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DE2054057A1 - Heat storage object - cont various chemicals with different latent heats and melting points - Google Patents

Heat storage object - cont various chemicals with different latent heats and melting points

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DE2054057A1
DE2054057A1 DE19702054057 DE2054057A DE2054057A1 DE 2054057 A1 DE2054057 A1 DE 2054057A1 DE 19702054057 DE19702054057 DE 19702054057 DE 2054057 A DE2054057 A DE 2054057A DE 2054057 A1 DE2054057 A1 DE 2054057A1
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DE19702054057
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Publication of DE2054057C2 publication Critical patent/DE2054057C2/de
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • F28D20/026Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat with different heat storage materials not coming into direct contact
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/06Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa
    • C09K5/063Materials absorbing or liberating heat during crystallisation; Heat storage materials
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

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Description

  • Körper zur Speicherung und zur Leitung von Wärme oder Kälte mit frei wählbarer spezifischer Wärmekapazität und mit frei wählbarer Wärmeleitfähigkeit.
  • Die Erfindung bezieht sich auf Körper insbesondere auf Baukörper, Baustoffe, Bauelemente, Bausteine, Werkstoffe sowie Pasten zur Speicherung oder zur Speicherung und Leitung von Wärme oder Kälte - im folgenden wirdnur noch von Wärme gesprochen, wobei aber Kälte als negative Wärme miteingeschlossen ist - mit ganz bestimmten frei wählbaren spezifischen Wärmekapazitäten und mit ganz bestimmten, frei wählbaren Wärmeleitfähigkeiten und hiervon und von der Dichte des Körpers abhängig auch mit wählbaren Temperaturleitfähigkeiten und Wärmeeindringfähigkeiten, also mit frei wählbaren thermischen Körpereigenschaften, die innerhalb der technischen und wirtschaftlichen Möglichkeiten nach einer vorgegebenen von der Temperatur und von den Raumkoordinaten abhängigen Funktion quasi gezüchtet sind.
  • Die bisher verwendeten Werkstoffe, Baustoffe und dergleichen insbesondere die Wärmespeicherkörper müssen mit jenen thermischen Eigenschaften verwendet werden, wie sie der Körper von Natur aus hat. Durch entsprechende Auswahl kann man selbstverständlich aus den vorhandenen Stoffen denjenigen aussuchen, der den gewünschten Eigenschaften am nächsten kommt. So werden für Wärmespeicher wie Winderhitzer, Kachelöfen und Nachtstromwärmespeicher solche Stoffe ausgesucht, die eine verhältnismäßig hohe spezifische Wärmekapazität besitzen und für Kältespeicher insbesondere solche Stoffe, bei denen man ihre latenten Wärmen ausnützt wie beispielsweise beim Eis (Stangeneis, Eiswürfel, Eis in Plastikbeuteln) sowie beim Trockeneis. Im Laboratorium wird zur Erzeugung einer exakt definierten ''Normaltl-Zimmertemperatur, die stundenlang beibehalten werden kann, die latente Wärme ausgenutzt, die beim Schmelzpunkt (17, 90C) eines Salzgemisches aus einem mol Glaubersalz und einem mol Kochsalz frei wird. Zum Speichern von Sonnenwärme, die später zum Heizen von Wohnräumen verwendet werden soll, wird beispielsweise die Schmelzwärme von Glaubersalz verwendet, die beim Schmelzpunkt 32, 40 C gebunden bzw. freigesetzt wird.
  • All diese Stoffe und Körper sowie Verfahren haben aber den großen Nachteil, daß man auf die vorhandenen Wärmeeigenschaften, insbesondere auf die spezifische Wärmekapazität und die latente Wärme der verwendeten Stoffe,keinen oder nur einen geringen Einfluß hat. So wird beispielsweise bei der elektrischen Fußboden- und Wandspeicherheizung nachts in der tarifgünstigen Zeit der Beton bzw. das Mauerwerk derart aufgeheizt, daß die Temperatur der Baustoffe erhöht wird. Diese Temperaturerhöhung bzw.
  • die dadurch gespeicherte Wärme muß jedoch täglich entsprechend der Witterung so gesteuert werden, daß für den ganzen folgenden Tag einerseits genügend Wärme gespeichert ist, daß aber andererseits auch wieder nicht zuviel Wärme im Speicher vorhanden ist, die z. B. auch bei einem uner -warteten Föneinbruch zwangsweise abgegeben wird und somit verloren ist.
  • Verstärkt trifft dies noch für jene elektrischen Wärmespeicher zu, die Wärme bei sehr hohen Temperaturen speichern wie bei den Wärmespeicher -öfen.
  • Durch richtige Festlegung der thermischen Eigenschaften,insbesondere der spezifischen Wärmekapazitäten und der Wärmeleitfähigkeiten der Fußboden-, Wand- und der Deckenwerkstoffe und durch die richtige Verwendung der nach der Erfindung gestalteten Körper bzw. Werkstoffe, wird es beispielsweise möglich, die Temperatur eines Wohnraum es über das ganze Jahr konstant zu halten. Eine beispielsweise zuviel gespeicherte Wärmemenge kann solange im Speicher aufgehoben werden, bis sie tatsächlich gebraucht wird, selbst wenn dies erst nach einem halben Jahr oder noch später der Fall sein sollte.
  • Bei geeigneter Dicke und Wärmeisolierung der Wand ist es sogar möglich, die Temperatur des Wohnraumes durch Speicherung von Wärme im Sommer und Kälte im Winter das ganze Jahr über konstant zu halten.
  • Die Erfindung befaßt sich also mit Körpern und Körperkombinationen, die nicht direkt von ihren naturgegebenen Wärmeeigenschaften abhängig sind, sondern bei denen die Körpereigenschaften quasi "gezüchtet" sind. So läßt sich z. B. ein Körper herstellen, der bei mehreren frei wählbaren Tem -peraturen und Temperaturbereichen latente Wärme binden bzw. freisetzen kann, und bei dem somit die "æcheinbare" spezifische Wärmekapazität in den Bereichen um diese Temperaturen innerhalb gewisser technischer und wirtschaftlicher Grenzen frei wählbar ist. Zusätzlich läßt sich schliefflich noch die Wärmeleitfähigkeit des Körpers innerhalb gewisser Grenzen frei verändern, und schließlich lassen sich die eigentlichen spezifischen Wärmekapazitäten, die latenten Wärmen sowie die Wärmeleitfähigkeiten des Kör -pers auch von den Raumkoordinaten abhängig züchten. Bei der Wärmeleit -fähigkeit ist es darüberhinaus noch möglich, diese von der Strömungsrich -tung der Wärme sowie von der Temperatur abhängig zu gestalten, d. h., daß in der einen Richtung, z. B. bei einer Wand von außen nach innen mehr Wärme in der Zeiteinheit und bei gleicher Temperaturdifferenz geleitet wird als in der Gegenrichtung.
