专利名称：储热系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种储热系统。
背景技术：
目前，比如在建筑物中供应热水的许多应用是已知的，对于这些应用，储存热量是有利的并因此是合乎需要的。例如，日间存储由太阳辐射产生的热量以便然后能够在没有太阳辐射或太阳辐射相对较少的情况下利用存储的热量是已知的。
发明内容
本发明的目的是制造一种以有利的方式操作的储热系统。根据本发明，提供一种储热系统，该储热系统配置有多个储罐、管道系统和控制单元，潜热储存介质布置在所述多个储罐中，所述管道系统具有用于向储罐内供给热量的供给管道和用于从储罐排出热量的排放管道，其中，所述管道系统包括一个或更多个阀，通过所述一个或多个阀，通向至少一个储罐的至少一个供给管道和/或来自至少一个储罐的至少一个排放管道能够被关闭或改变其流速，所述控制单元与所述一个或更多个阀连接，并构造成优选地根据需要和/或根据可用于加载的热量而使其以适当的方式致动所述一个或更多个阀。根据本发明，其因此提供一种包括多个储罐的储热系统，所述多个储罐包括潜热储存介质，例如盐合水或者优选地为在排热时结晶的另一种介质。经由供给管道，热量可供给到潜热容器，如有必要，经由排放管道，热量可从潜热容器排出。热量的供给和排出由控制单元控制或调节，控制单元作用在阀上，阀分别控制或调节热量或传热介质的供给，和热量或传热介质的排出。本发明还涉及一种储热系统，该储热系统具有其中布置有潜热储存介质的一个或更多个储罐，其中，储热系统构造成使其能够在利用所述潜热储存介质的显热的第一操作模式中操作和在利用所述潜热储存介质的熔解热的第二操作模式中操作。“显热”可理解为可在没有相变发生的情况下提取的潜热储存介质的热量或焓。根据本发明的这一方面，提供一种可以第一操作模式或以第二操作模式或者以两种操作模式操作的储热系统。操作模式的选择优选可由控制单元指定，该控制单元根据热量需求比如同时或连续地以第一或第二或者两种操作模式操作储热系统。两个上述发明还可以结合的方式呈现，使得在本发明的一个方面中，根据权利要求1的储热系统配置有权利要求2的特征。优选地，储罐的几个或全部可通过阀单独地致动。因此，能够选择性地致动一个或更多个储罐，即为相同的储罐“加载”热量或从相同的储罐排放热量。根据本发明使用的术语“加载”和“正加载”或“卸载”和“正卸载”意思是热量向潜热储存介质的供给或热量从潜热储存介质的排出。在本发明的另一个方面中，操作模式的选择自动地执行和/或可独立地选择操作模式。
可以设想，例如，根据第一操作模式或第二操作模式或者同时或相继的两个操作模式所需热量的数量可自动地调节。在本发明的另一方面中，储热系统包括一个或更多个热回路，或者与该一个或更多个热回路连接，热量从一个或更多个储罐经由所述一个或更多个热回路可供给到一个或更多个热用户。可以设想，储热系统包括至少一个热回路，或者与至少一个热回路连接，其中，设置用于加热可用水的至少一个热交换器。可以设想，例如，利用存储在潜热储存介质中的热量加热比如家用的可用水。在本发明的另一方面中，储热系统包括至少一个热回路，或者与用作加热回路的至少一个热回路连接。因此，比如能够利用存储在潜热储存介质中的热量加热建筑物。在本发明的再一方面中，控制单元与至少一个传感器连接，至少一个传感器发出代表至少一个消耗点的热量需求和/或代表至少一个储罐的热焓的信号，控制单元根据至少一个传感器信号致动储罐的管道系统的一个或更多个阀。在本发明的又一个方面中，在第一操作模式中，当已经接通的储罐的显热的量不足时，接通至少一个储罐。此外，可以设想，当潜热储存介质的显热耗尽时执行从第一操作模式切换到第二操作模式，且/或控制单元配置成使得在加载储罐时，控制单元初始以最小或相对较小的热函向一个或更多个储罐供给热量，并在加载所述同一个储罐之后，优选地在完全加载所述同一个储罐之后，切换到一个或更多个另外的储罐，使得向所述一个或更多个另外的储
