[发明专利]蓄热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种储热蓄热器，以及涉及一种包括该蓄热器的热装置。

背景技术

能量(例如，热能)的储存，用来及时改变所述能量的产生和消耗。

热能储存也可用于利用软能源，例如，太阳能，该能源是可再生的，但间歇地形成。能量储存也可用于利用在“非高峰”时间(在该“非高峰”时间期间，电费是最低的)和“高峰”时间(在该“高峰”时间期间，电费是最高的)之间的电价的差异。例如，在产生被储存在热蓄热器中的热能的压缩空气能量储存的情况下，消耗电力的压缩阶段在非高峰时间期间以最低的成本被有利地进行，而产生电力的膨胀阶段在高峰时间期间进行，以便根据需要，以有利的电费，提供可被注入到输电网中的电力。

照惯例，热能被储存在蓄热器的储能介质的填充床中，例如，在卵石床中。

通过传热流体流和蓄热器之间的热交换的储存操作，照惯例被称为“充注阶段”，在充注期间进入蓄热器的传热流体被称为充注传热流体。

热能的传递可引起这些储能介质的温度的增加(明显的储热)和/或这些介质的相变(潜在的储热)。

然后，通过传热流体流和储能介质之间的热交换，所储存的热能可被还原。照惯例，该操作被称为释放阶段，在释放期间进入蓄热器的传热流体被称为释放传热流体，在充注阶段结束和在释放阶段开始之间经过的时间被称为储存时间。

“A review on packed bed solar energy storage systems”，Renewable and Sustainable Energy Reviews，14(2010)，第1059页-第1069页，描述了蓄热器领域的现有技术。

在蓄热器的运行期间，特别当传热流体为潮湿空气时，空气中的水分的冷凝物腐蚀蓄热器的材料。此外，在高压下，存在于空气中的水分会冷凝且与存在的其他冷凝物或污染物混合。于是，其他的冷凝物或污染物可使水变酸，因此是腐蚀性的。这引起蓄热器的使用寿命的显著降低(在工业装置中，该使用寿命应该是长于20年，或甚至长于30年)，因此引起整个成本的增加。

因此，存在增加蓄热器的使用寿命的需求，特别是关于腐蚀性的酸腐蚀，特别在高于350℃、或甚至高于500℃的工作温度下，尤其是对于通过潮湿空气充注的蓄热器。

本发明的目的是至少部分地满足该需求。

发明内容

根据本发明，利用蓄热器、特别是显热蓄热器实现该目的，所述蓄热器包括被放置在室中的储能介质的床，所述室包括外壳和放置在所述外壳和所述储能介质之间的保护层，所述保护层与所述储能介质接触，具有大于50mm的最小厚度，且至少部分地，优选全部地包括保护材料，以基于氧化物的重量百分比计，所述保护材料的组成满足：

-Fe₂O₃+Al₂O₃+CaO+TiO₂+SiO₂+Na₂O+K₂O>80％，和

-其他氧化物：补充至100％。

发明人已发现，根据本发明的蓄热器具有更长的使用寿命，特别是在根据本发明的应用中，其中，储能介质与酸性液体接触。

在第一实施方式中，保护层的材料或保护材料的组成优选满足：

-Fe₂O₃+Al₂O₃+SiO₂>80％，优选Fe₂O₃+Al₂O₃+SiO₂>90％，和/或

-Al₂O₃>60％，优选Al₂O₃>85％，优选Al₂O₃>95％，和/或

-Fe₂O₃<20％，优选Fe₂O₃<10％，优选Fe₂O₃<3％，和/或

-SiO₂<10％，优选SiO₂<5％，优选SiO₂<2％，和/或