  • Die zunächst sehr schwierig erscheinende Lösung des Erfindungsgedankens basiert auf verschiedenen einfachen Gesetzen und Feststellungen aus der Physik insbesondere der Thermodynamik und der Thermochemie. Diese sind: 1. Jeder reine Stoff besitzt einen Schmelz- bzw. Erstarrungspunkt, bei dem eine ganz bestimmte Wärmemenge, die Schmelzwärme, als latente Wärme frei bzw. gebunden wird.
  • 2. Viele Stoffe kommen in zwei oder mehreren Modifikationen vor, wobei die Umwandlung mit einer (meist kleinen) Wärmetönung verbunden ist.
  • 3. Durch Beimischen eines Stoffes B zu einem Stoff A wird der Erstarrungspunkt des stoffes A (oder genauer: der Beginn der Erstarrung des ersten reinen Stoffes A) erniedrigt, d. h., aus dem Erstarrungspunkt wird (bis zum Eutektikum) ein Erstarrungsbereich.
  • 4. Wird A mit B in einem ganz bestimmten, dem eutektischen Verhältnis gemischt, so erstarrt dieses Gemisch mit latenter Wärmetönung im Eutektikum bei konstanter Temperatur. Durch einen dritten, vierten, ...
  • Stoff können so noch beliebig viele weitere Eutektiken erhalten werden.
  • 5. Reagiert der Stoff A chemisch mit dem Stoff B, so daß eine Verbindung AB entsteht, so gewinnt man einen kongruenten Schmelzpunkt (bzw. beim Vorhandensein eines metastabilen Bereiches: einen inkongruenten Schmelzpunkt), den Schmelzpunkt der Verbindung AB, bei dem chemische Energie frei bzw. gebunden wird. Hier interessieren vor allem die Hydratationsvorgänge.
  • 6. Der Erstarrungsvorgang ist mit einer positiven oder negativen Volumenänderung verbunden, d. h., der feste Stoff schwimmt entweder auf der Schmelze, oder er liegt auf dem Boden.
  • 7. Befindet sich in einem geschlossenen (evakuierten) Gefäß, z. B. in einem langen senkrechten oben und unten geschlossenen Rohr etwas Flüssigkeit, so verdampft zunächst soviel Fllissigkeit,bis sich zwischen Dampf und Flüssigkeit bei der herrschenden Temperatur das Gleichgewicht einge -stellt hat. Wird nun die Gefäßwand auf der Dampfseite abgekühlt, so kondensiert dort der Dampf zu Flüssigkeit, diese gibt ihre Kondensationswärme an die Wand ab und fließt entlang der Wand auf den Boden des Gefäßes zurück. Da sich hierdurch der Dampfdruck erniedrigt hat, verdampft wieder etwas Flüssigkeit, wodurch diese und ihre Umgebung abgekühlt wer -den (Dampfheizungsprinzip). Auf diese Art und Weise können große Wärmemengen von unten nach oben geleitet werden, aber nicht von oben nach unten.
  • 8. Wird die Gefäßwand innen mit einem fließfähigen Stoff, z. B. mit Fließpapier belegt, derart, daß dieser Stoff mit Flüssigkeit vollgesaugt ist, so ist die Wärmeleitfähigkeit dieser Anordnung nicht mehr von einem Gravita -tionsfelde abhängig, d. h., es kann genau so gut Wärme von oben nach un -ten geleitet werden wie von unten nach oben (Prinzip des Wärmeleitrohres).
  • 9. Kurzwellige (sichtbare) Strahlung geht fast ungehindert durch glasklare Stoffe, für langwellige Wärmestrahlung sind diese Stoffe aber undurchläs -sig, so daß die Strahlungswärme zurückgehalten wir (Treibhauseffekt).
  • Die Lösung der Erfindung bezüglich der Wärm ekap az ität besteht darin, daß man den gewünschten Körper aus wenigen bis sehr vielen kleinen bis kleinsten voneinander getrennten Hohlräumen aufbaut, die man mit den entsprechend der Aufgabenstellung ausgesuchten Stoffen, den Wärmespeicherstoffen, füllt. Das Herstellen solcher Hohlräume in dem Körper kann auf die verschiedenartigsten Weisen erfolgen. Die sicherste und beste Art und Weise besteht darin, daß der Wärmespeicherstoff in kleine Glas kugeln oder Glaszylinder oder sonstige Glasgefäße eingeschmolzen wird. Der Wärmespeicherstoff kann außerdem in Kunststoffgefäße jeder Form eingeschmolzen werden Auch kann der feste Wärmespeicherstoff zu Kugeln oder ande -ren Körperformen geformt werden, die mit Kunststoff, Bitumen, Paraffin oder einem ähnlichen Stoff überzogen werden. Schließlich kann der Wärmespeicherstoff in die Hohlräume von porösen Stoffen wie beispielsweise Bimsstein, Kieselgur, aufgeschäumten Kunststoffen durch Aufsaugen eingefüllt werden. Die so vorbereiteten Gefäße mit den ausgesuchten Wärmespeicherstoffen lassen sich jetzt zu (Wärmespeicher-)Körpern, beispielsweise Bausteinen, weiterverarbeiten, z. B. durch Untermischen unter Beton, unter Gießharz, unter Gips usw. Im einfachsten Falle wird der Wärme speicher -stoff, der meistens als Salz oder Salzschmelze vorliegt, direkt mit dem Gießharz, dem Bitumen oder einer sonstigen Vergußmasse vermischt.
