CN103328915B - 潜热蓄集器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种装置（1），其用于储存从流体提取的、成潜热形式的热能，所述装置包括：腔室（2），所述腔室具有进口（3）和出口（4），流体能够流过所述腔室；以及至少两种储存介质（7、9），所述储存介质彼此隔开地布置在腔室（2）中，流体能够绕着所述储存介质流动，且所述储存介质的相变温度彼此不同。为了提供相应的装置（1），通过所述装置能从流体提取最大量的热量，根据本发明，储存介质（7、9）相对于腔室（2）的定位根据腔室（2）中流体的与设计相关的不同流速选择，使得与腔室（2）的布置有相变温度较高的储存介质（9）的区域相比，相变温度较低的储存介质（7）布置在腔室（2）的流体的流速较低的区域中。

Description

潜热蓄集器
技术领域
本发明涉及一种用于储存从流体提取的、成潜热形式的热能的装置，其包括：腔室，所述腔室具有进口和出口，流体能够流过所述腔室；以及至少两种储存介质，所述储存介质彼此隔开地布置在腔室中，流体能够绕着所述储存介质流动，且所述储存介质的相变温度彼此不同。
本发明还涉及一种具有至少一条管路的家用器具，流体能够流过所述管路。
背景技术
DE2916839A1公开了一种用于储存热能的装置，多个潜热蓄集器在所述装置中一个在另一个之后地连接，它们的储存介质具有分级的转化温度。各个潜热蓄集器以管状方式被构造并且流体流过所述潜热蓄集器。放热流体首先流过一潜热蓄集器，该潜热蓄能器的储存介质具有最高的相变温度，从而从流体提取第一量的热量。然后，较冷的流体流过又一潜热蓄能器，在该潜热蓄能器中储存介质的相变温度与较低的流体温度相匹配、即更低。这样的装置使废水中包含的热能能够被回收，为此所述装置应布置在输运废水的管路中。
发明内容
本发明的目的是提供一种新颖的装置，其用于储存从流体提取的、成潜热形式的热能，所述装置能够从流体提取最大量的热量。
根据本发明，该目的通过前言中提及的类型的装置以如下方式实现：储存介质相对于腔室的定位根据腔室中流体的与设计相关的不同流速选择，使得与腔室的布置有相变温度较高的储存介质的区域相比，相变温度较低的储存介质布置在腔室的流体的流速较低的区域中。
本发明基于如下认识，即从流体到储存介质的热量传递很大程度上取决于流体绕储存介质流动的流速。因此本发明提议，预期用于腔室的某区域的储存介质应根据该区域在各种情况下存在的与设计相关的流体流速来选择。与布置在腔室的流速较低的区域中的储存介质相比，在腔室的流体以较高速度流动的区域中，所选择的储存介质应具有较高的相变温度。
流经本发明的装置的腔室的流体出现不同的流速，是因为腔室大体上没有以具有相同截面的管形形式构造。相反，尤其用在具有流体流经管路的家用器具中的这种腔室被构造得尽可能紧凑，使得它能以占用尽可能小的空间的方式被实施和使用。然而，这意味着例如腔室的进口和出口不位于例如相同的轴线上。与生产工程相关的因素也能产生影响，导致和要求腔室的某种非管形的实施方式。为了使尽可能常规的流动能够经过这种腔室，在腔室中可布置有用于专门引导流体的设备，但是伴随着更大的和不期望的流动损失。本发明使这种措施能够被省去，同时仍提供在能够从流体提取的热量方面具有最大效率的装置。
在本发明的上下文中，流体指的是气体介质和液体介质。潜热也可成蒸发热、熔化热、升华热或结晶热的形式存在。因此，相变温度可以是针对液态-气态、固态-液态、固态-气态或非晶-结晶相变的温度。本发明不限于特定相变的使用，也不限于流体流经潜热蓄集器的两个实施方式中的一个。
根据本发明，腔室可配有彼此隔开布置的多于两种的不同的储存介质。特别地，具有三个或多种不同相变温度的储存介质可布置在所述装置的腔室中。这种措施在腔室被构造成在腔室中产生非常不同的流速的情况下可以是有利的。储存介质的不同的相变温度例如可相差高达约20K。具有不同相变温度的非常广范围的储存介质为本领域技术人员所知，从而在本领域技术人员的知识范围内，本发明的装置可适于非常广范围的情况。
也可使用不同量的不同的储存介质。例如相变温度较高的储存介质的相应量可比相变温度较低的储存介质的相应量更大。因为在流速较高的区域中更大量的热量可从流体提取并储存在更大量的储存介质中，所以这是有利的。当相变温度较高的储存介质布置在这种区域中时，为此所述材料的相应量可选择为大于相变温度较低的储存介质的相应量。这里的相应量指的是与其他量的储存介质空间上隔开的储存介质量。
根据本发明一个有益的实施例，进口位于进口轴线上，出口位于出口轴线上，且所述进口轴线相对于所述出口轴线成一角度地布置。例如进口轴线和出口轴线可布置成彼此成90°角。本发明的这个实施例用于创造这样一种装置，该装置被构造得尽可能紧凑，因此能以节省空间的方式使用和适于特定应用的情况。
在本发明的另一有益的实施例中，至少一种储存介质至少部分地设有玻璃罩。每种类型的储存介质都需要罩，使得储存介质不与流体产生直接接触。非常广范围的材料可以被使用。然而，使流体与相应的储存介质之间能够高效地热传递的材料已被证实是最合适的。关于这点，玻璃已被证实是合适的材料。
进一步提议相变温度被指定给固态-液态相变。储存介质的该实施例容易实施，且使得可依靠具有不同相变温度的多种已知的储存介质，藉此使本发明的装置能够非常灵活地适用于非常广范围的情况。
本发明还提议一种在前言中提到的类型的家用器具，根据本发明所述家用器具配有根据上述实施例中的一个或它们的任意组合的装置，所述装置布置在管路中。这种家用器具可例如是洗衣机、洗碗机或干燥机，但本发明并不限于这些。而且，工业上配备的器具或内燃机也可配有本发明的装置，只要所述器具或内燃机具有用于输运流体的至少一条管路。具有能量回收功能的器具可配有本发明的装置。所述器具可从流体中至少部分地回收包含在流体中的用于相应用途的热能，所述热能在实施预期的用途、例如洗涤过程之前被供送至该流体。通过将回收的能量供给随后的工作过程，所述回收的能量于是可提高这种设备的能量效率。在内燃机的情况下，可以使用在某些操作状态中原本未被使用的废热来加热充入的空气或加热冷却水。
本发明不限于所陈述的独立权利要求和从属权利要求中的特征的组合。也可将单独的权利要求彼此组合，不管它们是从权利要求得出、从以下实施例的说明得出还是直接从附图得出。在权利要求中使用附图标记参考附图不应当限制权利要求的保护范围。
附图说明
下面参照附图中示出的本发明的装置的示例性实施例来更详尽地说明本发明，在附图中：
图1示出了通过本发明的装置的一个实施例的纵向剖面的示意图。
具体实施方式
图1示出了通过本发明的装置1的一个示例性实施例的纵向剖面的示意图，所述装置1用于储存从流体提取的、成潜热形式的热能。
装置1具有腔室2，通过相应的管路供应和引导离开的流体能够流过所述腔室2。为此，所述腔室具有进口3，流体可通过所述进口3根据箭头11进入腔室2。腔室2还具有出口4，流体可通过所述出口4根据箭头12再从腔室2流出。所述管路连通至进口3和出口4。进口3位于进口轴线Z上，所述进口轴线Z平行于箭头11定向并与出口4所在的平行于箭头12定向的出口轴线A成90°角。装置1的这种紧凑的实施例意味着，它能够以非常节省空间的方式使用。然而，腔室2的这种构型意味着在腔室2内产生不同的流体流速。堵塞尤其出现在腔室的、在左边示出的两个角落，所以那里的流速非常低。相反，高的流速例如出现在进口3之后的区域中和出口4之前的区域中。
四个储存元件5和6布置在腔室2中，储存元件6布置在腔室2的如下区域中：由于腔室2的结构实施例，与腔室2的布置有储存元件5的区域相比，在该区域中产生更高的流速。为了简化图示，在附图中仅示出了这四个储存元件5和6；然而，通常在腔室2内布置有大量不同的储存元件。
储存元件5分别通过储存介质7和封装所述储存介质的罩8形成，所述罩8被构造成小玻璃管。储存元件6也具有成小玻璃管形式的罩10，在所述罩10中布置有储存介质9。储存介质7的相变温度低于储存介质9的相变温度。
参照附图描述的示例性实施例用于解释而并非隐含对本文所公开的内容的限制。
附图标记列表
1装置
2腔室
3进口
4出口
5储存元件
6储存元件
7储存介质
8罩
9储存介质
10罩
11箭头
12箭头

