(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気の断熱圧縮によりエネルギーを貯蔵するための設備（１０）に用いられる蓄熱器（ＳＴ１、ＳＴ２）の温度制御方法であって、
前記蓄熱器は顕熱を貯蔵するための耐火材料層（２６）を備え、
前記耐火材料層は上端分配器（２２）と下端分配器（２４）との間に垂直に配置され、
前記蓄熱器は連続する複数の作動サイクルを受け、
前記作動サイクルは、それぞれ、熱い空気の流れが、熱エネルギーを生成した後に前記下端分配器を経て離れるように前記上端分配器を経て前記蓄熱器に入り込み前記耐火材料層を通り抜ける圧縮段階と、そのあとに続き、冷たい空気の流れが、前記熱エネルギーを回収した後に前記上端分配器を経て離れるように前記下端分配器を経て前記蓄熱器に入り込み前記耐火材料層を通り抜ける膨張段階と、を備え、
連続する２つの前記作動サイクルの間に、前記圧縮段階の間に蓄熱器から離れる空気に要求される温度範囲に適合する温度とするために、前記下端分配器（２４）の近傍に位置する前記耐火材料層（２６）の底部区画（２６ａ）を冷却する段階を備えることを特徴とする、蓄熱器の温度制御方法。
【請求項２】
前記耐火材料層（２６）の前記底部区画（２６ａ）は、液体の噴射によって、前記圧縮段階において前記蓄熱器から離れる空気に要求される温度範囲と適合する温度に冷却される、請求項１に記載の蓄熱器の温度制御方法。
【請求項３】
前記耐火材料層（２６）の前記底部区画（２６ａ）は、空気の流れの注入によって、前記圧縮段階において前記蓄熱器から離れる空気に要求される温度範囲に適合する温度に冷却される、請求項１に記載の蓄熱器の温度制御方法。
【請求項４】
空気の断熱圧縮によりエネルギーを貯蔵するための設備（１０）のための蓄熱器（ＳＴ１、ＳＴ２）であって、
顕熱を貯蔵するための耐火材料層（２６）を備え、
前記耐火材料層は、圧縮段階の間に熱い空気流れを受け入れるための上端分配器（２２）と膨張段階の間に冷たい空気の流れを受け入れるための下端分配器（２４）との間に垂直に配置され、
前記圧縮段階の間に蓄熱器から離れる空気に要求される温度範囲に適合する温度とするために、前記下端分配器の近傍に位置する前記耐火材料層の底部区画（２６ａ）を冷却する手段（３０；４０）をさらに備えていることを特徴とする蓄熱器。
【請求項５】
前記耐火材料層の前記底部区画（２６ａ）を冷却するための液体冷却回路を備えている、請求項４に記載の蓄熱器。  
【請求項６】
前記液体冷却回路は、前記耐火材料層の前記底部区画（２６ａ）よりも垂直方向上方に配置された液体注入ストリップ（３０）と、注入された液体を回収するために前記蓄熱器の下端分配器（２４）の高さに配置されたタンク（３２）と、ポンプ（３４）と、前記タンクから入る液体を冷却するための熱交換器（３６）とを備えている、請求項５に記載の蓄熱器。
【請求項７】
前記耐火材料層の前記底部区画（２６ａ）を冷却するための気体冷却回路を備えている、請求項４に記載の蓄熱器。
【請求項８】
前記気体冷却回路は、前記耐火材料層の前記底部区画（２６ａ）の両端で、両端が前記蓄熱器に開口している空気ダクト（４０）と、ファン（４２）と、前記耐火材料層の前記底部区画の下方から取り込まれる空気の流れを冷却する熱交換器（４４）とを備えている、請求項７に記載の蓄熱器。
【請求項９】
前記耐火材料層の前記底部区画（２６ａ）は、前記下端分配器（２４）から前記耐火材料層（２６）の全体の高さの約１０％に相当する高さまで垂直に延びている、請求項４〜８のいずれか一項に記載の蓄熱器。
【請求項１０】
空気の断熱圧縮によりエネルギーを貯蔵するための設備（１０）であって、
少なくとも一つの空気圧縮器（Ｋ１、Ｋ２）と、