  • Die Auswahl der geeigneten Wärmespeicherstoffe hängt ganz von der Aufgabenstellung ab. Soll z. B. nur ein Wärmespeicherkörper für eine elektrische Speicherheizung für Wohnungen hergestellt werden, der bei ca. + 25 C große Wärmemengen speichern kann, so wird man einen Stoff oder ein Stoffgemisch aussuchen, das bei + 250 C einen Schmelzpunkt, einen kongruenten Schmelzpunkt oder ein Eutektikum hat. Unter den vielen Stoffen und Stoffgemischen wird man den Wärmespeicherstoff aussuchen, der ungefährlich, billig und möglichst nicht korrosiv ist, und der je Volum en -Einheit eine hohe Schmelzwärme besitzt. Dies könnte beispielsweise ein eutektisches Stoffgemisch des Systems H20 - CaCl2 - MgCl2 (Eutektikum bei 25, 150C) oder des Systems H20 - Na2CO3 - K2 CO3 (Eutektikum bei 25, 120C) sein.
  • Soll der Wärmespeicherkörper zusätzlich noch einen Haltepunkt (latente Wärmetönung) bei ca. +180C haben und soll die (scheinbare) spezifische Wärmekapazität zwischen +18 0C und +250C sehr hoch sein, so läßt sich beispielsweise für den Haltepunkt +180C das eutektische Stoffgemisch des Systems Glaubersalz - Kochsalz (Eutektikum bei +17,9°C) verwenden und für die (scheinbar) hohe spezifische Wärmekapazität ein Gemisch aus 1 kg Glaubersalz + 2,2 mol Kochsalz. Der Schmelzpunkt von Glaubersalz liegt bei + 32, 40C; die kryoskopische Konstante = 3, 27 K je mol und je kg Lö -sungsmittel, d. h. der Beginn der Erstarrung dieses Gemisches liegt bei der Temperatur -1 T = (273 + 32, 4)K - 2, 2mol x 1kg x 3, 27K x mol x kg = (273 + 25, 2)K.
  • Die letztgenannte Mischung mit dem Erstarrungsbereich von 25, 2°C bis + 17, 9 0C hat ihrerseits beim Eutektikum (t = + 17, 90C) einen Haltepunkt mit latenter Wärmetönung. Werden nun diese drei verschiedenen Warmespeicherstoffe in oben beschriebene Gefäße getrennt abgefüllt, und werden diese Gefäße in verschiedenen Verhältnissen zu einem Wärmespeicherkörper durch Beton, Gips, Gießharz oder einer sonstigen Vergußmasse ver -einigt, so besitzt dieser Wärmespeicherkörper die gewünschten thermischen Eigenschaften bezüglich der Wärmekapazität. Durch Zugabe von weiteren Gefäßen mit einem Stoffgemisch aus 1kg Glaubersalz + Xn mol Kochsalz (mit Xn = xl; x2; X3; . . . ) läßt sich der Kurvenverlauf der (scheinbaren) spezifischen Wärmekapazität darüber hinaus noch zwischen + 32, 40C und 0 + 17, 9 C nach Belieben beeinflussen. Mit anderen geeigneten (binären, ternären, quaternären, ...) Wärmespeicherstoff-Kombinationen und mit geeigneten Mischungen solcher Wärmespeicherstoff- Kombinationen läßt sich innerhalb gewisser technischer und wirtschaftlicher Grenzen so jede beliebige Funktion der Wärmekapazität erfüllen.
  • Werden solche Wärmespeicherstoffe gewählt, die an der Atmosphäre weder verwittern noch Wasser zusätzlich aufnehmen oder abgeben, und die betonverträglich sind, so können diese Stoffe direkt von fertigen porösen Mauersteinen wie Bimsbausteinen in flüssigem Zustand aufgesaugt werden, ohne daß zusätzlich Dampfdiffusionssperren angebracht werden müssen. Trifft dies nicht zu, so kann der Stoff so ausgewählt werden, daß sein Dampf -druck bei der Schmelzpunktstemperatur oder der mittleren Betriebstem -peratur etwa so groß gewählt wird, wie der mittlere jährliche Dampfdruck des atmosphärischen Wasserdampfes, wobei der Dampfausgleich zusätz -lich noch durch eine Wasserdampfdiffusionssperre z. B. Aluminium-Folie + Kunststoff-Folie gebremst werden kann. Die Wahl des Dampfdruckes kann andererseits auch erforderlich sein, wenn die Wärmespeicherstoffe in Kunststoff eingebettet werden und die Gefahr besteht, daß sich die Eigen -schaften des eingebetteten Wärmespeicherstoffes im Laufe der Jahre durch Wasseraufnahme oder -abgabe ungünstig verändern.
  • Die Lösung der Erfindung bezüglich der Wärmeleitfähigkeit besteht darin, daß Stoffe mit sehr guten oder sehr schlechten Wärmeleitfähigkeiten z. B. Metalle wie Kupfer, Aluminium oder Wärmedämmstoffe wie Poly -styrolschaum (Styropor), Polyurethanschaum, Kork usw. in geeigneter Form (z. B. kugelförmig, pulverförmig, zylinderförmig, plattenförmig) und in geeigneter Lage (horizontal, vertikal oder z. B. unter 450), bzw., daß Gefäße von bestimmter Form (länglich, rohrförmig, plattenförmig) und bestimmter Fiillung (Siedeflüssigkeit mit oder ohne fließfähigen Stoff auf der Gefäßwand; Schmelzflüssigkeit mit schwererem oder leichterem Feststoff als Flüssig -keit; Konvektionsflüssigkeit) und Lage, bzw., daß glasklare u. U. auch transparente Stoffe u. U. sogar über ein Vakuum in geeigneter Weise mit oder ohne den bereits beschriebenen Wärmespeicherstoffen zusammenge -bracht bzw. zusammenvergossen werden. Dieser Erfindungsgedanke wird im folgenden näher beschrieben.
  • Die bereits beschriebenen Wärmespeicherkörper mit den verschiedenen Wärmespeicherstoffen haben zunächst eine naturgegebene Wärmeleitfähigkeit.
  • Ist diese für den vorgegebenen Anwendungsfall zu groß, so läßt sie sich -wenn man beispielsweise einen isotropen Körper haben will- durch Zumischen von Meinen bis kleinsten Kunststoffschaum-Kugeln, durch Korkmehl oder durch einen anderen Stoff mit kleinerer Wärmeleitfähigkeit verringern. Soll der Körper aber anisotrope Eigenschaften besitzen, so muß der zugemischte Stoff längliche Abmessungen haben und entsprechend den gestellten Forderungen ausgerichtet sein. Man kann beispielsweise zylinderförmige gleichgerichtete Stäbchen aus Kunststoffschaum mit einbauen, noch besser aber dünne, parallelliegende Kunststoffschaum-Platten, die mit den bereits plattenförmigen Wärmespeicherkörpern verleimt sind. Anstelle von Stoffen mit schlechten Wärmeleitfähigkeiten können auch evakuierte Gefäße verwendet werden.
