ACUMULADOR TERMODINAMICO Y PROCEDIMIENTO PARA LA ACUMULACION TERMICA.

Acumulador térmico(2) con una estructura para almacenar calor,

que dispone como mínimo de dos elementos acumuladores(30 a 33) que para ser cargados son atravesados por la corriente de un medio y que además a su vez configuran por estratificación de temperaturas un extremo caliente (23) y un extremo frío(22), caracterizado por que, un dispositivo para limpieza del medio(98) que en la modalidad de limpieza del acumulador térmico genera como mínimo una corriente de limpieza para el medio en frío y la conduce al extremo frío(22) de como mínimo uno de los elementos acumuladores (del 30 al 33), con lo cual la corriente de limpieza del medio en caliente, saliente del extremo caliente (23)de los mencionados elementos acumuladores ( del 30 al 33), como mínimo entra por una vía guía de limpieza(99) en el extremo caliente (23), en estado de carga, como mínimo de otro elemento acumulador(del 30 al 33)

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08000656.

Solicitante: KBA-METALPRINT GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: WERNERSTRASSE 119-129 70435 STUTTGART ALEMANIA.

Inventor/es: HANEL,MATHIAS.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 15 de Enero de 2008.

Fecha Concesión Europea: 7 de Julio de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F28D17/02 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F28 INTERCAMBIO DE CALOR EN GENERAL.F28D INTERCAMBIADORES DE CALOR, NO PREVISTOS EN NINGUNA OTRA SUBCLASE, EN LOS QUE LOS MEDIOS QUE INTERCAMBIAN CALOR NO ENTRAN EN CONTACTO DIRECTO (materiales de transferencia de calor, de intercambio de calor o de almacenamiento de calor C09K 5/00; calentadores de fluidos que tienen medios para producir y transferir calor F24H; hornos F27; partes constitutivas de los aparatos intercambiadores de calor de aplicación general F28F ); APARATOS O PLANTAS DE ACUMULACION DE CALOR EN GENERAL. › F28D 17/00 Aparatos cambiadores de calor regenerativos en los cuales un agente o un cuerpo intermediario de transferencia térmica, fijo, es puesto en contacto sucesivamente con cada uno de los medios que intercambian calor, p. ej. utilizando partículas granulares. › utilizando masas rígidas, p. ej. de material poroso.
  • F28D17/04 F28D 17/00 […] › Dispositivos de distribución para los medios que intercambian calor.

Clasificación PCT:

  • F28D17/02 F28D 17/00 […] › utilizando masas rígidas, p. ej. de material poroso.
  • F28D17/04 F28D 17/00 […] › Dispositivos de distribución para los medios que intercambian calor.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.


Fragmento de la descripción:

La presente invención se refiere a un acumulador térmico con una estructura para almacenamiento calórico.

Son conocidos los acumuladores térmicos que consisten en una caja que se rellena con un material acumulador térmico, concretamente con un material cerámico. Para la carga de los acumuladores térmicos se hace pasar la corriente de un medio calefactor por el material de modo que este lo caliente. Para la descarga se conduce la corriente de un medio frío por el material caliente, con ello se calienta la corriente del medio la cual una vez caliente se pone a disposición del usuario. Como material cerámico se emplea especialmente piedra alveolar cerámica. Si bien pueden emplearse así mismo materiales a granel y/o en placas. Estos materiales presentan múltiples canales para ser atravesados por la corriente del medio. La alimentación de calor y su descarga se realiza en función de las corrientes energéticas para la carga y descarga, para cuya finalidad estas corrientes energéticas pueden ser de diferente magnitud. Debido a ello pueden acusarse elevaciones de temperatura en la estructura de almacenamiento del acumulador térmico. Al alimentar calor en el material acumulador térmico se establece un perfil

presenta el material acumulador térmico por el lado de la entrada. La temperatura del material acumulador térmico desciende en el sentido de la salida del acumulador. Esto mismo rige en cuanto a la distribución de la temperatura al descargar calor. Si el acumulador se halla en reposo, esto es que ni se alimenta ni se extrae ninguna energía térmica, la temperatura se uniformara en todo el volumen del acumulador térmico desde el lado caliente al frío.

Por el documento US-A-2 944 806 se conoce un acumulador térmico con una estructura para almacenamiento calórico, que dispone de dos elementos acumuladores, para cuya carga son atravesados por la corriente de un medio pero que además, a parte de esto, dado el caso forman por estratificación de temperaturas un extremo caliente y otro frío.

