[发明专利]具有用于激发相变材料中的结晶的设备的潜热蓄热器以及用于激发相变材料中的结晶的方法

说明书

本发明涉及一种潜热蓄热器，具有用于容置相变材料PCM的存储容器1和用于激发所述相变材料中的结晶的设备7。在根据本发明的设备和根据本发明的方法中，结晶在相变材料中的激发是基于引发成核的晶核的预先确定，从而在现有的条件下由亚稳相位形成稳定相位。为此，一种富含晶核(晶种)的气态介质被导入相变材料。根据本发明的潜热蓄热器具有存储容器1，该存储容器除了气态介质的余量36以外被装满相变材料PCM。富含晶核的气态介质经由线路系统16被导入相变材料PCM，线路系统具有延伸进存储容器1的容器内部的导入线路24，其开口端35处在位于存储容器1内的气态介质与相变材料PCM之间的分界层26以下。

技术领域

本发明涉及一种潜热蓄热器，具有用于容置相变材料的存储容器和用于激发所述相变材料中的结晶的设备。此外，本发明涉及一种用于激发位于潜热蓄热器的存储容器中的相变材料的结晶的方法。

背景技术

在太阳热能装置中，为了存蓄太阳能使用潜热蓄热器，潜热蓄热器具有用于容置蓄热介质的存储容器。在存储容器内布置了换热器，该换热器与用于导入载热介质的进程和用于导出载热介质的回程相连接。

所述已知的潜热蓄热器可通过热量的导入而被载热并且通过导出所存蓄的热量而被放热。已知的蓄热系统为了存蓄热能而具有多个潜热蓄热器。

由EP 2 273 226 A1已知一种用于太阳能技术装置的蓄热系统。该蓄热系统包括多个蓄热器-容器，其可被先后连续地载热或者放热。各个存储容器通过线路系统相互连接。为了控制载热介质的流入或者流出，在导入线路与导出线路内布置阀门，其由控制单元来控制。控制系统容许各个容器的载热或者放热。

作为蓄热介质，可使用一种相变材料(PCM)，相变材料为了存蓄太阳能热量而充分利用可逆的使用热动力的状态变化的焓。一种已知的相变材料例如是三水乙酸钠，其具有高熔融焓和相当低的价格。在潜热蓄热器加载时，相变材料由一种固体的聚集态转变为液态的聚集态。三水乙酸钠例如在58℃的熔融温度下被液化。在冷却时，水合盐作为降温融化液以液态形式保持在亚稳状态中。其中，所述水合盐的体积变小。如果结晶在降温融化液内被激发，那么水合盐就升温至58℃，其中，潜在的热量就重新被释放出来。亚稳的状态可基本在任意长的时间段内保持不变。但在已知的蓄热器系统中存在结晶在相变材料内意外激发的风险，从而所述潜热蓄热器在还没有使用热量的时间点上放热。因此，对于蓄热器系统的无干扰的运行而言，结晶在一个特定时间点上可靠的激发具有决定性的重要意义。

DE 10 2010 046 243 A1说明了一种用于潜热蓄热器的结晶激发的设备，所述设备具有可机械变形的触发元件和启动机制。所述触发元件被设计为薄片，其在所述启动机制的操纵后突然由一种形状转变为另一种形状。所述启动机制具有电气式的、电磁式的、气动式或者压电式的驱动单元。

发明内容

本发明的根本目的是，提供一种用于太阳热能装置的潜热蓄热器，所述潜热蓄热器具有用于激发相变材料中的结晶的设备，使用该设备，结晶过程能够可靠地开始进行。本发明的另一个目的是，提供一种用于太阳热能装置的潜热蓄热器，所述潜热蓄热器具有用于激发相变材料中的结晶的设备，该设备可在生产成本比较少的情况下以大量件数制造。

此外，本发明的目的是说明一种方法，使用该方法，相变材料中的结晶过程能够可靠地开始进行。

这一目的的解决方案根据本发明是通过独立权利要求中的特征实现的。从属权利要求的说明内容涉及本发明的有利实施方式。

在根据本发明的设备和根据本发明的方法中，相变材料中的结晶的所述激发、也就是说相变材料由亚稳状态向稳定状态的转变是基于引发成核的晶核的预先确定，从而在现有的条件下由亚稳相位构成稳定相位。