CN101251350A - 蓄热器和储存热量的方法 - Google Patents

蓄热器和储存热量的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101251350A
CN101251350A CNA2008100097139A CN200810009713A CN101251350A CN 101251350 A CN101251350 A CN 101251350A CN A2008100097139 A CNA2008100097139 A CN A2008100097139A CN 200810009713 A CN200810009713 A CN 200810009713A CN 101251350 A CN101251350 A CN 101251350A
Authority
CN
China
Prior art keywords
regenerator
medium
heat
elements
heat accumulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2008100097139A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101251350B (zh
Inventor
马蒂亚斯·黑内尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Du'er System Co.,Ltd.
Kraft Ann Ragan Munich Ltd.
Original Assignee
KBA Metalprint GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KBA Metalprint GmbH and Co KG filed Critical KBA Metalprint GmbH and Co KG
Publication of CN101251350A publication Critical patent/CN101251350A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101251350B publication Critical patent/CN101251350B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D17/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles
    • F28D17/02—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles using rigid bodies, e.g. of porous material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D17/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles
    • F28D17/04—Distributing arrangements for the heat-exchange media

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
  • Detail Structures Of Washing Machines And Dryers (AREA)
  • Domestic Hot-Water Supply Systems And Details Of Heating Systems (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)

Abstract

本发明涉及一种蓄热器(2)，它包括一个蓄热体结构，所述结构具有至少两个蓄热体元件(30到33)，它们通过一种介质的穿流实现加载，并分别通过温度分层形成热端(23)和冷端(22)，并包括一个介质清洗装置(98)，它在蓄热器的清洗模式下生成至少一个冷的介质清洗流，并将其引入到至少一个蓄热体元件(30到33)的冷端(22)中，而从所述蓄热体元件(30到33)的热端(23)流出的热的介质清洗流则通过至少一条清洗路径(99)进入到至少另一个蓄热体元件(30到33)的处于已加载状态的热端(23)中。此外，本发明还涉及一种相应的方法。

