除装置（3）可具有至少一个蒸发器表面（7）用于在热传递流体（8）中产生相变。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于在至少一个蓄热器块中储存热能的蓄热器，以及至少一个用于排除存储的热能的排除装置，并且涉及以开环或闭环的方式控制从这种蓄热器的排除速率的方法。
技术介绍
具有要以热形式存储的能量的用于均匀传递功率的供给装置并具有长期稳定性的这种蓄热器是公知的。它们包括高耐热性的固体材料，当加热时该材料能够存储热量，以及用于提取所存储热量的装置，所存储热量优选为热蒸汽或过热蒸汽的形式。前者例如可用于区域供热。后者对用于发电的蒸汽涡轮机的操作是必要的。目前，用许多不同的技术来存储能量的大量工作正在进行中。这些技术是必要的，以允许可再生能源的进一步发展的提升，例如太阳能、风能、水能、潮汐能等。虽然大多数的这些能源有盈余，但在需要它们时不总是如此。因此，它们必须大规模地存储，以便即使长时间供应不足，也可通过这些存储来获得。如果不这样完成，供给的可靠性必须持续通过常规的备用发电厂来保证，然后这反过来又不能长时间充分利用。维护这些备用发电厂的运营准备是非常昂贵的后备方案。通用类型的蓄热器在DE2117103A中是已知的。在这种情况下，所存储的热能积累在单个的金属块中。该金属块是感应加热的；喷嘴伸入到圆柱形凹部中，其用作由喷嘴引入的水的蒸发。所产生的蒸汽冷凝并再循环至喷嘴。用于加热水的加热锅炉在德国技术DE7010442U中是已知的。它具有储热芯和用于将所述储热芯加热到高于水的沸点温度的装置。设置在所述储热芯上的是蒸汽和水室。管子从位于所述储热芯之上的蒸汽和水室上延伸到所述储热芯中。还提供了装置，其为所述腔室提供供水源以及伸入到管子中的通路。供水系统以这样的方式自调节，它保持压力等于供给压力，这可能是非常低的。为了这个目的，可从辅助储存器中取水并供给到系统。所产生的蒸汽由供给的冷水冷凝。水由此被加热并可作为热水从所述储热芯之上的腔室供给到加热单元。先前已知的系统限制了可排除的温度或对排除热水很重要的介质。蒸汽不是必须的。因此排除的热量位于沸点以下的温度水平。DE6806870U涉及电加热蓄热炉。存储芯由陶瓷材料的蓄能器块组成，其通过金属通道传递，形成用于产生热水、蒸汽等的加热记录器。该文献是基于即使在低蓄能器温度下仍确保从存储芯至加热记录器的良好热传递的目的。为此目的提供了具有形成加热记录器的扩大表面的金属通道。形成加热记录器的该金属通道垂直设置在陶瓷材料中，没有说明关于所述通道的连接，更不用说任何蒸汽收集室的存在和配置。GB1344486A描述了水加热系统，其中水平蒸发器管道嵌入在储热块中，其由耐火材料组成。该存储块是电加热的。水平设置的蒸发器管可通过它们的开口端连接到垂直的蒸汽管。垂直的蒸汽管形成U形，其以在密闭冷凝罐中的开口端终止，并以罐的开口部中的另一端终止。所述罐和密闭冷凝罐大约位于同一水平上。热量通过热交换器从冷凝室消散。由于蒸汽管在冷凝液的水平面上终止，所产生的冷凝液通过独立管线的方式引导至蒸汽管线的U形端，使得因此，冷凝罐中的冷凝液水平面刚超过冷凝液返回管线的向上开口端就获得冷凝液循环。
技术实现思路
本专利技术基于大幅增加温度水平以及由此的固体蓄热器的储热量的目的，不具有同样暴露于这些高温下的材料的副作用，例如钢，即钢管，否则其大幅限制了这种能量储存的长期可持续性。本专利技术的目的还在于提出了能从蓄热器均匀除热并具有对设备部件副作用小的方法。在该装置方面的目的是在这样的情况下实现的，用于在至少一个蓄热器块中储存热能的蓄热器，至少一个用于通过蓄热器块移除存储热能的排除装置，排除装置以相对于彼此分开和移动地形成。分离意味着排除单元和蓄热器块之间的温差不会导致在其它情况下形成为单元的两个部件之间的机械应力。所述排除单元与所述蓄热器块的结构分离允许储存温度升高到不受在排除单元中使用的材料限制的水平。本文提出的本专利技术因此由最高可能的储存温度以及因此最高能量密度并且还通过整个过程的最高可能效率来区分，其由输出温度/容量来实现，这在蓄能器的大温度范围上不断提供。