罐供给热量。在本发明的还一个方面中，储罐具有< 50cm、优选地< 30cm并且特别优选地在 5cm到15cm的范围内的直径或宽度或深度。这些小的尺寸允许将潜热储存系统或至少一个或更多个储罐节省空间地集成在用于固定作业，即定点作业的壁中，或者允许在壁前面将潜热储存系统或至少一个或更多个储罐配置成组件。如上所述，潜热储存介质优选为这样一种存储介质，该存储介质在排出热量时结晶并随着热量的供给变成液态。此外，可以设想，储热系统与热源连接，特别是与太阳能系统连接，热源包括用于燃烧木料、木料颗粒、油或气体等等的燃烧器，或者该储热系统包括这种热源。该热源与管道系统连接，必要时用于以这种方式将产生的热量供给到一个或更多个储罐。本发明还涉及一种建筑物或可移动单元，比如旅游挂车、机动车或类似设备，其具有至少一个根据权利要求1至14中任一项所述的储热系统。
以下参照附图中示出的实施例详细地说明本发明的更多细节和优点。仅有的附图以示意图的方式示出根据本发明的储热系统。
具体实施例方式根据本发明的储热系统包括多个储罐1，以下称作组1。这些组1对于热量的稳定长期储存和热量的与消耗有关的供给是特别有用的。如图所示，潜热储存单元由任意数量的储罐或组1组成。各个组1填充有潜热储存介质。根据本发明的储热系统还包括中央控制单元10，中央控制单元10具有必要的传感器及用于以热量加载和卸载潜热储存介质的热回路。如图所示，每个组1可以通过组合在阀组2中的阀被单独地致动，即，热量可分别选择性地供给到每个组1，并且热量可选择性地从每个组1排出。这通过相应地切换阀组2 中的阀来实现，所述阀又被控制单元10致动。如从图中还可以看到，可以利用组1中的潜热储存介质的热量操作热回路，所述热回路在图中用附图标记6表示。该热回路通过切换阀组3中的相应阀来致动。此外，设置有另一热回路，该另一热回路包括板式热交换器4热回路，该板式热交换器用于提供用作可用水的热水。用于例如住宅的热水连接部用附图标记5表示。该附加的热回路也可以通过阀组3中的相应阀来致动。如同两个热回路的泵的致动，阀组3中的阀的致动也通过控制单元10来实现。如从图中还可以看到，每个组1由填充潜热储存介质的管状结构组成，潜热储存介质优选是水合盐。由水或某些其它的传热介质填充或流经的管道延伸通过水或某些其它的传热介质，使得水或某些其它的传热介质根据操作模式既可将热量释放到组1中的潜热储存介质，又可从组1中的潜热储存介质吸收热量，所述传热介质例如是潜热储存介质本身。完全填充后，潜热储存单元或组1优选以两种独立的模式释放储存的热量。因此避免了 “二选一模式”的缺陷，尽管本发明也可包括这种操作模式。利用彼此独立的显热(即可察觉到的热)和熔解热来提供长期和短期的热量供
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5 口 ο虽然显热优选储存用于短期用途，并且根据在此示出的实施例，其主要用于加热可用水，但可以提供熔解热或潜热用于长期用途，例如用于操作加热系统。关于热量的短期储存的操作方法对应于可从市场上获得的常用储存技术。然而， 在此示出的实施例中，板式热交换器代替热水容器使用。由此从开始就预防了污染或军团菌感染的风险。除此之外，避免了因增加温度以杀灭细菌的防范措施而导致的能量损耗。可以通过全部可获得的热源对组1或设置其上的潜热储存介质进行加载。举例来说，应列举太阳热设备、木料颗粒、烟 、油或气体燃烧器等等。通过集成的中央控制器10控制或调节加载和卸载过程，即将热量供给到组1和将热量从组1排出的过程。可以设想，以智能的和前视方式选择和加载或卸载单独的组1。同样，可以根据需要通过控制器10选择和提供显热。