前記空気圧縮器と接続された圧縮空気貯蔵キャビティ（ＳＭ）と、
前記圧縮空気貯蔵キャビティと接続された少なくとも一つの空気タービン（Ｔ１、Ｔ２）とを備え、
前記圧縮空気貯蔵キャビティ、前記空気圧縮器および前記空気タービンと接続された、請求項４〜９のいずれか一項に記載の蓄熱器（ＳＴ１、ＳＴ２）を備えていることを特徴とする、設備。
【請求項１１】
中間圧力圧縮器および高圧力圧縮器（Ｋ１、Ｋ２）ならびに２つの空気タービン（Ｔ１、Ｔ２）と接続された中間圧力蓄熱器（ＳＴ１）と、
前記高圧力圧縮器（Ｋ２）、２つ空気タービンのうちの一の空気タービン（Ｔ１）および貯蔵キャビティ（ＳＭ）と接続されている高圧力蓄熱器（ＳＴ２）とを備えている、請求項１０に記載の設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気の圧縮によりエネルギーを大量に貯蔵する一般分野に関する。本発明は、より詳細には空気の断熱圧縮によりエネルギーを貯蔵する設備に用いられる蓄熱器の温度制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気を圧縮することによるエネルギーの貯蔵とは、力学的エネルギー源としての後の利用のために圧縮空気を貯蔵することである。通常は、この種類のエネルギーの貯蔵に用いられる設備は連続する複数の作動サイクルに従い、各作動サイクルは、その期間に空気が高圧に圧縮されて貯蔵キャビティに貯蔵される圧縮段階と、その期間に発電機を駆動する空気タービンの中を圧縮空気が通って膨張することによって電気が作り出される膨張段階とを備えている。
【０００３】
空気を圧縮することによるエネルギーの貯蔵の原理は、その期間に電気料金がより安いいわゆる「オフピーク」時間帯とその期間に料金がより高いいわゆる「ピーク」時間帯との電気の価格差を利用することである。エネルギーを消費する圧縮段階は、オフピーク時間帯に低コストで有利に行なわれ、一方、電気を作り出す膨張段階は、電気料金がより有利な時に送電網に投入される電気を供給するためにピーク時間帯に行われる。
【０００４】
空気の圧縮によるエネルギー貯蔵のための各種の設備が存在する。そのような設備のいくつかは、圧縮段階の間で空気の圧縮に由来する熱を回収しないので「非断熱」と呼ばれている。結果として、それらは比較的低い電気効率を示す（５０％未満）。膨張段階の間に空気タービンに吸い込まれる空気の予熱に必須なので化石燃料を燃焼し、それに起因してそれらの設備はＣＯ2を排出するので、それらの設備は汚染を引き起こしている。そのような非断熱設備はそれゆえ現在の高効率かつ環境に優しいエネルギー設備に対して要求されるエネルギー、経済および環境性能に関する新たな欧州共同体の要請を満たすことがうまくできない。
【０００５】
それらの欠点を和らげるために、空気の断熱圧縮によってエネルギーを貯蔵する設備（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ａｄｉａｂａｔｉｃ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｏｆ  Ａｉｒ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｓｔｏｒａｇｅ（ＡＡ−ＣＡＥＳ）として知られている）に対する提案がなされている。その種の設備は、可逆的な蓄熱操作における高温での圧縮による熱を回収するという特徴を示す。この目的のために、その設備の一部を形成する蓄熱器は、第一に（空気がキャビティに貯蔵される前に）圧縮により生成された熱エネルギーを回収し、かつ、貯蔵するという役割を果たし、第二に膨張空気の流れが空気タービンに供給される前にその膨張空気の流れを加熱するために、この熱エネルギーを膨張空気の流れに対して戻すという役割を果たす。このような蓄熱器に頼ることは、そのような設備がＣＯ2の排出なしで動作することを可能とし、かつ、それらの電気効率が７０％を超えるように向上させることができる。