  • Ist jedoch die naturgegebene Wärmeleitfähigkeit zu gering, so lassen sich in oben beschriebener Weise Stoffe beimischen, die eine bessere Wärme -leitfähigkeit besitzen wie z. B. Metallpulver, Metallkugeln, Metallstäbchen (Nadeln), Metallplatten aus beispielsweise Kupfer, Aluminium, Blei. Durch geeignete Auswahl der Metalle nach ihrer Dichte kann man zusätzlich noch die Dichte des Gesamtkörpers beeinflussen.
  • Soll die Wärmeleitfähigkeit in einer Richtung größer sein als in der Gegenrichtung, und soll dies darüberhinaus nur bei einer ganz bestimmten Tem -peratur bzw. in einem ganz bestimmten Temperaturbereich der Fall sein, so läßt sich dies u. a. durch Wärmeleitelemente nach folgenden Methoden erreichen: 1. In einem oben und unten geschlossenen evakuierten senkrechten oder schräg stehenden Gefäß, insbesondere in einem Rohr befinden sich einige Tropfen einer (leicht siedenden Siede-)Flüssigkeit (Dampfheizungseffekt). Dieses Rohr leitet bei j e d e r Temperatur Wärme von unten nach oben, solange in dieser Richtung ein Wärmegefälle vorhanden ist. Ist jedoch durch geeignete Maßnahmen z. B. durch ent -sprechende Rollmembrane oder durch Standrohre, z. B. durch quecksilbergefüllte U-Rohre, sowie durch ein Schutzgas dafür gesorgt, daß der Druck im Gefäß, insbesondere im Rohr in etwa konstant und etwa gleich dem Atmosphärendruck bleibt, so verdampft die Flüssigkeit erst, wenn der zu diesem Druck gehörige Siedepunkt der Flüssigkeit erreicht ist, d. h., die erhöhte einseitige Wärmeleitfähigkeit ist erst ab einer Temperatur über dem Siedepunkt gegeben.
  • 2. In in sich geschlossenen Rohrsystemen, die ganz mit Flüssigkeit gefüllt sind, beginnt die Flüssigkeit zu zirkulieren, sobald im System, hauptsächlich an den auf- und absteigenden Abschnitten, Temperaturunterschiede auftreten (Prinzip der Schwerkraftheizun g).
  • 3. Befindet sich in einem senkrechten Rohr ein Stoff (rein oder als Lö -sung), insbesondere ein Wärmespeicherstoff, bei dem die feste Phase beim Schmelzpunkt ein größeres Volumen einnimmt als die flüssige Phase, so wird a) beim Erstarrungs vorgang die Wärme von unten nach oben langsamer transportiert als von oben nach unten.
  • Ist der Stoff zunächst ganz flüssig und wird das Rohr von unten her abgekühlt ( unten <toben)> so bilden sich unten die ersten Kristalle, die, weil sie leichter sind als die Flüssigkeit, nach oben steigen, zuerst bereits beim Hochsteigen unterwegs schmelzen, sich aber schließlich oben ansammeln und dort allmählich schmelzen. Ein Festsetzen der Kristalle an der unteren Rohrwand läßt sich beispielsweise dadurch verhindern, daß unter die, die Kristalle bildende Flüssigkeit zusätzlich eine solche Flüssigkeit gegeben ist, die schwerer ist als die obere, die sich nicht mit dieser vermischt, bzw., die sich nicht in ihr löst, die möglichst eine größere Wärmeleitfähigkeit besitzt als der Werkstoff der Rohrwand, und die einen höheren Schmelzpunkt hat als die obere Flüssigkeit. Die Kristalle bilden sich dabei nicht an der festen Rohrwand, sondern an der Trennschicht der beiden Flüssigkeiten, so daß die Kristalle ungehindert hochsteigen können, sobald sie eine bestimmte Größe erreicht haben, und die Auftriebskraft größer ist als die Kraft der Oberflächenspannung in der Trenn -schicht.
  • Durch dieses Aufsteigen der Kristalle findet ein Wärmetransport von unten nach oben statt,bzw., ein Wärmetransport von oben nach unten.
  • Wird das Rohr aber oben abgekühlt (toten < tunten), so bilden sich die Kristalle oben und bleiben oben; lediglich durch Wärmeleitung und Konvektion aber nicht durch den Transport von la -tenter Wärme wird hierbei Wärme von unten nach oben transportiert.
  • b) Auch beim Schmelzvorgang wird Wärme schneller von oben nach unten transportiert als umgekehrt. Dies ist dann der Fall, wenn der feste Kern im Rohr zuerst von der Rohrwand her der -art abschmilzt, daß der ganze Kern nach oben steigt, und die sich in der Zwischenzeit oben angesammelte Flüssigkeit zwischen Kern und Rohrwand nach unten wandert. Dieser beschriebene Schmelzvorgang von der Wand her tritt ganz besonders dann ein, wenn der Rohrwerkstoff ein guter Wärmeleiter ist.
  • 4. Befindet sich in einem senkrechten Rohr ein Stoff (rein oder als Lösung) insbesondere ein Wärmespeicherstoff, bei dem die feste Phase beim Schmelzpuiikt ein kleineres Volumen einnimmt als die flüssige Phase, so sind die Vorgänge umgekehrt wie unter 3. beschrieben, d. h., die Wärme wird von unten nach oben schneller trans -portiert als von oben nach unten.
  • Werden die unter 1. bis 4. beschriebenen Gefäße bzw. Rohre nicht senk -recht gestellt, sondern geneigt, z. B. unter 450, so kann man die bevorzugte Unten-Oben-Richtung oder Oben-Unten-Richtung auch in eine Rechts-Links - Richtung bzw. Links -Rechts-Richtung verwandeln.
  • Handelt es sich um Sonnenwärme (Strahlungswärme), die man "einfangen" und "konservieren" will, z. B. zum Heizen von Wohnungen, Ställen, Bie -nenständen, Gewächshäusern, Frühbeeten, Straßen u. U. sogar kalten Fallwinden in Weinbergen oder Obstplantagen usw., so läßt sich dies durch geeignete Kombinationen der oben beschriebenen Einzelelemente erzielen. Die Wirkung kann allerdings dadurch noch wesentlich erhöht werden, daß man zusätzlich noch glasklare (u. U. auch transparente) Stoffe, wie Glas, durchsichtige Kunststoffe (Polystyrol, Polycarbonat) oder Gießharze einbaut. Diese Stoffe können auch mehrschichtig angewendet werden (z. B. Thermopanescheiben) wobei der Zwischenraum zwischen diesen Schichten auch evakuiert oder mit einem hochmolekularem Gas mit grosser "freier Weglänge" der Moleküle gefüllt sein kann.