La presente invención tiene como objeto construir un acumulador térmico con una estructura para almacenamiento calórico en la que se mantenga un pretendido estado de distribución de la temperatura horizontal y/o verticalmente, incluso durante largas pausas de reposo. Especialmente se debería mantener un estado reproducible, de modo que posibilite una optima gestión de la explotación con un alto grado de eficacia.

Este objeto se alcanza según la presente invención si se proporciona a la estructura para almacenamiento calórico del acumulador térmico como mínimo dos elementos acumuladores que sean atravesados por el flujo de un medio para efectuar su carga y configuren en cada caso por estratificación de

lo cual esta previsto un dispositivo de enjuagado por expulsión del medio, que en modalidad de limpieza del acumulador térmico genere una corriente de limpieza del medio frío y la conduzca al extremo frío como mínimo de uno de los elementos acumuladores, para lo cual mediante la corriente de limpieza del medio caliente que sale del extremo caliente del denominado elemento acumulador, como mínimo por una vía guía de limpieza penetre en el extremo caliente que se halla en estado cargado de como mínimo un distinto elemento acumulador. Mediante la corriente de limpieza del medio que se genera especialmente en estado de reposo del acumulador térmico del dispositivo para limpieza por expulsión del medio se carga también el extremo frío como mínimo de uno de los elementos acumuladores. La corriente del medio de limpieza atraviesa el elemento acumulador en sentido contrario a la corriente de carga del medio. La corriente de carga del medio al atravesar el elemento acumulador ha establecido un perfil del calor, esto es, la zona de entrada se halla mas caliente que la zona de salida. De ello resulta una estratificación de temperatura desde el extremo caliente al extremo frío, con lo cual este último representa el extremo de salida del elemento acumulador para la corriente de carga del medio. Si ahora se alimenta, la corriente de limpieza por expulsión del medio que con respecto a la corriente de carga presenta una temperatura inferior, esto es “fría”, en el extremo inferior del elemento acumulador cargado, ocurrirá que se calentara la corriente de limpieza del medio al atravesar el elemento

caliente del extremo caliente del mencionado elemento acumulador. Esta corriente de limpieza por expulsión del medio caliente se alimentará ahora mediante como mínimo una vía guía de limpieza en el extremo caliente en estado de carga como mínimo de un distinto elemento acumulador. El extremo caliente de este otro elemento acumulador es el extremo que en la operación de carga habitual se carga con una corriente de carga del medio caliente. El estado de “extremo caliente” solo existe en el otro elemento acumulador si tiene lugar una correspondiente carga. Es por ello que se eligió la expresión “extremo caliente en estado de carga” lo que sin embargo no significa que al alimentar la corriente de limpieza del medio caliente en el extremo (caliente) del otro elemento acumulador deba existir un elemento acumulador cargado, esto es, un extremo caliente con elevada temperatura. Aquí puede también tratarse, no obstante, de otro elemento acumulador descargado o parcialmente cargado, esto es, de un elemento acumulador que todavía no dispone de un perfil de temperatura o de uno típicamente admisible. Preferentemente se ha previsto sin embargo que también el otro elemento acumulador se halle en estado de carga o como mínimo presente una carga parcial, y que también la corriente de limpieza por expulsión del medio caliente saliente de uno de los elementos acumuladores incida en el extremo caliente del otro elemento acumulador. Debido a este precedente se mantiene lo anterior en un primer elemento acumulador mediante la estratificación de temperaturas desarrollada en

por la corriente de limpieza del medio frío y la corriente de limpieza del medio caliente saliente del extremo caliente es conducida al extremo caliente del otro segundo elemento acumulador. Por consiguiente, la corriente de limpieza del medio caliente proporciona en el segundo elemento acumulador tanto el mantenimiento de su perfil de temperatura, como su estratificación de temperatura, dado que la corriente de limpieza del medio caliente por el arrastre que produce a su paso enfría el otro elemento acumulador, de modo que el otro elemento acumulador por el lado de la entrada presenta una superior temperatura que por el lado de la salida con respecto al sentido del flujo de paso de la corriente de limpieza del medio. Se ha previsto especialmente que en caso de un largo periodo de reposo esta operación de lavado con la corriente de expulsión del medio se repita, para lo cual preferentemente el extremo frío del otro segundo elemento acumulador se cargue con una corriente de limpieza del medio fría que salga del extremo saliente del segundo elemento acumulador con una corriente de limpieza del medio fría que salga del extremo caliente del segundo elemento acumulador y se alimente en el extremo caliente de otro elemento acumulador. Estos procesos son susceptibles de repetirse. Con ello tiene lugar, siempre que se mantenga la estratificación de las temperaturas, un movimiento pendular de va y ven mediante la energía transportada por la correspondiente corriente de limpieza del medio, como mínimo en los elementos acumuladores. De este modo se impide una nivelación de las

