CN105683677A - 一种蓄热器及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及蓄热器，具有用于接收蓄热介质的壳体，接收在所述壳体中的蓄热介质以及热交换器，热载流可以在所述热交换器中传送，并且所述热交换器被设置为将热量从蓄热介质传送到热载流。根据本发明，蓄热器的其特征在于，提供了电加热装置，其被配置为将电能转化为热能。电加热装置被设置为在操作期间加热蓄热介质，其中，被电加热装置所加热的蓄热介质是金属。此外也公开了相应的方法。

Description

一种蓄热器及其操作方法
技术领域
本发明第一方面涉及一种如权利要求1的主题所述的蓄热器。
本发明另一方面还涉及一种如权利要求17的主题所述的蓄热器的操作方法。
背景技术
蓄热器，又称为热存储装置，包括通过受热来存储蓄热能的蓄热介质。常见的蓄热介质具有相对较高的比热容。因此它们可以存储相当多的能量同时又没有过高的温度变化。从蓄热器散发出来的热能用于多种不同的应用。
通用的蓄热器包括用以接收蓄热介质的壳体以及接收在壳体中的蓄热介质。此外，蓄热器包括用于运送热载流的热交换器，该热交换器被配置为将热量从蓄热介质转移到热载流。
相应地，用于操作热交换器的通用方法按照以下步骤来执行：热能从热源转移到设置在蓄热器的壳体上的蓄热介质，并且热能通过热交换器的传送从蓄热器转移到热载流。
如果蓄热介质可以被加热到相对高的温度，那么对于某些应用而言是非常有益的。在DE102012111707A1中描述到许多充满铝的胶囊被用作蓄热介质，从而存储了例如来自热电站或者集中供暖系统的热量。
在WO2012/113824A1中，来自火车的废热得到了利用。为此，具有铝的蓄热器被推荐为潜在的蓄热介质。
此类已知的蓄热器限于使用废热或者热电站的热能。根据上述记载，通过该蓄热器，除了热能之外的不同形式的能量并不能得以存储，也不能转变为热能。
发明内容
本发明的目的可以被视为提供一种蓄热器以及一种操作蓄热器的方法，其超越了仅仅将热能吸入和散发的作法，开创了各种应用的可能性。
该目的可以通过具有权利要求1的技术特征的蓄热器以及具有权利要求17的技术特征的方法来实现。
根据本发明的蓄热器以及根据本发明的方法的各种有益的变体是从属权利要求的主题，并且将在下文中进一步解释说明。
通过上述类型的蓄热器，根据本发明提供了一种电加热装置，其被配置为将电能转换为热能。电加热装置设置为在操作期间加热蓄热介质，其中通过电加热装置进行加热的蓄热介质是金属。
在上述类型的方法中，根据本发明提供了一作为热源的电加热装置，将电能转换为热能，并且将通过电加热装置来生成的热能转移至作为蓄热介质的金属。
通过电加热装置将电能尽可能彻底地转变热能可以视为本发明的核心思想。然后将该热能尽可能彻底地转移到作为蓄热介质的金属。
大量电能的存储是一个巨大的挑战。为此，蓄能电站就是以消耗电能来将水泵送到上游从而存储作为势能的能量而为人所知。但是，以此方式对空间的要求是很高的。人们也知道电池和类似的方式，其中，电能是被转化并以化学能的方式来存储。化学能的存储可以理解为通过提供能量，某种分子转化为其它分子。但是，通过这种方式，只有相对少量的能量能够以合理的成本进行存储。相反，根据本发明的电加热装置允许将电能转换为热能然后再进行存储。连同加热金属的想法，使得以相对低的成本来存储大量的能量成为可能。由于高温，所存储的能量可以有效地再次利用于之后的各种应用中或者转换为其它的能量形式。
本发明利用了电能有时能够以非常低的价格获得，有时甚至是倒贴的事实。这在很大程度上是由于不断增强了对例如太阳能和风能之类的再生能源的使用。如果产生太多的电能并提供给电力网，那么电价就会快速地下降。但是，为了保护电力线，电能必须要被移除。在用户过少的情况下，则必须以倒贴的价格来提供电能。