Description

蓄热器和储存热量的方法
技术领域
本发明涉及一种具有蓄热体结构的蓄热器。
背景技术
一种已公知的蓄热器，具有外壳，它被一种蓄热材料、特别是陶瓷材料充满。为了将热量加载到蓄热器中，一种热的介质流被引导穿过上述材料，从而使其加热。为了使热量从蓄热器中释放出来，一种冷的介质流被引导穿过热的材料，从而使这一介质流加热，进而作为热的介质流。所使用的陶瓷材料特别是以陶瓷蜂窝体的形式出现。也可以使用松散材料和/或板状材料。对于介质而言，这些材料具有众多的流道。热量的吸收和热量的释放取决于加载和卸载热量时的能流，而这些能流的大小可以是不同的。这样在蓄热器的蓄热体结构中就会出现局部的温升。在蓄热材料吸收热量时会出现一个热量曲线(Wrmeprofil)，也就是说，在蓄热材料进口侧的温度为最高。蓄热材料的温度沿着朝向蓄热器出口的方向递减。这种温度分布也相应地适用于热量释放的情况。如果蓄热器处于静止状态，即既不吸收也不释放热能，那么蓄热体结构内的温度就会从热侧到冷侧变得均匀。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有蓄热体结构的蓄热器，在这种蓄热器上，即使在较长的停机时间内也可以保持一个所需的、特别是水平的和/或垂直的温度分布状态。特别是保持一种可重现的状态，从而运行情况能达到最优状态，并达到很高的效率。
这个目的通过以下方式实现，即蓄热器的蓄热体结构具有至少两个蓄热体元件，它们通过一种介质的穿流实现加载，并分别通过温度分层形成“热端”和“冷端”，同时设有介质清洗装置，它在蓄热器的清洗模式下生成至少一个冷的介质清洗流(Mediumspülstrom)，并将其引入到至少一个蓄热体元件的冷端中，而从上述蓄热体元件的热端流出的、热的介质清洗流则通过至少一条清洗路径进入到至少另一个蓄热体元件的、处于已加载状态的热端中。也就是说，通过这个特别是在蓄热器停机状态下由介质清洗装置生成的介质清洗流，使至少一个蓄热体元件的冷端得到加载。介质清洗流以与介质加载流(Mediumladestrom)相反的方向穿过蓄热体元件。介质加载流在穿过蓄热体元件时已生成一个热量曲线，也就是说，蓄热体元件的进口区域比出口区域热。这样，就从热端到冷端出现温度分层，在这里，冷端对于介质加载流而言就是蓄热体元件的出口区域。相对于介质加载流介质清洗流的温度较低，即它是“冷”的，如果它现在被引导进入已被加载的蓄热体元件的冷端，那么介质清洗流在穿过蓄热体元件的时候就会被加热，并作为热的介质清洗流从上述蓄热体元件的热端流出。这个热的介质清洗流则通过至少一条清洗路径被引入到处于已加载状态的、至少另一个蓄热体元件的热端中。这另一个蓄热体元件的热端就是在通常的加载时被热的介质加载流所加载的那一端。在这另一个蓄热体元件中，“热端”这个状态只有在进行相应的加载时才存在，所以选择了“处于已加载状态的热端”这一表达方式，这并不意味着，当热的介质清洗流进入到另一个蓄热体元件的(热)端时，蓄热体元件必须是已加载的，即必须存在着带有高温的热端。因此，另一个蓄热体元件在这里也可以是没有加载的或部分加载的，也就是说，蓄热体元件不具有温度曲线或是具有相应形成的温度曲线。但较佳的是，这另一个蓄热体元件处于已加载的或至少加载的状态，即从一个蓄热体元件流出的、热的介质清洗流进入到另一个蓄热体元件的热端。按照这种方式，在第一蓄热体元件中已有的、通过加载过程而产生的温度分层将继续存在，因为冷端被冷的介质清洗流“冷却”，而从热端流出的、热的介质清洗流则进入到另一第二蓄热体元件的热端。因此，在第二蓄热体元件中的、热的介质清洗流同样设法保持它的温度曲线，即它的温度分层，因为热的介质清洗流在穿过这另一个蓄热体元件时被冷却，这样，考虑到介质清洗流的穿流方向，这另一个蓄热体的进口侧的温度就高于出口侧。特别是在较长的停机时间内，这种通过介质清洗流进行的清洗反复进行，其中，这另一第二蓄热体元件的冷端优选地被冷的介质清洗流加载，而所述的介质清洗流从第二蓄热体元件的热端流出，并流往第一蓄热体元件的热端。这些过程可反复进行。因此，借助介质清洗流传递的能量来回输送，从而保持了这至少两个蓄热体元件的温度分层。蓄热体元件温度的均匀化因而被避免，这样就存在着可重现的状态，并且有着基本不变的温度分别用于热量的加载和卸载，也就是说，从至少一个第一蓄热体元件的冷端出来的加载流的流出温度始终保持大致不变，而这至少一个第一蓄热体元件卸载时的卸载温度也同样是可重现的，从而使在这之后进行的热能消耗过程能够达到最优的效率。
按照发明的一个实施形式，热端为蓄热体元件的上端，冷端为蓄热体元件的下端。因此，蓄热体元件在垂直方向上延伸，而介质加载流从上端进入，又从下端流出。冷的介质清洗流从至少一个蓄热体元件的下端进入。而由此产生的、热的介质清洗流从这个蓄热体元件的上端流出，并进入到至少另一个蓄热体元件的上端，接着又以冷的介质清洗流的形式从前面最后提及的蓄热体元件的下端流出。
按照发明的一个实施形式，与至少两个蓄热体元件的热端相连的清洗路径，由布置在蓄热体元件上面的、并在蓄热体元件的至少部分范围内延伸的、共同的连接室形成。所以，蓄热体元件的热端通过这个共同的连接室相互连通，这样，热的介质清洗流可从至少一个蓄热体元件进入到至少另一个蓄热体元件中，即进入到它的热端中。
