[发明专利]具有用于充能模式并用于放能模式的共同的主动流体运动装置的热交换系统和通过使用热交换系统用于交换热的方法

说明书

本发明涉及具有至少一个热交换腔室的热交换系统，所述至少一个热交换腔室具有包围热交换腔室的至少一个热交换腔室内部的热交换腔室边界，其中，热交换腔室边界包括至少一个第一开口，用于将至少一个热传递流体的入流引导进热交换腔室内部中，以及至少一个第二开口，用于将热传递流体的出流引导出热交换腔室内部。至少一个热储存材料被布置在热交换腔室内部中，使得热传递流体通过热交换腔室内部的热交换流导致热储存材料和热传递流体之间的热交换。热交换系统可以以从如下的组中选择的操作模式来操作，所述组包括：具有从热传递流体到热储存材料的热传递的充能模式和具有从热储存材料到热传递流体的热传递的放能模式。热交换系统配备有至少一个共同的主动流体运动装置，通过所述至少一个共同的主动流体运动装置导致在充能模式期间和放能模式期间热传递流体通过热交换腔室内部的热交换流。

背景技术

1.技术领域

本发明涉及具有热交换腔室的热交换系统和通过使用热交换系统用于交换热的方法。

2.背景技术

尽管可再生能量被集成进公共电能系统（电网），目前大份额的电仍然通过化石能源生成。但是全球气候变化需要进一步发展可再生能量。

类似风和太阳的可再生能源的能量输出贯穿一天或贯穿一年不是恒定的。因此，通过利用来自可再生能源而生成的电会波动。

为了管理此波动的电，热（热能）储存系统被开发用于储存和释放热能（热交换系统）。这样的热交换系统包括具有热交换腔室边界的热交换腔室，所述热交换腔室边界包围热交换腔室内部。热交换腔室内部填充有例如石头的热储存材料。热交换腔室边界包括第一开口，用于引导热传递流体（例如空气）的入流流入热交换腔室内部，以及第二开口，用于引导热交换流体的出流流出热交换腔室内部。

对于充能模式，热交换系统附加地包括充能单元，用于借助于过量的电加热热传递流体。产生的热的热传递流体经由热交换腔室边界的开口中的一个（第一开口）被灌输进热交换腔室内部中。此第一开口限定热交换腔室的“热”终端。热的热传递流体被引导通过热交换腔室内部。通过将热的热传递流体引导通过热交换腔室内部，导致从热传递流体到热储存材料的热交换。热通过热储存材料被储存。

经由热交换腔室的其它开口（第二开口），产生的“冷”的热传递流体被引导出热交换腔室内部。由此，热交换腔室边界的第二开口限定热交换腔室的“冷”终端（端部）。当热交换腔室的冷终端处的温度开始上升到预定温度以上时，充能模式停止。

在热交换腔室的放能模式中，此储存的热可以被恢复：“冷”的热传递流体经由热交换腔室边界的第一开口被灌输进热交换腔室内部中。在此情况下，第一开口限定“冷”终端。冷的热传递流体被引导通过热的热交换腔室内部。通过将冷的热传递流体引导通过热交换腔室内部，导致从热储存材料到热传递流体的热交换。热被从热储存材料释放。

经由热交换腔室边界的第二开口，产生的“热”的热传递流体被引导出热交换腔室内部。由此，热交换腔室的第二开口限定热交换腔室的“热”终端。

产生的热的热传递流体可以被用于生成蒸汽，通过所述蒸汽驱动蒸汽涡轮机。所描述的放能模式的结果：热被转换回电。

当热交换储存部的冷终端处的温度开始下降到特定温度以下时，放能模式停止。

用于热交换系统的充能循环和放能循环的相应导管系统是非常昂贵的。

发明内容

本发明的目标是提供热交换系统，其安装与现有技术相比具有减少的成本。

此目标通过权利要求中具体说明的本发明来实现。