根据本发明的蓄热器还提供了尤其是(专有地)在外部电力网中存在多余电能的时候进行充电。这可以通过电价的上阈限来进行限定。可以提供当查明有多余电能时通过电加热装置来仅启动电能引入的控制装置。这种作法尤其地可以采用自动化的方式来实现，例如通过比较当前电价和预定的最高价格的方式。
所储存的热能可以通过热载流以可控的方式进行散发。热载流的热能大体上能够以所希望的方式使用。特别地，也可以提供一些装置，通过这些方法可以将热能转回成电能。例如可以在电价到达或者超过预定的最低价格时恰好采用这些方法。
电加热装置大体上可以理解为可以将电能转变为热能的任何装置。优选地，电加热装置设计为将至少80％，优选超过95％的电能转变为热能。在这种情况下，它不像所用的其它方法那样有废热。相反，电加热装置实现了正好用电源来产生热的目的。例如这可以通过电阻来实现。
电加热装置可以配置为将蓄热介质加热到它的熔点之上。可以使用相变的潜热能，从而存储大量的能量。此外，通过操作来接近相变温度，就可以实现将相对恒定的热能散发到热载流中，即使存储在蓄热器中的能量总量有更大的波动。在这种结构中，电加热装置则必须可以达到足够高的温度。根据用作蓄热介质的金属，该最小温度可以例如在600℃和1100℃之间。
特别地，铝可以优选为蓄热介质。其具有660℃的熔解温度。该温度一方面足够高从而能够存储大量的能量并且有助于热载流的高温，这就意味着更高的性能系数用于随后使用的热载流。但是，另一方面熔解温度没有太高并且可以划算地制作容器。该容器必须使用比蓄热介质的熔解温度要高的材料来制作。因此，在将铝作为蓄热介质的情况下，可以使用划算的金属来制作容器，例如钢铁。
作为选择，铜也适用为蓄热介质，其中，容器壁同样可以使用相对理想的金属来制作。
热交换器可以理解为一种具有一个或多个流线(例如管道)的装置，通过它可以输送热载流，尤其是用泵送的方式。流线与蓄热介质热接触，也就是说，特别是在流线与蓄热介质之间没有空气绝缘。相反，蓄热介质和流线通过具有好的导热系数的材料来进行连接，例如通过金属。热载流原则上可以为任意流体或者任意气体。优选地，热载流的相变温度低于蓄热介质的相变温度。一般来说，更多的能量可以因此转移到热载流。
壳体可以理解为包围尤其是围绕蓄热介质的壁体。蓄热介质可以直接接触壳体的内壁。
可以配置电加热装置以便于将壳体的上部区域中的热能散发到蓄热介质。换而言之，电加热装置可以设置进入到壳体的上部区域或者配置在那里。上部区域可以理解为壳体上部的三分之一或四分之一。电加热装置优选地设置为与壳体的上边缘间隔分开。因此，需要考虑这样的情况，即在从固体相变到流体的情况下，为了保证蓄热介质可进行膨胀，壳体优选地不要完全充满蓄热介质。在这种情况下，电加热装置与上边缘的间隔很远，从而使得当处于固态时其也被蓄热介质所包围。
通过在上部区域中的布置，在壳体中的蓄热介质从上到下地开始熔解。因此可以避免不确定的材料应力和负载。
可以采用将加热工具直接浸入到蓄热介质中。因此可以实现良好的热传递。
由于高温，电加热装置的使用寿命相对较短。为了能够快速地交换，可以在壳体上为电加热装置提供一个或者多个入口。电加热装置通过电线来获得电力，电加热装置的电线也可以延伸穿过入口。
壳体也可以具有一个或者多个针对电加热装置的接收管。接收管设置为插入壳体中并在那儿被蓄热介质所围绕。接收管从壳体的外部进入，以便于电加热装置可以引入到接收管中。接收管可以各自靠近入口并且从外部进入。通过接收管在蓄热介质和电加热装置之间可实现保护。此外，由于没有和蓄热介质直接接触，从而能够更容易地交换电加热装置。尽管如此，为了实现良好的热传递，电加热装置可直接与接收管接触。将固体/液体引入到接收管内用于热传递也可实现。
为了确保加热能够尽可能地均匀同时有最大的热输出，电加热装置优选地包括多个加热元件。这些加热元件可以相互独立地移动。每个加热元件可以通过入口引入和/或引入到接收管中。
与电加热装置相比，热交换器优选地设置在壳体的外部。因此可以确保在发生热交换器泄漏的情况下，不会有热载流进入到壳体中。否则，这就会导致壳体爆炸或产生其它损害。这种风险至少通过壳体以及热交换器的壁来将热载流与蓄热介质相分离来降低。
虽然电加热装置可以设置在壳体的上部区域，也可以优选地将热交换器设置在壳体的下方。因此，可以在壳体的下部区域现实蓄热介质的冷却。蓄热介质因此在壳体的较低的内侧开始凝固。因此可以避免如果蓄热介质是部分固体和部分液体时蓄热介质的压力将上升的情况。
热交换器优选地具有多个热交换线，这些热交换线设置在壳体下方，每一个在另一个的旁边同时相互之间定距间隔。这些热交换线优选地覆盖下方尽可能多的部分，例如至少50％或者至少80％。因此，特别好的热传递成为可能。可以通过热交换器表面面积来限定表面面积部分，其中，该热交换器表面面积被最外面的热交换器线所覆盖并且转变为壳体的下方的表面面积的比率。
热交换器可以包括入口聚集线和出口聚集线，每个热交换器线从入口聚集线伸出到出口聚集线。
热交换器可以直接邻近在它下方的壳体。从而获得良好的热传导。可选择地，导热体可以接近壳体的下方。热交换器在这里直接接触导热体并且特别地(至少部分地)在导热体内延伸。热导体通常具有比蓄热介质更高的熔点并且例如可以由铜组成。
在热交换器和导热体之间的连接可以通过在热交换器周围以融化状态形成的导热体来建立。在导热体和壳体的下方之间的连接可以通过以静止的融化的状态被压入抵靠壳体的下方的导热体来建立。据此实现在机械上的牢固固定以及良好的热传递。
热交换器的热交换器线可以在壳体的下方以上升的方式延伸，也就是说，沿着流向上升。如果热载流经过从液体到气体的相变，其密度减少，从而使之被迫向上并因此进入流动方向。尽管有这样的上升，与蓄热介质的热接触仍然是在热交换器的整个表面区域上产生。为此，热交换器的壳体下方能够以倾斜的方式延伸，与倾斜度向对应。如果提供了导热体，这也能当在壳体的下方之上的热交换器到壳体的下方之间的距离是可变的时候，确保热传递。
代替如上所述的在壳体下方的热交换器的设置，也可以将热交换器的热交换器线设置为侧向地抵靠壳体。与设置在壳体下方的设置相比，通过这样的方式可以更加容易地生成适当流动穿过热交换器的热载流。如果一个挨着一个地使用两个蓄热器，每个具有壳体和电加热装置，在侧面布置的情况下，单个热交换器可以便捷地于用于两个蓄热器。术语“侧面”在此处意指在壳体的一边，不是在顶部或者底部。
可以在壳体、导热体和热交换器的周围设置隔热容器。所有特别热的元件以此方式便利地被环绕，因此，来自这些元件的热损失可以极大地避免。
可以在壳体的上面区域设置气体膨胀线，其将壳体的内部空间流动性地与外部环境连接，从而带来了压力补偿。壳体的外部环境可以描述围绕壳体或者非封闭空间的可能提供的隔热容器的内部空间。优选地，气体膨胀线通向密闭容器，因此可以避免蓄热介质的汽化部分的损失。根据一种简化设计，气体膨胀线是在壳体中的洞。管道可以延伸穿过该洞，特别地通向密闭容器。
壳体可以包括在其顶部的盖子。其可以是打开的从而将蓄热介质引入到壳体中或者从壳体中移除蓄热介质。气体膨胀线可以延伸穿过盖子或者进入电加热装置上的任何容器中。
壳体也可以进一步地包括一个或多个连接开口，用于引入温度传感器。
电加热装置可以通过电源线供给电能。这些供电线可以在操作期间极大地加热。理想地，应该从供电线上移除热量并且有意义地利用。因此，可以设置热移除装置，其便于将热量从电加热装置的电源线移除到热交换器的(供给)线。热能因此也便利地被电源线用于加热热载流。热移除装置可以围绕壳体外部的电源线从而从中吸收热量。此外，它们可以连接到热交换器的(供给)线，以便将热引开到供给线中的热载流。例如，可以通过金属块生成热移除装置。
本发明也包括具有多个根据本发明的蓄热器的蓄热设备。该蓄热器可以如当前所披露的内容中所描述地构成。蓄热设备的蓄热器可以设计为相同的或者彼此不同。
蓄热器每个都具有壳体和电加热装置。要么可以向每个蓄热器提供一个热交换器，要么邻近的蓄热器共享一个热交换器。这可以很容易地实现，尤其是通过侧面设置热交换器。因此，热交换器的总数可以低于蓄热器的数量。它可以少1个，或者在极端的情况下，通过多个成对设置的蓄热器，可以为蓄热器的数量的一半。可选地，热交换器的数量可以多于蓄热器的数量。例如，每个蓄热器可以在相对两边上具有各自的热交换器，因此，相互邻近的蓄热器可以共享设置在它们之间的热交换器。热交换器的总量因此可以比蓄热器数量多1。
具有多个蓄热器的热交换器优选地相互液压连接，也就是说，用于不同热交换器的热载流的线相互之间液体连接。如果多个蓄热器以及它们的热交换器被设置为串联的，那么是较为有益的。热载流因此可以从一个热交换器被传送到另一个热交换器。优选地或可选地，至少一些蓄热器和一些热交换器可以设置为平行的。热载流因此可以通过共享的吸入管道分布到数个通道，这些通道通向不同蓄热器的热交换器，并且随后汇合通向共享的输出管道。
如果设置有共享的绝缘壳体/绝热容器，那么是有益的，多个蓄热器被接收在绝缘壳体/绝热容器中。因此可以降低热能损失。
多个蓄热器的蓄热装置可以具有共享的电源线，通过共享的电源线，每个电加热装置供给有电能。
多个蓄热器可以设置为一行，或者设置为多行，或者设置为一行在另一行之上的多行。蓄热器因此可以被定位，从而用于电加热装置的它们的接收管道可以从同一侧边进入。侧边也可以描述为前边。为了更易于进入，前边垂直于热交换器的侧边，该侧边以串联布置的方式彼此面对。另一方面，热交换器的液压连接可以位于壳体的侧边，因此，在侧边上，同行的两个相邻的热交换器彼此相互面对。相邻的热交换器的简便液压连接因此成为可能，并且可以避免不必要的长路径。
可以提供电控装置并且被配置为向每个电加热装置提供特定的电能。因此可以从外部电网到可变的范围接收电能。此外，不同的电加热装置可以具有不同的能量输出。在从外部电网接收更少量能量的情况下，至少为了一些蓄热器，蓄热介质的目标温度至少可以实现。
提供有电控制装置，其被配置为控制穿过分别用于每个热交换器的不同的热交换器的热载流的通道。这尤其可以依靠不同的蓄热器的蓄热介质的各自的温度来实现。
此外，本发明涉及具有根据本发明的至少一个蓄热器或者根据本发明的蓄热设备的系统。该系统还具有被设置为从热载流接收热能的器械。该器械包括一个或多个如下部件：从所接收到的热能产生动能的蒸汽轮机，从所接收到的热能产生电能的发电设备，具有供热的用于汽化工艺的设备(例如将固体煤转化为含碳的气体)，用于供暖建筑或者一个或多个电热站的加热系统。这些器械利用了根据本发明的蓄热器可以以相对高的温度输出热载流的事实。这些高温例如是蒸汽轮机所需要的，在最常见的工艺中，这些高温可以用于产生电能或者用于汽化工艺中。更进一步的有益效果是，这些器械可以使用相对大量的能量，意味着根据本发明的蓄热器的大量的存储能量可以充分地得到利用。
根据本发明的方法的变体从此处所描述的部件的指定运用中产生。
附图说明
本发明的更进一步的优点和特征将通过参考附图来描述，其中：
图1示出了根据本发明的蓄热器的第一个实施例的立体图；
图2示出了图1的蓄热器的剖视图，其中蓄热介质为固态；
图3示出了图1的蓄热器的剖视图，其中，蓄热介质为液态；
图4示出了图1的蓄热器的剖视图，其中，为了说明的目的，蓄热器的部件透明地示出；
图5以立体图示出了穿过图1的蓄热器的截面；
图6示出了图1的蓄热器的侧视图；
图7示出了图1的蓄热器的截断部分的立体图；
图8示出了根据本发明的蓄热装置的具体实施例；
图9示出了根据本发明的另一个示例的蓄热装置的剖视图；
图10示出了根据本发明的另一个示例的蓄热器的剖视图；以及
图11示出了根据本发明的反过来的进一步示例的蓄热装置的剖视图。
在所有附图中，相同的部件以及以同样的方式进行的这些动作具有同样的附图标记。
具体实施方式
根据本发明的蓄热器100的第一实施例图示地显示在图1到图7中。蓄热器100包括主要部件如下：壳体10，其中，蓄热介质15被接收在壳体10中，热交换器20以及电加热装置50。
电加热装置50设计为接收电能并且将电能转化为热能。为此，它可以具有例如电阻器，通过电阻器，电流在操作过程中被传送。
所生成的热能被排放到蓄热介质15(图2和图3)。蓄热介质15是金属，优选地，是铝。
热能可以通过热交换器20从蓄热介质15转移到热载流，该热载流流动或者被泵送穿过热交换器20。
以热能为形式的电能可以通过蓄热器100存储。有益地，当有剩余的时候，电能可以被接收，例如，当电价下降到低于预先设定的阈值时。所接收的能量可以通过蓄热介质存储很长的时间。因此损失变得非常小。通过使用金属，特别是铝，作为蓄热介质，热载流可以加热到相对高的温度，例如，超过300℃或者500℃。
它因此可以用于大量的应用，尤其是也可以生产电能。可以为所获得的电能的数量的波动提供缓冲。尤其是，通过蓄热器以及用于从蓄热器的热能生成电能的相关联的器械，当电价低于预设的阈值时，净电能可以被接收到。
如果另一方面，电价增加到预定的阈值之上，净电能可以被输出。
电加热装置50可以具有多个加热元件51，52。这些元件突出进入壳体10，从而使得它们被蓄热介质15所包围(例如，参见图2和图3)。
加热装置50优选地设计为加热蓄热介质15到它的熔点之上。额外的能量可以通过该相变来存储。
壳体10不是完全充满蓄热介质15。因此，应该考虑到的是，蓄热介质15发生扩张从固态转变为液态。
加热装置50被设置在顶部，在顶部处，当它处于固态时它仍然是被蓄热介质15所包围。图2中示出用蓄热介质填充壳体10的程度，而图3示出了用液体的蓄热介质进行填充的情况。
通过将加热装置50尽可能高地设置在壳体10上，从固态到液体的相变在上面的区域开始。蓄热介质15的材料应力因此可以避免。
加热元件51，52贯穿壳体，优选地全部或者延伸至少超过壳体宽度的80％。这导致了均匀加热。为了这个目的，多个加热元件51，52，例如至少十种加热元件可以优先提供，其在壳体10的长度上分布。
每种加热元件51，52通过在壳体10上的各自开口被引导进入壳体10。加热元件51，52因此可以直接与蓄热介质15接触。但是，它们也可以被接收在接收管道中，该接收管道延伸在壳体10中，特别是从壳体10的开口处。该接收管道可以具有在壳体10内部的封闭端面或者可选地尽可能远地延伸到壳体10的相比开口。通过接收管道，可以避免加热元件51，52与蓄热介质15之间的直接接触。有益的是加热元件51，52是定期更换的耗材。
在壳体10的上部可以充满气体。根据蓄热介质15的固液比率，气体的体积发生改变。为了降低源于这种体积改变和/或也源于气体的温度改变所导致压力差，优选地，如图1到图3所示，提供至少一个气体膨胀线12。所示的蓄热器100包括两个气体膨胀线12，其将在蓄热器100的上部区域中的蓄热器100的内部空间与它的外部环境相连接。因此当加热蓄热介质时，气体可以从壳体10逸出。
气体膨胀线12可以贯穿壳体10的盖子11，如图1所示。壳体10可以包括基体以及关闭在顶部的基体的盖子11。
热交换器20包括多个热交换器线22。这些热交换器线并不贯穿壳体10，但是反而在壳体10的外面。因此可以确定，在热载流从热交换器线22逸出的情况下，不会发生更大的危害。
在所示出的示例中，热交换器线22在外壳10下方延伸。热交换器20因此导致了下方蓄热介质15的冷却。蓄热介质15的凝固因此从底部向上发生，因此避免了由于热对流所导致的材料应力。
可选地或优选地，热交换器线也可以设置在壳体10的边上(未示出)。
为了好的热传导接触，热交换器线22可以直接接触壳体10的下边(未示出)。可选地，可以提供导热体40，其直接连接壳体10的下边并且热交换器线22贯穿其中。通过导热体40，热能可以从所有边传送到热交换器线22。导热体40可以遍布壳体10的整个下方。它可以具有与两到四倍的热交换器线22的直径相对应的高度。导热体40可以由金属制成或者包括具有比蓄热介质至更高熔点的金属。
如果导热体40的熔点低于壳体10的熔点，则对具有良好热接触和高机械稳定性的简易的生产工艺有促进作用。特别的，在这种情形下，可以加热导热体40并且(至少部分地)使其熔解，然后挤压抵靠外壳10的下方。一旦固化，则与壳体下方构建稳定的连接。类似地，生成与热交换器线22的连接。
热交换器线22优选地没有水平延伸，但是可替代地，沿着热载流的流向向上延伸(参见图6)。因此可以带来有益的流动性。壳体下方可以具有相应的倾斜度。
多个热交换器线22与入口聚集线21相连接，热载流从入口聚集线21流到热交换器线22。
在它们另一端，热交换器线22与共享的出口聚集线23相连接。入口聚集线21和出口聚集线23可以放置为比热交换器线22更高。
入口聚集线21以及出口聚集线23可以反过来与用于热载流的至少一个馈线25相连接。在所示的实施例中，提供有两个馈线25，其平行地延伸到壳体10的正面和后面(例如，参见图1)。入口聚集线21横向延伸，优选地垂直于该两条馈线25并且与其相连接。以同样的方式，出口聚集线23横向延伸，优选地垂直于该两条馈线25。入口聚集线21以及出口聚集线23然后可以平行于壳体10的两侧壁延伸，该两侧壁与壳体10的前侧和后侧相垂直。
热载流然后从馈线25流到入口聚集线21，从入口聚集线21流到热交换器线22，从热交换器线22流到出口聚集线23，从出口聚集线23最终返回到馈线25。
馈线25可以具有比入口聚集线21和出口聚集线23更大的横断面。如果仅仅有部分的热载流通过馈线25被传送到入口聚集线21，这是有益的。剩余的部分可以进一步地传送到蓄热器100，下方将对该蓄热器100进行更细致地描述。
电加热装置50可以具有电源线，其在壳体10外延伸并且给每个加热元件51，52带来了电源。这些电源线在操作工程中变热。如图7所示，提供有热移除装置55，其将电加热装置50的电源线与馈线25机械连接。从而实现将热量移到馈线25上的热载流。热移除装置55可以由金属构成，其环绕电源线，尤其是所有加热装置的电源线，并且与至少一边的馈线25相接触。可选地，热移除装置55也可以接触任何其它流线，热载流流动贯穿该流线。
在图7中，额外示出了多个突出到壳体10中的温度传感器80。由于温度传感器80以不同的高度设置，因此可以在不同的高度检测蓄热介质15的温度。温度传感器80可以被插入到与壳体连接的纵向插入管中。可选地，温度传感器80可以直接接触蓄热介质。如图7所示，为了在特定的高度检测温度，纵向插入管或者纵向温度传感器80优选地水平延伸。通过在不同高度的温度测量，电子控制和评估手段可以推断出蓄热介质15是固态或者液态的比例。依据温度测量值，通过电加热装置50所接收的电量可以得到控制。
图8示出了根据本发明的蓄热装置110，其具有多个根据本发明的蓄热器100。示出了这些蓄热器100中的4个。蓄热器100设置成一排，其中，多排可以设置为一排在另一排之上。
同排的不同的蓄热器100的热交换器20可以相互之间，液体地，即液压地连接。示出了一个具体实施例，其中，不同的蓄热器100的热交换器20的馈线25相互连接。蓄热器100设置为：不同的蓄热器100的相互连接的馈线25具有线性连续。这对于流动性而言是有益的。不管热载流是否是通过它的热交换器线22被泵送，依据各个蓄热器100的温度，可以调整控制手段。
不同蓄热器100的电加热装置设置在每个蓄热器100的端面上。该端面的指向为朝着远离蓄热器100的排列的方向，也就是说，端面的曲面法线垂直于排列的方向。电加热装置50因此很容易获得。这种获得是定期的需要，以便能够更换电加热装置50。优选地，给每个单独的电加热装置50分别设置控制装置，向其提供电量。例如一些蓄热器100的电加热装置50可以仅仅在其它的蓄热器100达到所需要的温度时被激活。
不同蓄热器100的气体膨胀线12可以相互连接。从蓄热器100逸出的气体的热能因此可以通过将热能带入相邻的蓄热器100从而得到有效利用。但是，可选地，不同蓄热器100的气体膨胀线12也可以不相互连接，借此更容易地进行压力补偿。
多个蓄热器100的热交换器20的可能的液压连接在图9中示出。热载流首先通过馈线25被传送到多个热交换器20的蓄热线22中。从那里，热载流进一步以加热的状态流入管线26。这可以将热载流传送到另一个装置，其中该装置的热能例如可以用于汽化过程。
根据本发明的蓄热器100的进一步的实施以剖视图的方式在图10中示出。通过热交换器20的设计，这不同于例如图2的蓄热器100。根据图10，热交换器20并不是设置在壳体10下。可替换地，至少一个热交换器20(在示例中为两个热交换器20)是设置在壳体的侧表面上。在每个这些侧面上有单独的热导体40，用于将热量从壳体10传送到热交换器20。热交换器20的热交换器线并没有在这些边上水平延伸，取而代之地是倾斜地或者垂直地延伸。因此可以很容易地实现在热交换器线上的热载流的适当的向上流动。
多个在图10中所示的蓄热器100也可以被连接以形成蓄热装置110。这在图11中图示地示出。通过热交换器20的侧向设置以及可选地提供的导热体40，两个相邻的蓄热器100可以分享位于它们之间的热交换器20以及相关联的导热体40.
在侧向设置的情况下，热交换器20以及可选地提供的导热体40可以终止在壳体10的上端的下方(参见附图)。热交换器20以及导热体40可以被设置在蓄热器100的中心之下的它们的重心处。因此可以确定蓄热介质的凝固始于壳体10的较低的区域。
在图11中，蓄热介质15以液态存在，而在图10的情况中，它是固态。在液态时，与电加热装置50相比，在壳体10的填充液位是高于并且更加靠近气体膨胀线12，而在固态时则情况相比。
所不希望看到的来源于蓄热器100的热损失就可以尽可能的避免。为此，提供有绝热容器90(图2和图9到图11)。该绝热容器90优选地至少围绕壳体以及设置其中的加热装置50，以及热交换器20。如果提供多个相互挨靠着的蓄热器100(图9和图11)，单个绝热容器90可以围绕多个蓄热器100的部件10,20,50。
一方面，多个蓄热器100的布置有利于提高最大的储能。另一方面，与单个极大的蓄热器100相比，可以确定，即使存在所存储的热能有波动的情况下，在一些蓄热器100中还能获得所需要的温度，热载流通过该蓄热器100将被加热。进一步地，通过具有多个蓄热器100的蓄热装置110，可以容易地实现由一个或多个蓄热器100所导致的随后的膨胀。
根据本发明的蓄热器100提供的明显的有益效果在于，大量的电能可以以热能的形式获得存储，通过这样的方式，凭借金属，特别是可以用作为蓄热介质的铝，热载流能够被加热到相较而言比较高的温度。

Claims (17)

1.蓄热器，包括：
壳体(10)，用于接收蓄热介质(15),
蓄热介质(15)，被接收在壳体(10)中，以及
热交换器(20)，热载流可以在所述热交换器(20)中传送，并且所述热交换器(20)被设置为热量可以从所述蓄热介质(15)传送到所述热载流，
其特征在于，
提供有一电加热装置(50)，所述电加热装置(50)被配置为将电能转化为热能，
所述电加热装置(50)设置为在操作期间加热所述蓄热介质(15)，以及
