具体实施方式

在本发明的一些实施例中，本发明涉及在热系统中的多个储能容器，更具体但不限于：在热能存储系统中的储能容器的模块化。

概述：

根据本发明的一些实施例的一个方面，本发明涉及一种热系统，具有多个模块化的储能容器，并且所述多个容器的至少一部份耦接至容器的一个或多个配置。

根据本发明的一些实施例，热量通过流经所述储能容器的换热流体及所述容器内的相变流体而所述在储能容器的内部容积内交换。

根据一些实施例，在操作期间，所述多个容器支撑一外部结构的负载以及其内部结构的负载，同时充满换热流体。在一些实施例中，所述多个储能容器支撑其自身重量，同时在所述容器的一端被支撑，而在另一端则未被支撑。在一些实施例中，多个容器支撑其自身重量，同时在所述容器的两个相对端部被支撑。

根据本发明的一些实施例，由于施工表面(construction surface)能够支撑的外部负载，所述多个储能容器配置成设置在具有几何限制及重量限制的施工表面上。根据一些实施例，所述多个容器被成形为适于配合所述施工表面的几何形状。在一些实施例中，所述配置被成形为适于配合所述施工表面的几何形状。在一些实施例中，所述多个容器具有面向所述施工表面的底面。在一些实施例中，所述配置被成形为适于配合所述施工表面的几何及负载约束(load constraints)。根据一些实施例，根据保持所述多个容器的所述施工表面的所述负载极限，限定在操作期间所述能量存储容器的重量(当除了其自身重量之外还填充有换热流体时)与所述底面面积之间的一负载比(load ratio)。

根据一些实施例，两个或多个储能容器具有两个或多个接口壁(interfacewalls)，并且通过邻接两个或多个接口壁的外表面，将所述多个容器耦接成一配置。在一些实施例中，多个接口壁被成形用于邻接其他容器的接口壁。在一些实施例中，所述多个容器的所述配置是结构部件。在一些实施例中，容器的配置是建筑物的结构部件。在一些实施例中，容器的配置是容器的结构部件。

根据一些实施例，两个或多个储能容器通过邻接所述容器而垂直排列。在一些实施例中，垂直配置集中在被识别为具有足够支撑能力以保持外部负载的区域上。一个示例是沿屋顶的边缘垂直放置一个或多个容器，其中屋顶是最有弹性的，可保持外部负载。

根据本发明的一些实施例，所述多个容器被成形为纵向地彼此水平邻接，接合在一个或多个直连接表面中。在一些实施例中，所述多个直容器被成形为纵向地一个接一个地垂直放置，接合在一个或多个直连接表面中。

根据一些实施例，所述多个容器在一般流动方向上弯曲。在一些实施例中，所述多个容器具有一个或多个弯曲连接表面。在一些实施例中，一个容器的弯曲连接表面被成形为与另一个容器的弯曲连接表面相匹配，以便将所述多个容器水平地一个接一个地放置，并且与一个或多个连接表面接合。在一些实施例中，一个容器的弯曲连接表面被成形为与另一个容器的弯曲连接表面相匹配，以便将所述多个容器垂直放置在另一个容器上。在一些实施例中，垂直放置所述弯曲容器遵循所述容器安装在其上的一弯曲底壁的几何形状。在一些实施例中，所述多个容器具有弯曲连接表面，用于将所述多个容器与所述多个容器安装在其上的一弯曲结构并列放置。

本发明的一些实施例的一个方面涉及一种具有热能存储系统的建筑物，所述热能存储系统包括：多个储能容器，配置成作为自身的结构部件，并且作为所述建筑物的结构部件。

根据一些实施例，所述多个容器配置成在流经所述多个容器的换热流体与所述容器内的相变材料之间交换热量，以及所述结构部件本身被限定为至少68％的内部容积填充有相变材料及/或换热流体。

根据一些实施例，所述多个容器具有两个或多个接口壁，所述接口壁的内表面暴露于流经所述容器的流体及容器内的相变流体。所述接口壁的几何形状被成形为模块化排列在所述建筑物的楼层顶部。在一些实施例中，两个或多个容器被耦接到容器配置中。在一些实施例中，耦接是通过将接口壁的外表面邻接到另一个容器的接口壁的外表面而实现的。

根据本发明的一些实施例，所述模块化配置是长且浅的。在一些实施例中，所述多个容器具有长度与高度的高比率。在一些实施例中，模块化配置具有宽度与高度的高比率。纵向分布容器的一个潜在优势是重量沿着较长区域分布，并减少安装表面上的压力。水平分布容器的一个潜在优势是沿着更宽的区域分布重量，以减少安装表面上的压力。

根据一些实施例，所述多个储能容器可以垂直排列。在本发明的一些实施例中，所述模块化配置是长且窄的，并且所述配置的长度与其宽度之间的比率很高。

本发明的一些实施例的一个方面涉及具有容器支撑结构的热系统，以及设置在支撑结构内的储能容器。

根据一些实施例，所述支撑结构包括用于容纳所述多个容器的多个隔间。根据一些实施例，所述支撑结构被配置为支撑所述多个容器的内部结构。在一些实施例中，所述支撑结构降低了设置在所述支撑结构内的容器上的外部压力。在一些实施例中，所述支撑结构被配置为支撑外部结构。

根据一些实施例，所述支撑结构的每个隔间具有两个或多个纵向壁，并且两个或多个容器容纳在所述腔室内并在所述腔室的两个或多个纵向壁之间延伸。

根据一些实施例，多个容器可在安装后从所述支撑结构及所述配置中移除。在一些实施例中，一个容器可从隔间中移除，而无需移除其他容器。在一些实施例中，在将换热流体排出容器后，可移除所述容器。在一些实施例中，在将相变材料从容器中排出后，可移除所述容器。

根据一些实施例，所述支撑结构是垂直安装的。在一些实施例中，容器可从安装的支撑结构中侧向移除。

根据一些实施例，所述支撑结构是水平安装的。在一些实施例中，容器可沿上部方向从安装的支撑结构中移除。在一些实施例中，容器可从安装的支撑结构中向下移除。在一些实施例中，可移除容器允许从壁中移除。在一些实施例中，可移除容器允许从地下装置(例如，地下墙、停车场地板等)中移除。

根据一些实施例，通过设置在所述冰砖内且含有所述相变材料的膜盒，所述储热容器被配置成在流经所述容器的换热流体与相变材料之间交换热量。根据一些实施例，通过使用设置在所述容器内的冰上盘管式系统，所述储热容器被配置成在流经所述容器的换热流体与冷却相变材料之间交换热量。

在详细解释本发明的至少一个实施例之前，应当理解，本发明的应用不一定限于以下描述及/或附图及/或示例中所示的组件及/或方法的构造及配置的细节。本发明能够以各种方式实施或以其它实施例的方式实践。

本文描述热能存储系统的热容器以及在热能存储系统的储热容器中通过流体流过相邻的相变材料来交换热量。此外，补充的描述可以在国际专利申请PCT/IB2018/001091中找到。

储能容器的设置方式：

图10A及10B是根据本发明的一些实施例的热系统的俯视及A-A侧截面的简化图。

图10A及10B示出一热系统1000的示例。热系统1000的这个例子显示了储能容器1004的模块化配置1002(例如1002-1至1002-4)的例子。热系统1000中的热能交换是通过将换热流体流过容器1004，这些容器通过一个或多个管道1006进行流体连接。热系统1000通过在容纳在容器1004内的相变流体上流动流体来冷却所述换热流体，如本文其他地方所述。

根据一些实施例，多个储能容器1004被配置为安装在具有几何限制及重量限制的施工表面1010上，由于外部压力表面1010可以支撑。在一些实施例中，施工表面1010包括多个强化区1012，所述强化区1012增强了对外力的弹性。如图10A所示，在一些实施例中，安装位置被选择在强化区1012上。在一些实施例中，安装位置至少部分位于结构边缘处的强化区1014上。在一些实施例中，安装位置邻近一强化区1014。

根据一些实施例，多个容器1004的形状及尺寸适合施工表面1010或强化区1012的几何形状。在一些实施例中，如图10B所示，容器1004-2具有面向施工表面1010的一底面1008-2。在一些实施例中，多个容器1004是纵向的，并且具有一纵向底面1008-2。在一些实施例中，表面1008-2是平坦的。平坦表面1008-2的一个潜在优势是容器1004-2的重量及模块化配置的重量的分散，以减少施加在施工表面1010上的压力。

根据一些实施例，多个容器1004以一模块化配置1002而流体连接。在一些实施例中，配置1002的形状及尺寸适合所述施工表面1010或强化区1012的几何形状。

模块化配置1002-3的示例显示了以串联方式流体连接的容器1004-5及1004-6，其中容器1004-5连接到下游容器1004-6。串联流体连接是通过将第一容器1004-5的一换热流体出口流体连接到第二容器1004-6的一换热流体入口而实现。在一些实施例中，串联配置1002-3用于延伸在每个容器1004-5/6内的相变材料上流体的总流动路径。串联连接的一个潜在优势是提高系统性能(例如，更高、更稳定的功率比及取冷深度)。串联连接的另一个潜在优势是使用一些容器作为流体管道，以节省管道工程。

模块化配置1002-1的示例显示了与上游及下游容器1004-4/1004-5并联且流体连接的容器1004-1及1004-2。并联流体连接的一个潜在优势是增加了系统的总容量。并联流体连接的另一个潜在优势是具有冗余的流体流量子集。