【０００６】
このような設備における蓄熱器は、一方向に流れた後に逆方向に流れる同一の空気の流れが交互に行われるという特殊性を有する。熱エネルギーを生成する間の圧縮段階の期間に蓄熱器を流れる圧縮空気の流れは、圧縮段階と交互に起こる膨張段階の期間において加熱されるためにそこを通る流れと同じである。そのような条件のもとで、（圧縮段階における）蓄熱器からの出口の空気の温度は、膨張段階の間の空気の入口温度によって影響を受ける。ところで、蓄熱器が効率的に制御されていないと、膨張段階の間に蓄熱器から引き出されるエネルギー量は圧縮段階の間に蓄えられた熱量を相殺しないので、壁を介した熱損失にも関わらず、設備の連続する複数の作動サイクルを通して圧縮の間の蓄熱器からの出口における空気の温度は次第に上昇していくだろう。貯蔵キャビティへの入口における臨界閾値（約５０℃）を超える空気温度は許容されないので、この温度ヒステリシスは受け入れられない。この閾値の超過はその設備の運転が即時に停止されることを必要とし、これに背くと（過剰に熱することによって）貯蔵キャビティの有機層を急速に劣化させ、（塑性変形の限界を超えて機械的強度が失われることによって）その貯蔵キャビティの設計に関する鋼が座屈することすらある。そのうえ、累積的かつ不可逆的な蓄熱器の過熱はいかなる種類の出口温度の制御の実施も不可能にする。
【０００７】
結果として、空気の断熱圧縮により大量のエネルギーを貯蔵するための設備に用いられる蓄熱器は２つの熱機能を果たさなければならない。第１には、適切な熱力学的可逆性の条件下で、圧縮器で生成された実質的にすべての熱が蓄えられることを可能にしなければならない。第２には、（圧縮器、空気タービン、貯蔵キャビティのような）装置が運転し続け、無故障を維持することを保証するために、（圧縮段階と膨張段階の双方の間で）空気の出口温度が狭い範囲をとるように制御されることを可能にしなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って本発明の主な目的は、上記の２つの熱機能を多くの作動サイクルにおいて効果的に行うことを可能とする蓄熱器の制御方法を提案することによって、そのような欠点を和らげることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、空気の断熱圧縮によりエネルギーを貯蔵するための設備に用いられる蓄熱器の温度制御方法であって、前記蓄熱器は顕熱を貯蔵するための耐火材料層を備え、前記耐火材料層は上端分配器と下端分配器との間に垂直に配置され、前記蓄熱器は連続する複数の作動サイクルを受け、前記作動サイクルは、それぞれ、熱い空気の流れが、熱エネルギーを生成した後に前記下端分配器を経て離れるように前記上端分配器を経て前記蓄熱器に入り込み前記耐火材料層を通り抜ける圧縮段階と、そのあとに続き、冷たい空気の流れが、前記熱エネルギーを回収した後に前記上端分配器を経て離れるように前記下端分配器を経て前記蓄熱器に入り込み前記耐火材料層を通り抜ける膨張段階と、を備え、連続する２つの前記作動サイクルの間に、前記圧縮段階の間に蓄熱器から離れる空気に要求される温度範囲に適合する温度とするために、前記下端分配器の近傍に位置する前記耐火材料層の底部区画を冷却する段階を備えることを特徴とする、蓄熱器の温度制御方法によって達成される。
【００１０】