被所述电加热装置(50)所加热的蓄热介质(15)是金属。
2.如权利要求1所述的蓄热器，其特征在于，
所述蓄热介质(15)是铝。
3.如权利要求1或者2所述的蓄热器，其特征在于，
所述电加热装置(50)被配置为将所述蓄热介质(15)加热到其熔点之上。
4.如权利要求1到3中任一权利要求所述的蓄热器，其特征在于，
所述电加热装置(50)设置为所述电加热装置(50)在壳体(10)中的上部区域向所述蓄热介质(15)发出热能。
5.如权利要求1到3中任一权利要求所述的蓄热器，其特征在于，
所述壳体(10)具有用于所述电加热装置(50)的接收管道，其中所述接收管道设置为突出进入所述壳体(10)，并且在那里被所述蓄热介质(15)所环绕，并且所述接收管道可从所述壳体(10)的外界进入，将所述电加热装置(50)引入到所述接收管道中。
6.如权利要求1到5中任一权利要求所述的蓄热器，其特征在于，所述热交换器(20)设置在所述壳体(10)外部。
7.如权利要求1到6中任一权利要求所述的蓄热器，其特征在于，
所述热交换器(20)设置在所述壳体(10)的下方。
8.如权利要求1到7中任一权利要求所述的蓄热器，其特征在于，
导热体(40)接近所述壳体(10)的下方，并且所述热交换器(20)在所述导热体(40)内延伸。
9.如权利要求1到8中任一权利要求所述的蓄热器，其特征在于，
所述热交换器(20)和所述导热体(40)之间的连接由所述导热体(40)建立，所述导热体(40)围绕在所述热交换器(20)周围呈熔解的形式，并且
所述导热体(40)和所述壳体(10)的下方间的连接由所述导热体(40)建立，所述导热体(40)以静止的熔解的状态受挤压抵靠所述壳体(10)的下方。
10.如权利要求1到9中任一权利要求所述的蓄热器，其特征在于，
所述热交换器(20)的热交换器线(22)以在所述壳体(10)的下方上升的方式延伸。
11.如权利要求1到10中任一权利要求所述的蓄热器，其特征在于，
所述热交换器(20)的热交换器线(22)设置在所述壳体(10)的侧边。
12.如权利要求1到11中任一权利要求所述的蓄热器，其特征在于，
在所述壳体(10)的上部区域设置有气体膨胀线(12)，所述气体膨胀线(12)将所述壳体的内部空间与外部环境液态地连接，用于带来压力补偿。
13.如权利要求1到12中任一权利要求所述的蓄热器，其特征在于，
提供有热移除装置(55)，所述热移除装置(55)便于将热量从电加热装置(50)的电源线转移至所述热交换器(20)的馈线(25)。
14.具有多个根据权利要求1到12中任一权利要求所述的蓄热器的蓄热装置，其中，所述多个蓄热器的热交换器(20)相互液压连接。
15.如权利要求14所述的蓄热装置，其特征在于，
多个所述蓄热器设置为一排或者一排位于另一排之上的多排，以及
所述蓄热器定位为所述电加热装置(50)的接收管道可从同边进入。
16.系统，包括
至少一个根据权利要求1到13中任一权利要求所述蓄热器或者根据权利要求14或15所述的蓄热装置以及
一器械，所述器械设置为接收来自所述热载流的能量，
其中，所述器械包括一个或多个以下部件：
从所接收到的热能产生动能的蒸汽轮机，
从所接收到的热能产生电能的发电设备，
具有供热的用于汽化工艺的设备，
用于供暖建筑的加热系统。
17.用于操作蓄热器的方法，
其中，将热能从热源传送到被接收在所述蓄热器的壳体(10)中的蓄热介质(15)，以及
其中，热能从所述蓄热器传送到所述热载流，所述热载流被传送穿过热交换器(20)，
其特征在于，
作为热源，电加热装置(50)将电能转换为热能以及
所述电加热装置(50)所产生的热能被传送到作为蓄热介质(15)的金属。
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