  • Im folgenden soll das bisher Dargelegte im einzelnen anhand von Zeichnungen beschrieben werden.
  • In den Figuren 1 bis 3 sind beispielsweise einige einfache, theoretische Grundlagen von binären Stoffsystemen beschrieben. In den Figuren 4 bis 5 sind Wärmespeicherkörper schematisch dargestellt und zwar mit den Wärmespeicherelementen, insbesondere mit den Wärmespeicherge -fäßen, die nur zur Erzeugung der gewünschten (scheinbaren) spezifischen Wärmekapazität des Körpers eingesetzt sind. Die Figur 6 stellt schematisch einen Wärmeleitkörper dar, links mit schlechten und rechts mit guten Wärmeleitern, oben isotrop und unten anisotrop und die F i gu r 7 zeigt Wärmeleitelemente. Die Figur 8 schließlich zeigt einige Kombination smö glichkeiten der beschriebenen Wärme speiche rkörper und der Wärmeleitkörp er mit den beschriebenen Wärm eleitelementen.
  • Im einzelnen stellen dar: Figur 1 a: Ein Schmelz-Erstarrungsdiagramm eines binären Stoffgemisches aus Stoff A und Stoff B mit einem Eutektikum C sowie den willkürlich eingezeichneten Stoffgemischen D, E und F.
  • Figur 1 b: Die den Konzentrationsverhältnissen in Figur 1 a entsprechenden zeitlichen Abkühlungskurven A, B, C, D, E und F mit den Haltepunkten 1, den Erstarrungsbereichen 2 und den Knickpunkten 3.
  • Figur 2 a: Ein Schmelz-Erstarrungsdiagramm eines binären Stoffgemisches aus Stoff A und Stoff B mit vollkommener Mischbarkeit in festem Zustand sowie den willkürlich eingezeichneten Stoffgemischen C und D.
  • Figur 2 b: Die den Konzentrationsverhältnissen in F i gu r 2 a entsprecllenden zeitlichen Abkühlungskurven A, B, C und D, mit den Haltepunkten 1, den Erstarrungsbereichen 2 und den Knickpunkten 3.
  • Figur 3: Ein Schmelz-Erstarrungsdiagramm eines binären Stoffgemisches aus Stoff A und Stoff B, die miteinander eine chemische Verbindung AB eingehen, wobei Stoff A sowie Stoff B mit der chemischen Verbindung AB jeweils ein Schmelz-Erstarrungsdiagramm nach Figur 1 bilden, mit dem Eutektikum C1 und C2 und dem (konkruenten) Schmelzpunkt S der Verbindung AB.
  • Figur 4: Einen Wärmespeicherkörper,der beispielsweise aus verschiedenen Wärmespeichereinzelelementen aufgebaut ist und zwar nur aus solchen Elementen, die primär nur zur Erzeugung der gewünschten (scheinbaren) spezi -fischen Wärmekapazitäten des Körpers bestimmt sind. In der Vergußmasse 4 des Körpers, die beispielsweise aus Gießharzen, aus Bitumen, aus Beton (Mörtel), aus Gips oder dergleichen besteht, befinden sich verschiedene Räume, z. B. 5, 7, die mit dem eigentlichen Wärmespeicherstoff 6 teilweise (5) oder ganz (7) gefüllt sind. Der Raum 7 ist beispielsweise dadurch entstanden, daß der Wärmespeicherstoff 6 als großer fester Stoffklumpen oder als Kristall der Vergußmasse 4 direkt untergemischt worden ist. Bei Raum 8 wurden z. B. feine Kristalle, Mehl oder auch kleine Flüssigkeits -tröpfchen (Emulsion) des Wärmespeicherstoffes 6 direkt der Vergußmasse 4 beigemischt, während die kugelförmigen Gefäße 9 oder die würfelförmigen Gefäße 10, die beispielsweise aus Glas, Kunststoff oder dergleichen beste -hen können, zuerst mit dem Wärmespeicherstoff 6 gefüllt und dann der Vergußmasse 4 beigemischt wurden. Die Sechskantgefäße oder polyederartige Gefäße 11 erzielen (ähnlich den Bienenwaben) eine gute Raumausnützung bei wenig Vergußmasse 4. Die (Mikro-)Räume 12, die mit Wärmespeicherstoff 6 gefüllt sind, sind die ausgefüllten Hohlräume von porösem Material 13 wie beispielsweise Bimsstein, Kieselgur, aufgeschäumter Kunststoff und derglcichen, wobei die einzelnen Materialbrocken 13 auch mit einem Über -zug 14 wie Kunststoff, Gießharz, Wachs, Bitumen und dergleichen überzo -gen sein können. Sogar die einzelnen Stoffklumpen oder Kristalle aus dem Wärm£speidierstoft 6 können mit einem Überzug 15 aus Kunststoff, Gießharz, Wachs, Bitumen usw. zur Verhinderung der (Wasser-)Dampfdiffusion überzogen sein. Anstelle eines aufgebrachten Überzuges kann der Wärmespeicherstoff 6 auch in verschweißte Kunststoff-Folien 16 verpackt der Vergußmasse 4 untergemischt worden sein.
  • Figur 5: Einen Wärmespeicherkörper der außer der Vergußmasse 4 (Beton) dem Kunststoffgefäß 17 mit der Schweißnaht 18 sowie dem Monierstahl 19 nur aus einem großen Raume 5 mit Wärmespeicherstoff 6 besteht.
  • Figur 6: Einen Wärmeleitkörper bzw. einen Wärmespeicher- und Wärmeleitkörper, der beispielsweise aus verschiedenen Wärmeleiteinzelelementen aufgebaut ist, und zwar nur aus solchen Elementen, die primär nur zur Er -zeugung der gewünschten Wärmeleitfähigkeit des Körpers bestimmt sind.
  • Ist die Vergußmasse 25 des Körpers identisch mit der Vergußmasse 4 in Figur 4, so ist der Körper nur ein Wärmeleitkörper. Enthält aber die Vergußmasse 25 Wärmespeicherelemente nach Figur 4, so ist der Kör -per ein Wärmespeicher- und Wärmeleitkörper. Der Einfachheit halber sind in Figur 6 nur die einzelnen Wärmeleiteinzelelemente dargestellt, und zwar auf der linken Hälfte (I) die Einzelelemente, die die Wärmeleitfähigkeit des Körpers verkleinern, auf der rechten Hälfte (II) die Einzel -elemente, die die Wärmeleitfähigkeit des Körpers vergrößern, auf der oberen Hälfte a ist die Wärmeleitfähigkeit des Körpers richtungsunabhängig, also isotrop und auf der unteren Hälfte b richtungsabhängig, also anisotrop.
  • Im einzelnen stellt Figur 6 dar: Schaumstoffkugeln 26, Schaumstoffpulver bzw. Korkmehl 27, ungeordnete Schaumstoffstäbchen 28, Glaswolle, Steinwolle oder dergleichen 29, geordnete Schaumstoffstäbchen 30, geordnete Schaumstoffplatten 31, ein mit Luft, einem Gas, einem hochmolekularem Gas gefüllter bzw. evakuierter Raum 32 mit Isolierwirkung, Metallkugeln 33, Metallpulver 34, ungeordnete Metallstäbe 35, Metallfasern 36, geordnete Metallstäbe 37, Metallplatten 38, ein im Raum senkrecht stehendes Wärmeleitelement 39 und ein schräg stehendes Wärmeleitelement 40 nach Figur 7.
  • Figur 7: Wärmeleitelemente zum Einbauen in Wärmespeicher- und Wärmeleitkörper wie bereits in Figur 6 (39 und 40) gezeigt, zur Erzielung einer bevorzugten Wärmeleitrichtung.
  • 7 a: Die Siedeflüssigkeit 41 verdampft (42) in den evakuierten Raum 45 und kondensiert (43) an der kälteren Rohrwand 44. Die Wärmeübertragung erfolgt bevorzugt von unten naeh oben, und zwar bei allen Temperaturen.
  • Nicht dargestellt sind die Druckausgleichvorrichtungen wie Roll-Membran, Standrohr usw. bei Rohren mit Druckausgitich.
  • 7 b: Wärmeleitrohr: In den Kapillaren des fließfähigen Stoffes 46 befindet sich (Siede-)Flüssigkeit 41, von der soviel in den (evakuierten) Raum 45 ver -dampft, bis Gleichgewicht herrscht. Wird das Wärmeleitrohr an irgend -einer Wandstelle abgekühlt, so kondensiert dort Flüssigkeit aus dem Raum 45, diese gibt Wärme ab und wird von den Kapillaren aufgenommen und, wenn erforderlich, darin weitergeleitet. Da durch den Kondensationsvor -gang der Dampfdruck im Raume 45 gesunken Ist, verdampft an den wärmeren Stellen des Wärmeleitrohres entsprechelld wieder Flüssigkeit. Durch den Dampf-Flüssigkeitstransport wird so liner dafür gesorgt, daß im Wärmeleitrohr fast konstante Temperatur herrscht. Die Wärmeübertra -gung erfolgt bevorzugt in Längsrichtung des Rohres und zwar unabhängig von einem Gravitationsfeld.
  • 7 c bis f: Befindet sich in dem Rohr 47 ein Stoff 48 (Stoff allgemein: 48; flüssige Phase: 48 a; feste Phase: 48 b) mit der Eigenschaft, daß er in festem Zustande leichter ist als in flüssigem, wie beispielsweise Wasser (Schmelzpunkt 0 C), Anetol (21, 6 0C), Diphenylmethan (24, 680C), Di -phenyläther (26, 870C), Orthokresol (31, 10C), Naphthalin (80, 210C) oder ein Stoffgemisch der Zusammensetzung D nach Figur 1 unter der Voraussetzung, daß die Dichte von A kleiner ist als die Dichte von B, bzw. von D, und wird das untere Rohrende von 47 unter den Schmelz -punkt der Flüssigkeit 48 a abgekühlt (7c), so bilden sich hier Kristalle 49, die in der Flüssigkeit 48a nach oben transportiert werden und dort schmelzen, wenn die Temperatur t am oberen Ende des Rohres 47 über 0 dem Schmelzpunkt des Stoffes 48 liegt. Hierdurch wird Kälte von unten nach oben bzw. Wärme von oben nach unten transportiert. Damit die Kristalle 49 sich beim Entstehen nicht an der Wand des Rohres 47 festsetzen, ist in das Rohr zusätzlich eine Flüssigkeit 50 mit folgenden Ei -genschaften eingefüllt: Schwerer als 48, Schmelzpunkt größer als 48, nicht mischbar mit 48. Die Kristalle 49 bilden sich so an der Trennfläche der beiden Flüssigkeiten 48 a und 50 und treiben nach oben, sobald die Oberflächenspannung überwunden ist.
  • Ist die Temperatur t am unteren Ende des Rohres 47 jedoch größer als u t (Figur 7d), so wird die Wärme nur durch Wärmeleitung und Konvek -tion nach oben geleitet, während im Falle der Figur 7 c neben der Wärmeleitung zusätzlich noch latente Wärme transportiert wird. Um den Sciunelzpunktbereich des Stoffes 48 ist demnach die Wärmeleitfähigkeit von oben nach unten größer als von unten nach oben. Die Länge der Pfeile mit der Bezeichnung "Wärme" soll den Unterschied veranschaulichen.
  • Die Figuren 7c und 7d zeigen das beschriebene W;irieleiteleent für (ILn Fall, daß die Temperatur der Itohrumgehung vol d('ll) Abkühlungsvorgang bereits über dem Schmelzpunkt von 48 lag und t (in Figur 7c) bzw. t u 0 (in Figur 7d) unter den Schmelzpunkt von 48 abgesunken ist.
  • Die Figuren 7e und 7f zeigen den Fall, daß die Umgebungstemperatur des Rohres 47 vor dem Erwärmungsvorgang unter dem Schmelzpunkt von 48 lag, und daß das Rohr zunächst von oben (Figur 7e) bzw. von unten (Figur 7f) über den Schmelzpunkt von 48 erwärmt worden ist.
  • Ist in Figur 7e die Wärmeleitfähigkeit des Rohrwerkstoffes noch größer als die von 48 b, so wird schnell Flüssigkeit zwischen 48b und Rohr 47 durch Schmelzen von 48b entstehen, so daß nach einiger Zeit der ganze Zylinder 48b nach oben steigt und sich die Flüssigkeit 48 a über 50 sammelt, so daß dann etwa die in Figur 7c dargestellten Verhältnisse vorliegen.
  • Hat der Stoff 48 jedoch die Eigenschaft, daß er in festem Zustand schwerer ist als in flüssigem, oder besteht der Stoff 48 aus einem Stoffgemisch der Zusammensetzung F nach Figur 1 unter der Voraussetzung, daß die Dichte von B größer ist als die Dichte von A bzw. von F, so läßt sich der nach Figur 7c bis 7f beschriebene Vorgang in entsprechender Weise gerade urnkehren (65 in Figur 8).
  • Figur 8: Eine Kombination der bisher geschilderten Wärme speicherelemente und Wärmeleitelemente u. a. unter Ausnutzung des Treibhaus effektes bzw. des I'arabolsyçiegeleffektes .
  • Neben den bereits beschriebenen Gegenständen sind zusätzlich dargestellt: Die kurzwellige Wärme strahlung, insbesondere die Sonnenstrahlung 60, ein lieflektor Gl, insbesondere ein Parabolspiegel (fest oder nachlaufend) mit der (Siede-)Flüssigkeit 41 im Brennpunkt des Parabolspiegels, eine (physikalisch ) geschwärzte, gut wärmeleitende Platte 62, ein durchsichtiger u. U. transparenter Stoff 63, ein großes Gefäß 64, gefüllt mit Wärme -speicherstoff 6, Wärmeleitelement 65 nach Figur 7c bis f, jedoch mit Stoff 48,bei dem die feste Phase 48 b schwerer ist als die flüssige Phase 48a und ein mit einer Konvektions-Flüssigkeit 66 gefülltes Rohrsystem 67 zum Ausgleich von irgendwelchen Temperaturdifferenzen im Körper.

Claims (30)

Patentansprüche
1. Körper zur Speicherung oder zur Speicherung und Leitung von Wärme dadurch gekennzeichnet, daß Räume des Körpers mit derart ausgesuchten Wärmespeicherstoffen oder mit derart ausge -suchten Wärmespeicherstoffen und Wärmeleitstoffen bzw. Wärmeleitelementeoganz oder teilweise- gefüllt sind, daß die spezifi -sche Wärmekapazität und die Wärmeleitfähigkeit des Körpers so verändert werden, daß diese einer, von der Temperatur und von den Ortskoordinaten abhängigen, frei wählbaren Funktion folgen.
2. Körper nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmespeicherstoffe aus solchen reinen chemischen Stoffen, bzw. aus solchen reinen chemischen (binären, ternären, quaternären usw.) Stoffgemischen, insbesondere aus solchen Salzen bzw. deren Hydraten bestehen, die bei ganz bestimmten, entsprechend der Aufgabenstellung aus gesuchten Temperaturpunkften bzw. Temperaturbereichen ihre Schmelzpunkte, ihre kongruenten Schmelzpunkte, ihre inkongruenten Scllmelzpunkte, ihre Umwandlungspunkte, ihre Eutektiken, ihre Schmelzbereiche mit ihren latenten Schmelzwärmen bzw. Umwandlungswärmen haben.
3. Körper nach Anspruch 1 mit Wärmespeicherstoffen nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß diese zusätzlich mit gelartigen oder thixotropen Stoffen, insbesondere mit Gelatine vermischt sind.
4. Körper nach Anspruch 1 mit Wärmespeicherstoffen nach Anspruch 2 und 3 dadurch gekennzeiclinet, daß alle Räume gleichermaßen gestaltet sind.
5. I(iiipei nach Anspruch 1 Init Wärinespeicherstoffen nach Aiispi'ncli 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Räume verschiedenartig gestaltet sind.
6. Körper nach Anspruch 1, 4 und 5, mit Wärmespeicherstoff nach Anspruch 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß alle aus gefüllten Räume mit nur einem Wärmespeicherstoff gefüllt sind.
7. Körper nach Anspruch 1, 4 und 5 mit Wärmespeicherstoffen nach Anspruch 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß alle ausgefüllten Räume mit unterschiedlichen Wärmespeicherstoffen gefüllt sind
8. Körper nach Anspruch 1, 4, 5 und 7 mit Wärmespeicherstoffen nach Anspruch 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß alle ausge -füllten Räume in einem ganz bestimmten Gewichtsverhältnis mit unterschiedlichen Wärme e speiche rstoffen gefüllt sind.
9. Körper nach Anspruch 1, 4, 5, 7 und 8 mit Wärmespeicherstoffen nach Anspruch 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß alle ausgefüllten Räume in einem ganz bestimmten Gewichtsverhältnis, räumlich gleichmäßig verteilt mit unterschiedlichen Wärme speicherstoffen gefüllt sind.
10. Körper nach Anspruch 1, 4 bis 9 mit Wärmespeicherstoffen nach Anspruch 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus wenigen, vielen bis sehr vielen ausgefüllten Makro- bis Mikroräumen auf -gebaut ist.
11. Körper nach Anspruch 1 mit Wärmespeicherstoff nach Anspruch 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Körper als einzelnes Bau -element nur aus einem mit Wärmespeicherstoff ausgefüllten Raum besteht, und daß diese mit gleichen oder unterschiedlichen Wärmespeicherstoffen gefüllten Bauelemente nach einer ganz bestimmten, vorgegebenen Vorschrift zu einem größeren Baukörper insbe -sondere zu einer Wand zusammengesetzt worden sind.
12. Körper nach Anspruch 1, 4 bis 11 mit Wärmespeicherstoffen nach Anspruch 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Körper bzw.
der Baukörper zusätzlich mit schlechten Wärmeleitern durchsetzt, begrenzt bzw. umgeben ist, und daß diese schlechten Wärmeleiter insbesondere aus Kork, Korkmehl, Korkplatten, aufgeschäumtem Kunststoff, aufgeschäumten Kunststoffkügelchen, aufgeschäumten Kunststoffplatten bzw. evakuierten bzw. gasgefüllten Makro- bis Mikrohohlräumen bestehen, und daß diese schlechten Wärmeleiter wahllos oder bewußt gerichtet angeordnet sind.