另外较佳的是，在每个蓄热体元件的上面有至少一个第一介质开口。特别是，在蓄热器的热量加载模式中第一介质开口形成第一热量输入开口，在蓄热器的热量卸载模式中第一介质开口形成第一热量输出开口。连接室优选地具有第一介质开口。因此，介质加载流可通过与每个蓄热体元件对应的第一介质开口从上进入到蓄热体元件中，在这一过程中，介质加载流从形成第一热量输入开口的第一介质开口向下流出，基本上垂直地穿过连接室，进入到所述的、与之对应的蓄热体元件的上端。在蓄热器的热量卸载模式中，冷的介质流进入到相关的蓄热体元件的下端。它向上穿过蓄热体元件并在这一过程中加热。它以热的介质卸载流(Mediumentladestrom)的形式从蓄热体元件的上部热端流出，垂直穿过连接室，然后到达第一介质开口(所述第一介质开口--在这种运行模式中--形成第一热量输出开口)，并从那里通过一个通道系统流到热量消耗点。在已述的清洗模式中，冷的介质清洗流流进至少一个已加载的蓄热体元件的下部冷端，并从这个蓄热体元件的上部热端流出。从现在起，热的介质清洗流在连接室中折流，它经过例如180°的折流后流向至少另一个蓄热体元件的热端。
按照发明的一个实施形式，第一截止/横断面调节元件--沿热量加载模式中的介质流动方向，位于每个第一介质开口之前。此外较佳的是，第一截止/横断面调节元件--沿热量加载模式中的介质流动方向，位于连接室之前。在热量加载模式中，通过关闭第一截止/横断面调节元件，介质加载流就不会流向蓄热体元件或者只有很少量的介质流通过其它的第一截止/横断面调节元件和连接室流向蓄热体元件。根据第一截止/横断面调节元件是否打开或关闭相应的蓄热体元件，来对相应的蓄热体元件加载热量或不加载热量。因此，可通过将介质加载流有目的地送到指定的蓄热体元件来控制或调节热量加载过程。在清洗模式中，蓄热体元件的截止/横断面调节元件的关闭，使得从相应的蓄热体元件流出的、热的介质清洗流不会流向外部的热能消耗器，而是通过连接室折流后流向至少另一个蓄热体元件。与运行模式无关的是，截止/横断面调节元件关闭或打开的程度，使得相应的介质流的流量可以得到调节。
第一截止/横断面调节元件可优选地由第一阀门形成。这种阀门结构提供了一种简单而又有效的方案。
在每个蓄热体元件之下设有至少一个第二介质开口。
在蓄热器的热量加载模式中，第二介质开口为在回路中流动的介质加载流形成介质回流开口。在蓄热器的热量卸载模式中，第二介质开口形成介质进流开口。在热量加载模式中，介质加载流穿过或至少一部分穿过至少一个蓄热体元件，并从蓄热体元件的下部冷端流出，达到所对应的第二介质开口。现在为冷的介质加载流从那里回流到热源，以便在那里再次加热，从而能够再次作为热的介质加载流流向蓄热器。这样就出现一个介质回路。当然在一个回路没有闭合的实施例中，也可以发挥蓄热器的功能。在热量卸载的情况下，热的介质卸载流从相关的蓄热体元件的上部热端流出，并流向热能消耗器。热能消耗器将介质卸载流冷却。接着，介质卸载流通过以下方式回流到蓄热器，即它通过第二介质开口即介质回流开口进入到相应的蓄热体元件的下部冷端中，并从下往上穿过蓄热体元件，这样，它就被加热并可再次作为热的介质卸载流流向热能消耗器。在这里也形成了一个介质回路。
在发明的一个实施形式中，至少两个蓄热体元件中的每一个通过它的冷端与一个单室相接，其中，单室布置在蓄热体元件之下。每个单室保证介质可以充满每个相对应的蓄热体元件的整个横断面。因此，无论是对于热量加载模式和热量卸载模式，还是对于清洗模式，每个单室起着介质分配室的作用。分别位于蓄热体元件之上的连接室区域也起着相似的作用。
在每个第二介质开口之前--沿热量卸载模式中的介质流动方向--有一个第二截止/横断面调节元件。较佳的是，第二截止/横断面调节元件--沿热量卸载模式中的介质流动方向，位于单室之前。
按照发明的一个实施形式，相应的介质加载流或介质卸载流，由单室的侧面流出或从侧面进入到单室中。单室优选地具有第二介质开口。它们在单室的侧面形成。单室优选地具有与第二截止/横断面调节元件相对应的室壁。介质优选地从侧面流进单室中或由侧面从单室中流出。
按照发明的一个实施形式，蓄热体元件布置在蓄热器的壳体的蓄热室中。蓄热室优选地相邻布置，并通过至少一个共同的间壁相互隔开。间壁优选为垂直壁。单室也优选地相邻布置，并通过一个共同的分离壁相互隔开。
气体、特别是空气优选地作为介质。
蓄热体元件优选地具有陶瓷材料，这保证其具有较高的蓄热性能。蓄热体元件特别是由子元件组成。例如马鞍体和/或球体可以松散材料的形式用作子元件。
作为补充或替代，子元件可优选地由蜂窝体形成。蜂窝体具有介质穿流通道，这样，在流体损失较低的情况下，有很大的换热面可供利用。
此外，发明还涉及一种在具有蓄热体元件的蓄热器、特别是如前所述的蓄热器中储存热量的方法，它包括以下步骤：将热介质引入到至少一个蓄热体元件中进行热量加载，并由于温度分层在蓄热体元件中形成热端和冷端，将至少一个冷的介质清洗流引入到蓄热体元件的冷端中，并将由此从蓄热体元件的热端流出的、热的介质清洗流引入到至少另一个蓄热体元件的、处于已加载状态的热端中。
优选的是，多次将至少一个冷的介质清洗流引入，从而通过热的介质清洗流将热量在至少两个蓄热体元件之间来回传输。热量因此从一个蓄热体元件传递到另一个蓄热体元件，然后又从另一个蓄热体元件传递到前一个蓄热体元件，如此反复进行。通过这种方式，将使温度分层即各蓄热体元件的温度曲线始终得到保持。
由从属权利要求可得到其它的较佳实施形式。
附图说明
下面通过附图和实施例对发明进行详细说明。其中，
图1为带蓄热器的蓄热设备。
图2为图1所示的蓄热器的投影图。
图3为与图2相应的视图，但是为略微倾斜的仰视图。
图4为图1所示的蓄热设备的管路图。
图5为蓄热器的另一个实施例的投影图。
图6到8为图5所示的蓄热器的两个侧视图和一个俯视图。
具体实施方式
图1中是蓄热装置1，它具有一个蓄热器2。在所述的实施例中，蓄热器2借助热源5运行。但蓄热器2也可用于多个热能源、必要时为多个不同的热能源的情况，这种情况仍属于本发明的范围。
