[發明專利]具有用于激發相變材料中的結晶的設備的潛熱蓄熱器以及用于激發相變材料中的結晶的方法

在審

• 申請號: 201680064135.1
• 申請日: 2016-09-02
• 公開（公告）號: CN108351181A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: O·安德斯;M·庫勒恩考德
• 申請（專利權）人: H.M.加熱裝置有限兩合公司
• 主分類號: F28D20/02
• 分類號: F28D20/02
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 韓國勝

本發明涉及一種潛熱蓄熱器，具有用于容置相變材料PCM的存儲容器1和用于激發所述相變材料中的結晶的設備7。在根據本發明的設備和根據本發明的方法中，結晶在相變材料中的激發是基于引發成核的晶核的預先確定，從而在現有的條件下由亞穩相位形成穩定相位。為此，一種富含晶核(晶種)的氣態介質被導入相變材料。根據本發明的潛熱蓄熱器具有存儲容器1，該存儲容器除了氣態介質的余量36以外被裝滿相變材料PCM。富含晶核的氣態介質經由線路系統16被導入相變材料PCM，線路系統具有延伸進存儲容器1的容器內部的導入線路24，其開口端35處在位于存儲容器1內的氣態介質與相變材料PCM之間的分界層26以下。

技術領域

本發明涉及一種潛熱蓄熱器，具有用于容置相變材料的存儲容器和用于激發所述相變材料中的結晶的設備。此外，本發明涉及一種用于激發位于潛熱蓄熱器的存儲容器中的相變材料的結晶的方法。

背景技術

在太陽熱能裝置中，為了存蓄太陽能使用潛熱蓄熱器，潛熱蓄熱器具有用于容置蓄熱介質的存儲容器。在存儲容器內布置了換熱器，該換熱器與用于導入載熱介質的進程和用于導出載熱介質的回程相連接。

所述已知的潛熱蓄熱器可通過熱量的導入而被載熱并且通過導出所存蓄的熱量而被放熱。已知的蓄熱系統為了存蓄熱能而具有多個潛熱蓄熱器。

由EP 2 273 226 A1已知一種用于太陽能技術裝置的蓄熱系統。該蓄熱系統包括多個蓄熱器-容器，其可被先后連續地載熱或者放熱。各個存儲容器通過線路系統相互連接。為了控制載熱介質的流入或者流出，在導入線路與導出線路內布置閥門，其由控制單元來控制。控制系統容許各個容器的載熱或者放熱。

作為蓄熱介質，可使用一種相變材料(PCM)，相變材料為了存蓄太陽能熱量而充分利用可逆的使用熱動力的狀態變化的焓。一種已知的相變材料例如是三水乙酸鈉，其具有高熔融焓和相當低的價格。在潛熱蓄熱器加載時，相變材料由一種固體的聚集態轉變為液態的聚集態。三水乙酸鈉例如在58℃的熔融溫度下被液化。在冷卻時，水合鹽作為降溫融化液以液態形式保持在亞穩狀態中。其中，所述水合鹽的體積變小。如果結晶在降溫融化液內被激發，那么水合鹽就升溫至58℃，其中，潛在的熱量就重新被釋放出來。亞穩的狀態可基本在任意長的時間段內保持不變。但在已知的蓄熱器系統中存在結晶在相變材料內意外激發的風險，從而所述潛熱蓄熱器在還沒有使用熱量的時間點上放熱。因此，對于蓄熱器系統的無干擾的運行而言，結晶在一個特定時間點上可靠的激發具有決定性的重要意義。

DE 10 2010 046 243 A1說明了一種用于潛熱蓄熱器的結晶激發的設備，所述設備具有可機械變形的觸發元件和啟動機制。所述觸發元件被設計為薄片，其在所述啟動機制的操縱后突然由一種形狀轉變為另一種形狀。所述啟動機制具有電氣式的、電磁式的、氣動式或者壓電式的驅動單元。

發明內容

本發明的根本目的是，提供一種用于太陽熱能裝置的潛熱蓄熱器，所述潛熱蓄熱器具有用于激發相變材料中的結晶的設備，使用該設備，結晶過程能夠可靠地開始進行。本發明的另一個目的是，提供一種用于太陽熱能裝置的潛熱蓄熱器，所述潛熱蓄熱器具有用于激發相變材料中的結晶的設備，該設備可在生產成本比較少的情況下以大量件數制造。

此外，本發明的目的是說明一種方法，使用該方法，相變材料中的結晶過程能夠可靠地開始進行。

這一目的的解決方案根據本發明是通過獨立權利要求中的特征實現的。從屬權利要求的說明內容涉及本發明的有利實施方式。

在根據本發明的設備和根據本發明的方法中，相變材料中的結晶的所述激發、也就是說相變材料由亞穩狀態向穩定狀態的轉變是基于引發成核的晶核的預先確定，從而在現有的條件下由亞穩相位構成穩定相位。