因此，这由实际能量储存器即，蓄能器块与对于回收能量必须的装置即，排除单元的分离来实现。能量存储发生在陶瓷材料的蓄能器块中，这使得非常高的存储温度能长期稳定。理想的材料具有最高的耐热性，以便超过较高的温度能储存更多的能量，并且还具有高的相对密度/比热容，以便每空间单位能够存储最大的能量。技术参数不同的不同的材料都适合于此，例如比热容和耐热性还有费用。具有高比例Al2O3的耐火泥(例如A40t等级的)例如已允许大约1450℃的应用温度。同时，具有高达2.15g/cm3的相对密度，这些也提供了相对高的比热容。然而，也能够使用工业陶瓷，其温度范围甚至可能高得多，但其反过来通常具有关于比热容的缺点，可再次完全或部分抵消较高温度的优点。在本专利技术的改进中，提供了设置在蓄热器块中的至少一个热交换器表面，用于热量从流体或电加热元件转移到该蓄热器块中。可选择地，在蓄热器块中的热量可引入到蓄热块中进行存储，或者通过流体或者通过电气元件，所谓的加热筒。供应通过所述至少一个热交换器表面的方式进行，其有利地形成为存储材料的表面，排除材料中存在的差异可导致机械应力。高温气体和液体金属均可用作流体。然而，目前，热量优选地通过电加热筒的方式引入到蓄能器块中。然而，只要在技术上合适的和经济上可行的流体，例如液体金属是可用的，也能使用流体来引入以用于存储待存储的热量。高温可很容易地产生，例如通过抛物面槽式太阳能装置。为此，液体介质在陶瓷管中低压下通过蓄热器。通过聚焦和反射直接引入集中的热辐射也是可能的。在任何情况下，从成本效益和可实现的效率的观点出发来实现尽可能高的存储温度是可取的和必要的。在本专利技术的进一步改进中，提出了为了从所述蓄热器块排除热能，该排除单元具有至少一个蒸发器表面，用于在热传递流体中产生相变，或用于进一步使已经超过相变点的流体过热。为了排除所存储的能量，在排除单元中设置有蒸发器表面，携带经过的液体在其上发生相变。这种液体通常是水，但也可使用其它温度水平的其它液体。如果水用作该液体，如果该相变发生在较高的压力下，则对于提高温度水平是有利的。然而，除了存储材料本身以外，目前可用的材料与该基本原理不一致。这里可提及的主要是缺乏可用钢的蠕变强度。这主要具有的影响是所述钢可接触的最高温度受到限制。因为所储存热量的提取通常以本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于在至少一个蓄热器块（2）中储存热能的蓄热器（1），以及至少一个用于排出所存储的热能的排除装置（3），其特征在于蓄热器块（2）和排除装置（3）相对于彼此分开并移动。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.13 DE 102013110117.81.用于在至少一个蓄热器块（2）中储存热能的蓄热器（1），以及至少一个用于排出所存储的热能的排除装置（3），其特征在于蓄热器块（2）和排除装置（3）相对于彼此分开并移动。
2.如权利要求1所述的蓄热器，其特征在于在蓄热器块（2）中提供了至少一个热交换器表面（4），用于热量从流体（5）或电加热元件（6）转移到蓄热器块（2）中。
3.如权利要求1或2所述的蓄热器，其特征在于为了从所述蓄热器块（2）排除热能，所述排除装置（3）具有至少一个蒸发器表面（7），用于在热传递流体（8）中产生相变，或用于进一步使已经超过相变点的流体过热。
4.如权利要求3所述的蓄热器，其特征在于所述蒸发器表面（7）优选地由至少一个管（10）的内表面（9）形成，其优选地嵌入在特别对应于蓄热器块（2）的材料（13）的材料（12）的块（11）中。
5.如一项或多项前述权利要求所述的蓄热器，其特征在于蓄热器块（2）形成为至少部分地包围所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：克劳斯·鲁道夫·夸斯特，彼得·曼弗雷德·罗斯勒尔，
申请(专利权)人：耶司储能系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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