DE19645801A1 - Behälter mit einer Flüssigkeit zur Wärme- oder Kältespeicherung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Behälter mit einer Flüssigkeit zur Wärme- oder Kältespeicherung. Ein derartiger Behälter, dem an einer ersten Position über einen ersten Hohlkörper Wärme und an einer zweiten Position über einen zweiten Hohlkörper Kälte zugeführt wird, ist in dem Patent Behälter mit einer Flüssigkeit zur Wärme- oder Kältespeicherung (Patentanmeldung Aktenzeichen 195 16 837.2) angegeben. Dabei gehen von beiden Hohlkörpern Düsen aus, die in Rohre münden, die sich nur kurz über einen Bruchteil der Höhe des Behälters erstrecken und deren Achsen horizontal gegeneinander versetzt sind. Der zweite Hohlkörper soll dabei ringförmig ausgebildet sein. Dies ist eine für rotationssymmetrisch ausgebildete Behälter zweckmäßige Ausgestaltung.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Behälter der genannten Art anzugeben, bei dem die Hohlkörper für Behälter mit unterschiedlichen horizontalen Querschnitten besser geeignet sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beide Hohlkörper grundsätzlich beliebige Querschnittsformen haben können. Es kommt lediglich darauf an, daß die Düsen bzw. Rohre beider Hohlkörper horizontal gegeneinander versetzt sind, damit die aus den Düsen beider Hohlkörper ggf. gleichzeitig kommenden Strömungen sich nicht gegenseitig beeinträchtigen. So können für rotationssymmetrische Behälter die beiden Hohlkörper z. B. halbkreisförmig ausgebildet und um 180 Grad gegeneinander versetzt sein. Für Behälter mit rechteckigem oder länglichem Querschnitt ist dagegen ein länglicher Querschnitt der Hohlkörper zweckmäßig. Dabei können die Hohlkörper senkrecht übereinander angeordnet sein, um z. B. den Querschnitt des Behälters zu einem wesentlichen Teil auszufüllen. Um zu erreichen, daß die Düsen der beiden Hohlkörper bei einer solchen Ausgestaltung horizontal gegeneinander versetzt sind, ist es zweck­ mäßig, daß bei wenigstens einem Hohlkörper die Düsen gegenüber der Mitte des Hohlkörpers seitlich versetzt angebracht sind. Wenn die Hohlkörper horizontal versetzt übereinander ange­ ordnet sind, können die Düsen auch im wesentlichen in der Mitte der Hohlkörper angebracht sein.

In bestimmten Fällen ist es auch möglich, die Zufuhr von Wärme bzw. Kälte nicht über einen Wärmetauscher, sondern direkt über das Wärmespeichermedium 2 vorzunehmen. Bei Zufuhr von Wärme wird das erwärmte Medium direkt in den unteren Wärmeleitkörper eingeführt, wobei die Form des Wärmeleitkörpers im Prinzip unverändert bleiben kann. Entsprechendes gilt für die Zufuhr von abgekühltem Medium in den oberen Wärmeleitkörper 6. wird dem Wärmespeicher­ medium 2 außerhalb des Behälters Wärme entzogen oder zugeführt, so ist es vorteilhaft zwei Wärmeleitkörper in der Behältermitte derart zusammenzufügen, daß die Düsen der beiden Teile nach oben bzw. unten weisen, damit das zwischen beiden Wärmeleitkörpern zugeführte Medium entsprechend seiner Temperatur durch die oberen bzw. unteren Düsen strömt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen Behälter 1 mit einem horizontal rechteckigen Querschnitt, in dem zwei langgestreckte Hohlkörper oder Wärmeleitkörper 6 angeordnet sind, sowie einen Längsschnitt durch einen der Wärmeleitkörper.

Die dargestellte Form des Wärmeleitkörpers 6 dient einer besseren Temperaturschichtung des Wärmespeichermediums 2. Dem Behälter 1 wird über einen Wärmetauscher 3 mittels eines Wärmeträgers 8 Wärme zugeführt. An der Oberfläche des Wärmetauschers 3 lösen sich dadurch erwärmte Partikel des Wärmespeichermediums 2 und steigen wegen ihrer geringeren spezifischen Dichte nach oben. Dieser Vorgang Art ohne den Wärmeleitkörper 6 zu einer Vermischung des aufsteigenden erwärmten Mediums mit dem darüber befindlichen kälteren Medium. Der Wärmeleitkörper 6 leitet die erwärmten Partikel in die nach oben ausgerichteten düsenförmigen Öffnungen 7, wodurch sich einzelne Strömungskanäle 4 für das wärmere Medium durch das kältere umgebende Medium ergeben, durch die das wärmere Medium strömt, ohne sich mit dem umgebenden Medium zu vermischen, bis es eine Höhe erreicht, in der das umgebende Medium die gleiche Temperatur hat.

Im oberen Teil des Behälters 1 befindet sich ein zweiter Wärmetauscher 3' zur Wärmeentnahme. Die beiden Wärmetauscher 3 und 3' sind senkrecht übereinander angeordnet, und die düsenförmigen Öffnungen 7 sind zueinander horizontal versetzt, damit sich die kalte und die warme Strömung nicht gegenseitig beeinträchtigen. Die Wärmeleitkörper 6 haben dann die dargestellte asymmetrische Form. Bei horizontal versetzt angeordneten Wärmetauschern 3 und 3' können die Wärmeleitkörper 6 auch eine symmetrische Form haben.

Im Fall einer Kältespeicherung wird dem Behälter 1 mittels dem unteren Wärmetauscher 3 Kälte entnommen, also Wärme zugeführt, und durch den oberen Wärmetauscher 3' Kälte zugeführt, also Wärme entnommen.

Diese beschriebene Form der Hohlkörper als Wärmeleitkörper ist gut geeignet für einen Behälter mit rechteckigem Querschnitt. Bei anders geformten Behältern können die Wärmeleitkörper jede beliebige andere Form haben, wobei lediglich gewährleistet sein muß, daß die Düsen der beiden Wärmeleitkörper horizontal gegeneinander versetzt sind.

Bezugszeichenliste

1

Behälter

2

Wärmespeichermedium

3

Wärmetauscher

4

warmer Strömungskanal

5

kalter Strömungskanal

6

Wärmeleitkörper

7

düsenförmige Öffnungen

8

Wärmeträger

Claims (3)

1. Behälter mit einer Flüssigkeit zur Wärme- oder Kältespeicherung, dem an wenigstens einer ersten Position innerhalb des Behälters über einen ersten, nach unten offenen Hohlkörper, von dem nach oben wenigstens eine Düse ausgeht, Wärme und an wenigstens einer zweiten Position oberhalb der ersten Position über einen zweiten, nach oben offenen Hohlkörper, von dem nach unten wenigstens eine Düse ausgeht, Kälte zugeführt wird, wobei jede Düse ein im wesentlichen senkrechtes Rohr umfaßt, das sich nur kurz über einen Bruchteil der Höhe des Behälters ertreckt und dessen Achse gegenüber der Achse des anderen Rohrs horizontal versetzt ist.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hohlkörper länglich ausgebildet und senkrecht übereinander angeordnet sind und die Düsen gegenüber der Mitte des Hohlkörpers seitlich versetzt angebracht sind.

3. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hohlkörper länglich ausgebildet und horizontal versetzt übereinander angeordnet sind und die Düsen im wesentlichen in der Mitte der Hohlkörper angebracht sind.