在一些实施例中，每两个容器串联连接，然后所有其他容器并联连接。如果需要延迟取冷以支持非常高的功率，则将在几个小时后连接新且不同的组。

基于并联的冗余的另一个潜在优势是在发生机械故障或需要拆除系统的故障部分的部件的情况下，系统的故障部分可以通过阀门或其他方式隔离，系统的其余部分冗余部件可以继续工作。在一些实施例中，冗余用于备份关键系统，例如医院敏感食品或其他存储或处理。

当存在重量约束及/或空间量约束时，根据这些约束选择性地成形及/或生产模块化配置1002

如图10A至10B所示，储能容器1004具有两个或两个以上的接口壁1008(例如，1004-2中的1008-1、1008-2、1008-3)，通过所述接口壁，配置1002中的多个容器1004彼此邻接(例如，1004-1邻接1004-2)。多个墙1008的外表面具有几何结构(连接表面)，配置为与一个容器(例如，1004-1)的外表面及另一个容器(例如，1004-2)的外表面相匹配，因此它们可以紧靠多个墙1008。应当注意，即使多个容器是弯曲的，它们也可以紧靠并相互焊接。

根据一些实施例，所述容器相邻放置，在多个接口壁1008之间留有一间隙。在一些实施例中，间隙减小所述施工表面上的平均压力。在一些实施例中，所述间隙小于50厘米。在一些实施例中，所述间隙小于30厘米。在一些实施例中，所述间隙小于10厘米。

水平配置：

模块化配置1002-3是长且浅的配置的一个示例，其具有高的长高比。在一些实施例中，模块化配置1002-1是宽的，其具有宽度及高度之间的高比率。纵向分布的容器1004-5/6的潜在优点是沿着一较长区域分散重量并降低安装表面1012上的压力。细长的配置可能会减少容器使用的面积。细长的配置可能更佳地匹配细长的支撑区域。通过连接到较小的支撑区域，可以支撑一细长配置。横向分布的容器1004-1/2的潜在优点是沿着一更宽的区域分散重量，以降低安装表面1010上的压力。

图10A示出了通过使容器1004-1的连接表面1008-4与容器1004-2的连接表面1008-3邻接而形成的两个或多个储能容器1004-1及1004-2的一横向配置1002-1的一个示例。在一些实施例中，连接表面1008-4是限定所述容器1004-2的长度的表面。

根据一些实施例，水平配置1002-1/2被建构在强化区1012上，所述强化区1012被识别为具有足够的支撑以保持通过至少水平配置1002-1在操作期间施加的负载。

图10C是根据本发明的一些实施例中，安装在一建筑物的屋顶的容器配置的立体图的简化图。

图10A及10C显示了在屋顶1000/1000’上的多个容器配置的示例。在这些示例中，屋顶1000/1000’具有弹性以沿着其边缘1014/1014’保持外部负载。在一些实施例中，至少一些容器1004(例如1004-5/6)水平地排列在沿着边缘1014/1014’的弹性区域上，所述弹性区域可保持所述容器。在其他示例中，可能存在对外部负载而言最具弹性的其他位置。在一些实施例中，相较于在以横向配置(例如1002-1/1002’)排列容器时，纵向配置1002-3/1002”允许在更窄的支撑区域上进行排列。

参考图11A及11B，图11A及11B是根据本发明的一些实施例的储能容器的水平配置的简化侧视图。

根据一些实施例，通过耦接刚性储热容器1112来建构容器配置1110。在一些实施例中，容器1112由壳体1116构成并且容纳换热流体的流动。在一些实施例中，当所述流体在操作期间流过壳体1116时，壳体1116被配置为支撑配置1110的重量。在一些实施例中，所述储热容器是可弯曲的。在一些实施例中，由一支撑结构支撑所述容器配置的重量，而不是由所述容器支撑容器配置的重量。

根据一些实施例，通过在安装表面1114上铺设配置1110来安装容器配置1110。在一些实施例中，由容器1112施加在安装表面1114上的重量通过配置1110而被引导到具有能够保持该重量的承载能力的区域。在一些实施例中，配置1110具有一个或多个支撑件1118，所述支撑件1118将配置1110固定在表面1114上的表面区域处，所述表面区域具有保持该重量的承载能力。

根据一些实施例，表面1114是水平的。在一些实施例中，安装表面1114是倾斜的。在一些实施例中，倾斜配置平行于倾斜安装表面。在一些实施例中，通过将所述配置耦接到底层的建构元件来支撑倾斜配置。在一些实施例中，底层的支撑元件垂直延伸以减少倾斜。在一些实施例中，当在倾斜表面上安装容器时，容器被调平。在一些实施例中，倾斜配置包括将以不同角度放置的两个或多个容器耦接到水平表面(例如，V形、/\形或阶梯形)。

在一些实施例中，表面1114是一屋顶。在一些实施例中，表面1114是一地板。在一些实施例中，表面1114是一抬升的地板(例如，甲板)。在一些实施例中，表面1114是地面。在一些实施例中，表面1114位于地下。在一些实施例中，表面1114为固体。在一些实施例中，表面1114是可变形的。

根据图11A中的一些实施例，通过一连接器1122实现容器1112的机械耦接。在一些实施例中，连接器1122具有用于在容器1112-1/2之间穿过流体管道的一个或多个端口。在如图11B所示的一些实施例中，通过焊接件1136进行连接。

图11B示出了在纵向配置1130中机械耦接的两个容器1132-1/2的另一示例。配置1130定义了通过连接到垂直壁1134而安装的一长梁。容器1132在垂直壁1134之间至少支撑其重量的50％，并且可以将梁状配置1130放置在具有降低承载能力的一水平表面上。在一些实施例中，梁状配置1130是一自支撑梁，所述自支撑梁根本不需要一底面支撑。在一些实施例中，梁状配置1130形成天花板。在一些实施例中，梁状配置1130强化天花板。在一些实施例中，梁状配置1130嵌入天花板内。在一些实施例中，梁状配置1130用于将热系统安装在表面上，其在操作期间不具有足以支撑容器1132的强度。在一些实施例中，梁状配置1130耦接到标准建筑部件(例如，建筑物的建构部件)。在一些实施例中，梁状配置1130代替标准建构部件。

在一些实施例中，容器的纵向配置由连接到一垂直壁及连接到一水平表面的组合支撑。

参考图11C及11D，图11C及图11D是根据本发明的一些实施例的储能容器的水平配置的俯视图。

在图11C中，三个容器1142以一宽配置1140而水平机械地耦接，在其较长壁1144处彼此相邻放置。在一些实施例中，容器1142之间的一个或多个连接件1146通过壁1144之间的焊接件连接。在一些实施例中，容器1142之间的一个或多个连接件1146通过连接器的焊接件连接。在一些实施例中，容器1142的机械耦接通过螺栓连接、粘合、金属或非金属带、条带、联锁装置或其他不需要焊接的机械耦接方法实现。

根据一些实施例，宽配置1140安装在一表面上(如图11A所示)。如图11D所示，根据一些实施例，通过将多个容器1156连接到多个垂直支撑件1152，以一宽配置1150安装多个容器1156。在一些实施例中，配置1130是天花板的至少一部分。在一些实施例中，配置1150是刚性的并且强化天花板。在一些实施例中，配置1150是一平台，所述平台支撑在一天花板区域上的热系统的其他部件，所述天花板区域是不够坚固及/或减少系统的占地面积。在一些实施例中，配置1150是地板。在一些实施例中，配置1150是屋顶。在一些实施例中，配置1150用作一抬升地板(例如，甲板)。在一些实施例中，配置1150是承载一个或多个人的平台。在一些实施例中，配置1150是承载一台或多台车辆的平台。在一些实施例中，配置1150是承载诸如太阳能收集器、冷却器、压缩机等设备的平台。

在一些实施例中，水平配置1100、1130、1150自支撑其重量。在一些实施例中，水平配置1100、1130、1150承载每个容器高达1000公斤的负载(自身+外部负载)。在一些实施例中，水平配置1100、1130、1150承载每个容器高达800公斤的负载(自身+外部负载)。在一些实施例中，水平配置1100、1130、1150承载每个容器高达500公斤的负载(自身+外部负载)。在一些实施例中，如果负载均匀分布在其接触表面(约14000公斤)上，则容器可支撑其自身操作重量的20倍以上。

根据一些实施例，通过一连接器1158实现多个容器1156的机械耦接。在一些实施例中，连接器1158具有一个或多个端口，用于使一个或多个管道1160穿过所述端口。在一些实施例中，通过焊接、螺栓连接及/或其他机械方法实现多个容器1156的机械耦接。在一些实施例中，多个容器包括耦接元件，例如用于插入连接器的孔或联锁元件。

在一些实施例中，安装是在水平表面上安装及连接到垂直支撑件的组合。

垂直配置：

图10B示出了通过将容器1004-3的连接表面1008-5耦接到容器1004-4的连接表面1008-6而以一垂直配置1002-2排列的两个或多个储能容器1004-3及1004-4的一个示例。在一些实施例中，连接表面彼此紧靠耦接。在一些实施例中，垂直配置1002-2集中在一强化区域1012上，所述强化区域1012被识别为具有足够的支撑以保持由至少垂直配置1002-2在操作期间施加的外部压力(负载)。如图10A及10B所示，至少一些容器1004沿着屋顶1010的边缘垂直排列，其中屋顶1010对于保持外部压力最具弹性。

参考图12A至12D，图12A至图12D是根据本发明的一些实施例的垂直配置的侧视图及立体图的简化图。

如图12A及12D所示，容器1202的垂直配置1200-1可倚靠一垂直壁1204安装。

根据一些实施例，垂直壁1204支撑配置1200。在一些实施例中，垂直壁1204是建构物(例如建筑物)的外墙，配置1200是内部的。内部配置1200的潜在优点是容器受到环境保护。内部配置1200的另一潜在优点是减少了绝缘工作。

