DE202008002409U1

DE202008002409U1 - Dual circuit latent flat storage

Info

Publication number: DE202008002409U1
Application number: DE202008002409U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-02-23
Filing date: 2008-02-21
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2018-02-22
Also published as: AT504794B1; AT504794A4; CH701569B1

Abstract

Zweikreis Latent-Flachspeicher mit Wärmetauschern, wobei die Wärmetauscher ein äußeres Wärmeträgerrohr (erster Kreis; 1) und ein inneres Wärmeträgerrohr (zweiter Kreis; 2) aufweisen und der Wärmeübertrag entweder vom zweiten Kreis (2) auf den ersten Kreis (1) und in weiterer Folge über die Wärmetauscherrippen (3) auf das PCM (Phasenwechselmaterial; 4) oder vom PCM (Phasenwechselmaterial; 4) über die Wärmetauscherrippen (3) auf den ersten Kreis (1) erfolgt.two stroke Latent flat storage with heat exchangers, the heat exchangers an outer heat transfer tube (first circle, 1) and an inner heat transfer tube (second circle, 2) exhibit and the heat transfer either from the second circle (2) to the first circle (1) and further Episode over the heat exchanger fins (3) PCM (phase change material; 4) or PCM (phase change material; 4) over the heat exchanger fins (3) takes place on the first circle (1).

Description

Die Erfindung stellt eine Neuentwicklung auf dem Gebiet Wärmespeicher mit Phasenwechselmaterial (englisch Phace Change Material, kurz PCM) oder Latentspeicher dar.The Invention represents a new development in the field of heat storage with phase change material (English Phace Change Material, short PCM) or latent memory.

Phasenwechselmaterialien nutzen zur Wärmespeicherung die latente Wärme des Phasenübergangs zwischen fest und flüssig (Schmelzwärme). Da beim Phasenwechsel große Wärmemengen bei geringer Temperaturänderung gespeichert, bzw. frei werden, finden PCMs zur Temperaturstabilisierung und für den Bau von Wärmespeichern hoher Speicherdichte Verwendung.Phase change materials use for heat storage the latent heat of the phase transition between solid and liquid (Heat of fusion). There at the phase change big amounts of heat at low temperature change stored, or become free, find PCMs for temperature stabilization and for the Construction of heat storage high storage density use.

PCMs können auf zwei Arten im Energiespeicher angewendet werden. Entweder in Module verkapselt in dem Speicher integriert, die dann auch gleichzeitig als Wärmetauscher dienen, oder den Speicher direkt mit PCM zu befüllen und dann über einen geeigneten Wärmetauscher zu be- und entladen.PCMs can be applied in energy storage in two ways. Either in Encapsulated modules integrated into the memory, which then also simultaneously as a heat exchanger serve, or to fill the memory directly with PCM and then over a suitable heat exchanger to load and unload.

Die beanspruchte Erfindung betrifft die zweite Variante und kann den Ertrag beispielsweise von thermischen Solaranlagen, die der Heizungsunterstützung dienen, wesentlich verbessern (Problemstellung).The claimed invention relates to the second variant and can the Yield, for example, of solar thermal systems that serve the heating support, significantly improve (problem definition).

Dies wird dadurch erreicht, dass die Wärmetauscher ein äußeres Wärmeträgerrohr (erster Kreis) und ein inneres Wärmeträgerrohr (zweiter Kreis) aufweisen und der Wärmeübertrag entweder vom zweiten Kreis auf den ersten Kreis und in weiterer Folge über die Wärmetauscherrippen auf das PCM (Phasenwechselmaterial) oder vom PCM (Phasenwechselmaterial) über die Wärmetauscherrippen auf den ersten Kreis erfolgt (Anspruch 1).This is achieved in that the heat exchanger is an outer heat transfer tube (first circle) and an inner heat transfer tube (Second circle) and the heat transfer from either of the second Circle on the first circle and subsequently on the heat exchanger fins on the PCM (phase change material) or the PCM (phase change material) on the heat exchanger fins on the first circle takes place (claim 1).

Es ist zweckmäßig, wenn die Wärmetauscher aus zwei Paketen bestehen, die durch einem mit PCM befüllten Zwischenraum thermisch getrennt sind und so eine zweistufige Ladung und Entladung ermöglichen.It is appropriate if the heat exchangers consist of two packets that pass through a space filled with PCM are thermally separated and thus allow a two-stage charge and discharge.