本発明は、耐火材料の温度を圧縮段階の間に蓄熱器を離れる空気に要求される温度範囲に適合する温度とするために、膨張段階の終期で、かつ、後に続く圧縮段階に先立って蓄熱器の端部を冷却する冷却段階（つまり、下端分配器の近傍に位置する耐火材料の一部を冷却する段階）を提供する。その結果、耐火材料層の塊の全体を冷却する必要なしに、多くの作動サイクルについて、蓄熱器の温度におけるいかなるドリフトも避けることができ、エネルギー貯蔵設備の熱力学的平衡を保証することができる。
【００１１】
さらに、２つの連続サイクルの間で蓄熱器の端部を冷却することにより、除去する必要のある熱量は、１サイクルでの温度プロフィールの広がり以下に制限される。対照的に、蓄熱器からの出口に配置された（熱交換器のような）独立した装置を用いた冷却では除かれるべき熱量が大きくなり、同じ熱量を貯蔵するために、より容量の大きな耐火材料を要するだろうということが見出された。このような解決手段と比較して、本発明は蓄熱器で制御される必要のある熱量を低減することを可能とし、それによって蓄熱器の熱効率を向上させている。
【００１２】
耐火材料層の底部区画は、液体を噴射することによって、圧縮段階の間に蓄熱器を離れる空気に対して要求される温度範囲に適合する温度に冷却されてもよい。本実施形態は液体（水）が蓄熱器の底部を洗浄するのにも役立つという利点を示す。
【００１３】
あるいは、耐火材料層の底部区画は、空気の流れを注入することによって、圧縮段階の間に蓄熱器から離れる空気に対して要求される温度範囲に適合する温度に冷却される。
【００１４】
本発明はまた、空気の断熱圧縮によりエネルギーを貯蔵するための設備のための蓄熱器であって、前記蓄熱器は顕熱を貯蔵するための耐火材料層を備え、前記耐火材料層は、圧縮段階の間に熱い空気の流れを受け入れるための上端分配器と膨張段階の間に冷たい空気の流れを受け入れるための下端分配器との間に垂直に配置され、前記圧縮段階の間に蓄熱器から離れる空気に対して要求される温度範囲に適合する温度にするために前記下端分配器の近傍に位置する前記耐火材料層の底部区画を冷却する手段をさらに備えることを特徴とする蓄熱器を提供する。
【００１５】
蓄熱器は耐火材料層の底部区画を冷却するための液体冷却回路を含んでもよい。この場合において、液体冷却回路は、耐火材料層の底部区画よりも垂直方向上方に配置された液体注入ストリップ、注入された液体を回収するために蓄熱器の下端分配器の高さに配置されたタンク、ポンプおよびタンクから入る液体を冷却するための熱交換器を含んでもよい。
【００１６】
あるいは、蓄熱器は耐火材料層の底部区画を冷却するための気体冷却回路を含んでもよい。この場合において、気体冷却回路は、耐火材料層の底部区画の両端で、両端が蓄熱器に対して開口している空気ダクト、ファンおよび耐火材料層の底部区画の下方から取り込まれる空気の流れを冷却するための熱交換器を備えてもよい。
【００１７】
さらに、耐火材料層の底部区画は、耐火材料層の全体高さの約１０％に相当する高さまで下端分配器から垂直に延びてもよい。
【００１８】
本発明はまた、空気の断熱圧縮によりエネルギーを貯蔵する設備であって、前記設備は、少なくとも一つの空気圧縮器と、前記空気圧縮器に接続された圧縮空気貯蔵キャビティと、前記圧縮空気貯蔵キャビティに接続された少なくとも一つの空気タービンとを備え、前記圧縮空気貯蔵キャビティ、前記空気圧縮器および前記空気タービンに接続されている上記の少なくとも一つの蓄熱器を備えていることを特徴とする設備を提供する。
【００１９】
本発明の他の特徴や利点は、特徴の制限を有しない実施例を示す添付の図面へ言及してなされる以下の説明から現れる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】蓄熱器と適合されている、空気の断熱圧縮によりエネルギーを貯蔵する設備の概略図である。