根据一些实施例，如图12D所示，配置1200安装在建构物外部，并且设置在壁1204的外侧旁边。外部配置1200的潜在优点是不占用内部空间。外部配置1200的另一潜在优点是它可以从建筑物外部安装，而不会影响或中断内部活动。外部配置1200的潜在优点是所述热系统的维护可以在外部完成。如图12D所示，建筑物容纳热系统的其他部件1210，诸如建筑物外部的冷却器，例如建筑物屋顶上的冷却器。

如图12B所示，容器1202的垂直配置1200-2可以在没有一支撑墙壁的情况下安装。根据一些实施例，垂直配置1200-2是刚性的，以自支撑其垂直构造。在一些实施例中，容器1202是刚性的，并提供垂直配置1200-2所需的支撑。在一些实施例中，垂直配置1200建构一建筑物的墙壁，并且替代墙壁结构块。

如图12C所示，在一些实施例中，垂直配置1200-3可以承载结构的重量及支撑部分1208。在一些实施例中，垂直配置1200-3支撑天花板1208。

根据一些实施例，垂直壁1204支撑配置1200。在一些实施例中，垂直壁1204是结构(例如建筑物)的外墙，配置1200在垂直壁1204的内侧倾斜。

参考图13A及13B，图13A及13B是根据本发明的一些实施例的垂直壁及储能容器的简化立体图。

根据一些实施例，容器1300是弯曲的。在一些实施例中，容器1300被弯曲以配合安装区域的几何要求。在一些实施例中，容器1300被弯曲以产生容器1300内流动的流体的流动参数。

根据一些实施例，结构的壁1302是弯曲的，并且储能容器1300的弯曲垂直配置安装在弯曲壁1302附近。

根据一些实施例，安装邻近壁1302的外侧，并且容器1300的内表面1304被成形为与壁1302的外表面1306相匹配。在一些实施例中，安装邻近壁1302的内侧，并且容器1300的外表面1308被成形为与壁1302的内表面1310相匹配。

根据一些实施例，弯曲垂直配置安装在壁1302的上表面1312上，并且根据表面1312的曲率定义容器1300的曲率。在一些实施例中，容器1300的曲率由建筑要求限定。

容器的横截面形状：

参考图14A至14C，图14A至图14C是根据本发明的一些实施例的储能容器的侧视图及横截面图的简化图。

可根据机械要求(内部或外部)、流量要求及/或热力学要求选择性地限定储能容器的横截面的形状及尺寸。根据一些实施例，所述横截面被限定为具有模块化容器。

根据一些实施例，沿着所述容器的长度的所述横截面是均匀的。在一些实施例中，所述横截面具有均匀的形状，所数形状沿容器的长度具有不同的尺寸。

如图14A所示，容器1400可以在其主体的不同部分具有一个或多个横截面(A-D)。根据一些实施例，所述容器的所述横截面限定容器1400的多个封闭壁。在一些实施例中，如本文别处所述，所述横截面的边缘构成多个接触面1402/4。

如图14A所示，容器的横截面1400可以是多边形的。在一些实施例中，所述横截面包括一个或多个弯曲边缘。根据一些实施例，所述横截面具有两个或更多个直边。在一些实施例中，直边1402'/1404'构成本文别处所述的一平对接接触面1402/1404。

如图14B所示，容器的横截面可包括一个或多个凸出部分(protruding portions)1406。在一些实施例中，容器的横截面可包括一个或多个突出部分(extrude portions)1408。在一些实施例中，通过将突出部分1406与突出部分1406匹配来限定用于放置彼此邻接的容器的凸出部分1406及突出部分1408的耦接区。

容器的纵向形状：

参考图15A至15B，图15A及图15B是根据本发明的一些实施例的储能容器的俯视图及侧视面图的简化图。

根据一些实施例，沿着所述容器的长度的所述横截面是均匀的。在一些实施例中，所述横截面具有均匀的形状，所述形状沿容器的长度具有不同的尺寸。

如图15A(容器1500的俯视图)所示，在一些实施例中，所述横截面沿所述容器的长度具有变化的尺寸。在一些实施例中，所述多个壁1502/4之间的距离沿所述容器的长度变化。在一些实施例中，一个或多个壁1502/4具有波浪形状。在一些实施例中，波浪形状用于控制所述容器内的流体流动轮廓。在一些实施例中，一个或多个壁1502/4具有正弦形状。在一些实施例中，多个壁之间的距离沿容器1500的长度具有一恒定梯度。

如图15B所示，容器1500具有上壁1506及下壁1508。在一些实施例中，一个或多个壁1506/8在垂直方向上弯曲。

根据一些实施例，上壁1506及下壁1508之间的距离沿容器1500的长度变化。

根据一些实施例，壁1502至1508的形状根据流体动力学参数而限定(例如，修改速度)。根据一些实施例，壁1502至1508的形状被限定用于以一模块化配置安装容器1500。在一些实施例中，根据建筑要求限定壁1502至1508的形状。

根据一些实施例，容器的目录被定义为列出容器参数，例如：形状、蓄冷速率、取冷速率、流动长度。在一些实施例中，根据这些参数对容器进行排序。

容器支撑结构：

在安装期间及安装后，可能需要在本文其他地方所述的热系统中使用储能容器。

参考图16，图16是根据本发明的一些实施例的多个容器的模块化配置的侧视图的简化图。

图16示出了一模块化配置1600的示例，模块化布置1600由一容器支撑结构1602构成，所述容器支撑结构1602配置为以一垂直配置保持容器1604。支撑结构1602具有多个隔间1606，用于容纳多个容器1604。在图16中，在一剖视图中示出顶部的隔室1606及容器1604，以显示设置在其中的隔室1606及容器1604的内部。

在一些实施例中，支撑结构1602配置为一强化配置1600。在一些实施例中，支撑结构1602降低容器1604上的外部压力。根据一些实施例，隔室1606具有两个或多个纵向壁1608，并且一个或多个容器1604容纳在隔室1606内。在一些实施例中，容器1604在两个或多个相对的壁1608之间延伸。

根据一些实施例，容器1604可以从隔室1606中移除，且不移除设置在其他隔室中的其他容器。在一些实施例中，容器1604的移除是在将换热流体排出容器1604之后进行的。在一些实施例中，容器1604具有用于填充及排出换热流体的入口1610及出口1612。在一些实施例中，通过在隔室1606处定义的端口1614及1616进入入口1610及出口1612。

根据一些实施例，一个或多个容器1604是具有多个膜盒1618的封装容器，所述膜盒1618填充有相变流体，所述相变流体用于冷冻膜盒1618以产生结冰的热交换表面。在一些实施例中，容器1604包括一个或多个膜盒填充管道1622/1624，用于将相变流体填充及/或排出膜盒1618。在一些实施例中，排出相变流体降低容器1604的重量。在一些实施例中，排放减小容器1604的尺寸(收缩)。在一些实施例中，在从结构1602中的隔间1606卸载容器1604之前进行排放。

在一些实施例中，容器1604从安装的支撑结构1602的侧面移除。例如，当支撑结构1602调整墙壁时，或当支撑结构1602形成墙壁时。

根据一些实施例，具有支撑隔间1606使得能够使用机械强度降低的容器1604。在一些实施例中，容器1604的多个壁不是刚性的。在一些实施例中，容器1604的多个壁是柔性的。

根据一些实施例(未示出)，所述支撑结构水平安装。在一些实施例中，容器沿一上部方向从安装的支撑结构中移除。例如，当支撑结构位于地板上时，或当支撑结构形成地板时。在一些实施例中，将容器从安装的支撑结构中卸下。例如，当支撑结构调整天花板时，或当支撑结构形成天花板时。

根据一些实施例，支撑结构的隔间1606是直的。在一些实施例中，容器1604的形状及尺寸适合直的隔间1606。

根据一些实施例，所述隔间1606是弯曲的。在一些实施例中，所述隔室1606被弯曲以形成“蛇形”形状。在一些实施例中，容器1604被成形为适合弯曲的隔间1606。

根据一些实施例，支撑结构1602被配置用于隔离容器1604。

示例性设计的流程：

根据一些实施例，热系统的设计的一部分包括设计储能容器的布局(layout)。所述设计可以包括与机械设计、流体动力学及热设计相关的步骤。所述设计取决于有关安装位置的输入，例如：几何、静态参数、动态参数及安全系数。热及流体流动设计可取决于所需的输出、输入条件、其他装置上游和及游容器的输入等。

参考图17，图17是根据本发明的一些实施例的设计工作流程。根据一些实施例，所述设计工作流程包括以下步骤。某些步骤是可选的，以及某些步骤可以按不同的顺序执行。

接收1702安装区域的几何数据。

接收1704安装表面的重量及尺寸限制。

接收1706关于安装表面的外力(如风、雨、雪等)的数据。

映射1708一个或多个储能容器布局。

在一些实施例中，映射1708包括将容器定位在具有更高重量支撑的区域上。

步骤1702至1708可被视为机械设计的准备步骤。

在一个或多个布局中装配1710容器。

在一些实施例中，装配1710包括限定容器参数，例如：几何形状、宽度、高度、长度及数量。在一些实施例中，装配包括限定容器的重量。在一些实施例中，装配1710包括将容器与热系统的其他装置连接。