优选以水合盐的过冷却的熔化或某些其它适当的潜热储存介质的过冷却熔化的方式实现热量的长期储存。该储存具有长期和温度的稳定性。可以设想，在IkWh的组1内进行热量的恢复。可以设想，通过中央控制器10进行热量的恢复和热量的供给。可以假定， 由于组1处的触发机构8使水合盐的再结晶过程开始，进行与储存的熔解热有关的热量恢复。组1内的水合盐由此加热到58°C并且该热量可以经由热回路提供。当然，该值仅仅是并不对本发明加以限制的示例性值。触发机构8优选自动地致动，并且特别优选通过控制器10致动。如图所示，组1具有管状设计。在示出的实施例中，组1具有IOcm的直径。对于定点使用，组1因此可以节省空间地集成在壁中或安装在壁的前面。因此，本系统特别适于安装在建筑物中，并可以用于加热可用水和/或用作加热系统的一部分或用于加热系统的操作。从未示出的热源通过阀组2的阀的相应控制器实现对组1的加载。优选地，供给太阳热生成的热量。中央控制单元10选择完全卸载的组1。操作条件通过组1处的传感器单元7进行检测。通过结合的阀组2和3，选择的组1现在在热回路中液压地互连并选择， 使其能够被“加载”热。继续加载操作直到组1处或组1内的传感单元7检测出潜热储存介质完全溶解。 此后，加载操作完成。如果从热源可获得另外的热量，则另外组1的选择和加载可以如上所述地实现。加载完成后，潜热储存介质被加热到大约70°C到80°C的温度。由于热绝缘，显热可以暂时地储存并用于制备热水。如果需要热水，这由控制单元10通过热交换器4处的传感器检测并选择组1。组 1然后通过阀组2和3以及通过包括在阀组中的阀的阀位置与板式热交换器4互连。由于通过传热介质排出显热，相应地选择的组1的潜热储存介质被冷却，并根据排出热量的数量进而处于例如过冷却熔化的状态。由于结晶过程还未开始，因此仍可在其中获得储存的熔解热。如果组1的热量的数量不足以满足热水的需求，可以接入另外的组1。如果基于所有组1的显热的数量的容器耗尽，另外的需求可以通过卸载熔解热来满足，如下文所述。过冷却熔化可以将热能储存任意时长。如果需要储存热以满足需求，中央控制单元10选择一个或更多个组1。潜热储存介质的结晶过程通过示出的触发机构8启动。组1通过阀组2和3液压地互连并连接到需求源。需求源可以是板式热交换器4，即用于提供可用水所需的热量，或者加热回路6。其他热用户也可以考虑。因此，可以设想，一个组1接着另一个组地地被选择，以从组排出热量。同样可以设想，成组地实现组1的加载和/或卸载，即同时加载和/或卸载多于一个的组1。如从图中还可以看到，组1中的用于传热介质的管道系统可以包括主要用作提供热水的热交换器9。组1或位于组1内的或经过组1的传热介质主要利用组1内的潜热储存介质的显热。在如上所述的实施例中，当潜热储存介质的显热耗尽后需要水合盐的熔解热。原则上，当然也可以设想，并非顺次地而是同时地执行这些过程。例如，可以设想，采用用于制备可用水或用于显热对其足够的散热设备(heat sink)的一个或几个组，以及采用用于加热操作或用于散热设备的一个或更多个组，所述散热设备需要由相变释放的热。当一个或更多个组的卸载过程和加载过程通过控制器10完全自动地实现时，这是特别有利的。
权利要求
1.一种储热系统，所述储热系统具有多个储罐(1)、管道系统和控制单元(10)，所述多个储罐(1)中布置有潜热储存介质，所述管道系统具有用于把热量供给到所述储罐(1)内的供给管道和用于从所述储罐(1)去除热量的排放管道，其中，所述管道系统包括一个或更多个阀，通过所述一个或更多个阀，通向至少一个所述储罐(1)的至少一个供给管道和/ 或来自至少一个所述储罐(1)的至少一个排放管道能够被关闭或改变其流速，所述控制单元(10)与所述一个或更多个阀连接并构造成所述控制单元(10)致动所述一个或更多个阀。
