[发明专利]储存热能的装置和方法

权利要求书

1、一种可储存太阳能的储热装置，其中热量由太阳能集热装置收集，它包括以下部分：一个或多个太阳辐射能聚集组件；属于并置于上述组件的聚焦处的接收器(包括携带所聚集的太阳辐射热量的载热介质)；主级管，用于输运连接集热组件和热容器的热载热介质；以及次级管，用于输运冷载热介质，该储热装置装备有一个或多个驱动载热介质循环流动的装置，即装备有循环泵，该循环泵连接到输运载热介质的主级管和/或次级管上，该储热装置的特征在于：

储热装置(1)包括充有实现相变的结晶材料的热容器(2)，在该热容器(2)中，输运载热介质的加热—冷却管(4)嵌装在结晶材料(3)或其熔质(3a)中，以便给其充热并利用所储存的热量，上述加热—冷却管的管端(5)经过下述部件连接到一个或多个用热装置(12)：阀门(6)，输运载热介质的主级管(8)，连到集热组件上的次级管(9)，连接管(10)，以及一个或多个(或有时没有)换热器；

热容器(2)、换热器(11)、输运载热介质的主、次级管(8、9)、以及中间连接管(10)都覆有绝热层，热容器(2)、储热介质、载热介质、输运载热介质的管子(8)以及换热器(11)都装备有温度监测仪表(14)和用于确定或调节载热介质特性以及探测上述介质温度的状态感应和控制装置(15、16)；

储热装置(1)的热容器(2)和输运传热介质的主级管(8)通过中间连接管(17)连接到装有惰性气体—多数情况下为氮气的膨胀罐(18)上，基本装置热容器和相关组件可以一定数量的组合形式满足储热和用热要求。

2、储热装置的几个部分，其特征在于，移动系统中的储热装置(1)作为基本装置被提供，它可装入一个容器内(铁路车罐等)由车辆输送，或自身驱动；一个或多个热容器(2)装备有结晶材料(3)、加热和冷却管(4)、出口连接管(5)、连接件(19)、绝热包层(13)、温度仪表(14)、以及状态感应装置(15)和控制装置(16)。

3、用以储存热能、尤其是储存太阳能或其它高温热源如热电厂或核电厂的热能的方法，其特征在于：

由传热介质从热源传递来的热能用相变方法储存：在储热装置(1)的热容器(2)内装有一种储热能力优良的结晶材料(3)，可能是一种易熔材料；这种材料(3)被来自热源(7a)的热传热介质(20)加热直到熔化的结晶材料(3)被充热并将热储存起来，然后，在放热模式中，载热介质(20)从换热器(11)开始循环流动，熔质(3a)被冷却，直到相变结束即再结晶，也就是冷却达到极至，所储存的热量以此方式被取走；在此过程中，使用了某些结晶材料或低共熔点材料，它们在多次重复相变过程中能总体上保持其可逆性；它们与所使用的结构材料不发生或只发生微弱的化学反应；它们不会腐蚀或只轻微腐蚀；以及它们的热性能参数使其具有高的相变储热能力。

4、根据权利要求1的储热装置，其特征在于：

储热缸(热容器)(2)的加热—冷却管(4)带有加肋表面(23)以提高散热和吸热能力，换热器(11)的加热管(22)也带有加肋表面(23)以获得更好的散热能力。

5、根据权利要求2的储热装置，其特征在于：

储热罐(热容器)(2)的加热—冷却管(4)带有加肋表面(23)以提高散热和吸热能力。

6、根据权利要求1和4二者任其一的装置的某些部分，其特征在于：

温度监测器(14)、状态感应装置(15)和控制装置(16)、以及控制器(24)都与一计算技术装置如一台计算机(25)互相连接。

7、根据权利要求2和5二者任其一的装置的某些部分，其特征在于：

温度监测器(14)、状态感应装置(15)和控制装置(16)、以及控制器(24)都与一计算技术装置如一台计算机(25)互相连接。

8、根据权利要求2的储热装置的可移动可运输部分，其特征在于：

储热装置(1)的热容器(2)上的加热—冷却管(4)的进出口部分处的管端(5)装配有连接件(27)，它可以连接到传统加热系统和热电厂或核电厂的冷凝系统或其它传热站上，以便给可移动系统的热容器(26)充加热量。

9、根据权利要求1、4或6中任其一的装置的某些部分，其特征在于：

热水供应装置通常是热水锅炉，可连接到储热装置(1)上。