根据一些实施例，装配1710包括选择预定义容器库的容器。在一些实施例中，装配1710包括设计不在预定义库上的容器。

模拟1712静态数据布局。

在一些实施例中，模拟1712包括2D或3D建模。在一些实施例中，模拟1712包括静态模拟。

将结果与计划进行比较1714。

如果结果是可接受的，在检查后将生产1716容器或从现有容器中进行选择。

如果结果是不可接受的，在检查1714后将重复步骤1710(或1708)至1714。

根据一些实施例，热力学设计可并行完成或并入机械设计步骤(例如1702至1714)。在一些实施例中，热力学设计包括：

接收1718关于蓄冷及取冷时间的要求。

接收1720蓄冷及取冷温度的要求。在一些实施例中，要求包括热容量。

模拟1722热数据的大小及布局。

将热力学结果与计划进行比较1724。

根据一些实施例，设计流程包括设计一控制系统，所述控制系统取决于容器的参数。在一些实施例中，控制系统具有与容器大小相关的参数。在一些实施例中，控制系统具有与容器中的流动几何形状相关的参数。

在一些实施例中，诸如蓄冷速率、取冷速率及冷却能力等系统参数受容器布局的影响。在一些实施例中，容器的数量影响系统参数。

容器的装配接触表面：

参考图18A至18D，图18A至图18D是根据本发明的一些实施例的储能容器的侧视图及俯视图简化图。

根据一些实施例，容器1800的外表面顶部1802、底部1804及侧壁1806/1808可被成形用于以一模块化结构装配多个容器1800。在一些实施例中，外表面的成形用于定向多个容器。

如图18A至18D所示，一个或多个外表面1802至1808包括一个或多个凸出部分1810。在一些实施例中，凸出部分1810设置在底面1804处。在一些实施例中，设置在底面1804处的凸出部分1810在安装表面上保持一最下面的容器。在一些实施例中，凸出部分1810设置在一上表面1802处。在一些实施例中，凸出部分1810设置在侧表面1806/8处。在一些实施例中，一个或多个外表面1802至1808包括一个或多个突出部分1812。在一些实施例中，凸出部分1810及突出部分1812通过将凸出部分1810与突出部分1812匹配来限定用于放置彼此邻接的容器1800的耦接区。

示例性安装流程：

根据本发明的一些实施例，热系统的安装包括储能容器的安装。储能容器的安装可包括相关步骤，例如与机械耦接、与流体连接相关及电气连接的步骤。

参考图19，图19是根据本发明的一些实施例的安装工作流程。根据一些实施例，安装工作流程包括以下步骤。在一些实施例中，某些步骤是可选的，并且某些步骤以不同的顺序执行。

限定1902多个安装表面。

将多个容器机械耦接1904成一个配置。

在一些实施例中，通过焊接容器来进行耦接1904。在一些实施例中，通过连接器来进行耦接。

将容器配置连接1906至安装表面。

流体耦接1908多个容器。

将容器入口1910耦接到换热流体源。

将容器出口1912耦接到换热流体出口。

将热系统1914连接电力。

绝缘(insulating)1916多个容器。根据一些实施例，绝缘1916包括个别容器的绝缘。在一些实施例中，绝缘1916一组容器。在一些实施例中，绝缘1916包括向容器添加环境保护。

设置1918控制器。在一些实施例中，设置/告诉控制器连接了什么类型的容器以及它们的距离及/或其他属性。在一些实施例中，系统还可以自校准，例如可以尝试冷却并查看其冷却/取冷的速度。

根据一些实施例，步骤1904到1918的顺序不同于图19中所示。例如：耦接1904可以在连接1906之后进行，耦接入口1910可以在耦接出口1912之后进行。

根据一些实施例，存在利用相变材料填充膜盒的可选步骤。在一些实施例中，在耦接1904之前填充膜盒。在一些实施例中，填充是流体连接到相变材料流体源的多个膜盒，并且在耦接1904之后。

容器的示例性参数：

根据一些实施例，根据保持容器1004的施工表面1010的重量限制来限定在操作期间(当填充有换热流体时)的容器1004的重量与底面1008-2的面积之间的一重量比R1。在一些实施例中，重量比R1在100到800公斤/平方米之间。在一些实施例中，重量比R1在75到500公斤/平方米之间。在一些实施例中，重量比R1在50到200公斤/平方米之间。

根据一些实施例，长度比R2被限定在容器1004的长度L1及宽度L2之间。在一些实施例中，容器1004的宽度L2被限定为接口壁1008之间的距离。在一些实施例中，宽度L2在20至70厘米的范围内。在一些实施例中，宽度L2在30至50厘米的范围内。在一些实施例中，长度比R2在2到20之间。在一些实施例中，长度比R2在5到12之间。在一些实施例中，长度比R2在4到8之间。

根据一些实施例，根据保持配置1002的施工表面1010的重量限制来限定在操作期间(当填充有换热流体时)的模块化配置1002的重量与配置1002的底面面积之间的一重量比R3。在一些实施例中，在屋顶上进行安装，并且比率R3由屋顶上的容器1004的浅模块化分散(hallow modular spread)来定义。在一些实施例中，重量比R3在100到700公斤/平方米之间。在一些实施例中，重量比R3在200到500公斤/平方米之间。在一些实施例中，重量比R3在200到350公斤/平方米之间。

根据一些实施例，容器1004是如本文别处所述的冰砖(例如112)。如图所示。如图2H及图7A至7C所示，根据一些实施例，所述容器(冰砖112/711)的外壳壁220/712限定容器112/711的内部容积，其中容纳热交换表面114/715，并且换热流体在操作期间流动。在一些实施例中，如图7C所示，外壳壁220/712限定容器112的横截面712A的周长，其中容纳热交换表面114/715，并且换热流体在操作期间流动718A。

在本发明的一些实施例中，容器壁的厚度在2毫米及80毫米之间，例如，在2及10毫米之间，在10及30毫米之间，在30及50毫米之间，及/或在50及80毫米之间或更厚或中等的尺寸。在本发明的一些实施例中，厚度取决于用于容器的材料，例如钢或聚合物或复合材料(例如，纤维增强聚合物)。

在本发明的一些实施例中，使用细长肋件来强化容器(例如，1至50个肋件之间，例如，3至20个肋件之间，20至50个肋件之间或中间或更多数量的肋件)，例如，高度在1至100毫米之间的肋件，例如，5及30毫米之间，30及70毫米之间，70及100毫米之间及/或中等或更大的尺寸。所述肋件中的一个或多个可选地延伸到容器中及/或从一个或多个从容器中延伸出来。

在本发明的一些实施例中，代替肋件，提供一个或多个横截面元件，例如将所述容器平分的一平面。选择性地或附加地，所述容器的表面是波纹状的，以增加其刚度。应当注意，当所述膜盒插入容器中时，可选择膜盒布局及/或尺寸以不干扰此类肋件。

根据一些实施例，所述相变流体被包裹在设置在容器1004内且具有热交换表面114/715的膜盒内。在一些实施例中，热交换表面114/715由膜盒717限定，并且热交换表面114/715的形状被限定为遵循一个或多个外壳壁220/712的形状。根据一些实施例，至少一些容器1004具有由设置在容器1004内的一个或多个冰上盘管式元件产生的结冰表面。

图20A至图20H是根据本发明的一些实施例的储热容器的简化示意图；以及

图21是根据本发明的一些实施例的储热容器的数据表的示例。

现在参考图1A至图1E，图1A至图1E是根据本发明的至少一些实施例的热能存储系统的示意图。如图所示，热能存储(TES)系统100在设施中使用空调(HVAC)系统的HVAC冷却器102。设施的非限制性示例包括：办公楼、住宅楼、购物中心、机场航站楼、工厂、服务器机房或类似设施。当在没有本发明的系统100的情况下操作时，HVAC冷却器102冷却第三流体124，所述第三流体随后在整个设施中循环以供冷却负载机130使用。第三流体124选择性地是水。

如上所述，本发明的目的是使用TES 100来进行“存储冷却”。替代地，可以使用相同的系统100来存储热量。TES 100包括流体分配系统104，所述流体分配系统104包括将第一流体120、第二流体122及第三流体124分配到整个系统100所需的那些组件。因此，分配系统104包括一个或多个泵106、管道108、流量控制机构107(例如：阀)以及用于监控系统100内的温度及流速的监控组件109。监控组件109可选地将数据馈送到控制器105，从而通过控制冷却器102及150、热交换器(HE)170、负载机130、阵列110及流体分配系统104的组件来控制冷冻及/或冷却过程，如下文进一步描述的内容。在正常的使用过程中，HVAC冷却器102冷却第三流体124，所述第三流体124由流体分配系统104引导，从HVAC冷却器102经由管道108C到管道108L，以便流过负载机130。

TES 100还包括热存储阵列110。阵列110包括多个冰砖112。每个冰砖112包括被第一流体120包围的多个冰膜盒114。下文参考图2A至图2U及图3的内容将进一步描述冰砖112及冰膜盒114的实施例。冰膜盒114是包含第二流体122的封闭或密封膜盒。第二流体122选择性地是水，使得膜盒114暴露于围绕膜盒114的低温第一流体120，进而导致膜盒114冷却，并且第二流体122转而冷却并且相变成冰。

第一流体120选择性地具有比第二流体122更低的冰点。第一流体120的非限制性示例包括：乙二醇、与水、盐水或类似流体混合的乙二醇。TES 100还包括TES冷却器150，所述TES冷却器150用于将第一流体120冷却到低于第二流体122的冰点的温度。TES冷却机150是风冷式或水冷式。

