用于存储热能的块体和单元制造技术

这涉及一种用于存储和释放热能的单元，该单元包括多个块体(3)，每个块体具有主体(330)，主体(330)的侧壁限定适于接收存储和释放PCM类型的元件(13)的腔室(7)，元件(13)布置成与经由通道在腔室之间循环的制冷或传热流体(9)成热交换关系；以及围绕所述腔室布置的用于腔室的热管理的元件(19)，并且至少一些元件包括热绝缘材料，并且其他元件包括PCM。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于存储热能的块体和单元本专利技术涉及：-用于(至少)一个热能存储单元的块体，-以及用于存储和释放所述能量的单元。还涉及其中循环制冷或传热流体的流体循环回路的存储和热管理。已经提出用于提供存储热能功能的装置。因此US2011/0030915公开了这样的设备，其包括：-存储和释放热能的元件，-用于接收所述元件的腔室，该腔室限定在由关闭腔室的底部连接的外壁内，-外部和腔室之间的至少一个连通通道，以允许待置于腔室中的制冷或传热流体与所述元件成热交换关系进出所述腔室，-外围元件，至少一些元件包括至少一层热绝缘材料和其他元件包括至少一层相变材料，并且外围元件围绕所述腔室布置。进一步提出涉及所述设备的工业生产和操作效率的双重问题。然而，该产业被邀请加速投放到新技术的市场上，从而可以减少污染物排放，平滑任何与标称尺寸操作相关的负载的偶然增加，而且也提出解决方案以随时间错开在另一个时间可用能量的释放。在发动机上或车辆中，用于容纳热流体的清洁系统和用于冷却所述发动机和/或车辆的某些部件的两者的性能和尺寸和/或重量的实质减少，已经出现在这里作为有利于实现目前展示的目标的主要通道，与燃料消耗和气体污染物排放的减少有关。在这种情况下，并且为了答复这些需求中的至少一部分，这里提出了用于存储和释放能量的模块化块体，除了根据US2011/0030915的设备的上述特征，模块化块体还包括具有在底部以外的侧面上开放的腔室，例如用于将用于存储和释放热能的所述元件放置其中或从那里移除用于存储和释放热能的所述元件，一个实施方式：-其中所述外围元件是用于腔室的热管理的元件，其不与任何制冷或传热流体接触，根据在腔室中进行的所述交换的热工作，这不是US2011/0030915中的管2b的情况，-并且，其中，所述至少一层绝热材料布置在处于受控气氛下且具有柔性片或金属壁(在环境压力下可手动变形)的袋中。因此，测试结果显示模块化设计将与可能的大规模生产和能源性能相关联。这指的相变材料-或PCM-将指定能够改变物理状态的任何材料。热存储可以通过使用其潜热(LH)来实现：然后材料可以通过状态的简单改变来存储或转移能量，同时保持温度和基本恒定的压力，即状态改变。通过“VIP构造”，理解为在受控气氛下包含至少一种先验多孔的热绝缘材料的结构。在“受控气氛”下，意思是填充的气体的导热系数低于环境空气的导热系数(26mW/m.K)或“部分真空”，即处于低于环境压力(因此<105Pa)的压力。外壳中的压力在100Pa和104Pa之间也可以是合适的。“多孔”指具有能够通过空气的空隙的材料。因此，具有开孔的多孔材料因此不仅包括泡沫材料，而且包括纤维材料(诸如玻璃棉或岩棉)。可以被认定为孔的通道间隙的尺寸小于1或2mm，以便能够保证良好的热绝缘性，并且优选地在1微米处，并且优选地进一步在10-9m处，用于特别是耐受老化的问题，因此可能会降低VIP封套中的负压。为了提升所述腔室的热管理的作用，建议在受控气氛下的包含至少一所述层的热绝缘材料的至少一些袋集成到外壁中(与外壁集成在一起)，或者围绕所述外壁布置，因此优选地壁由围绕它们的外围封套保持。为了进一步提升可能的大规模生产，块体的组装，其本身的维护，以及其操作效率，建议上述块体进一步包括围绕腔室的开放侧的密封表面(因此具有密封件)，用于提供与流体相关的密封。