existen comportamientos reproducibles que pueden ponerse a disposición para la carga y descarga siempre en temperaturas básicamente uniformes, lo que significa, que la temperatura de salida de la corriente de carga procedente del extremo frío, como mínimo en un primer elemento acumulador permanece siempre prácticamente estable y la temperatura de extracción al descargar como mínimo de un primer acumulador es también reconocible, así que, los procesos de utilización térmica conectados posteriormente, pueden realizarse con un óptimo grado de eficacia.

Según un perfeccionamiento de la presente invención esta previsto, que los extremos calientes, sean los extremos superiores y los extremos fríos sean los que forman los extremos inferiores del elemento acumulador. Los elementos acumuladores disponen para ello de un tramo vertical, en donde se conduce la corriente de carga del medio a los extremos superiores y se alimenta el extremo superior ,como mínimo, la cual sale de nuevo por los extremos inferiores. La corriente de limpieza del medio fría penetra en el extremo inferior de un elemento acumulador, como mínimo de un elemento...

 


Reivindicaciones:

Reivindicaciones

1. Acumulador térmico(2) con una estructura para almacenar calor, que dispone como mínimo de dos elementos acumuladores(30 a 33) que para ser cargados son atravesados por la corriente de un medio y que además a su vez configuran por estratificación de temperaturas un extremo caliente (23) y un extremo frío(22), caracterizado por que, un dispositivo para limpieza del medio(98) que en la modalidad de limpieza del acumulador térmico genera como mínimo una corriente de limpieza para el medio en frío y la conduce al extremo frío(22) de como mínimo uno de los elementos acumuladores (del 30 al 33), con lo cual la corriente de limpieza del medio en caliente, saliente del extremo caliente (23)de los mencionados elementos acumuladores ( del 30 al 33), como mínimo entra por una vía guía de limpieza(99) en el extremo caliente (23), en estado de carga, como mínimo de otro elemento acumulador(del 30 al 33).

2. Acumulador térmico según la reivindicación 1, caracterizado por que, los extremos calientes (23) extremos superiores y los extremos fríos (22) extremos inferiores forman los elementos acumuladores (del 30 al 33).

3. Acumulador térmico según una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que, la vía guía de limpieza (99) uniendo como mínimo dos

extremos calientes(23) dispuesta encima de los elementos acumuladores (30 a 33) se han dispuesto sobre esta cámara de conexión común(38)prolongada por lo menos parcialmente.

4. Acumulador térmico según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que, encima del o de cada elemento acumulador(del 30 al 33)se encuentra como mínimo una primera abertura para el medio(desde la 39 a la 42).

5. Acumulador térmico según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que, las primeras aberturas para el medio (39 a 42) en la modalidad de carga del acumulador térmico (2) forman las primeras aberturas para la alimentación de calor y en modalidad de descarga del acumulador térmico(2) las primeras aberturas para la descarga térmica.

6. Acumulador térmico según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que, la cámara de conexiones(38)dispone de las primeras aberturas para el medio( desde la 39 a la 42).

7. Acumulador térmico según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que, cada una de las primeras aberturas para el medio (desde la 39 a la 42) se aloja antes de un primer elemento de bloqueo/ regulación de la sección transversal(desde el 48 al 51)mirando en el sentido de la corriente del medio, en modalidad de carga.

8. Acumulador térmico según cualquiera de las anteriores

9. reivindicaciones, caracterizado por que, los primeros elementos de bloqueo/regulación de la sección transversal(del 48 al 51)-mirando en el sentido de la corriente del medio en modalidad de carga, están alojados antes de la cámara de conexiones(38).

10. Acumulador térmico según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que, los primeros elementos de bloqueo/regulación de la sección transversal( desde el 48 al 51) se han configurado a modo de primera compuerta o primera válvula de disco.

11. Acumulador térmico según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que, debajo de cada elemento acumulador( desde el 30 al 33) se halla como mínimo una segunda abertura para el medio (desde el 64 al 67).

12. Acumulador térmico según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que, las segundas aberturas para el medio (desde la 64 a la 67) en la modalidad de carga del acumulador térmico(2) forman aberturas guía de retorno para el medio, para la corriente del medio de carga y en la modalidad de descarga aberturas para guía del medio para la corriente del medio de descarga.

