[发明专利]一种蓄热器及其操作方法

说明书

本发明涉及蓄热器，具有用于接收蓄热介质的壳体，接收在所述壳体中的蓄热介质以及热交换器，热载流可以在所述热交换器中传送，并且所述热交换器被设置为将热量从蓄热介质传送到热载流。根据本发明，蓄热器的其特征在于，提供了电加热装置，其被配置为将电能转化为热能。电加热装置被设置为在操作期间加热蓄热介质，其中，被电加热装置所加热的蓄热介质是金属。此外也公开了相应的方法。

技术领域

本发明第一方面涉及一种蓄热器。

本发明另一方面还涉及一种蓄热器的操作方法。

背景技术

蓄热器，又称为热存储装置，包括通过受热来存储蓄热能的蓄热介质。常见的蓄热介质具有相对较高的比热容。因此它们可以存储相当多的能量同时又没有过高的温度变化。从蓄热器散发出来的热能用于多种不同的应用。

通用的蓄热器包括用以接收蓄热介质的壳体以及接收在壳体中的蓄热介质。此外，蓄热器包括用于运送热载流的热交换器，该热交换器被配置为将热量从蓄热介质转移到热载流。

相应地，用于操作热交换器的通用方法按照以下步骤来执行：热能从热源转移到设置在蓄热器的壳体上的蓄热介质，并且热能通过热交换器的传送从蓄热器转移到热载流。

如果蓄热介质可以被加热到相对高的温度，那么对于某些应用而言是非常有益的。在DE 10 2012 111 707 A1中描述到许多充满铝的胶囊被用作蓄热介质，从而存储了例如来自热电站或者集中供暖系统的热量。

在WO 2012/113824 A1中，来自火车的废热得到了利用。为此，具有铝的蓄热器被推荐为潜在的蓄热介质。

此类已知的蓄热器限于使用废热或者热电站的热能。根据上述记载，通过该蓄热器，除了热能之外的不同形式的能量并不能得以存储，也不能转变为热能。

发明内容

本发明的目的可以被视为提供一种蓄热器以及一种操作蓄热器的方法，其超越了仅仅将热能吸入和散发的作法，开创了各种应用的可能性。

根据本发明的蓄热器以及根据本发明的方法的各种有益的变体是从属权利要求的主题，并且将在下文中进一步解释说明。

通过上述类型的蓄热器，根据本发明提供了一种电加热装置，其被配置为将电能转换为热能。电加热装置设置为在操作期间加热蓄热介质，其中通过电加热装置进行加热的蓄热介质是金属。

在上述类型的方法中，根据本发明提供了一作为热源的电加热装置，将电能转换为热能，并且将通过电加热装置来生成的热能转移至作为蓄热介质的金属。

通过电加热装置将电能尽可能彻底地转变热能可以视为本发明的核心思想。然后将该热能尽可能彻底地转移到作为蓄热介质的金属。

大量电能的存储是一个巨大的挑战。为此，蓄能电站就是以消耗电能来将水泵送到上游从而存储作为势能的能量而为人所知。但是，以此方式对空间的要求是很高的。人们也知道电池和类似的方式，其中，电能是被转化并以化学能的方式来存储。化学能的存储可以理解为通过提供能量，某种分子转化为其它分子。但是，通过这种方式，只有相对少量的能量能够以合理的成本进行存储。相反，根据本发明的电加热装置允许将电能转换为热能然后再进行存储。连同加热金属的想法，使得以相对低的成本来存储大量的能量成为可能。由于高温，所存储的能量可以有效地再次利用于之后的各种应用中或者转换为其它的能量形式。

本发明利用了电能有时能够以非常低的价格获得，有时甚至是倒贴的事实。这在很大程度上是由于不断增强了对例如太阳能和风能之类的再生能源的使用。如果产生太多的电能并提供给电力网，那么电价就会快速地下降。但是，为了保护电力线，电能必须要被移除。在用户过少的情况下，则必须以倒贴的价格来提供电能。