13. Körper nach Anspruch 1, 4 bis 11 mit Wärmespeicherstoffen nach Anspruch 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Körper bzw. der Baukörper zusätzlich mit guten Wärmeleitern durchsetzt, begrenzt bzw. umgeben ist, und daß die guten Wärmeleiter insbesondere aus Metallen, Metallpulver, Metallspänen, Metallkügelchen, Metall -stäben bzw. Metallplatten und dergleichen bestehen, und daß diese guten Wärmeleiter wahllos oder bewußt gerichtet angeordnet sind.
14. Körper nach Anspruch 1, 4 bis 13 mit Wärmespeicherstoffen nach Anspruch 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Körper bzw. der Baukörper zusätzlich mit guten und schlechten Wärmeleitern so durch -setzt bzw. begrenzt ist, daß die Wärmeleitung in einer Koordinatenrichtung verbessert und in der dazu (etwa) senkrechten Koordinatenrichtung verschlechtert wird.
15. Körper nach Anspruch 1, 4 bis 14 mit Wärmespeicherstoffen nach Anspruch 2 und 3 und Wärmeleiter nach Anspruch 13 bis 14 dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der guten Wärmeleiter auch Wärme -leitelemente verwendet werden.
16. Körper nach Anspruch 1, 4 bis 15 mit Wärmespeicherstoffen nach Anspruch 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitele -ment so gestaltet ist, daß die Wärme in positiver Richtung genau so gut geleitet wird, wie in negativer Richtung.
17. Körper nach Anspruch 1 und 16 dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitelement ein Wärmeleitrohr mit oder ohne Druckausgleich mit der Atmosphäre ist.
18. Körper nach Anspruch 1 und 16 dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitelement aus einem flüssigkeitsgefullten Rohrsystem besteht, das Wärme leitet, sobald im Körper Temperaturunterschiede vorhanden sind.
19. Körper nach Anspruch 1, 4 bis 15 mit Wärmespeicherstoffen nach Anspruch 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitele -ment so gestaltet ist, daß die Wärme in einer Richtung bedeutend besser geleitet wird als in der Gegenrichtung.
20. Körper nach Anspruch 1 und 19 dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitelement eine Peltier-Zelle ist.
21. Körper nach Anspruch 1 und 19 dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitelement ein oben und unten geschlossenes im Raum senkrecht oder schräg stehendes längliches Gefäß insbesondere ein Rohr ist, in dem sich unten irgendeine (Siede-)Flüssigkeit befindet, deren Dampf sich an der oberen Wand kondensiert, sobald diese kälter ist als die Flüssigkeit.
22. Körper nach Anspruch 1 und 21 dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit nach ihrem Siedepunkt ausgesucht ist, und daß das Gefäß insbesondere das Rohr mit einem Schutz gas gefüllt ist und einen Druckausgleich über eine Roh-Membran, ein Standrohr oder dergleichen mit der Atmosphäre hat, derart, daß die erhöhte Wärmeleitfähigkeit praktisch erst ab dem ausgesuchten Siedepunkt vorhanden ist.
23. Körper nach Anspruch 1 und 19 dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitelement ein im Raume senkrecht oder schräg stehendes Gefäß insbesondere ein Rohr ist, das mit einer (erstarrenden) Flüssigkeit (fast) ausgefüllt ist, die nach Schmelzpunkt und Dichteunterschied so ausgesucht ist, daß der erstarrende Stoff leichter ist als die Flüssigkeit, und der somit bei der Temperatur um den Schmelzpunkt bzw. Schmelzbereich nach oben steigt, wodurch Kälte nach oben bzw. Wärme nach unten transportiert wird.
24. Körper nach Anspruch 1 und 19 dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitelement ein im Raume senkrecht oder schräg stehendes Gefäß insbesondere ein Rohr ist, das mit einer (erstarrenden) Flüssigkeit (fast) ausgefüllt ist, die nach Schmelzpunkt und Dichteunterschied so ausgesucht ist, daß der erstarrende Stoff schwerer ist als die Flüssigkeit, und der somit bei der Temperatur um den Schmelzpunkt bzw. Schmelzbereich nach unten sinkt, wodurch Kälte nach unten bzw.
Wärme nach oben transportiert wird.
25. Körper nach Anspruch 1, 23 und 24 mit Wärmespeicherstoff nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die (erstarrende) Flüssigkeit gleichzeitig der Wärmespeicherstoff ist.
26. Körper nach Anspruch t und 23 dadurch gekerinzeichnet, däß zur Vermeidung des Festwachtens der an der unteren (Etohr)W=d sich bildenden Kristalle unter die, die Kristalle bildende Flüs -sigkeit eine weitere Flüssigkeit gegeben wird, die im Vergleich zur oberen schwerer ist, sich nicht mit ihr vermischt, und die einen höheren Schmelzpunkt hat, sowie deren Wärmeleitfähigkeit möglichst größer ist als die Wärmeleitfähigkeit des Wandwerk -stoffes im Bereich der Fltlssigkeitstrentebene, und zwar derart, daß sich bei einer Abkühlung der unteren (Rohro nd von unten her, die Wärme bzw, die Kälte hauptsächlich durch die untere Flüssigkeit übertragen wird, wodurch sich die Kristalle an der Trennfläche beider Flüssigkeiten bilden und bei einer bestimm -ten Größe die Oberflächenspannung überwinden, abreißen und ungehindert nach oben steigen.
27. Körper nach Anspruch 1, 4 bis 26 mit Wärmespeicherstoffen nach Anspruch 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Körper von weiteren Wärmeleiteiementen insbesondere Wärmeleitplatten be -grenzt ist, die so gestaltet sind, daß sie nur die kurz wellige Strahlungswärme insbesondere die Sonnenstrahlungswärme ungehindert hindurchlassen, während sie die langwellige Wärmestrahlung nicht hindurch lassen, und die ihrerseits schlechte Wärmeleiter sind.
28. Körper nach Anspruch 1 und 27 dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitelement für kurzwellige Strahlungswärme aus Glas, glasklaren oder transparenten Kunststoffen, Glasuren oder Anstrichen besteht.
29. Körper nach Anspruch 1, 27 und 28 dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitelement für kurzwellige Strahlungswärme zwei- oder mehrschichtig mit möglichst optimalem Abstand angeordnet ist.
30. Körper nach Anspruch 1, 28 und 29 dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume evakuiert, mit Luft und/oder mit einem hochmolekularem, schlecht wärmeleitenden Gas gefüllt sind.
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