2.一种储热系统，所述储热系统具有其中布置有潜热储存介质的一个或更多个储罐 (1)，其中，所述储热系统构造成使其能够在利用所述潜热储存介质的显热的第一操作模式中操作和能够在利用所述潜热储存介质的熔解热的第二操作模式中操作。
3.根据权利要求1所述的储热系统，其特征在于，所述储热系统构造成具有权利要求2 所述的特征。
4.根据前述权利要求中任一项所述的储热系统，其特征在于，所述储罐(1)的几个或全部能够通过阀单独地致动。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的储热系统，其特征在于，所述操作模式的选择自动地完成和/或所述操作模式能够独立地被选择。
6.根据前述权利要求中任一项所述的储热系统，其特征在于，所述储热系统包括一个或更多个热回路，或者与所述一个或更多个热回路相连，来自所述一个或更多个储罐(1) 的热量能够经由所述一个或更多个热回路被供给到一个或更多个热用户。
7.根据前述权利要求中任一项所述的储热系统，其特征在于，所述储热系统包括至少一个热回路，或者与至少一个热回路连接，其中，设置至少一个热交换器以用于加热可用水。
8.根据前述权利要求中任一项所述的储热系统，其特征在于，所述储热系统包括至少一个热回路，或者与用作加热回路的至少一个热回路连接。
9.根据前述权利要求中任一项所述的储热系统，其特征在于，所述控制单元与至少一个传感器连接，所述至少一个传感器发出代表至少一个用户点的热量需求的信号，根据所述至少一个传感器信号，所述控制单元致动所述储罐(1)的所述管道系统的所述一个或更多个阀。
10.根据权利要求2至9中任一项所述的储热系统，其特征在于，在所述第一操作模式和/或第二操作模式中，当已经接通的所述储罐(1)的显热或潜热的量不足时，接通至少一个储罐(1)。
11.根据权利要求2至10中任一项所述的储热系统，其特征在于，当所述潜热储存介质的显热耗尽时，执行从所述第一操作模式切换到所述第二操作模式，和/或所述控制单元(10)构造成使得当向所述储罐(1)供给热量时，所述控制单元(10)开始以最小或较小的热焓向所述一个或更多个储罐供给热量，并在加载相同的所述储罐之后切换到至少一个另外的储罐(1)，使得热量被供给至所述至少一个另外的储罐(1)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的储热系统，其特征在于，所述储罐(1)具有 < 50cm、优选< 30cm并且特别优选在5cm至15cm范围内的宽度或深度或直径。
13.根据前述权利要求中任一项所述的储热系统，其特征在于，所述潜热储存介质构造成使其在热量排出时结晶。
14.根据前述权利要求中任一项所述的储热系统，其特征在于，所述储热系统与热源连接，特别是与太阳能系统连接，或者所述储热系统包括这种热源，所述热源包括用于燃烧木料、木料颗粒、油或气体的燃烧器。
15.一种建筑物或可移动单元，比如旅游挂车、机动车或类似设备，其具有至少一个根据权利要求1至14中任一项所述的储热系统。
全文摘要
本发明涉及一种储热系统，该储热系统具有多个储罐、管道系统和控制单元，潜热储存介质布置在所述多个储罐中，所述管道系统具有用于向储罐内供给热量的供给管道和用于从储罐排出热量的排放管道，其中，所述管道系统包括一个或更多个阀，通过所述一个或更多个阀，通向至少一个储罐的至少一个供给管道和/或来自至少一个储罐的至少一个排放管道能够被关闭或改变其流速，所述控制单元与所述一个或更多个阀连接，并构造成使其致动一个或更多个阀。
文档编号F28D20/02GK102348950SQ201080011410
公开日2012年2月8日 申请日期2010年3月9日 优先权日2009年3月9日
发明者安德烈亚斯·戈尔布斯, 斯特凡·韦伯 申请人:拉维玛易货贸易有限责任公司