第二流体122选择性地是与冰核剂混合的水。冰核剂选择性地为石英。使用的石英类型可以是但不限于：赫基蒙钻石(Herkimer)、无色水晶、紫水晶、紫黄水晶、玫瑰石英、玉髓、隐晶质石英、玛瑙、玉髓、砂金石、玛瑙石、缟玛瑙、碧玉、乳白色石英、烟熏石英、虎眼石、黄水晶、绿水晶、发晶或蓝线石石英中的任何一种。石英价格便宜，容易获得，并且能够抵抗第二流体的重复冷冻循环。此外，石英还将结冰所需的起始温度提高了几度。因此，成核剂提高了热能存储系统100的效率及响应性。

选择性地，第二流体122包括漂浮在膜盒114内的第二流体122中的金属条，并且使得膜盒114内的冰形成均匀分布。选择性地，金属是铝。选择性地，金属条的厚度不超过0.5毫米。选择性地，金属条的长度最长为30厘米，金属条的宽度最宽为1厘米。参考图8将更详细地解释了这个可选的方面。

每个冰砖112选择性地具有如图2E至图2H所示的狭长形状因子，以实现膜盒114与第一流体120之间的有效热传递。具有狭长形状因子的冰砖112选择性地具有至少比其最大宽度W及/或高度H大三倍或四倍的长度L。冰砖112可选择性地以端对端的方式连接，从而形成包括多个冰砖112的长线性模块。使用的模块化结构及冰砖112的数量能够控制能量的取冷速率，以满足每个设施的确切热能存储需求，并且还提供了灵活的安装选项，例如：阵列110可以根据需要成形。参考图8A及8B将更详细地解释这个可选的方面。

膜盒114选择性地在冰砖112内稍微间隔开以增加待冷冻的第二流体122的表面积与体积之间的总比率。选择性地，冰砖112包含65％到85％的第二流体122。选择性地，冰砖112包含75％的第二流体122。膜盒114选择性地包含聚合物，例如：聚氯乙烯或其他合适的耐用且低成本的材料。膜盒114选择性地包括其外表面上的凸起或隆起状物，以在膜盒114之间提供间隔以用于第一流体120的流动及用于增加第一流体120的湍流。

在使用图1A所示的系统100时，TES冷却器150选择性地将第一流体120冷却到低于第二流体122的冰点的温度。第一流体120经由管道108G从TES冷却器150泵送，并由流体分配系统104经由管道108T通过阵列110引导以冻结第二流体122(在此也称为“蓄冷过程(charging process)”)。温度升高的第一流体120随后经由管道108T离开阵列110，并由流体分配系统104引导回到管道108G以再次冷却冷却器150。在蓄冷过程中，第一流体120的提供可以是连续的或非连续的。当在一个或多个冰砖112内达到第一流体120的期望温度时，或者当经过预定时间段时，或者当在阵列110中存储预定量的能量时，选择性地停止蓄冷过程。(完全)蓄冷的阵列110通常包括多个膜盒114，所述多个膜盒114具有处于冷冻状态的第二流体122。

一旦阵列110已被蓄冷，冷却过程(在此也称为取冷过程)被用于使用阵列110冷却负载机130。阵列110内的第一流体120经由管道108T被引导到分配系统104，并且经由管道108S进入热交换器170，其中第一流体120冷却第三流体124。分配系统104接着引导冷却的第三流体124通过管道108H进入管道108C，以流过HVAC冷却器102，然后到负载机130(经由管道108L)。

替代地，第三流体124通过管道108H与HVAC冷却器102平行，并且直接经由流体分配系统104输送至管道108L至负载机130。由于第三流体124已被HE 170中的第一流体120冷却，因此HVAC冷却器102无需激活，从而节省能源。当第一流体120在HE 170与阵列110之间循环时，含有冷冻的第二流体122的膜盒114冷却第一流体120，然后第一流体120直接或间接冷却第三流体124及负载机130。选择性地，进入热交换器170的第一流体120的温度在入口处为5℃与在出口为10℃之间。当膜盒114冷却第一流体120时，冻结的第二流体122逐渐经历相变并融化，直到阵列110不再充分冷却第一流体120并且阵列110被认为已经取冷为止。(完全)取冷的阵列110通常包括具有液态的第二流体122的膜盒114。

蓄冷过程选择性地在非高峰时段(电网负荷较低的时段)进行，而取冷过程可选择地根据负载机130的要求进行，即使在高峰时段也是如此。当达到第一流体120的停机温度时，或者当经过预定时间段时，或者当从阵列110输出预定量的能量时，或者在负载机130的控制下，或者当负载机130处的冷却需求降低到期望水平时，选择性地停止取冷过程。在蓄冷过程中，阵列110内的第一流体120的流动方向可以相同，也可以不同于在取冷过程中的第一流体120的流动方向。

或者，系统100用于加热。对于加热而言，TES冷却器150选择性地作为热泵操作。TES冷却器150选择性地在非高峰时间加热第一流体120。第一流体120经由管道108G从TES冷却器150泵出，并经由管道108T及通过阵列110由流体分配系统104引导以加热第二流体122(在此也称为蓄冷过程)。温度降低的第一流体120随后离开阵列110，并由流体分配系统104引导通过管道108T及管道108G到TES冷却器150以再次加热。在加热过程中，第一流体120的提供可以是连续的或非连续的。当第一流体120在一个或多个冰砖112中达到期望温度时，或者当预定义的时间段已经过去时，或者当预定义的能量存储在阵列110中时，以及在类似的情况下，选择性地停止加热过程。阵列中没有发生相变。

一旦阵列110已被蓄冷，则使用加热过程(在此也称为取冷过程)，加热过程通过阵列110来加热负载机130。阵列110内的第一流体120经由分配系统104通过管道108T及108S导入热交换器170，其中第一流体120加热第三流体124。然后，分配系统104引导加热的第三流体124从管道108H流经管道108C，流到HVAC冷却器102，然后(经由管道108L)流到负载机130。或者，第三流体124通过管道108H与HVAC冷却器102平行，并且直接通过流体分配系统104到管道108L而输送至负载机130。由于第三流体124已被HE 170中的第一流体120加热，当第三流体124已经被加热从而产生节能时，HVAC冷却器102(作为热泵起作用)选择性地不需要被激活。当第一流体120在热交换器170与阵列110之间循环时，包含加热的第二流体122的膜盒114加热第一流体120，然后第一流体120直接或间接加热第三流体124及负载机130。

蓄冷过程可选择在非高峰时段(电网负荷较低的时段)进行，而取冷过程可选择根据负载机130的要求来进行，即使在高峰时段也是如此。

流体分配系统104的监控组件109选择性地包括一个或多个温度监控器，用于监控以下至少一个：第一流体120在进入阵列110之前的温度；第一流体120在阵列110内任何位置的温度；第一流体120在离开阵列110之后的温度；一个或多个膜盒114内的第二流体122的温度；一个或多个冰砖112的温度；进入HE 170前地第一流体120的温度；以及离开HE 170时第一流体120的温度。附加或替代地，监控组件109包括一个或多个流量监控器(未示出)，用于监控阵列110以下至少一个：第一流体120在阵列110之前、内部及之后的流动；以及第一流体120在HE 170之前、内部及之后的流动。

虽然图1A至图1E示出了冷却器102及150、HE 170、负载机130、阵列110及流体分配系统104的组件的单个实例，但是应当理解，TES 100可包括这些组件的任何适当数量。

图1B的系统100以与图1A相同的方式工作，但是所示的实施例包括空气压缩机140。压缩机140从每个冰砖112的顶部吸入空气126。这种空气126选择性地被压缩到10到20巴之间，导致空气126由于压缩而被加热。然后，压缩空气126通过空气到空气热交换器142及/或膨胀阀(未显示)而被泵入每个冰砖112的底部，温度降至-20到-30℃之间。空气126通过每个冰砖112而起泡以进一步冷却内容物，然后在-5到+5℃之间通过冰砖112的顶部排出。然后，这种冷空气126再次被送入压缩机140中，形成冷却闭合回路108P。为了简单起见，冷却闭合回路108P被显示为直接连接到热存储阵列110，但是冷却闭合回路108P选择性地是流体分配系统104的一部分，并且如本文所描述的其他管道系统一样被控制。在这个实施例中，第二流体122选择性地与盐或其它合适的材料组合以降低第二流体122的冰点。

图1C的系统以与图1A相同的方式运作，但是如果TES冷却器150的冷凝循环是水冷的，则包括从第三流体124供给的热交换器152。在这个实施例中，负载机管道108K适于连接到TES冷却器150中的HE 152。负载机管道108K输送第三流体124，第三流体已被HVAC冷却器102冷却，通常第三流体的温度介于但不限于在7至12℃之间。

然后，TES冷却器150经由HE 154将第一流体120冷却到低于第二流体122的冰点的温度，使得第一流体120可以通过阵列110被泵送以冻结膜盒114内的第二流体122。对于其它实施例而言，取冷过程随后在HE 170中发生。这种设置提高了TES冷却器150的能量效率，所述冷却器150可以利用当负载机130部分或全部不被使用时利用冷却的第三流体124来充足供应，例如但不限于办公大楼中的夜间使用。选择性地，当外部温度较低并且电力成本较低时，HVAC冷却器102在夜间冷却第三流体124以获得更有效且更便宜的能源使用。由于水冷式TES冷却器150更有效，因此它也可以比使用风冷式冷却器的其他实施例中的更小。

图1D的系统结合了图1B及图1C的功能，以提供通过HE 152连接到第三流体的TES冷却器150，并且由来自空气压缩机140的压缩进行冷却补充。

图1E的系统以与图1A相同的方式工作，但是在所示的实施例中，部分或全部冰砖112不包括膜盒114。在图1E的实施例中，TES 100用于在冰砖112中存储第一流体120。因此，第一流体120由冷却器150冷却，并且冷却的第一流体120随后被泵入冰砖112中以供存储并在其它时间用于冷却第三流体(经由HE 170)。如上所述，第一流体120的非限制性实例包括：乙二醇、与水混合的乙二醇、与水混合的盐或这些或其他流体的其他组合以形成“浆状物(slushes)”或类似流体。