【図２】本発明の一の実施形態における蓄熱器を示す図である。
【図３】本発明の別の実施形態における蓄熱器を示す図である。
【図４】図４Ａから図４Ｃは、本発明の蓄熱器の異なる段階における温度プロフィールを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明に従う、空気の断熱圧縮によって大量のエネルギー（つまり、数ギガワット（ＧＷ）の熱）を貯蔵するための設備１０を高度に模式化した図である。
【００２２】
設備１０は、一または複数の圧縮段（図１には２つ存在し、中間圧縮段と高度圧縮段に対応している）と一または複数の膨張段（同様に、図１には２つ存在している）とを共に備えている。
【００２３】
それぞれの圧縮段階は、電気モーターＭ１、Ｍ２でそれぞれ駆動される軸流式または回転式の圧縮器（つまり、中間圧力圧縮器Ｋ１および高圧力圧縮器Ｋ２）を備えており、その電気モーターは送電網ＲＴＥから電気的に動力が供給されている。同様に、それぞれの膨張段は、送電網ＲＴＥに電気を供給するために発電機Ａ１、Ａ２に接続された空気タービンＴ１、Ｔ２を備えている。
【００２４】
設備１０はまた、圧縮器Ｋ１、Ｋ２によって圧縮された空気が高圧下で貯蔵される内側が被覆された掘削キャビティＳＭを有している。既知の通り、内側が被覆された掘削キャビティは、ライニング式岩盤貯槽（ＬＲＣ  −Ｌｉｎｅｄ  Ｒｏｃｋ  Ｃａｖｅｒｎ−）としても知られてもおり、ぎっしり詰まった岩石１２に掘り込んだ掘削穴によって構成されたキャビティであり、高圧に漏れなく耐えるために適切な内張り１４を備えた壁面を有している。この種のキャビティは、岩塩キャビティ、隔離された地下水面および天然または人工のキャビティの代替手段を構成し、完全に漏れ止めされた態様で高圧の空気を貯蔵するのに特に適合している。
【００２５】
本発明の設備１０は、圧縮段・膨張段それぞれのための蓄熱器（つまり、中間圧力蓄熱器ＳＴ１および高圧力蓄熱器ＳＴ２）をさらに備えている。より詳細には、中間圧力蓄熱器ＳＴ１は、中間圧力圧縮器Ｋ１からの出口と高圧力圧縮器Ｋ２への入口との間に置かれている。中間圧力蓄熱器ＳＴ１はまた、空気タービンＴ１からの出口と空気タービンＴ２の入口とに接続されている。高圧力蓄熱器ＳＴ２は高圧力圧縮器Ｋ２からの出口と掘削キャビティＳＭに供給するための供給ダクト１６との間に置かれている。高圧力蓄熱器ＳＴ２はまた、空気タービンＴ１の入口へと接続されている。蓄熱器ＳＴ１およびＳＴ２はまた、岩石１２に掘り込まれた掘削穴に埋められている。それらの構造について以下に述べる。
【００２６】
空気の断熱圧縮によりエネルギーを貯蔵するための設備１０の操作は上記の説明から明白に理解されうる。この設備は、連続する複数の作動サイクルを受け、それぞれの作動サイクルは圧縮段階（好ましくは電気の請求書のためにオフピーク期間の間に行われる）とそれに続く膨張段階（好ましくはピーク期間の間に行われる）とを備えている。
【００２７】
圧縮段階の間には、空気は以下の通路（図１の太線）を通る。空気は中間圧力圧縮器Ｋ１によって第１の圧力レベル（例えば、約５７０℃で、約３４絶対バール）まで圧縮される。この圧縮された空気はそれから中間圧力蓄熱器ＳＴ１を通り抜け、圧縮熱を顕熱のかたちで中間圧力蓄熱器ＳＴ１内部に貯蔵する。一旦冷却されると、その圧縮された空気は高圧力圧縮器Ｋ２の入口へ注入されて、そこでさらに圧縮される。その高圧力圧縮器Ｋ２の出口では、顕熱のかたちで蓄えられる熱エネルギーを出すために空気が高圧（例えば、３５０℃で、約１５０絶対バール）に圧縮され、高圧力蓄熱器ＳＴ２を通り抜ける。高圧に圧縮された空気はその後、（５℃〜６０℃の範囲の）低温にて供給ダクト１６に続く掘削キャビティＳＭに貯蔵される。