在图1所示的实施例中，热源5与一个介质回路相连，在这里，空气作为介质。在介质回路6中有两个风机7和8，其中，至少一个风机7或8在热源5进行供热时，将空气通过管路9输送到热源5处。空气在热源5中被加热，温度非常显著地上升。被加热的空气通过管路10输送到分路点11处。管路12从分路点11出发，与热能消耗器13相连。尤其是在压力为1bar的情况下，热空气的温度优选地达到数百摄氏度。从热能消耗器13中出来的空气已被冷却，并且它的压力优选为1bar，然后，它又通过风机7和/或8重新输送到热源5中。在两个风机7和8之间有一个分路点19，蓄热器管路20从那里出发通向蓄热器2。此外，蓄热器管路21从分路点11出发，同样也通向蓄热器2。蓄热器管路20通向蓄热器2的“冷端”22，而蓄热器管路21则通向蓄热器2的“热端”23。前面所出现的概念的含义将在下面详细说明。
在热源5供热的过程中，热能消耗器13所不需要的热能通过蓄热器管路21输送到蓄热器2中，也就是说，相应的热气流通过蓄热器管路21被输送到蓄热器2的热端23。对蓄热器2进行加热的热气流在穿过蓄热器2时，从例如大约700℃(温度范围优选为300℃到1000℃)冷却到例如大约150℃(温度范围优选为50℃到250℃)，并通过蓄热器管路20离开蓄热器2的冷端22。随后，穿过蓄热器2的空气又再输送到热源5中。当然，例如当热能消耗器13出于运转维护的原因停止运行时，热源5的整个热能也可以只输送到蓄热器2中。
当热源5不提供热能或提供的热能不够时，蓄热器2中的热能随着时间逐渐减少。在这种情况下，风机7被关闭，并通过关闭两个阀24使热源5与回路分离。风机8仍在运转，并将空气通过蓄热器管路20输送到蓄热器2的冷端22。空气穿过蓄热器2，被优选地加热到例如大约700℃，并通过蓄热器管路21离开蓄热器2。然后，热空气通过管路12输送到热能消耗器13(例如热交换器)，并从那里又回到风机8。以上清楚地表明，在热源5不提供热能或提供的热能不够时，热能消耗器13仍可以运转。
图2和3通过一个实施例对蓄热器2的结构进行说明。蓄热器2具有壳体25，它被分成若干蓄热室26到29。在图示的实施例中设有四个蓄热室26到29。在每个蓄热室26到29中，有一个能储存热能的蓄热体元件30到33。蓄热体元件30到33的材料优选为陶瓷材料，例如陶瓷蜂窝体，也就是说，蓄热体元件30到33由单个元件组成。蓄热室26到29彼此相邻布置，并通过共同的间壁34到37相互隔开。
在壳体25中，在蓄热室26到29之上形成了共同的连接室38，它为介质、特别是所述的空气在蓄热体元件30到33之间建立了连接。
在每个蓄热体元件30到33之上是第一介质开口39到42，而第一介质开口39到42在连接室38的盖板43中形成。
如图2所示，蓄热器管路21分成四个子管路44到47，同时在子管路44到47中布置着第一截止/横断面调节元件48到51。第一截止/横断面调节元件48到51由气门、特别是双气门形成。子管路44到47分别相应地与第一介质开口39到42相连。
在每个蓄热体元件30到33及蓄热室26到29之下是单室52到55，其中，在相应的蓄热室26到29和在其之下的单室52到55之间分别存在着流体连接。单室52到55彼此相邻，并通过共同的分离壁56到59相互隔开。每个单室52到55分别有一个折流室60到63，其中，在其所归属的单室52到55区域中，折流室60到63分别布置在壳体25的侧面。每个单室52到55通过一个第二介质开口64到67与所对应的折流室60到63相连。折流室60到63具有底板68到71，所述底板上带有第二截止/横断面调节元件72到75。第二截止/横断面调节元件72到75优选地由盘阀形成。蓄热器管路20(在图2和3中未示)连接到第二截止/横断面调节元件72到75之上。
此外，折流室76到79布置在壳体25的侧面，它们分别与所对应的单室52到55流体连接。单室52到55通过介质清洗开口80到83分别与所对应的折流室76到79相连。折流室76到79具有底板86到91，所述底板上带有第三截止/横断面调节元件88到91，并与图2和3中未示的介质清洗管路92(见图4)相连。第三截止/横断面调节元件88到91优选地由盘阀形成。
图4通过管路图对蓄热设备1进行说明。热源5和热能消耗器13分别由虚线画出的框表示。除了阀24之外，还设有阀93，它们在图1中没有显示，是归属于热能消耗器13的。与图1中所示不同，归属于鼓风机7的阀24不是布置在鼓风机7的上游，而是布置在其下游，但是在功能上没有任何差别。从图4中可以看出，介质清洗管路92由介质清洗鼓风机94供给，所述鼓风机通过空气滤清器95将周围空气输送到第三截止/横断面调节元件88到91。
下面对功能进行描述：首先要有可供使用的热能，也就是说，热源5提供热能，用于加热借助鼓风机7和/或鼓风机8在回路中流动的、形成介质的空气。热空气的温度优选为700℃，并优选地具有1bar的压力。它经过管路10、打开的阀24、管路12和打开的阀93到达热能消耗器13，然后又从那里经过鼓风机8、打开的阀93、鼓风机7和打开的阀24以及管路9返回到热源5。但是空气也可以直接通过鼓风机7直接排放到外面。在热空气离开热能消耗器13之后，它的温度优选为150℃，压力仍为1bar。
如果热能消耗器13不需要所有的热能，那么一部分热空气在分支点12分流，并通过蓄热器管路21输送到蓄热体元件30到33中的至少一个处。蓄热体元件30到33的选择通过第一截止/横断面调节元件48到51的打开或局部打开进行。如果所有的第一截止/横断面调节元件48到51都被打开，那么相应的部分热气流通过共同的连接室38从上往下输送到蓄热体元件30到33。热空气从蓄热体元件30到33中穿过，使其加热并形成一定的温度曲线(Temperaturprofil)。其结果是，蓄热体元件在上部区域形成热端23，在下部区域形成冷端22。因此，在各蓄热体元件30到33的长度范围内存在着一条温度曲线，其中，在热端的温度优选为大约700°，而在冷端的温度优选为大约150℃，各自均在1bar的压力下。这种温度曲线也可被称为各蓄热体元件30到33的温度分层。穿过各蓄热体元件30到33的热空气通过各自对应的单室52到55和相应打开的第二截止/横断面调节元件72到75离开蓄热器2，并通过蓄热器管路20中的一个共同的阀96以及分支点19回到热源(集热器)5，以便在那里重新被加热。