由于类似的原因，还提出了PCM被接收在所述外壁的至少一个腔体中，并且/或者所述一层或多层PCM与一层或多层热绝缘材料一起布置在所述袋中。还提出，该块体包括一系列所述袋，所述袋通过两个连续袋之间的柔性中间部件连接，其中两个连续袋之间可以相互铰接，并且所述袋也可以处于受控气氛下，典型地通过单个外围密封件，这意味着袋和所述中间部分将在密封的封套中连通，所述密封的封套然后将围绕它们。因此，它将促进工业化、供应、实施、适应各种形式的块体和维持块体外围的热管理。出于可比较的考虑，提出所述中间部分包括至少一个绝热材料的结构，柔性(或可变形)且在所述受控气氛下，从而提供两个袋之间的热绝缘的连续性。通过这种方式，可能的铰接和热性能将被合并。关于现在的实际存储和释放单元，出于上述原因，建议具有：-多个堆叠的模块化块体，每个块体包括：-用于存储和释放所述热能的元件包括至少一层PCM，-主体，包括：-用于接收元件的腔室，所述元件用于存储和释放所述热能，所述接收腔室被限定在由底部连接的主体的外壁内，底部封闭所述腔室的一侧，所述腔室在另一侧开放，用于将用于存储和释放所述热能的所述元件放置其中或从那里移去用于存储和释放所述热能的所述元件，-在所述腔室之间的至少一个连通通道，以允许待置于腔室中的制冷或传热流体与所述元件成热交换关系进出所述腔室，-优选地围绕腔室的开放侧的密封表面，用于对有关流体提供密封(粘合或焊接将使得可以省去密封件)，-适于将块体附接在一起的附接装置，-以及用于围绕所述腔室布置的腔室的热管理的元件，其中至少一些元件包括至少一层热绝缘材料(优选多孔的并且集成到真空绝缘板；VIP)和其他至少一层PCM，并且其中：-所述至少一层热绝缘材料被布置在受控气氛下并具有柔性片的袋中，所述袋单独地(逐块地，如图2或3所示)或全局地(如图1所示)绝缘所述腔室。将PCM型袋集成到外壁中将使得可以通过模制来提供生产，以及由聚合物制成的主体，增加了标准化并且实施容易和安全。在外围的外部布置将使得能够适应某些尺寸，或者甚至适应安装的限制。对可模制的材料制成的壁或主体覆盖了注入的和纤维填充的热塑性树脂和浸渍织物或垫子(mat)的热固性树脂，诸如织物或非织物。拉杆或粘合或焊接可以适合轴向连接模块化块体。一个考虑因素也是促进流体的循环以及每个块体的热交换。还提出了多个模块化块体沿轴线堆叠，并且每个块体包括穿过其腔室底部的连通通道，以允许流体从一个腔室循环到另一个腔室，两个连续的通道从一个通道平行于所述轴线偏移到下一个通道，以限定挡板。这里介绍的模块化解决方案的一个优点是能够适应块体的相对位置以便最好地满足环境。因此，例如有必要布置两个相邻的块体，例如，其腔室面对面或背对背。从该解决方案还期望，模块化使其能够适应每种实施情况的要求，高能量性能，可能的大规模生产以及与适用于汽车领域的这种生产相适应的成本价格。在这方面，建议每个模块化块体的主体是整体(unitary)的。为了促进流体在操作情况下的循环，提供的该单元进一步包括用于放置流体循环的装置，以使其在腔室内和在所述块体外部的回路中循环(以强制方式)。此外，为了完善绝热并进一步促进大规模生产，另外提出，包括PCM的至少一些热管理元件与热绝缘材料一起布置在所述袋中；这使得可以提供一种实施方式以VIP和/或实用包装的形式，包括如果所述封套必须被集成到主体的所述外壁中。还建议将这些主体堆叠在一起，使得所述外壁外部限定VIP抵靠的支撑物，通过突起或间隔物侧向阻塞，那将在主体的外壁和外部封套(其可以是可移除的)之间保持基本上具有所述VIP的厚度的空间。这将结合模块化/高能量性能/适应性/易于维护/机械结构。实施的简易和交换表面的优化结合优化的热管理也可以作为目标。