DE112015003486T5

DE112015003486T5 - Wärmespeichersystem

Info

Publication number: DE112015003486T5
Application number: DE112015003486.2T
Authority: DE
Inventors: Takuya Fuse; Shinya Kasamatsu; Yasushi Kono
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-07-29
Filing date: 2015-07-09
Publication date: 2017-05-11
Also published as: CN106662410A; US20170218825A1; JP2016031187A; US10502117B2; JP6337675B2; WO2016017084A1

Abstract

Ein Wärmespeichersystem weist eine Wärmequelle (1) auf, welche Wärme erzeugt, und welche Wärme zu einem ersten Wärmemedium und einem Wärmespeicherkörper (2) abstrahlt, der Wärme speichert. Der Wärmespeicherkörper (2) wechselt in eine erste Phase in einem Festzustand, wenn eine Temperatur des Wärmespeicherkörpers (2) niedriger oder gleich einer Phasenübergangstemperatur ist, und dieser wechselt in eine zweite Phase in einen Festzustand, wenn eine Temperatur des Wärmespeicherkörpers die Phasenübergangstemperatur überschreitet. Der Wärmespeicherkörper (2) speichert Wärme aufgrund eines Phasenübergangs zwischen der ersten Phase und der zweiten Phase oder strahlt diese ab. Ein Wärmespeichermodus, in welchem der Wärmespeicherkörper die Wärme des ersten Heizmediums speichert, und ein Wärmeabstrahlmodus, in welchem der Wärmespeicherkörper die Wärme, welche in dem Wärmespeicherkörper (2) gespeichert ist, zu einem Wärmeübertragungsziel (1, 7) abstrahlt, sind umschaltbar vorgesehen.

Description

Querverweis auf ähnliche Anmeldungen
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-153726 , eingereicht am 29. Juli 2014, wobei deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme mit aufgenommen ist.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Wärmespeichersystem.
Stand der Technik
In einem Fahrzeug mit einer Maschine (d. h., einer internen Verbrennungsmaschine) als ein Energiewandler, tendieren ein temporaler und ein räumlicher Spalt dazu, in jedem eines stationären Zustands aufzutreten, bei welchem eine Exzesswärme bzw. Überschusswärme erzeugt wird, und eines Startzustands, bei welchem Wärme erforderlich ist. Entsprechend wird ein Wärmespeichersystem vorgeschlagen, welches einen Teil der Wärme speichert, welche von der Maschine in dem stationären Zustand abgestrahlt wird, und welches die Wärme wieder abgibt bzw. wieder abstrahlt, die bei dem Startzustand darin gespeichert wurde.
Beispielsweise ist ein Wärmespeichersystem bekannt, welches Wärme in einem empfindlichen Wärmespeicherkörper unter Verwendung einer spezifischen Wärmekapazität speichert, und es ist ein Wärmespeichersystem bekannt, welches Wärme in einem empfindlichen Wärmespeicherkörper speichert, wobei eine wirksame Wärme verwendet wird, die aufgrund eines Phasenübergangs der Materie von flüssig auf fest erzeugt wird. Zusätzlich ist ein Wärmespeichersystem bekannt, welches Wärme in einem chemischen Wärmespeicherkörper unter Verwendung der Wärme einer chemischen Reaktion speichert (beispielsweise wird hierin auf Patentliteratur 1 Bezug genommen).
Literatur des Stands der Technik
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 2013-108748 A

Kurzfassung der Erfindung
Allerdings ist es bei dem Wärmespeichersystem, welches den empfänglichen bzw. empfindlichen Wärmespeicherkörper verwendet, im Allgemeinen schwierig, die Wärme mit einer großen Dichte zu speichern, da ein Wärmespeicherbetrag bzw. eine Wärmespeichermenge in Abhängigkeit zu einer Wärmekapazität des Wärmespeicherkörpers gering ist. Im Ergebnis kann eine Größe groß sein, wenn ein empfängliches Wärmespeichersystem konfiguriert wird, um eine Wärmespeichermenge und eine Wärmeabstrahlmenge zu erreichen, welche für das System erforderlich sind.
Zusätzlich kann ein Wärmespeichersystem, welches den empfänglichen Wärmespeicherkörper verwendet, Wärme zusätzlich zu der empfänglichen Wärme speichern, indem eine Enthalpie eines Phasenübergangs zwischen einer flüssigen Phase und einer festen Phase verwendet wird. Allerdings ist ein Container (d. h. ein Behältnis) erforderlich, welcher die Flüssigkeit einhaust bzw. zusammenhält.
Der Container kann einen Wärmewiderstand zwischen dem Wärmespeicherkörper und einer Wärmequelle erhöhen, oder dieser kann einen Wärmewiderstand zwischen dem Wärmespeicherkörper und einem Wärmetransferziel erhöhen. Außerdem kann ein Raum, in dem nichts angeordnet ist, wenn dieser befestigt wird, in anderen Worten, ein Totraum, vorgesehen sein. Das heißt, dass bei dem Wärmespeichersystem, welches den empfänglichen Wärmespeicherkörper verwendet, ein Vorteil, welcher die Verwendung der Enthalpie beim Phasenübergang ermöglicht, durch einen Nachteil ausgeglichen wird, der den Container erforderlich macht.
Das Wärmespeichersystem unter Verwendung des chemischen Wärmespeicherkörpers kann Wärme zusätzlich zu der empfänglichen Wärme und der latenten Wärme und Verwendung einer Enthalpie einer chemischen Reaktion speichern. Eine Reaktionsgeschwindigkeit der chemischen Reaktion hängt im Allgemeinen wesentlich von der Temperatur ab. Deshalb ist eine hohe Temperatur erforderlich, damit die chemische Reaktion schnell voranschreitet.
Im Ergebnis kann es schwierig sein, die Wärme mit hoher Dichte zu speichern, da die chemische Reaktion nur schwer in dem Wärmespeicherkörper voranschreitet, wenn eine Temperatur der Wärmequelle (d. h., der Maschine) niedrig ist. Das heißt, dass das Wärmespeichersystem unter Verwendung des chemischen Wärmespeicherkörpers nicht den Vorteil erhalten kann, welcher die Verwendung der Enthalpie in der chemischen Reaktion in Abhängigkeit zur Temperatur der Wärmequelle ermöglicht.
Die vorliegende Offenbarung adressiert die vorstehen erläuterten Probleme, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ein Wärmespeichersystem vorzusehen, bei welchem ein Behältnis zum Halten eines Wärmespeicherkörpers weggelassen ist, wobei dadurch die Größe verringert werden kann, und mit welchem Wärme mit einer großen Dichte unabhängig von der Temperatur einer Wärmequelle gespeichert werden kann.
Ein Wärmespeichersystem der vorliegenden Offenbarung weist eine Wärmequelle auf, welche Wärme erzeugt, und welche die Wärme zu einem ersten Heizmedium abstrahlt, und dieses weist einen Wärmespeicherkörper auf, welcher Wärme speichert. Der Wärmespeicherkörper wechselt von einer ersten Phase in einem Festzustand, wenn eine Temperatur des Wärmespeicherkörpers niedriger oder gleich einer Phasenübergangstemperatur ist, und dieser wechselt in eine zweite Phase in einem Festzustand, wenn eine Temperatur des Wärmespeicherkörpers die Phasenübergangstemperatur überschreitet. Der Wärmespeicherkörper speichert oder strahlt Wärme aufgrund eines Phasenübergangs zwischen der ersten Phase und der zweiten Phase ab. Ein Wärmespeichermodus, bei welchem der Wärmespeicherkörper Wärme des ersten Heizmediums speichert, und ein Wärmeabstrahlmodus, bei welchem der Wärmespeicherkörper die Wärme abstrahlt, die in dem Wärmespeicherkörper gespeichert ist, um ein Wärmetransferziel zu erwärmen, sind umschaltbar vorgesehen.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration speichert der Wärmespeicherkörper Wärme oder strahlt diese aufgrund des Phasenübergangs zwischen der ersten Phase in dem Festzustand und der zweiten Phase in dem flüssigen Zustand ab, sodass der Wärmespeicherkörper in einem Festzustand sowohl in der ersten Phase als auch in der zweiten Phase erhalten werden kann. Im Ergebnis kann ein Behältnis zum Umfassen des Wärmespeicherkörpers weggelassen werden.
Außerdem speichert der Wärmespeicherkörper die Wärme aufgrund des Phasenübergangs zwischen der ersten Phase in dem Festzustand und der zweiten Phase in dem Festzustand, und dadurch kann der Wärmespeicherkörper die Wärme mit einer höheren Dichte im Vergleich zu einem empfänglichen Wärmespeicherkörper speichern. Im Ergebnis kann eine Größe des Wärmespeichersystems verringert werden.
Außerdem kann der Wärmespeicherkörper die Wärme mit einer höheren Dichte auch dann speichern, wenn eine Temperatur der Wärmequelle gering ist, da der Wärmespeicherkörper die Wärme ohne die Verwendung einer chemischen Reaktion speichert oder abstrahlt. Das heißt, dass der Wärmespeicherkörper die Wärme mit einer hohen Dichte unabhängig von der Temperatur der Wärmequelle speichern kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigt/es zeigen:
1 ein Diagramm, welches eine Gesamtkonfiguration eines Wärmespeichersystems gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
2 eine schematische perspektivische Ansicht, welche einen Wärmespeicherkörper gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
3 ein Diagramm, welches eine Gesamtkonfiguration eines Wärmespeichersystems gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt.
4 ein Diagramm, welches eine Gesamtkonfiguration eines Wärmespeichersystems gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt.
5 ein Diagramm, welches eine Gesamtkonfiguration eines Wärmespeichersystems gemäß einer vierten Ausführungsform darstellt.
6 ein Diagramm, welches eine Gesamtkonfiguration eines Wärmespeichersystems gemäß einer fünften Ausführungsform darstellt.
7 eine schematische perspektivische Ansicht, welche einen Wärmespeicherkörper gemäß der fünften Ausführungsform darstellt.
8 ein schematisches Diagramm, welches einen Wärmespeicherkörper gemäß einer sechsten Ausführungsform darstellt.
9 ein schematisches Diagramm, welches einen Wärmespeicherkörper gemäß einer siebten Ausführungsform darstellt.
10 ein schematisches Diagramm, welches einen Wärmespeicherkörper gemäß einer achten Ausführungsform darstellt.
Beschreibung der Ausführungsformen
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. Bei den Ausführungsformen kann ein Teil, welches dem gleichen oder einem ähnlichen Merkmal entspricht, mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet sein.
(Erste Ausführungsform)
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nachstehend mit Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben werden. Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird ein Wärmespeichersystem der vorliegenden Offenbarung auf ein Wärmespeichersystem angewandt, welches Wärme eines Abgases einer Maschine (d. h., einer internen Verbrennungsmaschine) speichert, welche als eine der antreibenden Leistungsquellen für ein Hybridauto verwendet wird (d. h., für ein Fahrzeug).
So wie dies in 1 gezeigt ist, ist das Wärmespeichersystem der vorliegenden Ausführungsform als ein System konfiguriert, welches Wärme von einer Maschine 1 auf einen Wärmespeicherkörper 2 durch ein Kühlwasser überträgt, und diese Wärme in dem Wärmespeicherkörper 2 speichert.
Die Maschine 1 entspricht bei der vorliegenden Offenbarung einer Wärmequelle. Die Maschine 1 ist ein Energiewandler, welcher Wärme zu dem Kühlwasser abstrahlt, wenn Kraftstoff umgewandelt wird, wobei dieser die zugeführte Energie von außen darstellt, und wobei der Kraftstoff in Leistung gewandelt wird, welche Energie in einer anderen Form darstellt. Das Kühlwasser ist eine Flüssigkeit, welche Wärme zwischen dem Kühlwasser und der Maschine 1 aufnimmt oder zuführt. Das Kühlwasser entspricht einem ersten Heizmedium.
Die Maschine 1 und der Wärmespeicherkörperspeicher 2 sind miteinander durch eine Kühlwasserpassage 3 verbunden, welche einen geschlossenen Kreis zwischen der Maschine 1 und dem Wärmespeicherkörper 2 vorsieht. Eine erste Pumpe 31, welche eine mechanische Pumpe oder eine elektrische Pumpe ist, ist in dem Kühlwasserkreis 3 angeordnet und zirkuliert das Kühlwasser in den Kühlwasserkreis 3. Das Kühlwasser in dem Kühlwasserkreis 3 zirkuliert von einem Kühlwasserauslass der Maschine 1 zu einem Kühlwassereinlass der Maschine 1 über den Wärmespeicherkörper 2 bzw. durch den Wärmespeicherkörper 2. Der Kühlwasserkreis 3 der vorliegenden Ausführungsform entspricht einer ersten Wärmemediumpassage der vorliegenden Offenbarung.
Die Maschine 1 ist mit einer Abgaspassage 4 verbunden, in welcher Abgas fließt, das ein Gas ist, welches von der Maschine 1 abgegeben wird.
Der Wärmespeicherkörper 2 speichert Wärme des Kühlwassers, welches eine hohe Temperatur aufweist, durch das Austauschen von Wärme mit dem Abgas von der Maschine 1. Genauer gesagt ist der Wärmespeicherkörper 2 aus einem Wärmespeichermaterial hergestellt, das sich in eine erste Phase in einem Festzustand verändert, wenn eine Temperatur des Wärmespeicherkörpers 2 niedriger oder gleich einer Phasenübergangstemperatur ist, und dieses Material ändert sich auf eine zweite Phase in einem Festzustand, wenn eine Temperatur des Wärmespeicherkörpers 2 die Phasenübergangstemperatur überschreitet. Das heißt, dass der Wärmespeicherkörper 2 aus einem Material hergestellt ist, das sich sowohl in der ersten Phase als auch in der zweiten Phase in einem Festzustand befindet. Der Wärmespeicherkörper 2 speichert Wärme oder gibt Wärme ab, und dies aufgrund eines Phasenübergangs zwischen der ersten Phase und der zweiten Phase.
Das Material, welches den Wärmespeicherkörper 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform konfiguriert, wird nachstehend beschrieben werden. Der Wärmespeicherkörper 2 ist aus einer stark korrelierten Elektronensystemverbindung hergestellt, in welcher eine Coulomb-Interaktion stark zwischen den Elektronen des Materials wirkt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine stark korrelierte Elektronensystemverbindung, die den Wärmespeicherkörper 2 konfiguriert, ein Material, wie z. B., Vanadiumdioxid, das zumindest ein Übergangsmetall und Sauerstoff beinhaltet. Die stark korrelierte Elektronensystemverbindung, welche den Wärmespeicherkörper 2 konfiguriert, kann eine Verbindung sein, die durch den nachstehenden allgemeinen Ausdruck F1 dargestellt ist: M_1-xN_xO_y F1
Bei dem allgemeinen Ausdruck F1 sind M und N unterschiedliche Übergangsmetalle.
Bei dem allgemeinen Ausdruck F1 kann M Vanadium sein. N kann bei dem allgemeinen Ausdruck F1 eins der Übergangsmetalle sein, welches aus einer Gruppe von Wolfram, Rhenium, Molybdän, Ruthenium, Niob, und Tantal ausgewählt wird. Die Phasenübergangstemperatur des Wärmespeicherkörpers 2 kann auf eine erforderliche Temperatur eingestellt werden, indem eine spezifische Menge eines metallischen Elements, wie z. B., Wolfram zu Vanadiumdioxid hinzugefügt wird, so wie dies vorstehend beschrieben ist.
Eine Konfiguration des Wärmespeicherkörpers 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird nachstehend beschrieben werden. So wie dies in 2 gezeigt ist, ist der Wärmespeicherkörper 2 der vorliegenden Ausführungsform konfiguriert, einen Körperabschnitt 21 aufzuweisen, welcher eine blockförmige Form aufweist, und der aus dem vorstehend beschriebenen Wärmespeichermaterial hergestellt ist.
Der Körperabschnitt 21 ist mit Kühlwasserzirkulationslöchern 22 vorgesehen, in welchen das Kühlwasser fließt. Die Kühlwasserzirkulationslöcher 22 weisen darin jeweils erste Rippen 23 als Wärmeübergangsteil auf. Gemäß der folgenden Ausführungsform sind die ersten Rippen 23 gewellte Rippen, welche eine wellige Form in ihrem Querschnitt senkrecht zu einer Flussrichtung des Kühlwassers aufweisen. Die gewellte Form weist vorspringende Abschnitte auf, deren Spitzen abwechselnd an der einen und der anderen Seite angeordnet sind. Die ersten Rippen 23 erhöhen eine Wärmetransferfläche, welche Wärme zu dem Kühlwasser überträgt, und diese fördern dadurch einen Wärmeaustausch zwischen dem Kühlwasser und dem Wärmespeichermaterial.
So wie dies in 1 gezeigt ist, ist das Wärmespeichersystem der vorliegenden Ausführungsform zwischen einem Wärmespeichermodus, in welchem der Wärmespeicherkörper 2 Wärme des Kühlwassers speichert, und ein Wärmeabstrahlmodus umschaltbar, in welchem der Wärmespeicherkörper 2 die Wärme zu der Maschine 1 abgibt.
Genauer gesagt wird in dem Wärmespeichermodus Abgaswärme von der Maschine 1 in den Wärmespeicherkörper 2 durch das Kühlwasser, welches in der Kühlwasserpassage 3 fließt, gespeichert. Das heißt, dass der Wärmespeicherkörper 2 in dem Wärmespeichermodus Wärme des Kühlwassers speichert, welches eine hohe Temperatur aufweist, und dies durch das Austauschen von Wärme mit der Maschine 1.
Der Wärmespeicherkörper 2 strahlt in dem Wärmeabstrahlmodus Wärme zu der Maschine 1 durch das Kühlwasser ab, welches in der Kühlwasserpassage 3 fließt. Das heißt, dass das Kühlwasser, welches durch den Austausch von Wärme mit dem Wärmespeicherkörper 2 aufgeheizt wird, die Wärme zu der Maschine 1 abgibt. Entsprechend entspricht die Maschine 1 einem Wärmetransferziel der vorliegenden Offenbarung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Entsprechend der vorliegenden Ausführungsform kann der Wärmespeicherkörper 2 Überschusswärme speichern, welche von der Maschine 1 abgegeben wird, und welche eine hohe Temperatur aufweist, indem der Wärmespeichermodus in einem stationären Zustand durchgeführt wird, bei welchem eine Überschusswärme erzeugt wird. Die Wärme, die in dem Wärmespeicherkörper 2 gespeichert ist, kann zum Aufwärmen der Maschine 1 verwendet werden, indem der Wärmeabstrahlmodus in einem Startzustand durchgeführt wird, in welchem oder bei welchem die Wärme erforderlich ist.
Ein Umschalten zwischen dem Wärmespeichermodus und dem Wärmeabstrahlmodus kann beispielsweise durch das folgende Verfahren durchgeführt werden. Das heißt, dass der Wärmespeichermodus durchgeführt wird, wenn eine Kühlwassertemperatur, die an einer Auslassseite der Maschine 1 erfasst wird, höher oder gleich einer vorbestimmten Basistemperatur ist, und der Wärmeabstrahlmodus wird durchgeführt, wenn die Kühlwassertemperatur, welche an der Auslassseite erfasst ist, niedriger als die Basistemperatur ist.
So wie dies vorstehend beschrieben ist, speichert der Wärmespeicherkörper Wärme oder gibt Wärme ab, und dies aufgrund des Phasenübergangs zwischen der ersten Phase in einem Festzustand und der zweiten Phase in einem Festzustand. Daher ist ein Behältnis, wie z. B. ein Container zum Lager des Wärmespeichermaterials, nicht mehr erforderlich, da der Wärmespeicherkörper in einem Festzustand erhalten wird, und dies sowohl in der ersten Phase als auch in der zweiten Phase.
Zusätzlich kann der Wärmespeicherkörper 2 Wärme mit einer höheren Dichte im Vergleich zu einem empfänglichen Wärmespeichermaterial gespeichert werden, da der Wärmespeicherkörper 2 die Wärme aufgrund des Phasenübergangs zwischen der ersten Phase in einem Festzustand und der zweiten Phase in einem Festzustand speichert. Im Ergebnis kann die Größe des Wärmespeichersystems, genauer gesagt, die Größe des Wärmespeicherkörpers 2, kleiner ausfallen.
Außerdem kann der Wärmespeicherkörper 2 Wärme sogar in einem Fall speichern, bei dem die Maschine 1 eine niedrigere Temperatur aufweist, da der Wärmekörperspeicher 2 die Wärme ohne die Verwendung einer chemischen Reaktion speichert oder abstrahlt. Das heißt, dass der Wärmespeicherkörper 2 die Wärme mit einer hohen Dichte unabhängig von der Temperatur der Maschine 1 speichern kann, wobei die Maschine 1 eine Wärmequelle darstellt.
(Zweite Ausführungsform)
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird mit Bezugnahme auf 3 beschrieben werden. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in einem Punkt, dass die Wärme, die in dem Wärmespeicherkörper 2 gespeichert ist, verwendet wird, um Luft für eine Klimatisierung aufzuwärmen, welche in Form von Luft in das Fahrzeugabteil eingeblasen wird (d. h., dies wird für die Aufwärmperformance verwendet).
So wie dies in 3 gezeigt ist, weist ein Wärmespeichersystem der folgenden Ausführungsform eine Wärmemediumpassage 6 auf, in welcher ein Wärmemedium fließt. Das heißt, dass ein Wärmekern 5 und ein Wärmespeicherkörper 2 miteinander durch die Wärmemediumpassage 6 verbunden sind, welche einen geschlossenen Kreis zwischen dem Wärmekern 5 und dem Wärmespeicherkörper 2 konfiguriert. Das Wärmemedium ist flüssig und nimmt Wärme auf oder gibt dieses ab, und dies zwischen dem Wärmemedium und jedem des Wärmespeicherkörpers 2 und des Wärmekerns 5. Das Wärmemedium entspricht einem zweiten Wärmemedium der vorliegenden Offenbarung.
Die Wärmemediumpassage 6 sieht einen Kreis vor, der getrennt zu der Kühlwasserpassage 3 angeordnet ist. Eine zweite Pumpe, welche eine mechanische Pumpe oder eine elektronische Pumpe ist, ist in der Wärmemediumpassage 6 angeordnet, und diese zirkuliert das Wärmemedium in der Wärmemediumpassage 6. Die Wärmemediumpassage 6 der vorliegenden Ausführungsform entspricht einer zweiten Wärmemediumpassage der vorliegenden Offenbarung.
Der Wärmekern 5 ist ein Wärmetauscher, der die Luft zur Klimatisierung bzw. Luftkonditionierung erwärmt, indem ein Wärmeaustausch zwischen dem Wärmemedium durchgeführt wird, das durch die Wärme aufgeheizt wird, welche in dem Wärmespeicherkörper 2 gespeichert ist, und dieser erwärmt die Luft zur Klimatisierung auf, welche durch ein Gebläse geblasen wird (nicht näher dargestellt). Der Wärmekern 5 kann ein Wärmetauscher mit Röhren und Rippen sein, der die Luft zur Klimatisierung erwärmt, in dem ein Wärmeaustausch zwischen dem Wärmemedium, welches in einem Rohr fließt, und der Luft zur Klimatisierung, die außerhalb des Rohrs fließt, erfolgt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform strahlt der Wärmespeicherkörper 2 in dem Wärmeabstrahlmodus die Wärme ab, die in dem Wärmespeicherkörper 2 gespeichert ist, und diese Wärme wird an die Luft zur Klimatisierung abgegeben, die in dem Wärmekern 5 fließt, wobei die Wärmeübertragung über das Wärmemedium erfolgt, die in der Wärmemediumpassage 6 fließt. Zusätzlich strahlt der Wärmespeicherkörper 2 Wärme, die in dem Wärmespeicherkörper 2 gespeichert ist, zu der Maschine über das Kühlwasser ab, welches in der Kühlwasserpassage 3 fließt. Das heißt, dass der Wärmespeicherkörper 2 in dem Wärmeabstrahlmodus die Wärme, die in dem Wärmespeicherkörper 2 gespeichert ist, zu sowohl der Maschine 1 als auch der Luft zur Klimatisierung abstrahlt. Entsprechend entsprechen sowohl die Maschine 1 als auch die Luft zur Klimatisierung gemäß der vorliegenden Ausführungsform einem Wärmeziel (d. h., dem Wärmeübertragungsziel) der vorliegenden Offenbarung.
Entsprechend der vorliegenden Ausführungsform kann der Wärmespeicherkörper 2 die Überschusswärme speichern, die von der Maschine 1 abgegeben wird, und welche eine hohe Temperatur aufweist, und dies durch das Kühlwasser, in dem der Wärmespeichermodus in dem stationären Zustand durchgeführt wird, wobei in anderen Worten dies in einem Zustand durchgeführt wird, bei welchem Überschusswärme erzeugt wird. Die Wärme, die in dem Wärmespeicherkörper 2 gespeichert ist, kann sowohl für das Erwärmen der Maschine 1 als auch für ein Aufwärmen des Fahrzeugabteils verwendet werden, indem der Wärmeabstrahlmodus in dem Startzustand durchgeführt wird, wobei in anderen Worten dies bei einem Zustand erfolgt, bei welchem Wärme erforderlich ist.
Andere Konfigurationen und Betriebsarten sind mit der ersten Ausführungsform identisch. Daher können gemäß dem Wärmespeichersystem der vorliegenden Offenbarung die gleichen Effekte wie bei der ersten Ausführungsform erzielt werden.
(Dritte Ausführungsform)
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nachstehend mit Bezugnahme auf 4 beschrieben werden. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in einem Punkt, dass der Wärmespeicherkörper 2 die Wärme des Abgases von der Maschine 1 speichert.
So wie dies in 4 gezeigt ist, ist der Wärmespeicherkörper 2 der vorliegenden Ausführungsform in einer Abgaspassage 4 vorgesehen. Der Wärmespeicherkörper 2 speichert dadurch Wärme des Abgases, welches ein Gas ist, das von der Maschine 1 abgegeben wird. Das heißt, dass der Wärmespeicherkörper 2 die Wärme von dem Abgas von der Maschine 1 durch das Abgas speichert. Auf diese Weise entspricht gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Abgas dem ersten Heizmedium der vorliegenden Offenbarung.
Ein Katalysator 7 zum Reinigen des Abgases ist in der Abgaspassage 4 an einer stromabwärtsgelegenen Seite des Wärmespeicherkörpers 2 angeordnet. Genauer gesagt, sind der Wärmespeicherkörper 2 und der Katalysator 7 im Inneren eines Abgasrohrs angeordnet, das die Abgaspassage 4 konfiguriert.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform speichert der Wärmespeicherkörper 2 bei dem Wärmespeichermodus Wärme des Abgases von der Maschine 1 durch das Abgas, welches in der Abgaspassage 4 fließt. Das heißt, dass der Wärmespeicherkörper 2 in dem Wärmespeichermodus Wärme des Abgases speichert, das von der Maschine 1 abgegeben wird, und welches eine hohe Temperatur aufweist.
In dem Wärmeabstrahlmodus strahlt der Wärmespeicherkörper 2 die Wärme ab, die in dem Wärmespeicherkörper 2 gespeichert ist, und dies zu dem Katalysator 7 durch das Abgas, welches in der Abgaspassage 4 fließt. Das heißt, dass die Wärme des Abgases, das durch das Austauschen von Wärme mit dem Wärmespeicherkörper 2 erhitzt ist, zu dem Katalysator 7 übertragen wird. Entsprechend entspricht der Katalysator 7 dem Wärmeziel (d. h., dem Wärmeübertragungsziel) der vorliegenden Offenbarung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der Wärmespeicherkörper 2 die Wärme des Abgases speichern, das von der Maschine 1 abgegeben wird, und welches eine hohe Temperatur aufweist, und dies mittels des Abgases, in dem der Wärmespeichermodus in dem stationären Zustand durchgeführt wird, wobei dies in anderen Worten in dem Zustand durchgeführt wird, bei welchem die Überschusswärme erzeugt wird. Die Wärme, die in dem Wärmespeicherkörper 2 gespeichert ist, kann zum Erwärmen des Katalysators 7 verwendet werden, in denen der Wärmeabstrahlmodus in dem Startzustand durchgeführt wird, wobei dies in anderen Worten in dem Zustand durchgeführt wird, in welchem die Wärme erforderlich ist.
Andere Konfigurationen und Betriebsarten sind zur ersten Ausführungsform identisch. Daher können gemäß dem Wärmespeichersystem der vorliegenden Offenbarung die gleichen Effekte wie bei der ersten Ausführungsform erzielt werden.
(Vierte Ausführungsform)
Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird mit Bezugnahme auf 5 beschrieben werden. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsform in einem Punkt, dass der Wärmespeicherkörper 2 die Wärme abstrahlt, die darin gespeichert ist, und dies zu der Maschine 1 mittels des Abgases.
So wie dies in 5 gezeigt ist, weist das Fahrzeug der vorliegenden Ausführungsform eine EGR-Vorrichtung 80 (d. h., eine Abgasrezirkulationsvorrichtung) auf, welche einen Pumpverlust reduziert, der in einem Drosselventil 11 erzeugt wird, in dem ein Teil des Abgases von der Maschine 1 zu einer Ansaugseite (zurück) zirkuliert wird. Eine EGR-Passage 8 zum Zirkulieren eines Teils des Abgases zu der Ansaugseite verbindet eine stromabwärtsgelegene Seite des Wärmespeicherkörpers 2 in der Abgaspassage 4 und eine stromabwärtsgelegene Seite des Drosselventils 11 in einer Einlasspassage 12 miteinander.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform strahlt der Wärmespeicherkörper 2 in dem Wärmeabstrahlmodus Wärme, welche in dem Wärmespeicherkörper 2 gespeichert ist, zu der Maschine über das Abgas ab, welches in der Abgaspassage 4 und in der EGR-Passage 8 fließt. Das heißt, dass die Wärme des Abgases, welches durch den Wärmeaustausch mit dem Wärmespeicherkörper 2 erwärmt ist, zu der Maschine 1 in dem Wärmeabstrahlmodus übertragen wird. Entsprechend entspricht die Maschine 1 dem Wärmetransferziel der vorliegenden Offenbarung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann der Wärmespeicherkörper 2 die Wärme des Abgases speichern, welches von der Maschine 1 abgegeben wird, und welches eine hohe Temperatur aufweist, und dies mittels des Abgases, in dem der Wärmespeichermodus in dem stationären Zustand durchgeführt wird, wobei dies in anderen Worten in dem Zustand durchgeführt wird, bei welchem Überschusswärme erzeugt wird. Die Wärme, die in dem Wärmespeicherkörper 2 gespeichert ist, kann zum Erwärmen der Maschine 1 verwendet werden, indem der Wärmeabstrahlmodus in dem Startzustand durchgeführt wird, wobei dies in anderen Worten in dem Zustand durchgeführt wird, bei welchem Wärme erforderlich ist.
Andere Konfigurationen und Betriebsarten sind zur dritten Ausführungsform identisch. Daher kann das Wärmespeichersystem der vorliegenden Ausführungsform die gleichen Effekte wie bei der dritten Ausführungsform erhalten.
(Fünfte Ausführungsform)
Eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nachstehend mit Bezugnahme auf 6 und 7 beschrieben werden. Die fünfte Ausführungsform unterscheidet sich von der dritten Ausführungsform in einem Punkt, dass der Wärmespeicherkörper 2 die Wärme, die darin gespeichert ist, zu der Maschine 1 durch das Kühlwasser abstrahlt bzw. abgibt.
So wie dies in 6 gezeigt ist, sind die Maschine 1 und der Wärmespeicherkörper 2 miteinander durch die Kühlwasserpassage 3 verbunden, welche einen geschlossenen Kreis zwischen der Maschine 1 und dem Wärmespeicherkörper 2 vorsieht. Die Kühlwasserpassage 3 sieht einen Kreis (d. h., eine Passage) vor, welche getrennt zu der Abgaspassage 4 vorgesehen ist. Die erste Pumpe 31 ist in der Kühlwasserpassage 3 angeordnet.
Das Kühlwasser entspricht dem zweiten Heizmedium der vorliegenden Offenbarung und die Kühlwasserpassage 3 entspricht der zweiten Heizmediumpassage der vorliegenden Offenbarung, und dies gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die Abgaspassage 4 entspricht der ersten Wärmemediumpassage der vorliegenden Offenbarung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird Wärme, die in dem Wärmespeicherkörper 2 gespeichert ist, zu der Maschine 1 über das Kühlwasser transferiert, welches in der Kühlwasserpassage 3 fließt, und dies in dem Wärmeabstrahlmodus. Das heißt, dass das Kühlwasser, das durch den Austausch von Wärme mit dem Wärmespeicherkörper 2 erwärmt ist, zu der Maschine 1 in dem Wärmeabstrahlmodus transferiert wird. Entsprechend entspricht die Maschine 1 dem Wärmetransferziel der vorliegenden Offenbarung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
So wie dies in 7 gezeigt ist, weist der Wärmespeicherkörper 2 der vorliegenden Ausführungsform den Körperabschnitt 21 auf, welcher mit den Abgaszirkulationslöchern 24 vorgesehen ist, in welchem das Abgas fließt. Die Abgaszirkulationslöcher 24 sind solchermaßen vorgesehen, dass eine Flussrichtung des Abgases, welches in den Abgaszirkulationslöchern 24 fließt, senkrecht zu der Flussrichtung des Kühlwassers, welches in den Kühlwasserzirkulationslöchern 22 fließt, angeordnet ist. Die Abgaszirkulationslöcher 24 und die Kühlwasserzirkulationslöcher 22 sind alternativ in einer Anordnungsrichtung (d. h., in einer Unten-Oben-Richtung der 7) angeordnet, in welcher die Abgaszirkulationslöcher 24 angeordnet sind, in anderen Worten, in einer Anordnungsrichtung, in welcher die Kühlwasserzirkulationslöcher 22 angeordnet sind.
Zweite Rippen 25 als Wärmeübertragungsteil sind jeweils in den Abgaszirkulationslöchern 24 vorgesehen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die zweiten Rippen 25 gewellte Rippen, welche in ihrem Querschnitt eine gewählte Form aufweisen, wobei dieser senkrecht zur Flussrichtung des Abgases vorgenommen wird. Die gewählte Form weist hervorstehende Abschnitte auf, deren Spitzen an der einen Seiten und an der anderen Seite jeweils abwechselnd platziert sind. Die zweiten Rippen 25 erhöhen eine Wärmetransferfläche, welche Wärme zwischen dem Abgas überträgt, und daher fördern diese einen Wärmeaustausch zwischen dem Abgas und dem Wärmespeichermaterial.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der Wärmespeicherkörper 2 die Wärme des Abgases speichern, welches von der Maschine 1 abgegeben wird, und welches eine hohe Temperatur aufweist, und dies durch das Abgas, in dem der Wärmespeichermodus in dem stationären Zustand durchgeführt wird, wobei in anderen Worten dies in dem Zustand durchgeführt wird, in welchem Überschusswärme erzeugt wird. Die Wärme, die in dem Wärmespeicherkörper 2 gespeichert ist, kann zum Erwärmen der Maschine 1 durch das Kühlwasser verwendet werden, in dem der Wärmeabstrahlmodus in dem Startzustand durchgeführt wird, wobei in anderen Worten dies in dem Zustand durchgeführt wird, bei welchem die Wärme erforderlich ist.
Auf diese Weise kann gemäß dem Wärmespeichersystem der vorliegenden Ausführungsform der Wärmespeicherkörper 2 Wärme des Abgases mit einer hohen Temperatur (beispielsweise etwa 400°C) speichern, und die Wärme kann zu dem Kühlwasser mit der niedrigen Temperatur (beispielsweise etwa 80°C) übertragen werden. Im Ergebnis kann eine Wärmespeichereffizienz des Wärmespeicherkörpers 2 verbessert werden.
Andere Konfigurationen und Betriebsarten sind identisch zur dritten Ausführungsform. Daher kann das Wärmespeichersystem der vorliegenden Ausführungsform die gleichen Effekte wie bei der dritten Ausführungsform erzielen.
(Sechste Ausführungsform)
Eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nachstehend mit Bezugnahme auf 8 beschrieben werden. Die sechste Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in der Konfiguration des Wärmespeicherkörpers 2.
So wie dies in 8 gezeigt ist, weist der Wärmespeicherkörper 2 einen Körperabschnitt (d. h., eine Wärmespeicherschicht) 21 auf, welcher aus einer stark korrelierten Elektronensystemverbindung und einer Schicht mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit 26, die den Körperabschnitt 21 abdeckt, hergestellt ist. Die Schicht mit der hohen Wärmeleitfähigkeit 26 wird durch ein Metall konfiguriert, welches relativ zu dem Wärmespeichermaterial, das den Körperabschnitt 21 konfiguriert, eine größere Wärmeleitfähigkeit aufweist. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Körperabschnitt 21 aus VO₂ hergestellt, und die Schicht mit der hohen Wärmeleitfähigkeit 26 ist aus V₂O₃ hergestellt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Wärmeübertragung zwischen dem Wärmespeichermaterial und dem Kühlwasser durch das Abdecken des Wärmespeichermaterials mit der Schicht mit der hohen Wärmeleitfähigkeit 26 mit einer großartigen Wärmeleitfähigkeit verbessert werden. Im Ergebnis kann der Wärmespeicherkörper 2 die Wärme prompt speichern oder abgeben.
Zusätzlich kann die Schicht mit der hohen Wärmeleitfähigkeit 26 leicht in einer erforderlichen Form ausgebildet werden, indem die Schicht mit der hohen Wärmeleitfähigkeit 26 durch ein Material gebildet wird, welches eine höhere mechanische Festigkeit aufweist, als ein Material, welches den Körperabschnitt 21 ausbildet. Daher kann ein Oberflächenbereich bzw. eine Oberfläche der Schicht mit der hohen Wärmeleitfähigkeit 26 erhöht werden, und die Performance des Wärmeaustauschs zwischen der Schicht mit der hohen Wärmeleitfähigkeit 26 und dem Kühlwasser kann verbessert werden, und dies beispielsweise dadurch, dass die Schicht mit der hohen Wärmeleitfähigkeit 26 eine Rippenform aufweist.
(Siebte Ausführungsform)
Eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nachstehend mit Bezugnahme auf 9 beschrieben werden. Die siebte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in der Konfiguration des Wärmespeicherkörpers 2.
So wie dies in 9 gezeigt ist, wird der Wärmespeicherkörper 2 durch eine Verbindung konfiguriert, welche eine stark korrelierte Elektronensystemverbindung 2a und ein Füllmaterial (d. h., ein Verstärkungselement) 2b beinhaltet, welche eine nicht-organische Verbindung ist. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Wärmespeicherkörper 2 durch VO₂ und Keramik gebildet.
Im Ergebnis kann die mechanische Festigkeit des Wärmespeicherkörpers 2 verbessert werden. Eine Wärmespeichermenge des Wärmespeicherkörpers 2 kann durch das Ändern des Verbindungsverhältnisses zwischen der stark korrelierten Elektronensystemverbindung 2a und dem Füller 2b geändert werden.
(Achte Ausführungsform)
Eine achte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nachstehend mit Bezugnahme auf 10 beschrieben werden. Die achte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in der Konfiguration des Wärmespeicherkörpers 2.
So wie dies in 10 gezeigt ist, weist der Wärmespeicherkörper 2 den Körperabschnitt (d. h., eine Wärmespeicherschicht) 21 auf, welche aus einer stark korrelierten Elektronensystemverbindung und einer Rippe (d. h., einem Wärmeübertragungsteil) 27 hergestellt ist, welche einen Wärmetransferbereich bzw. eine Wärmetransferfläche erhöht, die Wärme zwischen dem Körperabschnitt 21 überträgt. Die Rippe 27 ist aus einem Metall hergestellt, welche eine größere Wärmeleitfähigkeit relativ zu dem Körperabschnitt 21 aufweist.
Der Körperabschnitt 21 wird durch die Schicht mit der hohen Wärmeleitfähigkeit 26 abgedeckt, die aus einem Metall hergestellt ist, welche eine größere Wärmeleitfähigkeit als das Wärmespeichermaterial aufweist, die den Körperabschnitt 21 konfiguriert. Die Schicht mit der hohen Wärmeleitfähigkeit 26 ist aus dem gleichen Material wie die Rippe 27 ausgebildet, und dies ist integral mit der Rippe 27 konfiguriert. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Körperabschnitt 21 aus VO₂ hergestellt, und die Schicht mit der hohen Wärmeleitfähigkeit 26 und die Rippe 27 sind aus V₂O₃ hergestellt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können die Wärmetransferfläche zwischen welcher Wärme zwischen dem Wärmespeicherkörper 2 und dem Kühlwasser ausgetauscht wird, erhöht werden, und eine Wärmeaustauschperformance zwischen dem Wärmespeicherkörper 2 und dem Kühlwasser kann verbessert werden, indem der Wärmespeicherkörper 2 derart vorgesehen wird, dass dieser die Rippe 27 aufweist.
(Andere Modifikationen)
Es sollte verstanden werden, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, und es ist beabsichtigt, dass verschiedene Modifikationen beinhaltet sind, so dass diese im Umfang der vorliegenden Offenbarung liegen, so wie dies nachstehend beschrieben ist. Technische Merkmale, die in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen offenbart sind, können miteinander kombiniert werden, sowie dies erforderlich ist, und sowie dies technisch machbar ist.

(1) Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen zeigen ein Beispiel, bei welchem eine gewellte Rippe als die erste Rippe 23 verwendet wird; allerdings ist diese Form der ersten Rippe 23 nicht auf dieses Beispiel beschränkt.

Beispielsweise kann die erste Rippe 23 eine gerade Rippe sein, welche eine rechteckförmige korrugierte Form aufweist, wenn man dies in einem Querschnitt betrachtet, der senkrecht zur Flussrichtung des Kühlwassers angeordnet ist. Alternativ kann die erste Rippe 23 eine wellenförmige Rippe sein, in welchem ein Abschnitt der geraden Rippe, die derart gebogen ist, dass diese die rechteckförmige korrugierte Form aufweist, weiter in Richtung der Flussrichtung des Kühlwassers gebogen ist, um eine gekrauste Form aufzuweisen. Alternativ kann die erste Rippe 23 eine versetzte Rippe sein, bei welcher der Abschnitt der geraden Rippe, die derart gebogen ist, dass diese eine rechteckförmige korrugierte Form aufweist, eine Aussparung aufweist, und bei welcher die Aussparung in der Mitte gebogen ist.
In ähnlicher Weise ist die vorstehend beschriebene fünfte Ausführungsform ein Beispiel unter Verwendung einer korrugierten Rippe als die zweite Rippe 25. Allerdings ist die zweite Rippe 25 nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und diese kann eine gerade Rippe, eine gewellte Rippe oder eine versetzte Rippe sein.

(2) Die vorstehend beschriebene zweite Ausführungsform ist ein Beispiel, bei welchem das Wärmespeichersystem solcher Art konfiguriert ist, dass die Wärme, die in dem Wärmespeicherkörper 2 gespeichert wird, zu sowohl der Maschine 1 als auch zu der Luft übertragen wird, die zur Klimatisierung bei dem Wärmeabstrahlmodus verwendet wird. Allerdings ist das Wärmeübertragungsziel in dem Wärmeabstrahlmodus nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Beispielsweise kann das Wärmespeichersystem solcher Art konfiguriert sein, dass die Wärme, die in dem Wärmespeicherkörper 2 gespeichert ist, zu der Luft zur Klimatisierung übertragen wird, und dass diese nicht in dem Wärmeabstrahlmodus zu der Maschine 1 übertragen wird.

Die vorstehend beschriebene siebte Ausführungsform ist ein Beispiel, bei welchem der Wärmespeicherkörper 2 aus VO₂ und Keramik hergestellt ist. Allerdings kann der Wärmespeicherkörper 2 derart hergestellt sein, dass dieser auch eine andere Verbindung beinhaltet.

(4) Die vorstehend beschriebene zweite Ausführungsform ist ein Beispiel, bei welchem die Luft zur Klimatisierung als das Wärmeziel (d. h., als das Wärmeübertragungsziel) verwendet wird. Allerdings kann das Wärmeziel auch beispielsweise ein AFT (d. h., ein Automatikgetriebe) oder Maschinenöl sein.
(5) Die vorstehend beschriebene dritte Ausführungsform ist ein Beispiel, bei welchem der Katalysator 7 das Heizziel ist (d. h., wobei dieser das Wärmeübertragungsziel ist), allerdings ist das Wärmeziel nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Beispielsweise kann das Wärmeziel ein DPF (d. h., ein Dieselpartikelfilter) sein, welcher in der Abgaspassage 4 der Maschine 1 angeordnet ist.
(6) Die vorstehend beschriebene dritte Ausführungsform ist ein Beispiel, bei welchem Wärme, die in dem Wärmespeicherkörper 2 gespeichert ist, zu dem Katalysator 7 über das Abgas übertragen wird, wobei dieses das erste Wärmemedium ist, und wobei dies in dem Wärmeabstrahlmodus geschieht. Allerdings ist das Wärmeübertragungsziel in dem Wärmeabstrahlmodus nicht auf dieses Beispiel beschränkt.

Beispielsweise kann die Wärme, die in dem Wärmespeicherkörper 2 gespeichert ist, zu dem Katalysator 7 über ein Wärmemedium (d. h., das zweite Wärmemedium) übertragen werden, welches ein Fluid ist, welches ein anderes ist, als das Abgas. In diesem Fall kann eine Wärmemediumpassage in welcher das Wärmemedium fließt getrennt zu der Abgaspassage 4 vorgesehen sein.

(7) Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen dienen als ein Beispiel, bei welchem das Wärmespeichersystem der vorliegenden Offenbarung auf ein Fahrzeuggestütztes Wärmespeichersystem für ein Hybridauto angewandt wird, allerdings ist das Wärmespeichersystem nicht auf diese Verwendung beschränkt.

Beispielsweise kann das Wärmespeichersystem auf eine Klimatisierung für ein elektrisches Fahrzeug (beinhaltend ein Kraftfahrzeug mit einer Brennstoffzelle) angewandt werden, welche eine Antriebskraft zum Bewegen des Fahrzeugs durch einen elektrischen Motor zum Bewegen des Fahrzeugs erzeugt, oder dieses kann auf eine Klimatisierung für ein übliches Fahrzeug angewandt werden, welches die Antriebskraft zum Bewegen des Fahrzeugs mittels einer Maschine erzeugt. Zusätzlich ist das Wärmespeichersystem der vorliegenden Offenbarung nicht auf die Verwendung in einem Fahrzeug beschränkt, und dieses kann auch in einem stationären Wärmespeichersystem verwendet werden.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen dienen als ein Beispiel, bei welchem die Maschine als der Energiewandler als eine Wärmequelle verwendet wird, welche Wärme erzeugt, und welche die Wärme zu dem ersten Wärmemedium abstrahlt, allerdings ist diese Wärmequelle nicht auf das genannte Beispiel beschränkt.
Beispielsweise kann die Wärmequelle eine elektronische Vorrichtung wie z. B. eine Kraftstoffzelle oder ein elektrischer Motor zum Bewegen des Fahrzeugs sein, wenn das Wärmespeichersystem auf ein Fahrzeuggestütztes Wärmespeichersystem angewandt wird.

Claims

Wärmespeichersystem, aufweisend: eine Wärmequelle (1), die Wärme erzeugt, und welche die Wärme zu einem ersten Wärmemedium abstrahlt; und einen Wärmespeicherkörper (2), welcher Wärme speichert, wobei der Wärmespeicherkörper (2) in eine erste Phase in einem Festzustand wechselt, wenn eine Temperatur des Wärmespeicherkörpers (2) niedriger oder gleich einer Phasenübergangstemperatur ist, und dieser in eine zweiten Phase in einem Festzustand wechselt, wenn eine Temperatur des Wärmespeicherkörpers (2) die Phasenübergangstemperatur überschreitet, der Wärmespeicherkörper (2) aufgrund eines Phasenübergangs zwischen der ersten Phase und der zweiten Phase Wärme speichert oder abstrahlt, wobei ein Wärmespeichermodus, in welchem der Wärmespeicherkörper (2) die Wärme des ersten Heizmediums speichert, und ein Wärmeabstrahlmodus, in welchem der Wärmespeicherkörper (2) die Wärme, die in dem Wärmespeicherkörper (2) gespeichert ist, zu einem Wärmetransferziel (1, 7) abstrahlt, umschaltbar vorgesehen sind.
Wärmespeichersystem gemäß Anspruch 1, wobei das Wärmespeichersystem auf ein Fahrzeug angewandt wird, wobei die Wärmequelle ein Energiewandler (1) ist, welcher Wärme zu dem ersten Wärmemedium abstrahlt, wenn eine Energie, die von einem Äußeren zugeführt wird, in eine Energie in einer unterschiedlichen Form umgewandelt wird.
Wärmespeichersystem gemäß Anspruch 2, wobei das erste Wärmemedium eine Flüssigkeit ist, welche Wärme von dem Energiewandler aufnimmt oder diesem zuführt.
Wärmespeichersystem gemäß Anspruch 2, wobei das erste Wärmemedium ein Gas ist, welches von dem Energiewandler (1) abgegeben wird.
Wärmespeichersystem gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei das Wärmetransferziel der Energiekonverter (1) ist, und der Wärmespeicherkörper (2) Wärme, die in dem Wärmespeicherkörper (2) gespeichert ist, durch das erste Wärmemedium in dem Wärmeabstrahlmodus zu dem Energiewandler (1) abstrahlt.
Wärmespeichersystem gemäß einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, wobei das Wärmeübertragungsziel ein aufzuwärmendes Ziel ist, welches ein anderes ist, als der Energiewandler (1), das Fahrzeug eine zweite Wärmemediumpassage (6) aufweist, in welchem ein zweites Wärmemedium fließt, welches die Wärme zwischen dem Wärmespeicherkörper (2) aufnimmt oder zuführt, und der Wärmespeicherkörper (2) die Wärme, die in dem Wärmespeicherkörper (2) gespeichert ist, zu dem zu erwärmenden Ziel über das zweite Wärmemedium in dem Wärmeabstrahlmodus abstrahlt.
Wärmespeichersystem gemäß Anspruch 4, wobei das Wärmeübertragungsziel ein zu erwärmendes Ziel (7) ist, welches ein anderes ist, als der Energiekonverter (1), und der Wärmespeicherkörper (2) die Wärme, die in dem Wärmespeicherkörper (2) gespeichert ist, zu über das erste Wärmemedium in dem Wärmeabstrahlmodus dem zu erwärmenden Ziel (7) abstrahlt.
Wärmespeichersystem gemäß Anspruch 4, wobei das Wärmeübertragungsziel der Energiewandler (1) ist, das Fahrzeug eine zweite Wärmemediumpassage (3) aufweist, in welcher ein zweites Wärmemedium fließt, welches Wärme zwischen sowohl dem Wärmespeicherkörper (2) als auch dem Energiewandler (1) aufnimmt oder zuführt, die zweite Wärmemediumpassage (3) getrennt von einer ersten Wärmemediumpassage (4) vorgesehen ist, in welcher das erste Wärmemedium fließt, der Wärmespeicherkörper (2) die Wärme des ersten Wärmemediums in dem Wärmespeichermodus speichert, und der Wärmespeicherkörper (2), die Wärme die in dem Wärmespeicherkörper (2) gespeichert ist, zu dem Energiewandler (1) durch das zweite Wärmemedium in dem Wärmeabstrahlmodus abstrahlt.
Wärmespeichersystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Wärmespeicherkörper (2) das Folgende aufweist: eine Wärmespeicherschicht (21), welche aus einer stark korrelierten Elektronensystemverbindung besteht, und eine Schicht mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit (26), welche aus einem Material hergestellt ist, welche eine größere Wärmeleitfähigkeit relativ zu der Wärmespeicherschicht (21) aufweist.
Wärmespeichersystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Wärmespeicherkörper (2) durch eine Verbindung konfiguriert ist, welche eine stark korrelierte Elektronensystemverbindung (2a) und eine inorganische Verbindung (2b) beinhaltet.
Wärmespeichersystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Wärmespeicherkörper (2) das Folgende aufweist: eine Wärmespeicherschicht (21), welche aus einer stark korrelierten Elektronensystemverbindung besteht, und ein Wärmeübertragungsteil (27), welches eine Wärmeübertragungsfläche erhöht, die Wärme zwischen der Wärmespeicherschicht (21) überträgt.