从前面所述可以看出，通过有目的地打开或部分地打开或关闭截止/横断面调节元件48到51及72到75，可以加载相应的热量。也可以只将热量储存到蓄热器2中，而不运行热能消耗器13。为此只需关闭阀93。
下面要涉及的是，通过关闭阀24来卸载蓄热器2中的热能，这样就只由蓄热器2来提供热能。例如，当没有能量可供使用时，即热源5不提供热能时，就可采用这种运行方式。为此，鼓风机8将处于运转状态，从而使相应的气流通过管路20和阀96以及第二截止/横断面调节元件72到75和各单室52到55输送到蓄热体元件30到33的冷端22。当然也可以在多个可供使用的蓄热体元件30到33中，只选择某个或某些希望使用的元件。可以通过关闭或打开相应的第二截止/横断面调节元件72到75来进行选择。介质流穿过各个热的蓄热体元件30到33，并按照在蓄热体元件30到33中现有的温度曲线变热，这样，热空气在离开各蓄热体元件30到33的温度达到例如700°，并通过共同的连接室38以及打开的第一截止/横断面调节元件48到51、蓄热器管路21和管路12到达热能消耗器13。然后，在穿过热能消耗器13时被冷却到大约150℃的空气又再被用于新的一次循环。
此外，对于蓄热器2的蓄热和卸载也可采用混合工作方式。热能可被平行地提供给消耗器和在蓄热器2中蓄积。热能也可被平行地提供给消耗器和从蓄热器2中放出。
特别重要的是，按照下面所述的方式，在蓄热器2的停工时间内，即当热能既没有输送到蓄热器，也没有从蓄热器中放出时，温度分层不会变得均匀。如果不进行任何工作，那么在蓄热体元件30到33中的温度分层将缓慢地达到平衡，这样就不会再有存在任何温度降(在这里，热端23的温度为700℃，冷端22的温度为150℃)可供利用。而这样的后果是，无法再充分利用蓄热器的能力，这样将会显著降低整个设备的效率。但是由于可通过介质清洗管路98进行清洗，这样即使在蓄热器2停工的状态下，仍可以保持所需的温度分层。为此，借助介质清洗风机94通过空气滤清器96吸入周围空气，并且--只是非常少量的气流，即很小的流量，例如通过打开的第三截止/横断面调节元件91和与之对应的单室55输送到蓄热体元件33的冷端22。这一空气从下往上穿过蓄热体元件33，同时在下部区域被加热到例如大约150℃，在上部区域即在热端23处被加热到例如大约700℃。然后，这一空气从热端23进入到连接室38，并从那里输送到例如蓄热体元件31。因此，连接室38形成了清洗传输路径99。这通过以下方式实现，即第一截止/横断面调节元件48到51关闭，并且第二截止/横断面调节元件72、74、75同样也处于关闭位置。第三截止/横断面调节元件88、89和90也被关闭。只有第二截止/横断面调节元件73处于打开的位置，这样，被加热到大约700℃的热空气就从连接室38进入到蓄热体元件31的热端23中，并从上往下穿过蓄热体元件31，从而使空气从冷端22以大约150℃的温度排出。然后，它通过第二截止/横断面调节元件73和与蓄热器管路20相连并位于优选关闭的阀96之前的排气阀97向外排放到周围环境中。这样的能量损失很小，因为流量并不大。在经过一定的时间后，可将上述过程反过来进行，也就是说，对相应的阀和元件进行操作，使介质清洗风机94从现在起将空气输送到蓄热体元件31的冷端22，由此而进入到连接室38中的热空气则被输送到蓄热体元件33的热端23。这一切清楚地表明，通过对阀和元件进行相应的操作，也可将清洗空气供应到其他的蓄热体元件30到33处以及以其它形式组合的蓄热体元件30到33处，这样，各蓄热体元件30到33的温度曲线分别得到保持。温度分层因此也就不会遭到破坏，即使在蓄热器2停机的过程中，由于在各蓄热体元件30到33中的这一或这些清洗过程，温度分层仍然得以保持。
通过蓄热器2的相应运行，可在储热和放热时配合相应的能流，特别是在节流状态下，这样，热能的储存就可在受控状态下进行，而不会出现不应有的局部温升的情况。此外，还避免蓄热体元件中的温度曲线出现均匀化。在温度分层出现不应有的均匀化时，在蓄热器蓄热的过程中，出口温度升高，而在蓄热器放热时，出口温度则降低。因此，这种蓄热器只能得到局部利用，在用于充分蓄热或放热的情况时，它必须完全地排空或停止。本发明则避免了这种情况。在本发明中始终规定，蓄热体元件的热侧或热端受到充热气流(Ladestrom)的加载，冷侧或冷端则受到放热气流(Entlandestrmen)的加载。为了稳定和保持蓄热体元件各层中的温度分布，从冷侧即冷端起用清洗空气进行清洗，这一空气在热侧即热端则被分散到至少另一个蓄热体元件上或被分散到其它不同的蓄热体元件上。当然也可以将清洗介质流同时输送到多个蓄热体元件，这个介质流在加热后则被输送到另一个蓄热体元件。目的是在加载尽可能高的热量时，储存最大量的能量。
在图5到8中是蓄热器2的另一个实施例，但其结构基本上与前面所述的实施例相同。在图5到8所示的实施例中，与图4不同的是，没有设有第一截止/横断面调节元件48到51。就这一点而言，蓄热器管路21直接进入到连接室38中，而它在这之前分成子管路，以便使空气能尽可能均匀地输送到蓄热体元件30到33。对于蓄热体元件30到33的每次启动或停止，只要对截止/横断面调节元件88到91和/或72到75进行操作就足够了。在图5到8中可以清楚地看到共同的蓄热器管路20(它在图2和3所示的实施例中没有画出)。介质清洗管路92(见图4)与第三截止/横断面调节元件88到91的连接--出于简明的需要--在图5到8中没有画出。除此之外，图1到4中所示的结构也可相应地适用于图5到8中的实施例。