因此提出，用于存储和释放热能的元件，因此是个性化的元件，诸如球或筒(cartridge)，松散本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于存储热能的单元(1)的模块化块体，该块体包括：‑用于存储和释放热能的元件(13)，‑接收所述元件(13)的腔室(7)，该接收腔室限定在由底部(29)连接的块体的外壁(5)内，底部封闭腔室的一侧，腔室在另一侧上开放，‑在外部与腔室之间的至少一个连通通道(30)，以允许待置于腔室中的制冷或传热流体与所述元件成热交换关系进出所述腔室，‑用于腔室的热管理的元件(15，19，23)，所述元件中的至少一些包括至少一层热绝缘材料(23)，并且其他元件包括至少一层相变材料(PCM，15)，并且用于腔室的热管理的元件围绕腔室布置，并且其中所述至少一层热绝缘材料(23)布置在受控气氛下并且具有柔性片(49，53)或金属壁(490)的袋(19)中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.20 FR 15578301.一种用于存储热能的单元(1)的模块化块体，该块体包括：-用于存储和释放热能的元件(13)，-接收所述元件(13)的腔室(7)，该接收腔室限定在由底部(29)连接的块体的外壁(5)内，底部封闭腔室的一侧，腔室在另一侧上开放，-在外部与腔室之间的至少一个连通通道(30)，以允许待置于腔室中的制冷或传热流体与所述元件成热交换关系进出所述腔室，-用于腔室的热管理的元件(15，19，23)，所述元件中的至少一些包括至少一层热绝缘材料(23)，并且其他元件包括至少一层相变材料(PCM，15)，并且用于腔室的热管理的元件围绕腔室布置，并且其中所述至少一层热绝缘材料(23)布置在受控气氛下并且具有柔性片(49，53)或金属壁(490)的袋(19)中。2.根据权利要求1所述的模块化块体，还包括围绕腔室的开放侧的密封表面(39)，用于对有关流体提供密封。3.根据权利要求1或2所述的模块化块体，其中，PCM(15)容纳在所述外壁(5)的至少一个腔体(17)中，并且/或者该PCM与热绝缘材料(23)布置在所述袋(19)中。4.根据前述权利要求中任一项所述的模块化块体，其包括在受控气氛下的一系列所述袋(19)，所述袋通过两个连续袋之间的柔性中间部分(21，79)连接，其中所述两个连续袋之间的一个袋可相对于另一个袋铰接。5.根据前述权利要求中任一项所述的模块化块体，其中，所述柔性片(49，53)是以包含聚合物膜和铝的多层膜的形式。6.根据前述权利要求中任一项所述的模块化块体，其中，所述金属壁(490)具有在0.07mm至3mm之间的厚度。7.一种由根据前述权利要求中任一项所述的块体限定的润滑剂槽，并且因此包含用于存储和释放热能的元件(13)，该用于存储和释放热能的元件(13)布置成与通过泵使在所述腔室(7)中循环的润滑剂(82)成热交换关系。8.润滑剂槽：-容纳根据权利要求1至6中任一项所述的块体，其中用于存储和释放热能的元件(13)布置成与通过泵使在所述腔室(7)中循环的润滑剂(82)成热交换关系，-并且其中，当润滑剂的循环停止时，所述元件(13)浸入润滑剂的第一体积(V1)中，在润滑剂的第一体积(V1)的外面延伸低于第一体积的润滑剂的第二体积(V2)。9.一种包括发动机缸体(720)的组件，根据权利要求7或8所述的润滑剂槽(74)螺纹连接到所述发动机缸体(720)下方，并在...

【专利技术属性】
技术研发人员：法布里斯·萧邦，保罗·布莱恩，鲍里斯·肖韦，克里斯托夫·多米尼亚克，
申请(专利权)人：哈金森公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR