JP7477244B2 - 内部加熱型相変化材料熱バッテリおよび方法 - Google Patents
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Description
a)バッテリセルケースを損傷し得る過剰な局所圧力
b)安全動作限界を超えるPCMの急速過熱
c)寿命の短縮または故障をもたらす加熱装置の過熱
1)相変化(融解および凝固)中のPCMの任意の膨張の緩和
2)PCM熱バッテリの上部における熱バッテリの動作に要求されるケーブルの単純な終端
・PCMおよびその構成物を撹拌および混合する。
1)熱バッテリの基部からコアへの上方向の伝熱を増加させ、蓄熱時間を最適化する。
2)融解されたPCMが進むための経路を作り、相変化およびPCMの膨張によって生じる任意の圧力の蓄積を緩和する。
1.スケーリングの課題:従来技術の熱バッテリにおける加熱器要素をスケールアップすることは熱故障につながり得ることが分かっている。 2.従来の設計において、加熱器の制御は問題があることが分かっているが、本発明では、加熱器は、制御できるPCMにさらされ、一連の具体的な要件のために任意のカスタマイズされた形態になる。
3.加熱器が作動流体の流れにある従来の設計において、これは、システム圧力降下を追加することが分かっている。また、蓄熱用の流量に影響を与え妨げ得る。 4.本発明は、従来の設計において使用される水より高い沸点温度を有するPCMを使用する。
a)熱バッテリを外部の一次熱源(例えばボイラ)によってなお蓄熱でき、本願において、電気加熱器は、一次熱源が故障した場合に、バックアップ(二次)熱源として機能する。
b)第2に、図4に示すように、統合された電気加熱器は、主熱源/一次熱源として機能し、バッテリを直接加熱し、これにより、複雑なハイドロニクス回路の要件を省略する。
c)また、熱バッテリを、制御された方式で外部熱源および内部加熱装置の両方によって蓄熱できる。例えば、電気要素を介する太陽光発電、および、ハイドロニクス回路を介するボイラによる補充加熱。
d)加熱装置は、PCM、すなわち、一定で既知のパラメータの環境によって囲まれる。温水シリンダにおいて、加熱装置は、飲用水によって囲まれる。従って、加熱要素上に水垢が蓄積し、ホットスポットを生じさせ、最終的には加熱装置の故障をもたらす。本発明のように、加熱装置がPCM内に配置される場合、これらの課題は生じず、従って、加熱装置の寿命が長くなる。
e)水シリンダと異なり、底部に配置された加熱装置を有する本発明の熱バッテリを異なるレベルで蓄熱できる。例えば、加熱装置は、例えば50%のPCMが融解するまでだけオン状態に切り替えられ得る。従って、異なる高さの複数の要素を使用することなく蓄熱状態を制御できる。
a)バッテリセルケースを損傷させ得る過剰な局所圧力
b)安全動作限界の上にあるPCMの急速過熱
c)寿命の短縮または故障をもたらす、加熱装置の過熱
a)パワー入力を低減する。すなわち、伝熱プロセスを遅くして、PCM/熱交換器コアの熱伝達特性と一致させる。バッテリ蓄熱時間が許容できなかったので、この選択肢は更に追及しなかった。
b)以下の図6aに示されるように垂直に挿入された多くの金属ロッドは、膨張する一定量のPCMが上の膨張空間側へ逃げるための経路を生じさせ、これにより、局所圧力の蓄積を防止し、また、加熱装置と熱交換器/PCMコアとの間の対流による伝熱が増加する。この方法は、最大パワーの伝熱を可能にするように最適化された。
c)上のような金属ロッドを使用するのではなく、薄いプレートを熱交換器設計のフィン付きコア内に統合する。これは、図6bに示されるように、熱交換器の下の熱バッテリの加熱された領域中に延在する。
d)ルーバー付きフィンを使用して、フィンの間でPCMが移動することを可能にし、対流を通じた伝熱を助け、PCMの膨張のためのより多くのチャネルを可能にする。
1)相変化(融解および凝固)中のPCM805の任意の膨張の緩和
2)熱バッテリの上部における熱バッテリの動作に要求されるケーブルの単純な終端
d)バッテリセルケースを損傷し得る過剰な局所圧力
e)安全動作限界を超えるPCMの急速過熱
f)寿命の短縮または故障をもたらす、加熱装置の過熱
・図9における実施形態に示されるように、加熱装置911b、911cおよび通路922は、作動流体、すなわちPCM905から延在する入力部を提供し得る。加熱装置911b、911cは、熱交換器フィン付きコアを通じて供給するより小さいキャピラリに接続するための入力部上の直径がより大きいマニホールドに埋め込まれ得る。このことは、加熱装置911b、911cが作動流体中にあり、従って、蓄熱がバッテリ全体で均一になることを意味する。加熱装置911b、911cの動作は、補助的な工場設備と連携され、熱バッテリコントローラによって管理される。
・図10は、回路915(例えば、スキップ行管)および熱交換器フィン付きコア(図10)などの熱交換器の部分がどこに埋め込まれるかを示す。熱交換器フィン付きコアにおけるスキップ行によって、「スキップ管」には、フィン付きブロック全体の様々な位置における複数の加熱器によって供給できる。これの利点として、スキップ行は、フィン付きブロックに拡大され、管からフィンへのより優れた伝熱を提供する。
・強制対流を介して伝熱を助ける
・PCM1305およびその構成物を撹拌および混合する
1)熱バッテリの基部からコアへの上向きの伝熱を増加させ、蓄熱時間を最適化する
2)融解したPCMが進むための経路を作り、相変化および膨張するPCMによって生じる任意の圧力の蓄積を緩和する。
他の可能な請求項
(項目1)
PCM熱バッテリであって、
PCMを保持することが可能なPCM筐体と、
上記PCM筐体に配置されるPCMと、
上記PCM熱バッテリを制御するための電子制御システムと、
上記PCM熱バッテリに配置された少なくとも1つ、または複数の加熱装置と
を備え、
上記少なくとも1つ、または複数の加熱装置は、上記PCMを加熱および/または蓄熱することが可能である、
PCM熱バッテリ。
(項目2)
少なくとも1つ、または複数の加熱装置(例えば電気加熱)要素が上記PCMバッテリの中に一体的に、および/または、内部的に配置される、項目1に記載のPCM熱バッテリ。
(項目3)
上記少なくとも1つ、または複数の加熱装置は、前記PCM筐体の中に配置され、従って、上記PCMに直接接触して浸漬される、項目1または2のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目4)
少なくとも1、2、3、4、5、6、または複数の加熱装置がある、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目5)
加熱装置が、上記PCM筐体の中の異なる垂直位置に配置される、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目6)
上記PCM熱バッテリは、外部の一次熱源で蓄熱され、従って、上記少なくとも1つ、または複数の加熱装置は、二次熱源であり、上記PCMの蓄熱および/または温度を非常に高精度に制御することを可能にする、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目7)
上記PCM熱バッテリの全体、および、上記PCM筐体の周囲に延在する断熱層のための外部ケーシングがある、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目8)
上記電子制御システムは、上記少なくとも1つ、または複数の加熱装置を通じて、熱などのエネルギーを加えることにより、上記PCMの物理的特性および/または温度を制御する、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目9)
上記PCM熱バッテリはデュアルポート熱バッテリである、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目10)
上記PCM熱バッテリは、任意でフィンを含み得る熱交換器を含み、上記熱交換器は上記PCM筐体の中に配置される、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目11)
上記電子制御システムは、上記PCM熱バッテリのために電気的接続を提供するために使用される低電力回路(LPC)および高電力回路(HPC)を含む、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目12)
上記電子制御システムはHPC入力部およびHPC出力部を含む、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目13)
バッテリ蓄熱状態シグナルおよびバッテリ蓄熱制御シグナルと共に、バッテリコントローラがある、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目14)
上記PCM、および、上記熱バッテリの他の部分の物理的特性および/または温度をモニタリングすることが可能である、上記PCM筐体に配置された少なくとも1つ、または複数のセンサがある、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目15)
過熱安全カットオフサーモスタットS0、および、作動媒体全体、ならびに、PCMおよび/または熱交換器にわたる温度を取得するために、上記熱バッテリの異なる垂直位置にわたって分布する一連の温度センサがある、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目16)
上記PCM熱バッテリは、上記加熱装置がバックアップ加熱器要素、例えば、電気加熱器要素の形態であるデュアルポート設計である、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目17)
上記加熱装置は、上記PCM筐体の上半分に配置され、上記PCMに浸漬される、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目18)
上記電子制御システムは、バッテリコントローラを含み、上記加熱装置が、完全に制御される、および/または、要求されたときにオンおよび/またはオフに切り替えられることを可能にし、上記加熱装置によって供給されるパワーおよび/または加熱の量はまた、上記PCM筐体およびPCMに配置されるセンサの測定結果に応じて制御される(すなわち、適合および変更される)、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目19)
上記PCM筐体および/またはPCMの中の異なる高さに配置された複数の電気加熱装置がある、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目20)
上記PCM筐体の上半分に配置された第1加熱装置、および、上記PCM筐体の下半分に配置された第2加熱装置があり、上記第1加熱装置および上記第2加熱装置の両方はPCMに浸漬される、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目21)
上記PCM熱バッテリに一体的、および/または、内部的に配置され、熱交換器の下側のPCMに浸される、少なくとも1つ、または複数の加熱装置がある、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目22)
上記PCM筐体は、上記熱バッテリの下方端側に配置された、上記PCM筐体の底部から上方向に延在する段構造を含み、上記段構造は、加熱器要素端子、および、任意で安全カットオフ構造のためのハウジングを提供する、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目23)
上記加熱装置は、上記PCM筐体の下方端側に一体的に配置され、上記加熱装置は、管状形態であり、熱交換器の下側に配置される、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目24)
上記加熱装置は、上記PCMに浸漬された管状の細長い加熱装置であり、上記加熱装置はバルクヘッド接続リングに統合され、大きい表面積を介して熱を上記PCMへ移動し、瞬時加熱を上記PCMに提供する、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目25)
上記PCM熱バッテリの内部に配置され、上記PCM筐体およびPCMの内側に配置された熱交換器がある、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目26)
上記熱バッテリおよび熱交換器に実質的に垂直に挿入され、上記PCMの少なくとも一部の中に延在し、浸漬される、少なくとも1つ、または複数の熱導体(例えば金属ロッドまたはヒートパイプ)がある、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目27)
熱交換器の下方端側に配置された少なくとも1つ、または複数の加熱装置があり、上記加熱装置は、上記PCM筐体の底部側に、それに沿って実質的に水平に配置される、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目28)
実質的に垂直に向き、熱交換器コア(例えば熱交換器フィン付きコア)に延在し、または、少なくとも部分的に延在し、熱交換器の下側、または、実質的に下側の上記熱バッテリの加熱された領域内に延在する熱プレート(例えば金属プレートなどの伝導熱プレート)がある、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目29)
熱交換器コアに埋め込まれた少なくとも1つ、または複数非平面形加熱装置(例えば、実質的にL字形の電気加熱装置)がある、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目30)
上記非平面形加熱装置(例えば、実質的にL字形の加熱装置)は、上記PCMを通って下向きに延在する実質的に垂直の部分を含み、上記実質的に垂直な部分から実質的に接線方向に延在する、少なくとも1つ、または複数の実質的に水平に配置された部分がある、項目29に記載のPCM熱バッテリ。
(項目31)
第1の実質的に水平に配置された部分は、上記熱交換器コアの下4分の1に沿って延在し、第2の水平に配置された部分は、上記熱交換器コアの中央部を実質的にに通って延在し、第3の水平に配置された部分は、上記熱交換器コアの上4分の1を通って延在する、項目30に記載のPCM熱バッテリ。
(項目32)
上記実質的に水平に配置された部分は、熱交換器コア(例えばフィン管熱交換器のフィン付きコア)内に埋め込まれる、または、少なくとも部分的に埋め込まれる、項目30または31のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目33)
伝導要素、例えば銅管などの伝導管を含む熱交換器コアに埋め込まれた少なくとも1つ、または複数の加熱装置(例えば電気的に加熱される管状加熱器)がある、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目34)
上記少なくとも1つ、または複数の電気加熱装置は、上記PCM熱バッテリのマニホールドに埋め込まれる、項目33のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目35)
上記加熱装置は、上記熱交換器コアにわたって実質的に水平に延在する回路に埋め込まれる、請求項33に記載のPCM熱バッテリ。
(項目36)
上記回路は熱交換器に埋め込まれる、請求項35に記載のPCM熱バッテリ。
(項目37)
上記回路の周囲に延在する通路があり、上記回路の周囲には、少なくとも1つ、または複数の加熱装置が延在する、項目35および36のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目38)
熱を効率的に移動および/または拡散することが可能な材料を含むハウジングに埋め込まれた、および/または、配置された少なくとも1つ、または複数の加熱装置がある、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目39)
上記ハウジングにおける上記材料は、油および/または放熱グリスである、項目38に記載のPCM熱バッテリ。
(項目40)
上記ハウジングは、上記PCM筐体と一体であり、上記加熱装置は、上記PCMと直接接触しない、項目38および39のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目41)
上記加熱装置は、油および/または放熱グリスで充填されたハウジングに埋め込まれる管状電気加熱器である、項目38から40のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目42)
少なくとも1つ、または複数の加熱装置が、上記PCM筐体の外部、上記PCM熱バッテリのための外部ケーシングの内部に配置される、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目43)
伝導ブロックが、上記PCM筐体の実質的に下側および外側に配置された誘導加熱器を介して電流を誘導可能な上記PCM筐体の中に配置される、項目42に記載のPCM熱バッテリ。
(項目44)
上記加熱装置は、上記PCM筐体の下方端側、通常、上記熱交換器コア(例えば熱交換器フィン付きコア)の下(すなわち実質的に下側)に配置される、項目42または43のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目45)
上記伝導ブロックの形態である上記加熱装置は、上記PCM筐体の外側の、外部に配置された誘導加熱器によって加熱される、項目42から44のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目46)
上記伝導ブロックは、上記誘導加熱器の上、または実質的に上に、上記PCM筐体の内側に内部的に配置される、項目45に記載のPCM熱バッテリ。
(項目47)
少なくとも1つ、または複数の取り外し可能なカートリッジ加熱器を介して加熱される、上記熱バッテリに一体的な、内部に浸漬された伝導ブロックがある、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目48)
内部に浸漬された伝導ブロックの中い配置される少なくとも1つ、または複数の取り外し可能カートリッジ加熱装置があり、上記伝導ブロックは、上記PCM筐体の中、熱交換器の下側にある、項目47に記載のPCM熱バッテリ。
(項目49)
上記伝導ブロックは、上記PCM筐体の底部に沿って延在する熱伝導材料から作られ、熱交換器コアおよび上記PCMの下(すなわち下側)に配置される、項目47および48のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目50)
上記カートリッジ加熱器は、上記PCM筐体の中に内部的に配置され、熱を効率的に移動可能な熱伝導金属および/または合金ブロックを含む、請求項47から49のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目51)
上記PCMを混合し、強制対流を介して伝熱を助けるインペラアジテータがある、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目52)
上記加熱装置は、加熱器要素ネットワークの形態である、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目53)
上記加熱器要素ネットワークは、効率的な伝熱を提供する伝導管状部分が中にあるグリッド部分を含む、項目52に記載のPCM熱バッテリ。
(項目54)
上記加熱装置は、熱の放散および/または移動を助ける膨張部材(例えばフィン)を含む、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目55)
上記加熱装置は、伝熱管上にスライドする正温度係数(PTC)加熱器を含む、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目56)
上記加熱装置は、熱交換器の底部にわたって実質的に延在する、実質的に水平に向いた低電力垂直加熱器の形態である、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目57)
上記加熱装置は、実質的に垂直に向いた低電力垂直加熱器の形態である、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目58)
上記実質的に垂直に向いた低電力垂直加熱器は、PCM循環を助けるヒートパイプまたは伝導ロッドであり、上記熱バッテリ中のPCM材料のためにポンプ作用を生成する、項目57に記載のPCM熱バッテリ。
(項目59)
上記実質的に垂直に向いた加熱器は、上記PCM筐体の上面から上記PCMを通って熱交換器に延在する、項目57または58いずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目60)
熱バッテリはルーバー付きフィンを含む、上記の項目のいずれかに記載のPCM熱バッテリ。
(項目61)
上記ルーバー付きフィンは、熱を移動するのに使用される一連の管(例えば銅管)を含み、上記管の中および周囲を上記PCM材料が流れ、上記フィンにおける上記ルーバーを使用して制御することが可能である、項目60に記載のPCM熱バッテリ。
(項目62)
熱エネルギーをPCM熱バッテリに加える方法であって、
PCMを保持することが可能なPCM筐体を提供する段階と、
上記筐体に配置されたPCMを提供する段階と、
上記PCM熱バッテリのための電子制御システムを提供する段階と、
上記PCM筐体に配置され、上記PCMに浸漬された少なくとも1つ、または複数の加熱装置を提供する段階と
を含み、
上記少なくとも1つ、または複数の加熱装置は、上記PCMを加熱および/または蓄熱することが可能である、方法。
Claims (18)
- 相変化材料熱バッテリ(PCM熱バッテリ)であって、
前記PCM熱バッテリの全体のための熱バッテリケースと、
前記熱バッテリケース内に配置された、PCMを保持することが可能なPCM筐体と、
前記PCM筐体に配置されるPCMと、
前記PCM熱バッテリを制御するための電子制御システムと、
前記PCM熱バッテリに配置された少なくとも1つ、または複数ある加熱装置であって、前記PCMを加熱および/または蓄熱することが可能である少なくとも1つ、または複数ある加熱装置と、
前記PCMおよび前記PCM熱バッテリの他の部分の温度をモニタリングすることが可能である、前記PCM熱バッテリの異なる垂直位置に配置された複数のセンサと、
前記PCM筐体の中に配置され、前記PCMと作動媒体との間で熱エネルギーの移動を行うように構成された、少なくともコア及びフィンの一方を有する熱交換器と、
を備え、
前記少なくとも1つ、または複数ある加熱装置は、前記PCM筐体の中に配置され、従って、前記PCMに直接接触して浸漬され、
少なくとも1つ、または複数の熱導体が、前記熱バッテリケースに実質的に垂直に挿入され、前記PCMに浸漬され、または、部分的に浸漬され、
前記少なくとも1つ、または複数の熱導体は、前記熱交換器の中に実質的に垂直に配置され、前記PCM内に延在し、かつ、前記加熱装置とは直接接触して配置されず、
前記電子制御システムは、前記複数のセンサの測定値に基づいて、前記少なくとも1つ、または複数である加熱装置を通じて、前記PCMに熱を直接加えることによって、前記PCMの温度を制御する、
相変化材料熱バッテリ(PCM熱バッテリ)。 - 少なくとも1、2、3、4、5、6、または複数である加熱装置がある、請求項1に記載の相変化材料熱バッテリ(PCM熱バッテリ)。
- 前記PCM筐体の中の異なる垂直位置に配置された加熱装置がある、請求項1または2に記載の相変化材料熱バッテリ(PCM熱バッテリ)。
- 前記熱バッテリケースの内側に、前記PCM筐体の周囲に延在する断熱層を更に備える、請求項1から3のいずれか一項に記載の相変化材料熱バッテリ(PCM熱バッテリ)。
- 前記熱交換器が、入力部および出力部をそれぞれ含む第1熱交換回路および第2の熱交換回路を備える、請求項1から4のいずれか一項に記載の相変化材料熱バッテリ(PCM熱バッテリ)。
- 前記熱交換器がフィンを含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の相変化材料熱バッテリ(PCM熱バッテリ)。
- 過熱安全カットオフサーモスタットを更に備え、
前記複数のセンサは、前記PCM、および/または、前記熱交換器にわたる温度を取得するべく、前記PCM熱バッテリの異なる垂直位置全体にわたって配置される、請求項1から6のいずれか一項に記載の相変化材料熱バッテリ(PCM熱バッテリ)。 - 前記加熱装置は、前記PCM筐体の上半分に配置され、前記PCMに浸漬される、請求項1から7のいずれか一項に記載の相変化材料熱バッテリ(PCM熱バッテリ)。
- 前記電子制御システムは、バッテリコントローラを含み、前記加熱装置が完全に制御される、および/または、要求されたときにオンおよび/またはオフに切り替えられることを可能にし、前記加熱装置によって供給されるパワーおよび/または加熱の量はまた、前記PCM筐体および前記PCMに配置されたセンサの測定結果に応じて制御される、請求項1から8のいずれか一項に記載の相変化材料熱バッテリ(PCM熱バッテリ)。
- 前記PCM筐体および/または前記PCMの中の異なる高さに配置された複数の電気加熱装置がある、請求項1から9のいずれか一項に記載の相変化材料熱バッテリ(PCM熱バッテリ)。
- 前記PCM筐体の上半分に配置された第1加熱装置、および、前記PCM筐体の下半分に配置された第2加熱装置があり、前記第1加熱装置および前記第2加熱装置の両方は前記PCMに浸漬される、請求項1から10のいずれか一項に記載の相変化材料熱バッテリ(PCM熱バッテリ)。
- 前記熱交換器が、伝導要素を含むコアを含み、
前記コアに、一部が埋め込まれた少なくとも1つ、または複数である非平面形加熱装置を更に備え、
前記非平面形加熱装置は、前記PCMを通って下向きに延在する、実質的に垂直な部分を含み、前記実質的に垂直な部分から実質的に接線方向に延在する、少なくとも1つ、または複数の実質的に水平に配置された部分がある、または、
第1の実質的に水平に配置された部分は、前記コアの下4分の1に沿って延在し、第2の水平に配置された部分は、前記コアの中央部を実質的に通って延在し、第3の水平に配置された部分は、前記コアの上4分の1を通って延在する、または、
前記実質的に水平に配置された部分は、前記コアに埋め込まれる、または、少なくとも部分的に埋め込まれる、
請求項1から11のいずれか一項に記載の相変化材料熱バッテリ(PCM熱バッテリ)。 - 前記熱交換器が、伝導要素を含むコアを含み、
前記コアに、一部が埋め込まれた少なくとも1つ、または複数である加熱装置を更に備え、
前記少なくとも1つ、または複数の電気加熱装置は、前記PCM熱バッテリのマニホールドに埋め込まれる、または、
前記加熱装置は、前記コアにわたって実質的に水平に延在する回路に埋め込まれ、前記回路は前記熱交換器に埋め込まれ、
前記回路の周囲に延在する通路があり、前記回路の周囲に延在する、少なくとも1つ、または複数である加熱装置がある、
請求項1から12のいずれか一項に記載の相変化材料熱バッテリ(PCM熱バッテリ)。 - 前記少なくとも1つ、または複数ある加熱装置の少なくとも一部が、前記熱交換器の下側に配置される、請求項1から10のいずれか一項に記載の相変化材料熱バッテリ(PCM熱バッテリ)。
- 前記少なくとも1つ、または複数の熱導体が、ロッド、パイプ、または平面状の熱導体の少なくとも1つである、請求項1から14のいずれか一項に記載の相変化材料熱バッテリ(PCM熱バッテリ)。
- 熱エネルギーを相変化材料熱バッテリ(PCM熱バッテリ)に加える方法であって、
PCMを保持することが可能なPCM筐体を熱バッテリケース内に配置する段階と、
前記PCM筐体に配置されたPCMを提供する段階と、
前記PCM熱バッテリを制御するための電子制御システムを提供する段階と、
前記PCM筐体に配置され、前記PCMに浸漬された少なくとも1つ、または複数である加熱装置を提供する段階であって、前記少なくとも1つ、または複数である加熱装置は、前記PCMを加熱および/または蓄熱することが可能である、段階と、
前記PCMおよび前記PCM熱バッテリの他の部分の温度をモニタリングすることが可能である、前記PCM熱バッテリの異なる垂直位置に配置された複数のセンサを提供する段階と
前記PCM筐体の中に、前記PCMと作動流体との間で熱交換を行う、少なくともコア及びフィンの一方を有する熱交換器を配置する段階と、
を含み、
前記少なくとも1つ、または複数の加熱装置は、前記PCM筐体の中に配置され、従って、前記PCMに直接接触して浸漬され、
少なくとも1つ、または複数の熱導体が、前記熱バッテリケースに実質的に垂直に挿入され、前記PCMに浸漬され、または部分的に浸漬され、
前記少なくとも1つ、または複数の熱導体は、前記熱交換器の中に実質的に垂直に配置され、前記PCM内に延在し、かつ、前記加熱装置とは直接接触して配置されず、
前記電子制御システムは、前記複数のセンサの測定値に基づいて、前記少なくとも1つ、または複数である加熱装置を通じて熱を加えることによって、前記PCMの温度を制御する、
方法。 - 前記少なくとも1つ、または複数ある加熱装置の少なくとも一部が、前記熱交換器の下側に配置される、請求項16に記載の方法。
- 前記少なくとも1つ、または複数の熱導体が、ロッド、パイプ、または平面状の熱導体の少なくとも1つである、請求項16または17に記載の方法。
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