Claims (31)

1、蓄热器(2)，其特征在于，包括一个蓄热体结构，所述结构具有至少两个蓄热体元件(30到33)，它们通过一种介质的穿流实现加载，并分别通过温度分层形成热端(23)和冷端(22)，并包括一个介质清洗装置(98)，它在蓄热器的清洗模式下生成至少一个冷的介质清洗流，并将其引入到至少一个蓄热体元件(30到33)的冷端(22)中，而从所述蓄热体元件(30到33)的热端(23)流出的、热的介质清洗流则通过至少一条清洗路径(99)进入到至少另一个蓄热体元件(30到33)的、处于已加载状态的热端(23)中。
2、根据权利要求1所述的蓄热器，其特征在于，热端(23)为蓄热体元件(30到33)的上端，冷端(22)为蓄热体元件的下端。
3、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，与至少两个蓄热体元件(30到33)的热端(23)相连的清洗路径(99)，由布置在蓄热体元件(30到33)上面的、并在蓄热体元件的至少部分范围内延伸的、共同的连接室(38)形成。
4、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，在每个蓄热体元件(30到33)的上面有至少一个第一介质开口(39到42)。
5、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，在蓄热器(2)的热量加载模式中第一介质开口(39到42)形成第一热量输入开口，在蓄热器(2)的热量卸载模式中第一介质开口形成第一热量输出开口。
6、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，连接室(38)具有第一介质开口(39到42)。
7、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，第一截止/横断面调节元件(48到51)--沿热量加载模式中的介质流动方向，位于每个第一介质开口(39到42)之前。
8、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，第一截止/横断面调节元件(48到51)--沿热量加载模式中的介质流动方向，位于连接室(38)之前。
9、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，第一截止/横断面调节元件(48到51)由第一阀门或第一盘阀形成。
10、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，在每个蓄热体元件(30到33)之下设有至少一个第二介质开口(64到67)。
11、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，第二介质开口(64到67)，在蓄热器(2)的热量加载模式中为介质加载流形成介质回流开口，在热量卸载模式中为介质卸载流形成介质进流开口。
12、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，至少两个蓄热体元件(30到33)中的每一个通过它的冷端(22)与一个单室(52到55)相接，其中，单室(52到55)布置在蓄热体元件(30到33)之下。
13、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，在每个第二介质开口(64到67)之前--沿热量卸载模式中的介质流动方向，有一个第二截止/横断面调节元件(72到75)。
14、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，第二截止/横断面调节元件(72到75)--沿热量卸载模式中的介质流动方向，位于单室(52到55)之前。
15、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，相应的介质加载流或介质卸载流，由单室(52到55)的侧面流出或从侧面进入到单室(52到55)中。
16、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，单室(52到55)具有第二介质开口(64到67)。
17、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，第二截止/横断面调节元件(72到75)由第二阀门或第二盘阀形成。
18、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，在多个或每个蓄热体元件(30到33)之下有至少一个介质清洗开口(80到83)。
19、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，在每个介质清洗开口(80到83)之前--沿介质清洗流的流动方向，有一个第三截止/横断面调节元件(88到91)。
20、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，第三截止/横断面调节元件(88到91)--沿介质清洗流的流动方向，位于单室(52到55)之前。
21、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，相应的介质清洗流从侧面进入到单室(52到55)中。
22、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，单室(52到55)具有介质清洗开口(80到83)。
23、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，第三截止/横断面调节元件(88到91)由第三阀门或第三盘阀形成。
24、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，蓄热体元件(30到33)布置在蓄热器(2)的壳体(25)的蓄热室(26到29)中。
25、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，蓄热室(26到29)相邻布置，并通过至少一个共同的间壁(34到37)相互隔开。
26、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，单室(52到55)相邻布置，并通过一个共同的分离壁(56到59)相互隔开。
27、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，介质为气体，优选为空气。
28、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，蓄热体元件(30到33)具有陶瓷材料。
29、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，蓄热体元件(30到33)由子元件组成。
30、根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器，其特征在于，子元件是蜂窝体。
31、在具有蓄热体元件的蓄热器、即在根据前面的权利要求中任一项所述的蓄热器中储存热量的方法，包括以下步骤：
--将热介质引入到至少一个蓄热体元件中进行热量加载，并由于温度分层在蓄热体元件中形成热端和冷端，
--将至少一个冷的介质清洗流引入到蓄热体元件的冷端中，并将由此从蓄热体元件的热端流出的、热的介质清洗流引入到至少另一个蓄热体元件的、处于已加载状态的热端中。
CN2008100097139A 2007-01-29 2008-01-29 蓄热器和储存热量的方法 Active CN101251350B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007005331.4 2007-01-29
DE102007005331A DE102007005331A1 (de) 2007-01-29 2007-01-29 Dynamischer Wärmespeicher sowie Verfahren zum Speichern von Wärme

