CN104755872A - 用于热能存储的结构化介质和方法 - Google Patents

用于热能存储的结构化介质和方法 Download PDF

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T·斯曼斯基
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Abstract

热能存储产品、系统和用于制造和利用这种热能存储产品和系统的方法。一种热能存储区域，包括：第一组多个流动路径：第二组多个流动路径：以及包括多个结构化热存储元件和多个随机热存储介质的热存储介质的基座，其中，第一组多个流动路径和第二组多个流动路径穿过共用容器，其中，第一组多个流动路径构造成延伸穿过多个结构化热存储元件，第二组多个流动路径构造成延伸穿过随机热存储介质，以及其中，第一组多个流动路径和第二组多个流动路径在热能存储介质的基座内不相交。

Description

用于热能存储的结构化介质和方法
技术领域
本公开大致涉及热能存储产品、系统以及用于制造和利用这种热能存储产品和系统的方法。
背景技术
所有类型的热能存储在能量节约中起到重要作用。对比如为太阳能或来自工业过程的废热的热能的有效的收集、利用以及保存是能源开发和能源管理的重要方面。特别地，热能以显热和潜热的形式的存储是重要的。
在有效地存储和回收大量热能(即热能量)的能力方面已存在重大的利益。存在能够恢复、存储和回收热能的热存储技术，热能包括比如为太阳热能、地热(例如火山的、热水的等等)的天然能量和比如为工业上产生的废热的人工热能。热能存储系统可以广泛地分为显热系统、潜热系统和结合能系统。显热系统是通过在不发生任何相变的情况下加热通常为液体或固体的介质来存储热能的系统。潜热系统是加热经历相变(通常为熔融)的介质的系统。结合能存储系统是通过使介质经历将热能转化成化学能的吸热-放热反应来存储热能的系统。
热能存储通过使供给平顺以及提高可靠性来提高能量系统的性能。尽管太阳能是充裕、清洁以及安全的能源，但其受到年度和昼夜循环的影响；因此必然是间歇性的，而且通常由于多变的天气条件(例如，雨、雾、尘、霾、云量)而是不可预测和模糊的。进一步地，对能量的需要也是不稳定的；对于工业需求和消费者的需求来说随着年度和昼夜循环而变化。
另外，热能存储系统，特别是显热的热能存储系统，一般包括提出许多结构挑战的巨大的热能存储区域，包括如何将这种热能存储区域快速和有效地构造为热能存储系统的一部分。因此，继续存在对于促进热能的有效存储、回收和利用的改进的、有成本效率的产品、工序和系统的需要。
发明内容
在一个实施例中，一种热能区域，包括：第一组多个流动路径；和第二组多个流动路径，其中，第一组多个流动路径和第二组多个流动路径穿过共用容器，其中，第一组多个流动路径和第二组多个流动路径不相交，以及第一组多个流动路径是基本直线的，第二组多个流动路径是弯曲的，以及其中，第一组多个流动路径构造成延伸穿过多个结构化热存储元件，第二组多个流动路径构造成延伸穿过随机介质。
第一组多个流动路径可以周期性地合并为单个流动路径，单个流动路径随后再分支成多个流动路径。第一组多个流动路径可以通过连续壁与第二组多个流动路径分离。第一组多个流动路径可以穿过布置在共用容器内的至少第一内部容器。第一组多个流动路径可以穿过布置在共用容器内的多个内部容器。
第一组多个流动路径和第二组多个流动路径可以共用共同入口区域和共同出口区域。
在另一实施例中，热能区域可以还包括热能传导流体。热能存储区域可以具有跨过第一组多个流动路径测量的压降(PDrop1)和跨过第二组多个流动路径测量的压降(PDrop2)，使得PDrop1与PDrop2的比值从1∶0.7至1∶1的范围内。通过第一组多个流动路径的流体流可以是层流、湍流或其组合。通过第二组多个流动路径的流体流可以是层流、湍流或其组合。
在一个实施例中，一种热能存储区域，包括：外部容器；多个结构化热传导元件；以及多个随机介质，其中，结构化热存储元件和多个随机热存储介质布置在外部容器内。
在另一实施例中，一种热能存储区域，可以进一步包括：至少第一内部容器；其中，至少第一内部容器布置在外部容器内，其中，多个结构化热存储元件布置在至少第一内部容器内，以及其中，多个随机热存储介质布置在外部容器内并且布置在至少第一内部容器的外部。
在另一实施例中，一种热能存储区域，可以包括：布置在外部容器内的多个内部容器，其中，多个结构化热存储元件布置在多个内部容器内，以及其中，多个随机热存储介质布置在外部容器内并且布置在多个内部容器的外部。随机热存储介质可以布置在多个内部容器之间。
热能存储区域可以进一步包括布置在多个结构化热传导元件中的每一个之间的开口空腔。
热能存储区域可以包括具有25％或更小的百分比差别的跨过多个随机热存储介质测量的压降(PDroprandom)和跨过多个结构化热存储元件测量的压降(PDropstructured)。跨过多个随机热存储介质测量的压降(PDroprandom)可以大于或等于跨过多个结构化热存储元件测量的压降(PDropstructured)。跨过多个随机热存储介质测量的压降(PDroprandom)和跨过多个结构化热存储元件测量的压降(PDropstructured)使得PDroprandom与PDropstructured的比值在从大约10∶1至大约1∶1的范围内。
在一个实施例中，结构化热存储元件的尺寸可以限定热能存储区域的空间。热能存储区域可以具有等于结构化热传导元件的总高度或长度的高度或长度。热能存储区域可以具有为外部容器的高度的至少50％的高度。
在一个实施例中，多个结构化热存储元件中的每一个可以具有孔隙度(Vfs)，多个随机热存储介质可以具有单位体积孔隙度(Vfr)，使得Vfr与Vfs的比值在从2∶1至1∶1的范围内。
在一个实施例中，多个结构化热存储元件中的每一个可以具有38％或更小的孔隙度。
多个结构化热存储元件可以构造成与外部容器、至少第一内部容器或多个内部容器中的每一个的内部尺寸相符。多个结构化热存储元件可以垂直或水平地布置在外部容器、至少第一内部容器或多个内部容器中的每一个内。结构化热存储元件中的每一个可以由包括陶瓷材料的一种或更多种不同的材料组成。
随机热存储介质可以具有在0.2至0.4的范围内的每单位体积孔隙度。随机热存储介质可以布置在外部容器的内表面与结构化热传导元件之间。随机热存储介质可以布置在外部容器的内表面与至少第一内部容器的外表面之间。
在另一实施例中，随机热存储介质可以布置在外部容器的内表面与多个内部容器中的每一个的外表面之间。随机热存储介质可以围绕内部容器布置。
随机热存储介质可以由与结构化热传导元件相同或不同的构造材料组成。
在一个实施例中，外部容器具有入口和出口。外部容器可以构造成沿着从由水平、竖直、倾斜或其组合组成的组中选择的取向保持至少第一内部容器或多个内部容器。外部容器可以是压力容器或安全壳，比如储罐、管道、反应器、柱管、塔等。
在一个实施例中，至少第一内部容器或多个内部容器可以具有入口和出口。至少第一内部容器或多个内部容器中的每一个可以具有等于布置在其中的多个结构化热存储元件的总高度的大约50％至大约150％的高度。多个内部容器可以以图案布置在外部容器内。多个内部容器可以具有从由圆形、三角形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形和其组合组成的组中的选择的横截面形状。至少第一内部容器可以是管。
附图说明
通过参照附图可以更好地理解本公开，并且本公开的许多特征和优点对于本领域技术人员来说变得明显。
图1A是热能存储区域的实施例的示图，示出延伸通过包括由随机热存储介质包围的矩形结构化热存储介质的热存储介质的基座的流体流动路径。
图1B是图1A中显示的热能存储区域的同一实施例的俯视图。
图2A是热能存储区域的实施例的示图，示出延伸通过包括布置在内部容器内的矩形结构化热存储介质的热存储介质的基座的流体流动路径，内部容器由随机热存储介质包围。
图2B是图2A中显示的热能存储区域的同一实施例的俯视图。
图3A是热能存储区域的实施例的示图，示出延伸通过包括布置在由随机热存储介质包围的多个内部容器内的柱形结构化热存储介质的热存储介质的基座的流体流动路径。
图3B是图3A中显示的热能存储区域的同一实施例的俯视图。
图4是具有整体式凸缘的矩形结构化热存储元件(热存储块)的实施例的示图。
图5是由矩形间隔环分离的两个矩形结构化热存储块的实施例的分解视图的示图。
图6是热能存储区域的实施例的示图，示出延伸通过包括布置在多个管内的柱形结构化热存储块的热存储介质的基座的流体流动路径，多个管设置在储存罐内并且由随机热存储介质包围。
不同的附图中使用的相同的参考符号表示相似或相同的项目。
具体实施方式
以下说明书与附图结合提供用于帮助理解本文中公开的教导。以下论述将集中在教导的具体执行和实施例。该焦点提供用于辅助描述教导并且不应该被理解为对教导的范围或适用性的限制。