现在参考图2A至图2U，图2A至图2U是根据本发明的至少一些实施例的冰砖、冰膜盒及热存储阵列的图式。图2A至图2D示出膜盒114的优选实施例。膜盒114包括放置在膜盒114上角的填充喷嘴202，以使膜盒114能够用第二流体122填充到最大值，同时仍然能够有效地包装膜盒114。膜盒114选择性地包括窄侧间隔物204及宽侧间隔物206。当被提供时，当膜盒114被包装在冰砖112内时，间隔物204及206在膜盒114之间形成间隙。间隙使得第一流体120在膜盒114之间流动，从而冻结膜盒114内的第二流体122。膜盒114包括深度D及长度L及高度H的高比率，以在较薄的冰块周围形成更大的表面积，使得第二流体(122)能够更有效进行热传递。

图2E至图2H显示了包含膜盒114的冰砖112的优选实施例。冰砖112包括用于封闭多个膜盒114的矩形外壳220。膜盒114被包装在一起以使包含在冰砖112内的第二流体122的量最大化。冰砖的每一端配备有对齐或支撑板227，用于对齐膜盒114及密封砖端板226，以便使得冰砖112在被密封时防水。冰砖112通过入口/出口管224连接到阵列110。安装支架222用于将冰砖112安装在阵列110中的固定位置，如下所述。除了用于连接冰砖的入口/出口管224及互连管道228之外，冰砖112完全密封以完全容纳流经冰砖112的第一流体120。

选择性地，冰砖112的尺寸为50×50×400厘米。选择性地，冰砖112的体积为1000公升，包含75％(750公升)的第二流体122。选择性地，冰砖112具有19.8trh|69kWh的能量存储容量。或者，冰砖112的尺寸为25×25×400厘米。选择冰砖112的尺寸以在足够的能量存储及阵列的构造模块性之间提供平衡。

图2I至图2N示出了在热存储阵列110的弹性配置中的冰砖112的优选实施例。冰砖112用作构造块，用于配置具有任何期望布局及容量的阵列110。如图2I及图2J所示，冰砖112堆叠在一起，端对端铺设，并且也相邻铺设。然后使用入口/出口管224及互连管道228为第一流体120在阵列中的冰砖112之间提供流体连接。冰砖112以平行或交替地串联或交替地将平行及串联结合起来的方式进行流体连接。

如图2K至图2N所示，一旦阵列110以所需的容量(冰砖112的数量)及形状(冰砖112的排列)被构建，绝缘板230被附接到阵列110的外表面以完全绝缘阵列并保持冰砖112内的热存储。这种配置节省了所需的总绝缘，因为只有整个阵列110的外表面需要绝缘，而不是每个冰砖112的每个表面都需要绝缘。阵列110选择性地组装在基架232的顶部，基架232选择性地在其底面上绝缘。

一旦阵列110已被布置成所需的形式(例如：图2M的矩形盒或图2N的平坦平台或这些形式的任何组合)以创建特定安装所需的任何结构配置，这种形式可被集成到热存储系统100所应用的结构中。作为一个非限制性示例，图2N中的平台可以用作地板，或者可以垂直竖立以用作墙壁，或者可以用作地板及墙壁，或者可以用作TES系统100所应用的建筑物/结构的内部、旁边或上面的凸起平台。

图2O至图2R示出了包含膜盒114的冰砖112的附加优选实施例，其中膜盒114在中间部分是较窄的，从而在膜盒114之间形成间隙以供第一流体120流动。

图2S至图2U显示了膜盒114的其他优选实施例，其中膜盒114包括具有支撑隆起250的加宽中部，使得当膜盒114内形成冰时上部256及下部254不会塌陷。当膜盒114被包装在冰砖112内时，隆起250及隆起252在膜盒114之间形成间隙。需要这种间隙以使得第一流体120在膜盒114之间流动，从而冻结膜盒114内的第二流体122。膜盒114还包括多个凸起物260。多个凸起物260增加了膜盒114外部的第一流体120的雷诺数，从而导致第一流体120的湍流更大，进而使膜盒114内部的冰形成分布更好。

图2V示出了具有多个凸起物260、隆起252及填充喷嘴202的膜盒114的侧视图。填充喷嘴的放置使得其不会增加到超过矩形膜盒114的一般外部形状。图2W在另一个侧视图中显示了图2V的膜盒，垂直于图2V的视图。图2X在前视图中示出图2V及图2W中的膜盒，其中示出膜盒114的宽侧及第一流体120的一般流动方向290。膜盒114具有多个凸起物260，多个凸起物260的配置使得通过膜盒114的第一流体260的流动路径以弯曲模式291(或蛇形模式)提供。本发明意义上的弯曲模式291的特征在于流动方向被反复改变。选择性地，弯曲模式291的特征在于流动方向规律地改变。更优选地，至少在弯曲模式的一部分中，弯曲模式围绕中心线近似对称。附图标记292是指多个凸起物260之间的膜盒114的平坦区域。图2Y显示了膜盒114的立体图，膜盒114如图2v、2W及2X所示。

现在参考图3，图3示出了根据本发明的至少一些实施例的冰膜盒。如图3所示，膜盒114Cy选择性地以环己烷形状提供。在使用过程中，将多个环己烷形膜盒114Cy放置在冰砖112内以在冰砖112内自由沉降。因此，膜盒114Cy不固定在冰砖112内。环己烷形膜盒114Cy的不规则形状使得冰砖112内的填充系数高，同时形成间隙使得第一流体120在膜盒114Cy周围流动以冻结其中的第二流体122。此外，多个环己烷形膜盒114C也在冰砖112C内提供限定的流动路径，因为当将多个环己烷形膜盒114C放置在封闭体积内时，这种限定的环己烷形膜盒114C将创建这些膜盒114C的限定几何模式。

现在参考图4，图4示出了根据本发明的至少一些实施例的圆柱形冰砖。在如图4所示的可选的实施例中，冰砖112C是圆柱形的，并且包括设置在一个或多个阵列中的膜盒114C。选择性地，在冰砖112C内以不同高度放置多个阵列。选择性地，圆柱形冰砖112C适于放置在地下。冰砖112C由一根管道制成，所述管道包括一个螺旋形金属加强件(未示出)，所述加强件沿着冰砖112C的外侧延伸，以便将冰砖112C放置在地下。选择性地，冰砖112C的体积在100至10000立方米之间。

现在参考图5A，图5A示出能够通过控制器激活独立冰砖子集的TES系统、图5B示出TES系统操作的流程图、图5C示出根据本发明至少一些实施例的TES系统操作的实验数据。如图5A所示，TES系统100按照图1A的TES系统100建构及运行。选择性地，图1A至图1E的任何实施例可以如参考图5B所述的方式使用。在图5A的实施例中，系统100包括N个冰砖112，其中N是大于2的整数。应当理解，如上所述，阵列110选择性地包括提供足够的热能存储所需的尽可能多的冰砖112。冰砖112使用入口/出口管224与互连管道228互连，并且进一步使用流体分配系统104的组件来进行互连。流体分配系统104的流量控制器107使得能够将阵列110分割成冰砖112的子集520，其可以以如下所述的方式而单独激活。

如上所述，第一流体120流过冰砖112以进行蓄冷及取冷。在图5B的取冷过程500中，在步骤501中，取冷过程被激活。过程500的步骤选择性地由控制器105控制，如上所述，控制器105控制系统100的组件。取冷过程的激活可涉及多个步骤，例如但不限于：激活泵106、打开或关闭流量控制器107中的阀以及使用监控组件109监控流体120、122及124的温度及流速。

在步骤502中，作为激活过程的一部分，控制器105激活冰砖112的第一子集520A，并且第一流体120仅通过这个第一子集520A而不是通过任何其他冰砖112而被泵送。如图5A所示，第一子集520A包括冰砖112A及112B，然而，任何数量的冰砖112，甚至单个冰砖112可被包括在子集中，并且子集520中的两个冰砖112的示例不应被视为限制。选择性地，在步骤502中激活多个子集520。当第一流体120通过第一子集520A时，第一流体120被冷却，而第二流体122被加热。在步骤503中，例如通过在第一流体120离开阵列110时，通过监控组件109来监测第一流体120的温度。选择性地，在步骤503中还测量系统100中其它流体的温度。

在判定步骤504中，监控组件109指示所监视的温度是否已经升高到定义的阈值以上。如果所监视的温度不超过阈值，则控制器105不采取任何动作，并且继续监控的步骤503。当监控组件109指示温度已经上升到定义的阈值(在控制器105中被选择性地定义)以上时，则意味着通过子集520A的第二流体122不再被子集520A充分冷却，因为子集520A的第二流体122的温度已经上升。在非限制性的示例中，当第一流体120的温度在阵列110的出口处升高5℃以上时，子集520A不再充分冷却第一流体120。

在判定步骤505中，控制器105检查冰砖112的所有子集是否已被激活。当确定没有激活所有冰砖112的子集时，在步骤506中，控制器105激活冰砖112的下一子集520B。如上所述，虽然图5A示出的子集520B仅包括冰砖112C及112D，但这不应被视为限制，并且子集520B可包括任何数量的冰砖112。除了子集520之外，子集520B选择性地被激活。或者，当子集520B被激活时，子集520被停用。选择性地，在步骤506中激活多个子集。子集520B的激活导致步骤503中由监控组件109监控的温度降低。

重复步骤503、504及505，如图5B所示，直到在步骤505中确定使用了冰砖112的所有可用的子集(至多为子集520N)，并且在步骤507中停止取冷过程500。

图5C显示TES系统运行的实验数据。如图5C的图表所示，在阵列110的出口处监控第一流体120的温度，并绘制为线532，线532作为自取冷过程激活以来经过的时间的函数。在实验系统中，三块冰砖112在时间为0时被激活，如图所示，温度从-5℃上升到5℃左右(在时间点530所示的时间)。在时间点530，除了最初的三块冰砖外，另一块冰砖被激活，这立即将图表532所示的出口温度降低到0℃左右。随着第四块冰砖也被取冷，气温又一次逐渐上升到5℃左右。从实验图532可以看出，冰砖112或冰砖520的子集的逐渐激活导致TES系统100的更平衡的取冷，更长的取冷时间导致负载机130的TES冷却时间更长，以及能够更好地利用已完全取冷的每个冰砖112。

现在参考图6A至图6G，图6A至图6G示出了根据本发明的至少一些实施例的用于冰砖中的间隔物。间隔物600及620插入冰砖112内的膜盒114之间。冰砖112选择性地包括多个间隔物600或间隔物620。

或者，冰砖112包括间隔物600及620的组合。

图6D及图6E示出了两个膜盒114，其中没有处于取冷(图6D)及蓄冷(图6E)状态的任何间隔物600或620。图6F及图6G显示了两个膜盒114，其中间隔物620处于取冷(图6F)及蓄冷(图6G)状态。为了简单起见，示出了两个膜盒114，并且清楚的是可以根据需要在冰砖112内提供任意数量的膜盒及间隔物。间隔物600及620的目的是保持膜盒114周围的最小流动区域630。流动区域630是必需的，因为当膜盒114完全蓄冷时(第二流体122(例如：水)已经变成冰)，膜盒114是膨胀的(图6E)。膜盒114的这种膨胀可以通过收缩流动区域630(图6E)来阻止第一流体120的流动，从而防止第一流体120通过冰砖及112，并且防止第一流体120的有效冷却。此外，当第二流体122(例如：水)处于取冷状态(图6D)时，膜盒114收缩并且膜盒114之间的流动区域630增大，从而导致第一流体流速显着降低，其影响用于取冷及蓄冷的热传递。

在图6A的实施例中，通过在膜盒114之间装配间隔物600以确保足够的流动区域630，使得膜盒114不能膨胀以填充流动区域。间隔物600中的孔604供第一流体120流动。当膜盒114取冷时，柔性翼片602从间隔物600打开以占据流动区域630，从而增加第一流体流速。

在图6B、6C、6F及6G的实施例中，通过在膜盒114之间装配间隔物620以确保足够的流动区域630，使得膜盒114在冻结以填充流动区域630时不能膨胀。图6C示出了间隔物620的横截面A`-A`。间隔物620中垂直杆621与水平杆622之间的间隙624供第一流体120流动。如图6F所示，间隔物620安装在膜盒114与垂直杆621之间，水平杆622增加第一流体通过流动区域630的流速。如图6G所示，当膜盒114被蓄冷且膨胀时，间隔物620防止膜盒114阻塞流动区域630，从而确保第一流体120在膜盒114周围持续流动。

现在参考图7A至图7D，图7A至图7D示出了冰砖112，即热能存储单元711。

图7A的热能存储单元711包括管子712，其具有细长中空体的形状。管子712选择性地由金属制成，例如：碳钢或不锈钢。前端元件713A及后端元件713B被设置用以封闭管子的两端，从而提供矩形的外壳。元件713A及713B也选择性地由金属制成，例如：不锈钢或碳钢，并提供将热能存储单元711安装到例如支撑装置(未示出)的装置。前端元件713A及后端元件713B分别具有入口714A及出口714B。入口714A及出口714B可连接至其它热能存储单元112、管道10及/或流体分配系统104。在管子712内，设置多个膜盒715。膜盒715具有板或砖的形状。此外，膜盒715具有其主表面(即其宽侧)的凹形或凹陷形状。膜盒715在管子内的配置选择性地由膜盒715的多个水平设置的堆叠717配置而成(即，堆叠在管子712的宽度方向上)。例如，16个或8个膜盒715可以形成膜盒715的一个堆叠717。多个堆叠717沿管子712的长度依序排列。膜盒包含作为第二流体122(例如：水)的相变材料及优选的成核剂(例如：石英)。在膜盒715之间以及膜盒与管子712之间提供空间716，其中第一流体120(例如：水/乙二醇混合物)可在管子712内从入口714A流向出口714B。

这种配置能够在第一流体120与第二流体122之间经由膜盒715的壁进行有效的热交换。膜盒715与第一流体120之间的实际热交换率取决于几个因素，包括：流速、第一流体120与膜盒715之间的接触面的有效面积以及流动的类型(例如：湍流或层流)。图7A的实施例改进了所有这些因素。在下文中将对此进行更详细的解释。

结合膜盒715的堆叠配置的管子的细长形状限定了空间716内的剩余自由空间，其导致第一流体的多个预定流动路径718靠近膜盒。在入口714A处的第一流体120的总流动被划分为多个预定的流动路径718，其中每个流动路径718沿着管子712的长度经过多个膜盒。此外，膜盒715被配置成使得在膜盒715的冻结(膨胀)状态以及膜盒715的非冻结(非膨胀)状态中限定流动路径718。换句话说，在膜盒715之间提供用于第一流体120的多个预定义或固定的流道，同时考虑由于第二流体的体积变化而引起的膜盒的体积变化，特别是在改变相位时。因此，相较于传统的罐式热能存储单元，提供了用于交换热量的第一流体120的多个流动路径718的预定义系统。传统的罐式热能存储单元中的传热流体的流动具有高度的随机性，其中例如：第一流体很难到达罐的边缘。

此外，膜盒715的板形状在几何上增加膜盒715的表面(即其表面与体积比)，其中膜盒715的最大表面(即宽侧)有利地限定其用于交换热的主要表面。

相应地，图7A的每个流动路径718具有与膜盒715的所述主表面平行排列的窄形状。限定流动路径718的狭窄形状利用膜盒715的主表面，使得热传递速率增加。换句话说，上述热能存储单元711的配置显着地增加了用于交换热量的接触表面的有效面积，同时将压降保持在可接受的水平(例如：低于1巴)。

管子712的细长形状提供了第一流体120的限定流动路径，其明显长于传统的系统。因此，第一流体120与多个堆叠717的热交换被优化，因为在对膜盒715进行结霜或除霜时，堆叠717被逐渐激活。

另外，流动路径的平均长度增加到比管子712的长度L长。这进一步增加了热传递速率。

图7B显示了空管子712的横截面。图7C示出了管子712的横截面，包括膜盒715的堆叠717与液态(非冷冻)水。因此，图7C的热能存储单元711被完全取冷。图7D示出了管子712的横截面，包括膜盒715的堆叠717及冷冻/固态水。因此，图7D的热能存储单元711被完全蓄冷。理想情况下，如果认为没有任何膜盒715，图7B的管子712具有用于第一流体120的管子712A的总横截面(即横截面积)。如果膜盒715的堆叠717放置在管子712内，则在膜盒715之间提供窄形流动路径；在图7C中，这些窄流动路径718中的一个由多个圆圈指示，这些圆圈指示第一流体120的流动方向。对于第一流体120，流动路径718设置在两个膜盒120中的每一个膜盒120之间的横截面区域内(流动路径的这些自由流动横截面区域中的一个在图7C中用附图标记718A表示)，并且在图7C的左侧及右侧，分别在管子120的壁与最外面的左侧及右侧的膜盒715之间。在图7C中，定义流动路径718的这些横截面区域中的一个用附图标记718A表示。图7D示出与图7C几乎相同的配置，关键区别在于膜盒715之间的第一流体120的流动的剩余横截面区域较小，因为膜盒715内部的冻结的第二流体122而造成膜盒715膨胀。图7D中用标号718B表示这些自由流动横截面区域中的一个区域，这些自由流动横截面区域定义了第一流体120的流动路径718。多个堆叠717的设置使得通常沿着管子的长度从管子的前端到后端提供连续的流动路径718。这些流动路径718的平均长度比管子712本身的长度长。选择性地，膜盒715的堆叠717具有相同数量的膜盒715。选择性地，堆叠717彼此相邻地连续设置，使得流动路径718由多个堆叠717本身提供。

由于水在蓄冷/冷冻时体积膨胀，图7C中的膜盒715比图7B中的膜盒需要更多的空间。这种效应也被称为膜盒715的“呼吸效应(breathing-effect)”。由于这种呼吸效应，第一流体120的剩余空间根据膜盒715内第二流体122的状态而改变。在定义流动路径718时，必须考虑膜盒715的呼吸效应。首先，必须调整堆叠717，使得流动路径718在蓄冷及取冷状态下不被阻塞。第二，堆叠717必须进行调整，使得流动路径718在冷冻膜盒715以及非冷冻膜盒715的情况下提供可接受的压降。第三，必须优化热能存储单元711的整体热力学配置。这尤其包括流动路径718中第一流体120的流体动力学，其应被配置成使得膜盒715与第一流体120之间可以发生有效的热传递。

上面提到的第一项是为了确保可以随时提供第一流体120的流动。

下文更详细地解释上述第二项。流动路径越长，流动路径的截面积越小，压降增加越大。压降增加的缺点是泵送功率消耗更高(即系统损耗更高，系统总效率更低)，以及对整个系统的机械要求增加。因此，从储热装置的入口714A到出口714B的压降必须低于1巴(大气压)。选择性地，热能存储单元被配置成使得在其完全蓄冷以及完全取冷状态下的压降小于0.5巴。