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101251350A true CN101251350A (zh) 2008-08-27
CN101251350B CN101251350B (zh) 2011-04-06

Family

ID=39256997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008100097139A Active CN101251350B (zh) 2007-01-29 2008-01-29 蓄热器和储存热量的方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20080210218A1 (zh)
EP (1) EP1953489B1 (zh)
CN (1) CN101251350B (zh)
AT (1) ATE473408T1 (zh)
AU (1) AU2008200399B2 (zh)
DE (2) DE102007005331A1 (zh)
ES (1) ES2348317T3 (zh)
PT (1) PT1953489E (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103547880A (zh) * 2011-03-23 2014-01-29 等熵有限公司 改进的储热装置
CN112262291A (zh) * 2018-04-18 2021-01-22 碳清洁技术有限公司 用于操作回热式蓄热器装置的方法和蓄热器装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100089391A1 (en) * 2008-10-13 2010-04-15 Addie Andrew R System and process for using solar radiation to produce electricity
DE102010062145B4 (de) 2010-11-29 2015-10-29 Koenig & Bauer Ag Druckmaschine mit mindestens einem einen Heißlufttrockner aufweisenden Trocknersystem sowie Verfahren zum Betrieb einer Druckmaschine mit mindestens einem Heißlufttrockner
DE102010062144B4 (de) 2010-11-29 2015-11-12 Koenig & Bauer Ag Druckmaschine mit mindestens einem einen Heißlufttrockner aufweisenden Trocknersystem sowie Verfahren zum Betreiben eines einen Heißlufttrockner aufweisenden Trocknersystems
DE102010062142B4 (de) 2010-11-29 2015-11-12 Koenig & Bauer Ag Druckmaschine mit einem Trocknersystem sowie Verfahren zum Betrieb eines Trockners einer Bedruckstoff be- und/oder verarbeitenden Druckmaschine

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US24326A (en) * 1859-06-07 Improvement in steam-boilers
US2214672A (en) * 1936-03-26 1940-09-10 Linde S Eismaachinen A G Ges Heat storer
US2677252A (en) * 1950-11-10 1954-05-04 Union Carbide & Carbon Corp Method and apparatus for controlling periodically reversed heat exchange devices
US2702605A (en) * 1950-12-07 1955-02-22 Morgan Construction Co Furnace control apparatus
USRE24326E (en) * 1951-08-17 1957-06-04 Semi-make and heat regenerative process and apparatus
US2944806A (en) * 1956-01-23 1960-07-12 Power Gas Ltd Heating gases and vapours
GB1004573A (en) * 1962-08-17 1965-09-15 Incandescent Ltd Improvements in regenerative furnaces
BE756439A (fr) * 1970-07-17 1971-03-01 Tunzini Ameliorair Sa Procede de nettoyage automatique d'un accumulateur de chaleur destine au refroidissement de gaz charges de poussieres
US3698182A (en) * 1970-09-16 1972-10-17 Knoeoes Stellan Method and device for hot gas engine or gas refrigeration machine
US3762463A (en) * 1970-10-27 1973-10-02 Nissan Motor Rotary regenerator for gas turbine engines
US3870474B1 (en) * 1972-11-13 1991-04-02 Regenerative incinerator systems for waste gases
NL7405947A (nl) * 1974-05-03 1975-11-05 Philips Nv Verwarmingsinrichting voorzien van een warmte- accumulator.
DE3139153A1 (de) * 1981-10-01 1983-04-14 Linde Ag, 6200 Wiesbaden "verfahren zum umschalten zweier regeneratoren"
US4650414A (en) * 1985-11-08 1987-03-17 Somerset Technologies, Inc. Regenerative heat exchanger apparatus and method of operating the same
US4901787A (en) * 1988-08-04 1990-02-20 Balanced Engines, Inc. Regenerative heat exchanger and system
US4940081A (en) * 1989-07-31 1990-07-10 North American Refractories Company Checker brick
US5098286A (en) * 1989-11-30 1992-03-24 Smith Engineering Company Regenerative thermal incinerator apparatus
US5016547A (en) * 1990-05-04 1991-05-21 Salem Industries, Inc. Regenerative incinerator
US5191930A (en) * 1991-05-20 1993-03-09 Chaney Ross P Heat regenerator
US5626104A (en) * 1994-02-28 1997-05-06 Nippon Furnace Kogyo Kabushiki Kaisha Boiler with increased flame temperature and output
US5134945A (en) * 1992-01-06 1992-08-04 Reimlinger Richard G Regenerative thermal oxidizer with gate manifold system
US6183707B1 (en) * 1992-06-08 2001-02-06 Biothermica International Inc. Incineration of waste gases containing contaminant aerosols
US5240403A (en) * 1992-09-01 1993-08-31 Moco Thermal Industries, Inc. Regenerative thermal oxidation apparatus and method
JP2678964B2 (ja) * 1993-01-19 1997-11-19 日本ファーネス工業株式会社 切換蓄熱型熱交換器
US5944504A (en) * 1993-01-19 1999-08-31 Nippon Furnace Kogyo Kaisha, Ltd. Combustion method of industrial combustion system
US5531593A (en) * 1993-07-12 1996-07-02 Durr Industries, Inc. Regenerative thermal oxidizer with heat exchanger columns
US5293827A (en) * 1993-07-15 1994-03-15 Nester James L Regenerative thermal oxidizer with gate manifolds including purges
US5365863A (en) * 1994-01-21 1994-11-22 Smith Engineering Company Regenerative thermal oxidizer with wood waste burner
EP0772733A4 (en) * 1994-03-04 1998-03-18 Salem Engelhard TWO CHAMBER REGENERATIVE COMBUSTION DEVICE WITH VALVE CONTROL
EP0702195A3 (en) * 1994-08-17 1997-05-14 Grace W R & Co Annular air distributor for thermal oxidation system with heat regeneration
AU4992596A (en) * 1995-02-13 1996-09-04 Salem Engelhard Method for purifying exhaust from wood manufacturing processes
US5658541A (en) * 1995-03-16 1997-08-19 Monsato Company Process for removal of divalent sulfur compounds from waste gases
AT402697B (de) * 1995-08-17 1997-07-25 Schedler Johannes Verfahren zur thermischen abreinigung von regenerativen nachverbrennungsanlage ohne schastoffreisetzung und ohne unterbrechung des hauptgasstrommes
US5888063A (en) * 1996-03-07 1999-03-30 Scott; Gregory J. Method and apparatus for quick purging a multiple bed regenerative fume incinerator
US5931663A (en) * 1997-02-27 1999-08-03 Process Combustion Corporation Purge system for regenerative thermal oxidizer
US6261093B1 (en) * 1999-02-02 2001-07-17 Monsanto Company Heat regenerative oxidizer and method of operation
CA2383872A1 (en) * 2002-04-29 2003-10-29 Biothermica International Inc. Incineration of waste organic aerosols
CN2546835Y (zh) * 2002-06-05 2003-04-23 唐贤军 一种组合式陶瓷蜂窝蓄热体
US7017592B2 (en) * 2002-12-10 2006-03-28 Pro-Environmental Inc. Regenerative fume-incinerator with on-line burn-out and wash-down system
DE102004022737B4 (de) * 2004-05-07 2006-01-12 Johannes Dipl.-Ing. Schedler Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von aerosol- und staubbelasteten Abgasströmen
US7294321B2 (en) * 2004-09-30 2007-11-13 Babcock Power Enviormental Inc. Systems and methods for removing materials from flue gas via regenerative selective catalytic reduction
DE102005059029B4 (de) * 2005-12-10 2010-09-23 Juhl, Karsten, Dipl.-Ing. (FH) Verfahren und Vorrichtung zur Langzeitspeicherung von Wärme