Claims (6)

1.一种装置(1)，用于储存从流体提取的、成潜热形式的热能，所述装置(1)包括：腔室(2)，所述腔室(2)具有进口(3)和出口(4)，且流体能够流过所述腔室；以及至少两种储存介质(7、9)，所述至少两种储存介质(7、9)彼此隔开地布置在腔室(2)中，流体能够绕着所述至少两种储存介质(7、9)流动，且所述至少两种储存介质(7、9)的相变温度彼此不同，其特征在于，所述至少两种储存介质(7、9)相对于腔室(2)的定位根据腔室(2)中流体的与设计相关的不同流速进行选择，使得与腔室(2)的布置有相变温度较高的储存介质(9)的区域相比，相变温度较低的储存介质(7)布置在腔室(2)的流体的流速较低的区域中。
2.如权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，从所述至少两种储存介质(7、9)中选择的两种储存介质的相变温度彼此相差高达20K。
3.如权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述进口(3)位于进口轴线(Z)上，所述出口(4)位于出口轴线(A)上，所述进口轴线(Z)相对于所述出口轴线(A)成一角度地布置。
4.如权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，至少一种储存介质(7、9)至少部分地设有玻璃罩(8、10)。
5.如权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述相变温度被指定给固态-液态相变。
6.一种家用器具，具有流体能够流过的至少一条管路(3、4)，其特征在于，至少一个装置(1)布置在所述管路(3、4)中，用于储存从流体提取的、成潜热形式的热能，所述装置包括：腔室(2)，所述腔室(2)具有进口(3)和出口(4)，且流体能够流过所述腔室；以及至少两种储存介质(7、9)，所述至少两种储存介质(7、9)彼此隔开地布置在腔室(2)中，流体能够绕着所述至少两种储存介质(7、9)流动，且所述至少两种储存介质(7、9)的相变温度彼此不同，其中，所述至少两种储存介质(7、9)相对于腔室(2)的定位根据腔室(2)中流体的与设计相关的不同流速进行选择，使得与腔室(2)的布置有相变温度较高的储存介质(9)的区域相比，相变温度较低的储存介质(7)布置在腔室(2)的流体的流速较低的区域中。
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