13. Acumulador térmico según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que, como mínimo cada uno de los dos acumuladores térmicos(desde el 30

individual (desde la 52 a la 55), para lo cual las cámaras individuales (desde la 52 a la 55) se han dispuesto debajo del elemento acumulador (desde el 30 al 33).

14. Acumulador térmico según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que, cada una de las segundas aberturas (64 a 67) se aloja antes de un segundo elemento de bloqueo/regulación de la sección transversal (72 a 75) visto en el sentido de la corriente del medio en modalidad de descarga.

15. Acumulador térmico según la reivindicación 13, caracterizado por que, los segundos elementos de bloqueo/ regulación de la sección transversal (desde el 72 al 75) se hallan alojados antes de las cámara individuales( desde la 52 a la 55) mirando en el sentido de la corriente del medio en modalidad de descarga.

16. Acumulador térmico según una de las anteriores reivindicación de la 12 a la 14, caracterizado por que, la correspondiente corriente de carga del medio y respectivamente la corriente de descarga del medio sale lateralmente de las cámaras individuales(desde la 52 a la 55) y respectivamente entra lateralmente en las cámaras individuales (desde la 52 a la 55).

17. Acumulador térmico según una de las anteriores reivindicación de la 12 a la 15, caracterizado por que, las cámaras individuales (desde la 52 a la 55)

( desde la 64 a la 67).

18. Acumulador térmico según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que, los segundos elementos de bloqueo/regulación de la sección transversal(desde el 72 al 75) se han configurado a modo de segundas compuertas o bien segundas válvulas de disco.

19. Acumulador térmico según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que, debajo del o de cada uno de los elementos acumuladores (desde el 30 al 33)se halla como mínimo una abertura de limpieza para el medio(desde la 80 a la 83).

20. Acumulador térmico según la reivindicación 18, caracterizado por que, cada abertura para la limpieza del medio(desde la 80 a la 83) se halla alojada antes de un tercer elemento de bloqueo/regulación de la sección transversal(desde el 88 al 91) mirando en el sentido de la corriente, de una corriente de limpieza del medio.

21. Acumulador térmico según la reivindicación 19, caracterizado por que, el tercer elemento de bloqueo/regulación de la sección transversal(desde el 88 al 91) mirando en sentido de la corriente de la corriente de limpieza del medio se alojan delante de las cámaras individuales(52 a 55).

22. Acumulador térmico según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que, la

lateralmente en las cámaras individuales( desde la 52 a la 55).

23. Acumulador térmico según una de las reivindicaciones desde la 18 a la 21, caracterizado por que, las cámaras individuales(desde la 52 a la 55) disponen de las aberturas para limpieza del medio (desde la 80 a la 83).

24. Acumulador térmico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, los terceros elementos de bloqueo/regulación de la sección transversal( desde el 88 al 91) se ha configurado como tercera compuerta o tercera válvula de disco.

25. Acumulador térmico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, los elementos acumuladores(desde el 30 al 33) se han dispuesto en cámaras de almacenamiento(desde la 26 a la 29) de una caja (25) del acumulador térmico 2.

26. Acumulador térmico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, las cámaras de almacenamiento (desde la 26 a la 29) se sitúan una junto a la otra y se mantienen separadas entre sí mediante, como mínimo, un tabique separador común (desde el 34 al 37).

27. Acumulador térmico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, las cámaras individuales(desde la 52 a la 55) se

entre sí mediante, como mínimo, un tabique separador común(desde el56 al 59).

28. Acumulador térmico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, el medio es un gas, concretamente aire.

29. Acumulador térmico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, los elementos acumuladores (desde el 30 al 33)son de material cerámico.

30. Acumulador térmico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, los elementos acumuladores(desde el 30 al 33) se compone de elementos individuales.

31. Acumulador térmico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, los elementos individuales son piedras alveolares. Procedimiento para almacenar calor en un acumulador térmico que dispone de elementos acumuladores según una o varias de las anteriores reivindicaciones, y que operan siguiendo las etapas siguientes:

–Alimentación de un medio en caliente, como mínimo en un elemento acumulador para la carga y formación de un extremo caliente y uno de frío debido a la estratificación de temperaturas en el elemento acumulador. -Alimentación, como mínimo, de una corriente de limpieza por expulsión del medio en frío en el extremo frío del elemento acumulador y alimentación

- 36 de la corriente para la limpieza por expulsión del medio en caliente proveniente del extremo caliente del elemento acumulador, en un extremo caliente en estado de carga, como mínimo de otro elemento 5 acumulador. 10 15 20 25

 

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