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103547880A (zh) * 2011-03-23 2014-01-29 等熵有限公司 改进的储热装置
CN103547880B (zh) * 2011-03-23 2016-10-12 能源技术研究所 改进的储热装置
CN112262291A (zh) * 2018-04-18 2021-01-22 碳清洁技术有限公司 用于操作回热式蓄热器装置的方法和蓄热器装置
CN112262291B (zh) * 2018-04-18 2022-08-05 碳清洁技术有限公司 用于操作回热式蓄热器装置的方法和蓄热器装置

Also Published As

Publication number Publication date
ES2348317T3 (es) 2010-12-02
DE102007005331A1 (de) 2008-07-31
EP1953489A1 (de) 2008-08-06
US20080210218A1 (en) 2008-09-04
CN101251350B (zh) 2011-04-06
ATE473408T1 (de) 2010-07-15
EP1953489B1 (de) 2010-07-07
DE502008000883D1 (de) 2010-08-19
AU2008200399A1 (en) 2008-08-14
PT1953489E (pt) 2010-09-22
AU2008200399B2 (en) 2011-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101251350B (zh) 蓄热器和储存热量的方法
JP6959233B2 (ja) 加工対象物を処理する処理設備及び方法
US11933545B2 (en) Fluid mixing manifold in stabilized thermal energy output system
JP5554454B2 (ja) 空調システム
US20130180681A1 (en) Start-up system for a once-through horizontal evaporator
US20120210747A1 (en) System for drying the exhaust gases from a fuel cell system using the existing liquid hydrogen as a heat sink
EP2433060A2 (en) Thermal energy storage apparatus
EP2268978A1 (en) Apparatus and method for cooling of a substantially closed space with recirculation air
AU2018370396A1 (en) Energy storage device
WO2007105450A1 (ja) 除熱方法及び除熱装置
CN104633634B (zh) 用于管理锅炉的关闭的方法
TWI826735B (zh) 溫度控制系統、及統合溫度控制系統
US5876197A (en) Method for heating a fuel-fired industrial furnace and regenerator/burner system therefor
US8651856B2 (en) Method and device for heat recovery
JPS6214754B2 (zh)
JP4093821B2 (ja) 連結型冷温水装置
US20230221040A1 (en) Falling particle receiver systems with mass flow control
JP2603393B2 (ja) バックアップ温調部付クリーンオーブン
JP7159346B2 (ja) 再生式蓄熱装置の動作方法及び蓄熱装置
US10712096B2 (en) Method for operating a heat exchange system with a bypass duct and heat exchange system with a bypass duct
PL196072B1 (pl) Skrzynka powietrzna w regeneracyjnym utleniaczu termicznym
EA027331B1 (ru) Нагревательное устройство и газораспределитель для использования в нем
JP3595435B2 (ja) 粒子移動量制御装置
JP7259622B2 (ja) 冷却システム及びその運転方法
JP7146224B1 (ja) 冷却装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: KRAFT ANLAGEN MUNICH CO., LTD.

Effective date: 20111221

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Hanel Mathias

Inventor after: Till Debec

Inventor before: Hanel Mathias

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: HANEL MATHIAS TO: HANEL MATHIAS DI'ER DEBEIKE

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20111221

Address after: Stuttgart Germany Werner Street No. 119-129

Co-patentee after: Kraft Ann Ragan Munich Ltd.

Patentee after: KBA-METALPRINT GmbH

Address before: Stuttgart Germany Werner Street No. 119-129

Patentee before: KBA-METALPRINT GmbH

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190402

Address after: 34 Kalbenz Street, 74321 Bitigham-Bissingen, Germany

Co-patentee after: Kraft Ann Ragan Munich Ltd.

Patentee after: Du'er System Co.,Ltd.

Address before: Stuttgart Germany Werner Street No. 119-129

Co-patentee before: Kraft Ann Ragan Munich Ltd.

Patentee before: KBA-METALPRINT GmbH

TR01 Transfer of patent right