【００２８】
次の膨張段階の間には、空気は以下の通路（図１の細線）を流れる。掘削キャビティＳＭの高圧で圧縮された空気は、圧縮段階とは逆の通路を通って高圧力蓄熱器ＳＴ２へ再注入される。圧縮空気は高圧力蓄熱器ＳＴ２を通り抜けてそこに蓄えられた熱エネルギーを回収する。このように加熱された圧縮空気は、高圧力蓄熱器ＳＴ２を出て、発電機Ａ１を経由して送電網ＲＴＥに供給される電気をつくり出すために、空気タービンＴ１の入口に注入される。空気タービンＴ１の出口において、圧縮空気はその後に中間圧力蓄熱器ＳＴ１へ送られ、熱エネルギーを回収するためにそこを通り抜ける。このように熱せられた空気はそれから空気タービンＴ２へ供給され、その空気タービンＴ２は（発電機Ａ１を経由して）送電網ＲＴＥへ同様に投入される電気をつくり出す。
【００２９】
図２および図３を参照して、エネルギー貯蔵設備の蓄熱器ＳＴ１、ＳＴ２の構造の説明を続ける。
【００３０】
それぞれの蓄熱器ＳＴ１、ＳＴ２は、岩石１２に掘り込まれた掘削穴に垂直に配置された実質的に円筒形状の外殻２０を備える。上端において、この外殻は圧縮段階の間に熱い圧縮空気の流れを受け入れる上端分配器２２を有し、下端には膨張段階の間に冷たい膨張空気の流れを受け入れる下端分配器２４を有する。この外殻には耐火材料層２６が充填されており、この層２６は分配器２２、２４の間に配置され、場合により複数の区画内に配置される。この層２６は、例えば流路を形成するセラミックレンガの積層によって構成されてもよい。その他の耐火材料層（ロックウール、耐火コンクリートなど）を当然に想定することができる。
【００３１】
設備１０の作動サイクルの間に、蓄熱器ＳＴ１、ＳＴ２は特有の拘束を受ける。熱力学的平衡の達成が困難である（圧縮段階と膨張段階との間で空気量が一定である）閉じた回路内で蓄熱器が動作することを上記の作動サイクルが示唆していることが理解できる。
【００３２】
設備１０の作動サイクルが続いている間、この熱力学的平衡が完全ではないという事実が蓄熱器の温度のドリフトにつながり、その結果、圧縮段階の期間において蓄熱器の出口の空気温度が徐々に上昇する結果をもたらす。
【００３３】
そのような温度のドリフトを防ぐために、本発明では２つの連続した作動サイクルの間に蓄熱器ＳＴ１、ＳＴ２それぞれの耐火材料層の底部区画（あるいは底部部分）２６ａを（冷却段階の間に）冷却して、熱力学的平衡を保証し、圧縮段階の間で蓄熱器の出口における要求された温度範囲以内を維持している（底部区画２６ａは下端分配器２４のごく近傍に位置している層部分である）。
【００３４】
この目的を達成するために、図２の実施形態では、それぞれの蓄熱器ＳＴ１、ＳＴ２は、耐火材料層の底部区画２６ａを冷却するための（例えば、水を用いる）液体冷却回路を含んでいる。
【００３５】
この水冷却回路は、耐火材料層の底部区画２６ａよりも上方に垂直に配置されている注水ストリップ３０を備えている（この底部区画２６ａは、圧縮器からの熱エネルギーを貯蔵するいわゆる活性な耐火材料層である残余からは、垂直方向に分離されている）。蓄熱器ＳＴ１、ＳＴ２の下端分配器からの出口に配置されたタンク３２は耐火材料の底部区画２６ａを冷却した水を回収する働きをする。この水冷却回路はまた、冷却段階の間に駆動されるポンプ３４とタンク３２から入る水を冷却するための熱交換器３６とを含む。より詳細には、熱交換機３６は空気冷却器を実装している外部回路あるいは（例えば湖や貯水池のような）冷水の供給源と接続されている。
【００３６】
熱交換器３６は耐火材料層の底部区画２６ａの要求温度への冷却を確保するように制御される。この温度は、圧縮段階の間に蓄熱器を離れる空気に対して要求された温度範囲に適合しなければならない。例として、それは圧力段階の間の平均の空気出口温度よりもわずかに低い温度である。
【００３７】
図３は、蓄熱器ＳＴ１、ＳＴ２の耐火材料層の底部区画２６ａの冷却で実施してもよい別の方法を示している。この実施例では、それぞれの蓄熱器は、耐火材料層の底部区画２６ａを冷却するための（例えば、空気を用いる）気体回路を含んでいる。
【００３８】
この空気冷却回路は、詳しくは、耐火材料層の底部２６ａの両端で、両端が蓄熱器ＳＴ１、ＳＴ２に開口している空気ダクト４０と、冷却段階の間に駆動される空気循環ファン４２と、下端分配器２４の出口から取り込まれた空気の流れを冷却するための熱交換器４４とを備えている。
【００３９】
熱交換器４４は、耐火材料層の底部区画２６ａを要求温度への冷却を確保するために制御される。この温度は、圧縮段階の間に蓄熱器から離れる空気に要求される温度範囲と適合しなければならない。
【００４０】
（液体噴射や気体での冷却による）冷却段階の持続期間は、消散されるべき熱量、水または空気の流量、さらには上記水または空気の入口温度と関連付けられたものであることに注意されるべきである。
【００４１】
どのような冷却技術であっても、冷却される耐火材料層の底部区画２６ａの寸法は多くのパラメーターに依存する。例として、耐火材料層の底部区画２６ａは、蓄熱器ＳＴ１、ＳＴ２の下端分配器２４から耐火材料層２６の全体の高さの約１０％に相当する高さまで延びていてもよい。
【００４２】
図４Ａから図４Ｃを参照して、蓄熱器の温度プロフィールに関する冷却段階の効果の説明を続ける。
【００４３】
図４Ａから図４Ｃは、本発明の蓄熱器を通り抜ける空気の流れ（上端分配器ＥCと下端分配器ＥFとの間の）の温度Ｔをプロットした曲線である。これらの曲線は、エネルギー貯蔵設備の所定数の作動サイクルの後で得られ、かつ、蓄熱器の一次元動的モデルに基づく、シミュレーションによって得られている。
【００４４】
圧縮段階（図４Ａ）の期間において、（上端分配器ＥCから下端分配器ＥFへ）蓄熱器を通り抜ける空気の流れの温度線Ｔ1は（蓄熱器内部の耐火材料の温度を示しているプロフィールＴMRと比較して）蓄熱器の下端分配器ＥFの方へ移動している。この温度線の移動は、全体的に起こるのではなく、熱輸送の遅延や長手方向の熱拡散によって生じる変化が加わっていることに注意されるべきである。
【００４５】
膨張段階（図４Ｂ）の期間において、（下端分配器ＥFから上端分配器ＥCへ）蓄熱器を通り抜ける空気の流れの温度線Ｔ2は初期位置へ戻る。それにもかかわらず、上記の変化のために温度プロフィールがより幅広になってしまい、蓄熱器の下端分配器ＥFの温度レベルは初期値まで戻らない。
【００４６】
最後に、膨張段階の後に続く冷却段階（図４Ｃ）は、蓄熱器の耐火材料層の底部の温度が望ましい値まで戻ることを可能にしている（図４Ｃで点Ｐと点ＥFの間に示されている部分に対応する温度プロフィール）。
【００４７】
したがって、エネルギー貯蔵設備の２つの連続的作動サイクルの間で耐火材料層の底部区画を冷却するということは、単一のサイクルの間の温度線の広がりを除去する熱量（蓄熱器の熱力学的な可逆動作を得るために除去される必要のある過剰熱）を制御することとなる。さらに、図４Ａから図４Ｃの曲線からは、蓄熱器の出口に配置された（熱交換器のような）独立した装置を用いた冷却では、非常に多くの量の除去される熱が要求されたであろうということが分かる。除去されるべき熱量が小さいという限りにおいて、本発明に提案された冷却はこのように全体的によりすぐれた熱力学的効率を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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