如本文中所使用的，术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其任何其他变型旨在覆盖非排他的内含物。例如，包括一系列特征的处理、方法、物品或装置不一定仅限于这些特征，而可以包括对于这种处理、方法、物品或装置未明确列出或固有的其他特征。此外，除非明确相反地声明，否则“或”指的是包括在内的或而非排他的或。例如，通过以下任一项满足状态A或B：A是正确的(或存在)以及B是错误的(或不存在)，A是错误的(或不存在)以及B是正确的(或存在)，以及A和B都是正确的(或存在)。
“一种”或“一个”的使用用于描述本文中描述的元件和部件。这样做仅是为了方便以及给出本发明的范围的一般含义。本说明书应当被解读为包括一个或至少一个，并且单数也包括多个，或者反之亦然，除非清楚地表示相反的意思。
除非不同地限定，否则本文中使用的全部技术术语和科学术语具有与本发明所属技术领域的技术人员通常理解的相同意思。材料、方法和例子仅作为例示，而非旨在限制。
本文中描述的实施例涉及能够被用于大型热能存储设备的热能存储区域，比如与太阳能发电机相关的热能存储区域。具体实施例涉及包括热能存储介质的热能存储区域。热能存储介质可以是结构化热能存储介质、随机热能存储介质或两者的组合。结构化热能存储介质在本文中也可以称为结构化热存储介质、结构化热存储元件或结构化热存储块。在实施例中，热能存储介质可以是包括与结构化热能存储介质结合的随机热能存储介质的热能存储介质的基座。结构化热能存储介质或随机热能存储介质或其组合可以布置在诸如大的安全壳、储罐或管道之类的容器内。比如通过暴露至太阳或其他热源的已经填充有热能(即，被加热的)的热传导流体可被设定成流动越过和穿过热能存储区域的热能存储介质。热能存储介质接着从热的热传导流体吸收热量并且存储吸收的热能用于随后的应用，比如在当太阳能收集器不能直接向发电机提供足够量的热流体的期间(例如，晚上)。在这种状态期间，热传导流体可以流动通过热的热能存储介质，使得热传导流体吸收所存储的热能，存储的热能然后能够被传导至发电机，在此热能可被用于例如产生蒸汽。可以理解的是，用于在比如为太阳能发电机、高级绝热压缩空气能量存储系统、地热能系统等的需要高热容量和长循环时间的应用中使用的热能存储区域将具有显著不同的特点，比如循环时间的长度(即，用于所存储热量的完全加载和卸载的时间)、存储质量的总量、单位质量单位时间的热存储量以及与本领域中遇到的其他热能传导区域相比的其他特征。例如，再生热氧化炉(“RTO”)的特征为具有非常短的循环时间(为与小时相比的分钟)以及非常低的总热容量。
本文中描述的实施例涉及热能存储区域。具体实施例包括流通路径的分组，同时其他的具体实施例包括用于产生和操纵这些流通路径的分组的某些结构。其他的具体实施例涉及用于构造热能存储区域的方法。如以下更加具体地描述的，热能存储区域可以包括结构化热存储介质和随机热存储介质。结构化热存储介质和随机热存储介质可以布置在基座中。结构化热存储介质和随机热存储介质可被布置成使其在基座内相互基本平行地对准。结构化热存储介质和随机热存储介质可被布置成使其与流动通过热能传导区域的流体的方向基本对准。结构化热存储介质具有低的开口面面积和低的孔隙度。随机热存储介质可被布置在基座的一个或更多个部分中，或者布置在包围结构化热传导介质的单独的基座中。通过结构化热存储介质和随机热存储介质的流动路径可被布置成使其不在热能存储介质的基座内相交(即，流动路径不在热能传导区域内相交)。
在图1A和图1B所示的实施例中，热能存储区域100包括第一组多个流动路径101和第二组多个流动路径103，其中第一组多个流动路径和第二组多个流动路径穿过共用容器105。第一组多个流动路径构造成延伸穿过多个结构化热存储元件107，第二组多个流动路径构造成延伸穿过多个随机热存储介质109。结构化热存储元件和随机热存储介质形成基座。容器可以被填充随机热存储介质达到与结构化热传导元件相同的高度。结构化热传导元件的高度115限定热能存储区域的高度。第一组多个流动路径和第二组多个流动路径在热能存储介质的基座内不相交。第一组多个流动路径是基本直线的，第二组多个流动路径是弯曲的。第二组多个流动路径可以与存在于随机热存储介质之间的空隙117的网络重合或相应。
热能存储区域可以由穿过共用容器的多个流动路径限定。流动路径可以被共用容器的内表面的形状和尺寸以及可能布置在共用容器内的任何其他物体的形状和尺寸的影响和控制。多个流动路径的流动路径可以相同或不同，可以基于某些需要的流动路径特征，比如流动路径在热能存储区域内的位置、流动路径的形状、流动路径是否延伸穿过热能存储介质或其他物体、沿着流动路径的流体流动速量、沿着流动路径的流体流动类型、流体流动路径是否彼此相交或彼此分离或其组合，可以将流动路径分成多个组，即多组多个流动路径。多个流动路径的数量可以根据需要而改变。
在一个实施例中，热能存储区域可以包括至少第一组多个流动路径和第二组多个流动路径。在另一实施例中，第一组多个流动路径可以在其在共用容器内延伸或延伸通过共用容器时为基本线性。第一组多个流动路径可以与延伸穿过共用容器的任何数量的其他多个流动路径相交或分离。第一组多个流动路径可以周期性地合并为单个流动路径，单个流动路径随后再分支成多个流动路径。第一组多个流动路径在其延伸穿过热能存储区域的共用容器时可以是基本竖直、基本水平或其组合。
在一个实施例中，第一组多个流动路径延伸穿过多个结构化热能存储元件，这将在以下做更加详细的说明。第一组多个流动路径可以周期性地合并为单个流动路径，单个流动路径随后再分支成多个流动路径。第一组多个流动路径在其延伸穿过结构化热能存储元件时可以是基本竖直、基本水平或其组合。
在一个实施例中，第一组多个流动路径可以与第二组多个流动路径部分地、周期性地或完全地分离。相反地，第一组多个流动路径可被引导为与第二组多个流体流动路径相交、合并或混合。在一个实施例中，当第一组多个流动路径延伸穿过热能区域的共用容器时，第一组多个流动路径通过连续的挡板与第二组多个流动路径分离。
如在前所描述的，多组多个流动路径可被存在并且延伸穿过共用容器。在一个实施例中，至少第二组多个流动路径延伸穿过共用容器。在一个实施例中，第二组多个流动路径是弯曲的。第二组多个流动路径可以相互流体连通或彼此分离。
在一个实施例中，第二组多个流动路径延伸穿过多个随机热能传导元件，这将在以下做更加详细的说明。
在图2A和图2B所示的实施例中，热能存储区域200包括第一组多个流动路径201和第二组多个流动路径203，其中第一组多个流动路径和第二组多个流动路径穿过共用容器205。第一组多个流动路径构造成延伸穿过布置在第二容器211内的多个结构化热存储元件207，第二容器211布置在共用容器内。第二组多个流动路径构造成延伸穿过多个随机热存储介质209。结构化热存储元件和随机热存储介质形成基座。共用容器可以被填充随机热存储介质达到与结构化热传导元件相同的高度。结构化热传导元件的高度215限定热能存储区域的高度。第一组多个流动路径和第二组多个流动路径在热能存储介质的基座内不相交。第一组多个流动路径是基本直线的，第二组多个流动路径是弯曲的。第二组多个流动路径可以与存在于随机热存储介质之间的空隙217的网络重合或相应。
在图3A和图3B所示的实施例中，热能存储区域300包括第一组多个流动路径301和第二组多个流动路径303，其中第一组多个流动路径和第二组多个流动路径穿过共用容器305。第一组多个流动路径构造成延伸穿过布置多个内部容器311内的多个结构化热存储元件307，多个内部容器311布置在共用容器内。第二组多个流动路径构造成延伸穿过多个随机热存储介质309。结构化热存储元件和随机热存储介质形成基座。共用容器可以被填充随机热存储介质达到与结构化热传导元件相同的高度。结构化热传导元件的高度315限定热能存储区域的高度。第一组多个流动路径和第二组多个流动路径在热能存储介质的基座内不相交。第一组多个流动路径是基本直线的，第二组多个流动路径是弯曲的。第二组多个流动路径可以与存在于随机热存储介质之间的空隙317的网络重合或相应。
热能存储区域包括多个流动路径延伸穿过的共用容器。共用容器可被构造成封装、包封、保持和/或引导大量流动路径以及不同类型的流动路径。共用容器可被构造成包含一个或更多个内部容器。共用容器也可以根据是否存在布置在共用容器内的至少第一内部容器或多个内部容器而被称作外部容器。共用容器可以具有单个入口和出口、多个入口和出口或其组合。在一个实施例中，第一组多个流动路径和第二组多个流动路径穿过共用容器。在一个实施例中，共用容器，也称作外部容器，可被构造成沿从由水平、竖直、倾斜或其组合组成的组中选择的取向保持至少第一内部容器或多个内部容器。多个内部容器可以随机地、根据规则的图案或其组合布置在共用容器内。在一个实施例中，多个内部容器可以组成具有正多边形、不规则多边形、椭圆形、圆形、弧形、十字形、螺旋形、沟槽或其组合的形状的图案。在另一个实施例中，内部容器的图案可以包括：竖直、对角或水平行和列的阵列；辐射图案、螺旋图案、花序图案、对称图案、不对称图案或其组合。共用容器可以是压力容器或安全壳，比如储罐、反应器、柱管、塔、管道等。共用容器可以由提供足够的结构强度并且与预定热传导流体以及将与共用容器接触的任何其他化学品、化合物或其他材料相兼容的任何材料形成。在一个实施例中，共用容器可以由金属材料、陶瓷材料、陶瓷合金材料、玻璃质材料、聚合物材料、合成材料或其组合形成。在一个实施例中，金属材料可以是铁、铸铁、碳钢、合金钢、不锈钢或其组合。共用容器是大型结构并且一般具有从大约10m3至大约100,000m3范围内的体积；但是，也可以使用更大或更小的体积。
结构化热存储元件的当前实施例不能与用于质量传递操作的“结构化”填充介质相混淆。替代地，本实施例作用为在延长的时间段内吸收大量热能，以将热能保持延长的时间段，并且当需要时，在延迟的时间段内释放所吸收的热能。这些特征使得当前实施例对于包含在太阳能存储系统、先进的绝热压缩空气能量存储系统、地热能系统等是特别有用的。
在如图4所示的实施例中，结构化热存储元件400包括顶部表面403、底部表面405和多个穿孔407，多个穿孔407形成从顶部表面到底部表面延伸穿过结构化热存储元件的通路409。结构化热存储元件(结构化热存储块)具有从大约10％至大约35％的范围内的空隙容积和作为整体式凸缘的形式的混合空腔形成元件411。
热能存储区域的热能存储特性可以受到结构化热传导介质的形状和尺寸的影响。结构化热存储介质可以具有显著形状和长度、宽度和高度尺寸。热能存储区域的结构化热存储介质可以是具有顶部表面和底部表面以及具有如下总体尺寸的任何形状，该总体尺寸允许热能存储区域配合在共用容器内；或者在至少第二容器内或在多个容器(内部容器)内，如果这种至少第二容器或多个容器布置在共用容器内的话。在一个实施例中，结构化热存储介质可以具有比共用容器的内部尺寸更小的尺寸，使得热能存储介质的多个块可以竖直地以及并排地布置以便配合在共用容器内。在另一实施例中，结构化热存储介质的长度和宽度的尺寸设定成基本等于至少第一内部容器或多个内部容器的内部长度和宽度。
在一个实施例中，结构化热存储介质可以是单元块。图4示出四棱柱形状的块。在另一实施例中，结构化热存储介质可以包括配合在一起以形成结构化热传导介质的多个片断。其中多个片断可以包括单个柱或单层结构化热传导介质。
在一个实施例中，结构化热存储介质可以具有在不大于大约1.5m(60英寸)的范围内的长度尺寸，比如，不大于大约1.2m(48英寸)、不大于大约0.91m(36英寸)、不大于大约0.61m(24英寸)、不大于大约0.51m(20英寸)、不大于大约0.46m(18英寸)、不大于大约0.3m(12英寸)、不大于大约0.25m(10英寸)、不大于大约0.2m(8英寸)的长度或者不大于大约0.15m(6英寸)的长度。在一个实施例中，长度尺寸可以不小于大约0.05(2英寸)，不小于大约0.08m(3英寸)，不小于大约0.10m(4英寸)，或者不小于大约0.13m(5英寸)。长度尺寸可以在包括任意成对的前述上限和下限的范围内。在一个具体的实施例中，长度尺寸可以在不小于大约0.10m(4英寸)至不大于大约0.3m(12英寸)的范围内，比如不小于大约0.13m(5英寸)至不大于大约0.25m(10英寸)。
在一个实施例中，结构化热存储介质可以具有在不大于大约1.5m(60英寸)的范围内的宽度尺寸，比如，不大于大约1.2m(48英寸)、不大于大约0.91m(36英寸)、不大于大约0.61m(24英寸)、不大于大约0.51m(20英寸)、不大于大约0.46m(18英寸)、不大于大约0.3m(12英寸)、不大于大约0.25m(10英寸)、不大于大约0.2m(8英寸)或者不大于大约0.15m(6英寸)的宽度。在一个实施例中，宽度尺寸可以不小于大约0.05(2英寸)，不小于大约0.08m(3英寸)，不小于大约0.10m(4英寸)，或者不小于大约0.13m(5英寸)。宽度尺寸可以在包括任意成对的前述上限和下限的范围内。在一个具体的实施例中，宽度尺寸可以在不小于大约0.10m(4英寸)至不大于大约0.3m(12英寸)的范围内，比如不小于大约0.13m(5英寸)至不大于大约0.25m(10英寸)。
在一个实施例中，结构化热存储介质可以具有在不大于大约1.5m(60英寸)的范围内的高度尺寸，比如，不大于大约1.2m(48英寸)、不大于大约0.91m(36英寸)、不大于大约0.61m(24英寸)、不大于大约0.51m(20英寸)、不大于大约0.46m(18英寸)、不大于大约0.3m(12英寸)、不大于大约0.25m(10英寸)、不大于大约0.2m(8英寸)或者不大于大约0.15m(6英寸)的高度。在一个实施例中，高度尺寸可以不小于大约0.05(2英寸)，不小于大约0.08m(3英寸)，不小于大约0.10m(4英寸)，或者不小于大约0.13m(5英寸)。高度尺寸可以在包括任意成对的前述上限和下限的范围内。在一个具体的实施例中，高度尺寸可以在不小于大约0.10m(4英寸)至不大于大约0.3m(12英寸)的范围内，比如不小于大约0.13m(5英寸)至不大于大约0.25m(10英寸)。
在一个具体实施例中，长度、宽度和高度的尺寸是0.15m(6英寸)×0.15m(6英寸)×0.3m(12英寸)(6”x6”x12”)。
热能存储区域的热能存储特性可以受到结构化热传导介质的开口面面积和空隙容积的影响。结构化热存储介质的顶部表面或底部表面的开口面面积可以由结构化热传导介质的顶部表面和底部表面上的多个穿孔限定。类似地，结构化热存储介质的空隙容积可以由穿过结构化热传导介质的通路限定。在一个实施例中，结构化热存储介质的顶部表面或底部表面的开口面面积在不大于大约38％的范围内，比如不大于大约37％，不大于大约36％或不大于大约35％。在一个实施例中，结构化热存储介质的顶部表面或底部表面的开口面面积可以在不小于大约7％的范围内，比如不小于大约8％，不小于大约9％或不小于大约10％。结构化热存储介质的顶部表明或底部表面的开口面面积可以在包括任意成对的前述上限和下限范围内。在一个具体实施例中，结构化热存储介质的顶部表面或底部表面的开口面面积可以在不小于大约10％至不大于大约35％的范围内。
类似于开口面面积，在一个实施例中，结构化热存储介质的空隙容积在不大于大约38％的范围内，比如不大于大约37％，不大于大约36％或不大于大约35％。在一个实施例中，结构化热存储介质的空隙容积可以在不小于大约7％的范围内，比如不小于大约8％，不小于大约9％或不小于大约10％。结构化热存储介质的空隙容积可以在包括任意成对的前述上限和下限的范围内。在一个具体实施中，结构化热存储介质的空隙容积可以在不小于大约10％至不大于大约35％的范围内。
结构化热存储介质的空隙容积，也称作孔隙度，可以受到位于结构化热传导介质的顶部表明和底部表面上的穿孔(也称作孔、眼、开口或空隙)的尺寸、形状和布置的影响。穿孔的形状可以是规则的或不规则的。在一个实施例中，穿孔的形状可以是狭缝、正多边形、不规则多边形、椭圆形、圆形、弧形、十字形、螺旋形、沟槽或其组合的形式。在一个具体实施例中，穿孔具有圆的形状。在另一实施例中，穿孔的形状可以是一个或更多个狭缝的形式，其中多个狭缝可以相交，比如为十字或星形的形式。在另一实施例中，穿孔是弧形形状。
结构化热存储介质的顶部表面和底部表面上的穿孔的密度可以是均匀的或不规则的。在一个实施例中，结构化热存储介质块的顶部表面或底部表面可以具有在不大于大约7750穿孔每平方米(5穿孔每平方英寸)的范围内的穿孔密度，比如，不大于大约6200穿孔每平方米(4穿孔每平方英寸)，不大于大约4650穿孔每平方米(3穿孔每平方英寸)，不大于大约3875穿孔每平方米(2.5穿孔每平方英寸)，不大于大约3410穿孔每平方米(2.2穿孔每平方英寸)，不大于大约3100穿孔每平方米(2.0穿孔每平方英寸)，不大于大约2945穿孔每平方米(1.9穿孔每平方英寸)，不大于大约2790穿孔每平方米(1.8穿孔每平方英寸)，或不大于大约2635穿孔每平方米(1.7穿孔每平方英寸)。在一个实施例中，结构化热存储介质块的顶部表面或底部表面可以具有在不小于大约387.5穿孔每平方米(0.25穿孔每平方英寸)的范围内的穿孔密度，比如不小于大约775穿孔每平方米(0.5穿孔每平方英寸)，不小于大约1240穿孔每平方米(0.8穿孔每平方英寸)，或不小于大约1550穿孔每平方米(1.0穿孔每平方英寸)。穿孔密度可以在包括任意成对的前述上限和下限的范围内。在一个具体实施例中，穿孔密度可以在不小于大约775穿孔每平方米(0.5穿孔每平方英寸)至不大于大约4650穿孔每平方米(3.0穿孔每平方英寸)的范围内，比如不小于大约1550穿孔每平方米(1.0穿孔每平方英寸)至不大于大约3100穿孔每平方米(2.0穿孔每平方英寸)。
结构化热存储介质的穿孔具有显著的液力直径。液力直径可被用于表征热能存储区域的结构化热存储介质的实施例的特定尺寸和结构特征。单独的穿孔的液力直径可以是均匀的或变化的，相同或不同。在一个实施例中，穿孔的平均液力直径可以在不大于大约5.1cm(2.0英寸)的范围内，比如不大于大约4.6cm(1.8英寸)，不大于大约4.1cm(1.6英寸)，不大于大约3.6cm(1.4英寸)，不大于大约3.0cm(1.2英寸)，或不大于大约2.5cm(1.0英寸)，不大于大约2.3cm(0.9英寸)。在一个实施例中，穿孔的平均液力直径可以在不小于大约0.25cm(0.1英寸)的范围内，比如不小于大约0.51cm(0.2英寸)，或不小于大约0.76cm(0.3英寸)。液力直径可以在包括任意成对的前述上限和下限的范围内。在一个具体实施例中，液力直径可以在不小于大约0.25cm(0.1英寸)至不大于大约5.1cm(2.0英寸)的范围内，比如不小于大约0.89cm(0.35英寸)至不大于大约2.5cm(1.0英寸)。
结构化热存储介质的表面上的相邻的穿孔之间的间隔(即，壁厚)是显著的，并且能够单独地使用或与穿孔的液力直径结合使用，以表征热能存储区域的结构化热存储介质的特定尺寸和结构特征。单独的穿孔之间的壁厚可以是均匀的或变化的，相同或不同。在一个实施例中，液力直径与最小壁厚的平均比值(DHavg/Thk)可以在不大于大约3.0的范围内，比如不大于大约2.8，不大于大约2.6，不大于大约2.4，不大于大约2.2，不大于大约2.0，或不大于大约1.9。在一个实施例中，液力直径与最小壁厚的平均比值(DH/Thk)可以在不小于大约0.3的范围内，比如不小于大约0.4，或不小于大约0.5。液力直径与最小壁厚的平均比值(DHavg/Thk)可以在包括任意成对的前述上限和下限的范围内。在一个具体实施例中，液力直径与最小壁厚的平均比值(DH/Thk)可以在不小于大约0.5至不大于大约3.0的范围内。
结构化热存储介质块的顶部表面或底部表面上的穿孔可以随意地(例如随机地)或故意地布置在无数的图案中。顶部表面上的穿孔的图案可以与底部表面上的图案相同或不同。在一个实施例中，穿孔的图案可以是具有均匀分布、不均匀分布或受控的不均匀分布的任意图案。在另一个实施例中，穿孔的图案可以包括：竖直、对角或水平行和列的阵列；辐射图案、螺旋图案、花序图案、对称图案、不对称图案或其组合。图案可以覆盖(即，遍及分布)结构化热传导介质的整个顶部表面或底部表面，可以覆盖结构化热存储介质的基本整个顶部表面或底部表面(即，大于50％但小于100％)，可以覆盖结构化热传导介质的顶部表面或底部表面的多个部分，或者可以覆盖结构化热传导介质的顶部表面或底部表面的仅一部分。
结构化热存储介质的顶部表面和底部表面上的穿孔可以限定延伸穿过结构化热传导介质的通路的形状。通路的横截面形状可以相同或彼此不同。当通路延伸穿过结构化热传导介质时，通路的横截面形状可以是一致的、不规则的、变化的或其任意组合。在一个实施例中，通路具有与连接至通路的顶部表面上的穿孔的形状相同的均匀横截面形状。在另一实施例中，当通路延伸穿过结构化热传导介质时，通路的横截面形状改变。
在一个实施例中，任意特定通路将结构化热存储介质的顶部表面上的至少一个穿孔连接至结构化热传导介质的底部表面上的至少一个穿孔。通路的路径可以是基本线性、非弯曲、弯曲或其组合。在一个实施例中，通路是穿过结构化热传导介质的本体的非弯曲(即，基本直线，基本线性)。在另一实施例中，通路中的一个或多个可以是弯曲的(即，不规则，也就是具有穿过包括曲线和转角的结构化热存储介质的形状，以及因此是非直线的)。
结构化热存储介质可以包括混合空腔形成元件。混合空腔形成元件的功能是在两个热能存储块(即，第一结构化热存储元件和第二结构化热传导元件)之间产生混合空腔或连续空间，当热能存储块被彼此靠近地设置时(比如，彼此堆叠或首尾相连地放置)时，混合空腔或连续空间分离热能存储的相对表面。流经第一结构化热存储介质的各个通路的热传导流体被允许在相邻块之间的混合空腔内进行相互混合或混合，这促进了温度平衡并且减少了热传导流体的任意单独部分具有显著高于或低于穿过结构化热传导介质的热传导流体的其他部分的平均温度的温度的机会，由此也减小了“热点”发展的机会。
在一个实施例中，混合空腔形成元件与结构化热传导介质是整体的。在另一实施例中，混合空腔形成元件在结构化热传导介质的外部。在一个实施例中，外部混合空腔形成元件是与结构化热传导介质分离的单独部件，比如间隔环。在另一实施例中，外部混合空腔形成元件是作为共用容器的一部分，或者从共用容器、至少第一内部容器或其中布置结构化热存储介质的多个内部容器延伸。
整体的混合空腔形成元件可以与结构化热传导介质的顶部表面、底部表面或顶部表面和底部表面两者是整体的。例如，如图4所示，整体的混合空腔形成元件可以形成或模制在顶部表面、底部表面或两者上。在一个实施例中，整体的混合空腔形成元件可以是从结构化热传导介质的顶部表面或底部表面中的任一者或两者垂直地延伸的突出部。在另一个实施例中，整体的混合空腔形成元件可以是从结构化热传导介质的顶部表面或底部表面中的任一者或两者延伸的多个整体的突出部。
突出部可以采用不阻塞结构化热传导介质的表面上的穿孔的任何形状或形式。突出部可以是规则的或不规则的。突出部可以具有连续或不连续的形状。突出部可以定位在结构化热传导介质的顶部表面或底部表面上的任何地方。在一个实施例中，突出部可以是凸起的实心体，比如多边形棱柱、墩、拱顶或其组合。在一个实施例中，突出部可以是带、凸缘、壁、隆起或其组合。
在一个实施例中，至少一个突出部可以采取带的形式。在一个实施例中，带可以是直线、弯曲、卷绕、成角度的或其组合。在一个实施例中，带可以在相邻的穿孔之间延伸。在一个实施例中，带可以包围一个或更多个穿孔。在一个实施例中，一个或更多个带可以相交。
在一个实施例中，突出部是围绕结构化热传导介质的顶部表面的外周径向地延伸的凸缘。
图4示出沿着结构化热传导介质的顶部表面的外周的整体的元件、顶部表面、连续的凸缘或壁。
来自一个结构化热存储介质的顶部表面的突出部可以形成为与来自重叠的相邻结构化热传导介质的底部表面的突出部联锁或在形状上互补。在一个实施例中，结构化热存储介质的顶部表面上的突出部可以是半圆形状，同时重叠的相邻结构化热存储介质的底部表面上的突出部可以具有互补形状的半圆，使得当一个本体设置在相邻的本体之上时，半圆联锁或互补基本完整的圆。
混合空腔形成元件的高度是显著的并且影响形成在相邻的热能存储本体之间的混合空腔的尺寸。混合空腔形成元件的高度与混合空腔的所需高度以及结构化热传导介质的顶部表面或底部表面上的穿孔的液力直径有关。单个突出部的高度或彼此堆叠其上的多个突出部的的总和可以限定相邻的热能存储之间的混合空腔的高度。但是，混合空腔的高度，以及由此任何混合空腔形成元件的总高度单独地或作为总和不大于结构化热传导介质的顶部表面上的穿孔的平均液力直径(DHavg)，比如，不大于大约0.9DHavg，不大于大约0.8DHavg，不大于大约0.7DHavg，或不大于大约0.6DHavg。在一个实施例中，任何混合空腔形成元件的总高度单独地或作为总和不小于大约0.1DHavg，比如不小于大约0.2DHavg，不小于0.3DHavg，或不小于大约0.4DHavg。任何混合空腔形成元件的总高度单独地或作为总和可以在包括任意成对的前述上限和下限的范围内。在具体实施例中，任意混合空腔形成元件的总高度单独地或作为总和可以在结构化热传导介质的顶部表面上的穿孔的DHavg的大约1/3至1倍的范围内。
如前所述，混合空腔形成元件可以是与结构化热传导介质的顶部表面可分离的元件(即，外部元件)。在一个实施例中，如图5所示，外部空腔形成元件可以是环形本体，比如环形圈52。环形环可以是圆形环、方形环、多边形环或其他形状的环，比如匹配结构化热存储介质50的顶部表面的周缘的形状。在具体实施例中，环形环52可以是间隔环、间隔法兰、间隔垫片或布置在第一结构化热存储元件50与叠置在第一结构化热存储元件上的第二结构化热存储元件之间的类似部件。在一个实施例中，外部空腔形成元件可以是单个环形本体或彼此重叠布置的多个环形本体。如上所述，混合空腔可以具有在结构化热传导介质的顶部表面上的穿孔的平均液力直径(DHavg)的大约1/3至1倍的范围内的高度，因此外部环形本体的总高度或多个环形本体的总和将也在结构化热传导介质的顶部表面上的穿孔的平均液力直径(DHavg)的大约1/3至1倍的范围内。
在另一实施例中，外部混合空腔形成元件可以是从共用容器的内部表面、至少第一内部容器或热能存储块中的一个或更多个布置在其中的多个内部容器延伸的突出部、本体或构件，比如支承构件。在一个实施例中，共用容器可以包括支承构件，比如搁板，结构化热存储介质块可以放置在支承构件上，支承构件使上部结构化热存储介质块与相邻的下部结构化热存储介质块分离限定热能存储块之间的混合空腔的距离。在具体实施例中，支承构件可以是由角钢制成的搁板。
当热传导流体流动穿过结构化热传导元件时，可以测量跨过多个结构化热存储元件的压降(PDropstructured)。在跨过多个结构化热存储元件的各个距离处测量的压降(PDropstructured)可被用于表征结构化热存储介质以及热能存储区域的某些特征。在一个实施例中，跨过多个结构化热存储元件的压降将等于或小于跨过多个随机热存储介质测量的压降(PDroprandom)。
结构化热存储介质可由任意材料形成，所述材料提供足够的结构强度、具有足够的热能存储能力，并与预期的热传导流体以及与结构化热传导介质接触的任何其他化学品、化合物或其他材料可相容。在一个实施例中，本体可由金属材料、陶瓷材料、金属陶瓷材料、玻璃材料、复合材料或它们的组合形成。在一个实施例中，金属材料可为铁、铸铁、碳钢、合金钢、不锈钢或它们的组合。在一个实施例中，结构化热存储介质可为石墨。在一个实施例中，结构化热存储介质可为由陶瓷材料形成的陶瓷结构化热存储介质。在一个实施例中，陶瓷材料可为由如下组成的组中的一者：天然粘土、合成粘土、长石、沸石、堇青石、氧化铝、氧化锆、二氧化硅、硅铝酸盐、氧化镁、氧化铁、二氧化钛、碳化硅、水泥、硅线石、多铝红柱石、菱镁矿、铬镁矿、铬矿，以及它们的混合物。在一个实施例中，粘土可为氧化铝和二氧化硅的混合氧化物，并可包括诸如高岭土、球土、耐火粘土、瓷土等的材料。在某些实施例中，粘土为高塑性粘土，如球土和耐火粘土。在一个特定实施例中，粘土可具有约11至13meq/100gm的亚甲蓝指数(“MBI”)。术语“长石”在本文用于描述具有苏打、碳酸钾和石灰的氧化铝的硅酸盐。其他陶瓷材料(如石英、锆砂、长石粘土、蒙脱石、霞石正长岩等)也可以以少量存在。在一个实施例中，陶瓷材料可包括如下化合物的氧化物、碳化物、氮化物和它们的混合物：锰、硅、镍、铬、钼、钴、钒、钨、铁、铝、铌、钛、铜和它们的任意组合。
在一个实施例中，用于形成结构化热存储介质的组合物可包含氧化铁粉末组合物，所述氧化铁粉末组合物包含在给定范围内的如下主要成分：
应了解，可调节主要成分的百分比，且当增加一种组分的量时，可减少一种或多种其他组分，从而保持100％重量百分比的组合物。另外应了解，如上组成是用于主要成分，可能存在痕量的其他化合物。
在一个实施例中，用于形成结构化热存储介质的组合物可包含粘土组合物，所述粘土组合物包含在给定范围内的如下主要成分：
在一个实施例中，用于形成结构化热存储介质的组合物可包含最终组合物，所述最终组合物包含在给定范围内的如下主要成分：
外部混合腔室形成部件可由用于形成热能存储本体的上述的相同材料形成。
随机热存储介质(也称作倾卸的热存储介质)可以是本领域当前已知的任意类型或形状。随机热存储介质一般尺寸较小，并且具有变化的形状，比如球形、鞍形、短中空管、圆筒、杆、环、货车轮以及类似小罩的结构。
热能存储区域的热能存储特性可以受到随机热存储介质的每单位体积孔隙度的影响。随机热存储介质的每单位体积孔隙度可以在不大于大约38％的范围内，比如不大于大约37％，不大于大约36％，或不大于大约35％。在一个实施例中，随机热存储介质的空隙容积可以在不小于大约7％的范围内，比如不小于大约8％，不小于大约9％或不小于大约10％。随机热存储介质的空隙容积可以在包括任意成对的前述上限和下限的范围内。在一个具体实施中，随机热存储介质的空隙容积可以在不小于大约10％至不大于大约35％的范围内。
当热传导流体流动穿过随机热传导元件时，可以测量跨过多个随机热存储元件的压降(PDroprandom)。在跨过多个随机热存储元件的各个距离处测量的压降(PDroprandom)可被用于表征随机热存储介质以及热能存储区域的某些特征。在一个实施例中，跨过多个随机热存储元件的压降等于或大于跨过多个结构化热存储介质测量的压降(PDropstructured)。
随机热存储介质可以由如上所述的用于形成热能存储本体的相同材料形成。
在跨过多个结构化热存储元件(PDropstructured)和随机热存储元件(PDroprandom)的各个距离处测量的压降可被用于表征热能存储区域的某些特征。在一个实施例中，跨过多个随机热存储介质测量的压降(PDroprandom)和跨过多个结构化热存储元件测量的压降(PDropstructured)具有25％或更小的百分比差别。在另一个实施例中，跨过多个随机热存储介质测量的压降(PDroprandom)大于或等于跨过多个结构化热存储元件测量的压降(PDropstructured)。在另一实施例中，跨过多个随机热存储介质测量的压降(PDroprandom)和跨过多个结构化热存储元件测量的压降(PDropstructured)使得PDroprandom与PDropstructured的比值在从大约10∶1至大约1∶1的范围内。
结构化热存储元件(Vfs)的孔隙度和随机热存储元件(Vfr)的每单位体积孔隙度可被用于表征热能存储区域的某些特征。在一个实施例中，多个结构化热存储元件可以具有孔隙度Vfs，多个随机热存储介质可以具有每单位体积孔隙度Vfr，使得Vfr与Vfs的比值在从2∶1至1∶1的范围内。
热能存储区域可以进一步包括热传导流体。所包括的热传导流体将基于所考虑的热量收集和存储系统的具体应用和运转条件来确定。热传导流体可以是气体、液体或其组合。热传导流体可以是含水的、有机的或其组合。如果需要，热传导流体的类型可以在热能存储区域的某些区域内变化，比如介质的某些贯穿类型或沿着特定的多个流动路径的类型。在一个实施例中，热传导流体为有机液体，如油。在一个特定实施例中，所述油可为矿物油，如链烷烃和环烷烃的混合物、高纯度白矿物油、二苯醚和联苯的混合物、二苯醚和1，1-二苯乙烷的混合物、经改性的三联苯、它们的任意组合等。
热能存储区域包括：外部容器；多个结构化热传导元件；以及多个随机介质，其中，结构化热存储元件和多个随机热存储介质布置在外部容器内。如上所述，外部容器与如上所述的外部容器同义。结构化介质可以具有在前如上所述的特性。随机热存储介质可以具有在前如上所述的特性。在具体实施例中，热能存储区域包括竖直或水平的大的储罐，没有任何内部容器布置在大的储罐中，大的储罐具有用于热传导流体流动的入口和出口，并且结构化热能存储介质和随机热能存储介质布置在大的储罐内。
热能存储区域可以进一步包括至少第一内部容器；其中，至少第一内部容器布置在外部容器内，其中多个结构化热存储元件布置在至少第一内部容器内，以及其中多个随机热存储介质布置在外部容器内和至少第一内部容器的外部。外部容器可以具有在前如上所述的特性。结构化热存储介质可以具有在前如上所述的特性。随机热存储介质可以具有在前如上所述的特性。
在具体实施例中，热能存储区域包括具有比如为管或套管的至少一个内部容器的大的储罐，至少一个内部容器布置在大的储罐内，其中结构化热能存储介质布置在至少一个内部容器内，随机热能存储介质布置在大的储罐内但在内部容器的外部，比如布置在大的储罐的内部表面与至少一个内部容器的外部之间的空间的至少一部分内。
在另一实施例中，热能存储区域可以包括布置在外部容器内的多个内部容器，其中，多个结构化热存储元件布置在多个内部容器内，以及其中，多个随机热存储介质布置在外部容器内并且在多个内部容器的外部。随机热存储介质可以布置在多个内部容器之间、之中或其周围或者上述布置方式的组合。结构化热存储元件可以具有与如上所述相同的特性。随机热存储介质热传导元件可以具有与如上所述相同的特性。
在具体实施例中，如图6所示，热能存储区域600包括第一组多个流动路径601和第二组多个流动路径603，其中第一组多个流动路径和第二组多个流动路径穿过大的储罐形式的共用容器605。多个内部容器611，比如管，以规则的图案布置在大的储罐内。结构化热能存储介质607布置在所述多个内部容器内，随机热能存储介质609布置在大的储罐内但在多个内部容器的外部，比如布置在大的储罐的内部表面与多个内部容器的外部之间的空间的至少一部分中。第一组多个流动路径构造成延伸穿过多个结构化热存储元件607，第二组多个流动路径构造成延伸穿过多个随机热存储介质609。结构化热存储元件和随机热存储介质形成基座。容器可以填充随机热存储介质达到与结构化热传导元件相同的高度。结构化热传导元件的高度615限定热能存储区域的高度。第一组多个流动路径和第二组多个流动路径在热能存储介质的基座内不相交。第一组多个流动路径是基本直线的，第二组多个流动路径是弯曲的。第一组多个流动路径和第二组多个流动路径共用热存储介质的基座中的共用入口617区域和热存储介质的基座的外部的共用出口619区域。
热能存储区域可被通过在外部容器的内部堆叠结构化热存储元件以及然后利用随机热存储介质包围堆叠的结构化热存储元件来构造。
在第一实施例中，热能存储区域通过将结构化热存储元件布置在外部容器内来构造。外部容器的内部表面与结构化热存储元件之间的任意空间可以保持空的，或者替代地填充有绝缘材料、随机热存储介质或其组合。如果需要，挡板或类似物可以定位在堆叠的结构化热存储元件的底部和顶部，以将热传导流体的流动引导至结构化热传导元件内。在另一实施例中，结构化热存储元件可以装填到一个或更多个内部容器内，比如装填到布置在外部容器内的管道或管内。内部容器可以在被布置在外部容器内之前装填结构化热存储元件。利用结构化热存储元件预先装填内部容器的能力通过使得热能存储区域的一部分能够在现场外构造并然后被输送至热能存储区域将被定位的位置来提供更大的构造效率和灵活性。
示例1a-结构化热能存储块-圆筒形：
针对作为圆筒形的结构化热能存储元件(结构化热能存储块)提供理论计算。块可以具有55个穿孔，穿孔具有以辐射图案布置的穿过块的本体的直线通路。块的开口面面积和孔隙度可以均为0.35(35％)。块可以具有0.15m(6英寸)的直径和0.15m(6英寸)的长度。
块的顶部的“开口面积”为大约69.29平方厘米(10.74平方英寸)。顶面的穿孔的平均液力直径DH将为大约0.013m(0.5英寸)。
示例1b-热存储单元-矩形：
针对具有矩形棱柱形状的结构化热能存储元件(结构化热能存储块)提供理论计算。块可以具有25个圆形穿孔，圆形穿孔具有以5排每排5个穿孔的规则阵列(5x5图案)布置穿过块的直线通路。块将具有0.20(20％)的孔隙度和0.20(20％)的开口面面积。块将具有0.15m(6英寸)的长度、0.15m(6英寸)的宽度和0.2m(8英寸)的长度。液力直径与壁厚的比值(DH/Thk)是1.33。穿孔的间隔是每平方米2232至2335孔(每平方英寸1.44至1.5孔)。
块的顶面的“开口面积”为大约46.45cm2(7.2平方英寸)。顶面的穿孔的平均液力直径DH将为大约1.86cm2(0.288平方英寸)。平均孔径将为大约1.5cm(0.6英寸)。平均最小壁厚将为大约1.14cm(0.45英寸)。液力直径与壁厚的比值(DH/Thk)将为大约1.33。
示例1c.实例1a和1b的块可由具有如下表所示的组成的陶瓷材料组成。
表1.
主要成分 重量％
Fe2O3 64.0％
SiO2 24.8％
Al2O3 8.0％
MgO 1.0％
CaO 0.5％
MnO 0.4％
TiO2 0.5％
示例2-热能存储区域：单个圆形外部容器，其内部的矩形块，没有单独的内部容器。
热能存储区域可以通过利用由随机热存储介质包围的结构化热存储介质填充储罐来构造。储罐可以是圆筒形的并且具有接近1,500m3(396，258加仑)的工作容积、68.58m(225英尺)的直径和45.72m(150英尺)的高度。储罐可以在工作容积之上和之下具有适当的的余隙空间，即“顶部空间”。储罐可以由钢制造。
结构化热存储介质可被模块化并且具有矩形棱柱(“矩形块”)的形状，矩形棱柱具有大致0.15m(0.5英尺)长×0.15m(0.5英尺)宽×0.3m(1英尺)高的尺寸。结构化热存储介质中的每一个可以具有在大致15％至38％的范围内的开口面面积和大致15％至38％的孔隙度。结构化热存储介质中的每一个可以具有垂直地延伸穿过结构化热传导介质的本体的通路。陶瓷结构的热存储介质可被模制，使得当两个块彼此堆叠在顶上时，两个块首尾相连地配合在一起并且具有定位在块之间的内置封装空腔。穿过这些堆叠块的流动路径将是基本竖直和基本线性的穿过每个块。穿过块的垂直堆叠的流动路径将与块的相邻的垂直堆叠分离。穿过块的垂直堆叠的流动路径可以在位于块之间的内置封装空腔内合并，然后再分支成穿过下一个块的本体的单独的流动路径。结构化热存储介质块可以彼此堆叠在顶上，并且呈层状以形成具有在圆筒形储罐内居中的正方形形状的基部的大的矩形棱柱。堆叠的结构化介质的高度将等于工作容积的高度。结构化的热存储介质可以由陶瓷材料制成。
结构化介质的堆叠的侧面与钢储罐的内壁之间的间隙空间可以填充随机热存储介质。随机热存储介质可以是小球、鞍形物、管、轮、环、圆筒、杆或其组合。随机热存储介质可以注入间隙空间内并且填充达到等于结构化热传导介质的高度的高度。随机热存储介质的尺寸设定成使得随机热存储介质的基座将具有跨过基座测量的压降，该压降等于跨过结构化热传导介质测量的压降。穿过随机热存储介质的基座的流动路径将是弯曲的。随机热存储介质可以由与结构化热传导介质相同的陶瓷材料制成。
热的热传导流体可以通过入口流入储罐内并穿过结构化热存储介质和随机热存储介质。热传导流体可以将热传导至结构化热存储介质和随机热存储介质，其中热量被存储在结构化热存储介质和随机热存储介质中直到需要这些热量为止。热传导流体可以通过出口流出储罐。
存储在结构化热存储介质和随机热存储介质中的热能可以按照需要通过使冷却的热传导流体通过结构化热存储介质和随机热存储介质流回而被提取。
示例3-热能区域-外部容器，单个内部容器
热能存储区域可以通过利用布置在内部容器内的结构化热存储介质填充储罐(即，外部容器)来构造。内部容器布置在储罐内，内部容器由随机热存储介质包围。储罐可以是圆筒形的并且具有与示例2相同的工作容积和其他特性。
结构化热存储介质可被模块化并且具有与以上示例2相同的形状、尺寸和其他特性。再次，结构化热存储介质可以彼此堆叠在顶上，以形成具有在圆筒形储罐内居中的正方形形状的基部的大的矩形棱柱；但是，与示例2不同，结构化热存储介质可以堆叠在第二容器内，第二容器可以具有配合结构化热传导介质的堆叠的所需形状的内部尺寸。第二容器的高度将等于堆叠的结构化介质的高度。第二容器可以由钢制成。
第二容器可在现场外预先装填结构化热存储介质，并且被输送至热能存储区域将要构造的现场。预先装填的第二容器可以通过利用适当的建造设备设置在储罐内。具有与示例2相同特性的随机热存储介质然后能够注入到储罐的内表面与第二容器的外表面之间的间隙内。跨过随机热存储介质的压降将与跨过结构化热传导介质的压降相同。
如在示例2中所述，热传导流体可以被引入并通过结构化热存储介质和随机热存储介质循环。
示例4-热能区域-外部容器和多个内部容器
可以通过利用结构化热存储介质填充储罐(即，外部容器)来构造热能存储区域，结构化热存储介质布置在管(即，内部容器)的阵列内，管的阵列布置在储罐内并且由随机热存储介质包围。储罐可以是圆筒形的并且具有与示例2相同的工作容积和其他特性。
结构化热存储介质可被模块化并且具有圆筒形状(“圆筒形块”)，圆筒形状具有直径为大约0.15m(0.5英尺)×0.3m(1英尺)高的尺寸。结构化热存储介质中的每一个可以具有如在示例2中那样的开口面面积、孔隙度和穿过结构化热存储介质的本体垂直地延伸的通路。与示例2不同，结构化热存储介质可以堆叠在多个管内，所述管中的每一个均具有匹配结构化热传导介质的单个圆筒形块的直径的内径。此外，与示例2不同，比如为间隔环的间隔元件可以设置在位于两个堆叠的块之间的管内，以便产生堆叠的块之间的空腔。穿过布置在内部容器内的堆叠的块的流动路径将基本竖直和基本上线性的穿过每个块。穿过块的垂直堆叠的流动路径可以在位于块之间的空腔内合并，然后再分支成穿过下一个块的本体的单独的流动路径。多个内部容器可以以辐射图案布置，辐射图案围绕储罐的内部均等地分布。每个内部容器的高度将等于堆叠的结构化热传导介质的高度。内部容器可以由钢制成。
类似于示例3，多个内部容器可以在现场外预先装填结构化热存储介质，然后输送至将要构造热能存储区域的现场。预先装填的内部容器可以通过利用适当的建造设备设置在储罐内。具有与示例1相同特性的随机热存储介质然后能够注入到内部容器之间和周围的空间内，包括储罐的内表面与内部容器的外表面之间的间隙空间。跨过随机热存储介质的压降将与跨过结构化热传导介质的压降相同。
如在示例2中所述，热传导流体可以被引入并通过结构化热存储介质和随机热存储介质循环。
为了例示和说明已经提供了对于本发明的优选实施例的上述说明。并非旨在穷举或将本发明限制为所公开的精确形式。根据上述教导可能存在明显的变型或变化。实施例被选择和描述以致力于提供本发明的原理及其实际应用的最佳例证，以及由此使得本领域技术人员能够以各个实施例以及适于所预期的特定应用的各个变型利用本发明。当所附权利要求根据以其被清楚地、合法地以及公正地授权的宽度被解释时，所有这些变型和变化在由所附权利要求确定的本发明的范围内。

Claims (51)

1.一种热能存储区域，包括：
第一组多个流动路径；
第二组多个流动路径；以及
热存储介质的基座，所述热存储介质的基座包括多个结构化热存储元件和多个随机热存储介质，
其中，所述第一组多个流动路径和所述第二组多个流动路径穿过共用容器，
其中，所述第一组多个流动路径构造成延伸穿过所述多个结构化热存储元件，所述第二组多个流动路径构造成延伸穿过所述随机热存储介质，以及
其中，所述第一组多个流动路径和所述第二组多个流动路径在热能存储介质的所述基座内不相交。
2.根据权利要求1所述的热能存储区域，其中，所述第一组多个流动路径是基本线性的。
3.根据权利要求1所述的热能存储区域，其中，所述第二组多个流动路径是弯曲的。
4.根据权利要求1所述的热能存储区域，其中，所述第一组多个流动路径周期性地合并为单个流动路径，所述单个流动路径随后再分支成多个流动路径。
5.根据权利要求1所述的热能存储区域，其中，所述第一组多个流动路径通过连续壁与所述第二组多个流动路径分离。
6.根据权利要求1所述的热能存储区域，其中，所述第一组多个流动路径穿过布置在所述共用容器内的至少第一内部容器。
7.根据权利要求1所述的热能存储区域，其中，所述第一组多个流动路径穿过布置在所述共用容器内的多个内部容器。
8.根据权利要求1所述的热能存储区域，其中，所述第一组多个流动路径和所述第二组多个流动路径共用共同入口区域和共同出口区域。
9.根据权利要求1所述的热能存储区域，还包括热能传导流体。
10.根据权利要求1所述的热能存储区域，其中，跨过所述第一组多个流动路径测量的压降(PDrop1)和跨过所述第二组多个流动路径测量的压降(PDrop2)使得PDrop1与PDrop2的比值从0.7∶1至1∶1的范围内。
11.根据权利要求1所述的热能存储区域，其中，通过所述第一组多个流动路径的流体流是层流或湍流，通过所述第二组多个流动路径的流体流是层流或湍流。
12.一种热能存储区域，包括：
外部容器；
多个结构化热传导元件；以及
多个随机介质，
其中，所述多个结构化热存储元件和所述多个随机热存储介质布置在所述外部容器内，以及
其中，所述多个结构化热存储元件和所述多个随机热存储介质彼此基本平行地对准。
13.根据权利要求12所述的热能存储区域，其中，所述多个结构化热存储元件和所述多个随机热存储介质与通过所述热能存储区域的流体的流动方向基本对准。
14.根据权利要求12所述的热能存储区域，还包括：
至少第二容器；
其中，所述至少第一内部容器布置在所述外部容器内，
其中，所述多个结构化热存储元件布置在所述至少第一内部容器内，以及
其中，所述多个随机热存储介质布置在所述外部容器内并且布置在所述至少第一内部容器的外部。
15.根据权利要求12所述的热能存储区域，还包括布置在所述外部容器内的多个内部容器，
其中，所述多个结构化热存储元件布置在所述多个内部容器内，以及
其中，所述多个随机热存储介质布置在所述外部容器内并且布置在所述多个内部容器的外部。
16.根据权利要求15所述的热能存储区域，其中，所述随机热存储介质布置在所述多个内部容器之间。
17.根据权利要求12所述的热能存储区域，其中，跨过所述多个随机热存储介质测量的压降(PDroprandom)和跨过所述多个结构化热存储元件测量的压降(PDropstructured)具有25％或更小的百分比差别。
18.根据权利要求12所述的热能存储区域，其中，跨过所述多个随机热存储介质测量的压降(PDroprandom)大于或等于跨过所述多个结构化热存储元件测量的压降(PDropstructured)。
19.根据权利要求12所述的热能存储区域，其中，跨过所述多个随机热存储介质测量的压降(PDroprandom)和跨过所述多个结构化热存储元件测量的压降(PDropstructured)使得PDroprandom与PDropstructured的比值在从大约10∶1至大约1∶1的范围内。
20.根据权利要求12所述的热能存储区域，还包括布置在所述多个结构化热传导元件中的至少两个之间的开口空腔。
21.根据权利要求12所述的热能存储区域，其中，所述结构化热存储元件的总高度限定所述热能存储区域的高度。
22.根据权利要求12所述的热能存储区域，其中，所述热能存储区域的高度是所述外部容器的高度的至少50％。
23.根据权利要求12所述的热能存储区域，其中，所述多个结构化热存储元件具有孔隙度Vfs，所述多个随机热存储介质具有单位体积孔隙度Vfr，使得Vfr与Vfs的比值在从2∶1至1∶1的范围内。
24.根据权利要求12所述的热能存储区域，其中，所述多个结构化热存储元件中的每一个具有38％或更小的孔隙度。
25.根据权利要求12所述的热能存储区域，其中，所述多个结构化热存储元件构造成与所述外部容器的内部尺寸相符。
26.根据权利要求14所述的热能存储区域，其中，所述多个结构化热存储元件构造成与所述至少第一内部容器的内部尺寸相符。
27.根据权利要求15所述的热能存储区域，其中，所述多个结构化热存储元件构造成与所述多个内部容器中的每一个的内部尺寸相符。
28.根据权利要求12所述的热能存储区域，其中，所述多个结构化热存储元件垂直地布置在所述外部容器内。
29.根据权利要求14所述的热能存储区域，其中，所述多个结构化热存储元件垂直地布置在所述至少第一内部容器内。
30.根据权利要求15所述的热能存储区域，其中，至少两个所述多个结构化热存储元件垂直地布置在所述多个内部容器中的每一个内。
31.根据权利要求12所述的热能存储区域，其中，至少两个所述多个结构化热存储元件水平地布置在所述外部容器内。
32.根据权利要求14所述的热能存储区域，其中，至少两个所述多个结构化热存储元件水平地布置在至少第二容器内。
33.根据权利要求15所述的热能存储区域，其中，至少两个所述多个结构化热存储元件水平地布置在所述多个内部容器中的每一个内。
34.根据权利要求12或权利要求14所述的热能存储区域，其中，所述结构化热存储元件中的至少两个由陶瓷材料组成。
35.根据权利要求12所述的热能存储区域，其中，所述随机热存储介质具有在15％至38％的范围内的每单位体积孔隙度。
36.根据权利要求12所述的热能存储区域，其中，所述随机热存储介质布置在所述外部容器的内表面与所述结构化热传导元件之间。
37.根据权利要求14所述的热能存储区域，其中，所述随机热存储介质布置在所述外部容器的内表面与所述至少第一内部容器的外表面之间。
38.根据权利要求15所述的热能存储区域，其中，所述随机热存储介质布置在所述外部容器的内表面与所述多个内部容器中的每一个的外表面之间。
39.根据权利要求15所述的热能存储区域，其中，所述随机热存储介质围绕所述内部容器布置。
40.根据权利要求14所述的热能存储区域，其中，所述随机热存储介质由与所述结构化热传导元件相同或不同的构造材料组成。
41.根据权利要求12所述的热能存储区域，其中，所述外部容器具有入口和出口。
42.根据权利要求14所述的热能存储区域，其中，所述外部容器构造成沿从由水平、竖直或倾斜组成的组中选择的取向保持所述至少第一内部容器。
43.根据权利要求15所述的热能存储区域，其中，所述外部容器构造成沿着从由水平、竖直、倾斜或其组合组成的组中选择的取向保持所述多个内部容器。
44.根据权利要求12所述的热能存储区域，其中，所述外部容器是由储罐、管道、反应器、柱管、塔等组成的组中的一者。
45.根据权利要求14所述的热能存储区域，其中，所述至少第一内部容器具有入口和出口。
46.根据权利要求15所述的热能存储区域，其中，所述多个内部容器中的每一个具有入口和出口。
47.根据权利要求14所述的热能存储区域，其中，所述至少第一内部容器具有等于所述多个结构化热传导元件的总高度的大约50％至大约150％的高度。
48.根据权利要求15所述的热能存储区域，其中，所述内部容器中每一个具有等于所述多个结构化热传导元件的总高度的大约50％至大约150％的高度。
49.根据权利要求15所述的热能存储区域，其中，所述多个内部容器以图案布置在所述外部容器内。
50.根据权利要求14所述的热能存储区域，其中，所述至少第一内部容器是管。
51.根据权利要求15所述的热能存储区域，其中，所述多个内部容器具有从由圆形、三角形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形及其组合组成的组中的一个选择的横截面形状。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110062868A (zh) * 2016-12-21 2019-07-26 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 热交换器和使用该热交换器的热交换方法

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150060008A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 The Regents Of The University Of California High-density, high-temperature thermal energy storage and retrieval
JP6217525B2 (ja) * 2014-05-23 2017-10-25 株式会社デンソー 熱交換器
DE102014114050A1 (de) * 2014-09-26 2016-03-31 Elringklinger Ag Wärmespeicherkomponente und damit ausgerüstete Wärmetauscher, insbesondere für Rauchgasreinigungsanlagen von Kraftwerken
RU2566360C1 (ru) * 2014-10-10 2015-10-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО АГАУ) Солнечный водонагреватель
US11555658B2 (en) * 2014-11-19 2023-01-17 University of Alaska Anchorage Methods and systems to convert passive cooling to active cooling
NO340371B1 (no) * 2014-12-19 2017-04-10 Energynest As Høytemperatur termisk energilager, fremgangsmåte for bygging og fremgangsmåte for drift av dette lageret
FR3041088B1 (fr) * 2015-09-16 2017-10-06 Eco-Tech Ceram Dispositif et systeme de stockage de calories/frigories.
DE102016102506A1 (de) * 2015-12-22 2017-06-22 Elringklinger Ag Packung und Kolonne umfassend eine oder mehrere Packungen
WO2017151606A1 (en) * 2016-02-29 2017-09-08 The Regents Of The University Of California Modular thermal energy storage system
ES2970285T3 (es) * 2017-11-21 2024-05-27 Aestus Energy Storage Llc Recipiente disipador de calor
DE102019131345A1 (de) * 2018-12-07 2020-06-10 IVOC-X GmbH Verfahren zum Ausführen einer zyklischen Energiespeicherung und Vorrichtung hierfür
SE545571C2 (en) * 2020-06-11 2023-10-24 Vattenfall Ab A method for storing thermal energy, a thermal storage system and a use of such a thermal storage system
US12018596B2 (en) 2020-11-30 2024-06-25 Rondo Energy, Inc. Thermal energy storage system coupled with thermal power cycle systems
US11913362B2 (en) 2020-11-30 2024-02-27 Rondo Energy, Inc. Thermal energy storage system coupled with steam cracking system
IL303311A (en) 2020-11-30 2023-07-01 Rondo Energy Inc Energy storage system and applications
US11913361B2 (en) 2020-11-30 2024-02-27 Rondo Energy, Inc. Energy storage system and alumina calcination applications
EP4067802A1 (en) * 2021-03-30 2022-10-05 Siemens Gamesa Renewable Energy GmbH & Co. KG Thermal energy storage device

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4139321A (en) * 1975-05-21 1979-02-13 Werner Frank D Rock channel heat storage
US4411255A (en) * 1981-01-06 1983-10-25 Lee Kenneth S Passive thermal storage wall structures for heating and cooling buildings
US4463799A (en) * 1980-10-29 1984-08-07 Agency Of Industrial Science Technology, Ministry Of International Trade & Industry Heat storage medium for latent heat thermal energy storage unit
JPS6467579A (en) * 1987-09-08 1989-03-14 Sakura Sogyo Kk Heat accumulator and cooling method thereof
JPH10238977A (ja) * 1997-02-27 1998-09-11 Trinity Ind Corp 熱回収用蓄熱構造体
CN1869572A (zh) * 2005-03-31 2006-11-29 松下电器产业株式会社 蓄热装置
CN101932898A (zh) * 2007-12-19 2010-12-29 弗雷德里克·乔治·贝斯特 改进的潜热储存设备
CN102077050A (zh) * 2008-05-16 2011-05-25 苏纳珀有限公司 能量储存系统

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62172191A (ja) * 1986-01-23 1987-07-29 Agency Of Ind Science & Technol 蓄熱器
JP2000161882A (ja) * 1998-11-26 2000-06-16 Hitachi Ltd 蓄熱・蓄冷槽
JP2010269978A (ja) * 2009-05-22 2010-12-02 Aisin Takaoka Ltd 蓄熱燃焼装置用ハニカム蓄熱体及びその製造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4139321A (en) * 1975-05-21 1979-02-13 Werner Frank D Rock channel heat storage
US4463799A (en) * 1980-10-29 1984-08-07 Agency Of Industrial Science Technology, Ministry Of International Trade & Industry Heat storage medium for latent heat thermal energy storage unit
US4411255A (en) * 1981-01-06 1983-10-25 Lee Kenneth S Passive thermal storage wall structures for heating and cooling buildings
JPS6467579A (en) * 1987-09-08 1989-03-14 Sakura Sogyo Kk Heat accumulator and cooling method thereof
JPH10238977A (ja) * 1997-02-27 1998-09-11 Trinity Ind Corp 熱回収用蓄熱構造体
CN1869572A (zh) * 2005-03-31 2006-11-29 松下电器产业株式会社 蓄热装置
CN101932898A (zh) * 2007-12-19 2010-12-29 弗雷德里克·乔治·贝斯特 改进的潜热储存设备
CN102077050A (zh) * 2008-05-16 2011-05-25 苏纳珀有限公司 能量储存系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110062868A (zh) * 2016-12-21 2019-07-26 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 热交换器和使用该热交换器的热交换方法
CN110062868B (zh) * 2016-12-21 2021-03-26 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 热交换器和使用该热交换器的热交换方法

Also Published As

Publication number Publication date
IN2015DN02688A (zh) 2015-09-04
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WO2014039318A1 (en) 2014-03-13
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AU2013313163B2 (en) 2015-12-24

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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150701

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