关于上述第三项，多根管子(或一根很长的管子)的组合长度与流动切割面积的比率在约40到200(厘米/平方厘米)的范围内，选择性地在约60到150(厘米/平方厘米)的范围内。流动切割面积与多个管子的组合长度(即串联在一起的多个管子712的总长度)的这些比率提供具有可接受压降的有效传热率。

一方面，这使得放置在最靠近入口的膜盒具有更多时间(由于膜盒内的冰融化而导致传热率降低)，从而以较低的传热率及较低的交换温度继续传热到第一流体120中，而位于第一流体120的流动更下游的膜盒715以更高的传热率继续其传热。

术语“流动切割面积(flow-cut-area)”是一个数字，其计算如下：

AFFCAp＝(TCSA－(CCSA-LS+CCSA-FS)/2×CPS)/CPS

其中上述变量定义如下：

AFFCAp：每个膜盒的平均自由流动切割面积

TCSA：管子的总可用横截面面积712A(参见图7B)；

CCSA-LS：液态的第二流体的(即取冷状态，见图7C)的膜盒横截面面积715；

CCSA-FS：冻结状态的第二流体(即蓄冷状态，参见图7D)的膜盒横截面面积715；

CPS：并联安装的膜盒715的数量。

根据上述公式，每个膜盒715的平均自由流动横截面面积(即AFFCAp)被用于计算管子的横截面中的可用总流动面积。然后，使用该结果计算每个膜盒的平均横截面流动面积，即流动切割面积。

计算的流动切割面积可被用于计算伽马比，伽马比是膜盒与第一流体之间传热效率的良好指标，如下所示：

伽马比：多根管子的组合长度/流动切割面积，例如，使用厘米作为长度单位，平方厘米作为面积单位，[厘米/平方厘米]。

多根管子的组合长度与所述流动切割面积的伽马比为约150厘米/平方厘米是具有应用价值的示例。根据上述要求配置的系统证明屈服值(在4小时的取冷率期间融化的第二流体的百分比)高于80％，第一流体的可接受出口温度低于5℃，可接受压降(大约0.5巴)。将比率增加到200厘米/平方厘米(具有根据以上解释的实施例的膜盒形状)将增加超过期望极限的压降。将比率降低到40厘米/平方厘米以下将使取冷时的屈服值比例降低到50％。在60到90厘米/平方厘米的范围内的比率也将导致单元711的合理效率。此外，相较于传统的“封装冰”系统，所述实施例提供平坦且稳定的取冷曲线(行为)。

应当注意，上述伽马比的范围及数值是利用上述实施例的理论及实际实验的结果。

图8A示出带有具有预定义直径的填充喷嘴202的膜盒114。提供扁平的金属条801，使得它们设置在膜盒114内。金属条的宽度与填充喷嘴202的直径相适应，使得金属条可以插入膜盒114中。应当注意，图8A中放置在填充喷嘴202中的金属条801仅以演示目的而示出。最终用于储热单元的膜盒114仅配备有完全位于膜盒114内部的金属条801。金属条801的长度优选地被尺寸化，使得它们很好地与膜盒114的长度配合。以此方式，金属条801将保持在膜盒114内部的适当位置，并且将影响膜盒114的大部分内部体积。选择性地，使用多个金属条以提高膜盒114的整体传热效率。这些金属条801用作传热元件，其改善膜盒114内部的热传递并提高单个膜盒的总传热效率。

图8B示出带有具有预定义直径的填充喷嘴202的膜盒114。提供螺旋形扁平金属条802，使得它们设置在膜盒114内。金属条的宽度与填充喷嘴202的直径相适应，使得金属条可以插入膜盒114中。应当注意，图8A中放置在填充喷嘴202中的金属条802仅用于演示目的。螺旋形扁平金属条802在膜盒114的内部提供更好的热分布。

图9A示出了具有垂直杆621、水平杆622及杆之间的间隙624的刚性间隔物620。刚性间隔物600设置在两个相邻的膜盒114之间。参考图6B及图6C以及相应的说明。例如，所述刚性间隔物可以与图7上下文中描述的实施例结合使用。

当膜盒壁在蓄冷(即，当第二流体122冻结时)朝向相邻膜盒壁偏转时，水平杆622在其附近保持自由流动路径，这将允许第一流体120的平行流动650，平行流动650将导致冰在整个膜盒宽度上融化。垂直竖立杆将产生湍流，所述湍流将改善膜盒壁与第一流体120的流动之间的传热系数，如弯曲箭头640所示。

图9B示出具有翼片602的柔性间隔物600。柔性间隔物600设置在两个相邻的膜盒114之间。参考图6A及相应的说明。此外，提供多个凸起物603以产生更多的湍流。例如，所述柔性间隔物600可以与图7上下文中描述的实施例结合使用。

放置配备有翼片602的柔性间隔物600，翼片602被预加载以压在相邻膜盒的114平坦壁面上，这将迫使第一流体流过膜盒的114平坦壁面之间的狭窄间隙。这增加了第一流体120与膜盒114的热传递率。另外，流动的湍流增加。这由图9B中的线900表示。蓄冷阶段的最小间隙(即间隙的最小尺寸)应为每侧约1毫米。

此外，柔性间隔物600可以被配置成使得间隙在每侧上(由于冰融化)增长到大约3到5毫米。这将有利地导致第一流体120的流体流动速度降低到其在管子中最大速度的四分之一(1/4)。

所述翼片(翼)被预先设置为远离竖直板而膨胀并朝向所述膜盒壁移动并且保持膜盒114附近的第一流体120的窄流动间隙，并且将防止如上所述的性能退化。

预计在本申请成熟的专利有效期内，将开发许多相关的储热容器，并且术语储热容器的范围旨在预先包括所有此类新技术。

概括：

如本文所用，术语“约”是指-60％及+200％。

术语“包括”、“包含”、“含有”、“蕴含”、“具有”及其变化形式意指“包括但不限于”。

术语“由…组成”是指“包括并限于”。

术语“基本上由…组成”是指组合物、方法或结构可包括附加成分、步骤及/或部分，但仅当附加成分、步骤及/或部分不会实质性地改变所要求保护的组合物、方法或结构的基本及新颖特征时。

如本文所用，除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一(a)”、“一(an)”及“所述”包括复数引用。

在本申请中，本发明的各种实施例可以以范围格式呈现。应当理解，范围格式的描述仅仅是为了方便及简洁，并且不应被解释为对本发明范围的不灵活限制。因此，应当认为范围的描述已经具体地公开了所有可能的子范围以及所述范围内的各个数值。例如，诸如从1到6的范围的描述应被认为具有具体公开的子范围，例如从1到3、从1到4、从1到5、从2到4、从2到6、从3到6等，以及所述范围内的单个数字，例如：1、2、3、4、5及6。这适用于任何范围的宽度。

每当在此指示数字范围时，意味着包括所指示范围内的任何引用数字(分数或整数)。短语“在第一指示数字与第二指示数字之间的范围”以及“从第一指示数字到第二指示数字之间的范围”在本文中可交换地使用，并且意指包括第一及第二指示数字以及它们之间的所有分数及整数。

应当理解，为清楚起见，在单独实施例的上下文中描述的本发明的某些特征也可以在单个实施例中组合提供。相反地，为简洁起见，在单个实施例的上下文中描述的本发明的各种特征也可以单独地或在任何适当的子组合中提供，或在本发明的任何其他描述的实施例中适当地提供。在各种实施例的上下文中描述的某些特征不应被视为这些实施例的基本特征，除非没有这些元素实施例是无法运作的。

尽管已经结合本发明的具体实施例来描述本发明，但是对于本领域技术人员来说，许多替代方案、修改及变化将是显而易见的。因此，本发明旨在包括落入所附权利要求书的精神及广泛范围内的所有此类替代、修改及变型。

本说明书中提及的所有出版物、专利及专利申请通过引用的方式全部并入本说明书中，其程度与每个单独的出版物、专利或专利申请通过引用的方式明确地且单独地指示并入本说明书中的程度相同。此外，本申请中引用或标识的任何引用不应被解释为承认该引用可作为本发明的现有技术。在使用章节标题的情况下，不应将章节标题解释为必然的限制。此外，通过引用的方式将本申请的任何优先权文件全部并入本文中。

附图标号参考表

储能(TES)系统 100

冷却器 102/150

流体分配系统 104

控制器 105

泵 106

流量控制机构 107

管道 108至108T

监控组件 109

阵列 110

冰砖 112、112B、112C、112D

冰膜盒 114，114C，114Cy

第一流体 120

第二流体 122

第三流体 124

空气 126

冷却负载机 130

空气压缩机 140

热交换器(HE) 142、152、170

填充喷嘴 202

窄侧间隔物 204

宽侧间隔物 206

矩形外壳 220

安装支架 222

入口/出口管 224

端板 226

支撑面板 227

互连管道 228

基架 232

隆起 250、252

下部 254

上部 256

凸起物 260

一般流动方向 290

弯曲模式 291

取冷过程 500

子集 520、520A、520B

间隔物 600、620

翼片 602

凸起物 603

垂直杆 621

水平杆 622

间隙 624

流动区域 630

弯曲箭头 640

流动 650

管子 712

管子的总横截面 712A

前端元件 713A

后端元件 713B

入口 714A

出口 714B

膜盒 715

空间 716

堆叠的膜盒 717

流动路径 718

第二流体的液态自由流动横截面积 718A

第二流体在冻结状态下的自由流动横截面积 718B。