Eine Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeträgerrohre in beliebiger Anzahl oben und unten in Verteiler/Sammler münden, wobei das innere Rohr durch das Verteilerrohr hindurchgeführt wird.A embodiment is characterized in that the heat transfer tubes in any number at the top and bottom of the distributor / collector, with the inner tube is passed through the manifold.

Es ist zweckmäßig, wenn die Wärmetauscher in einer drucklosen Speicherhülle eingebaut sind, die mit Stegen versteift ist, die auch zur Befestigung einer äußeren Verkleidung, bzw. feuerfesten Ummantelung dienen, wobei im Raum zwischen Speicherhülle und äußerer Verkleidung Isoliermaterial angebracht werden kann.It is appropriate if the heat exchangers in a pressureless storage case are built in, which is stiffened with webs, which also for attachment an outer panel, or refractory sheath serve, wherein in the space between the storage shell and outer panel Insulating material can be attached.

Als Wärmetauscher wird ein Rohrregister verwendet, das mit einer aufwändigen Berippung die im Hinblick auf die schlechte Wärmeleitung der PCMs notwendige große Wärmetauscher-Oberfläche besitzt. Die Speicherhülle wird der geometrischen Form der Wärmetauscher angepasst, sodass sich ein hoher PCM-Volumsanteil von über 80% ergibt und die flache, kastenförmige Bauform eine äußerst platzsparende Unterbringung ermöglicht (Anspruch 7). Der Wärmetauscher besitzt zwei Kreise. Damit wird das gleichzeitige Laden und Entladen ermöglicht. Er besteht aus zwei in Serie geschaltenen Paketen. Dadurch wird eine zweistufige Wärmespeicherung ermöglicht.When heat exchangers a pipe register is used, which with an elaborate ribbing which is necessary in view of the poor heat conduction of the PCMs size Heat exchanger surface has. The storage enclosure is adapted to the geometric shape of the heat exchanger, so that a high PCM volume share of over 80% results and the flat, box-shaped design a very space-saving Accommodation allows (Claim 7). The heat exchanger has two circles. This will be the simultaneous loading and unloading allows. It consists of two packages in series. This will a two-stage heat storage allows.

Die Vorteile gegenüber bereits bekannten Systemen liegen

a) beim Zweikreis-Wärmetauscher, der drei Betriebszustände der Wärmeübertragung ermöglicht: 1) vom zweiten Kreis auf den ersten Kreis, z. B. Solarkreis auf Heizungskreis 2) vom zweiten Kreis über den ersten Kreis auf das Speichermedium PCM 3) vom Speichermedium PCM auf den Heizungskreis
b) bei der Teilung des Wärmetauschers in zwei Pakete, die durch thermische Trennung eine zweistufige Ladung und Entladung ermöglicht.
c) bei der flachen, kastenförmigen Bauweise, die eine äußerst Platz sparende Unterbringung ermöglicht.

The advantages over already known systems are

a) the two-circuit heat exchanger, the three operating states of heat transfer allows: 1) from the second circle to the first circle, z. B. solar circuit on heating circuit 2) from the second circle on the first circle on the storage medium PCM 3) from the storage medium PCM on the heating circuit
b) in the division of the heat exchanger into two packages, which allows two-stage charging and discharging by thermal separation.
c) in the flat, box-like design, which allows a very space-saving accommodation.

In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt, an Beispielen.In the drawings, the subject invention is shown schematically, on examples.

1 zeigt einen ersten Wärmespeicher im Schnitt, 1 shows a first heat storage in section,

2 zeigt einen Schnitt durch Verteiler bzw. Sammler, 2 shows a section through distributor or collector,

3 zeigt den Wärmespeicher von oben gesehen, 3 shows the heat storage seen from above,

4 zeigt einen Querschnitt des Wärmespeichers, 4 shows a cross section of the heat accumulator,

5 zeigt eine Frontansicht, teilweise geschnitten. 5 shows a front view, partially cut.

In 1 ist der Speicher im seitlichen Schnitt dargestellt. Er besteht aus der Speicherhülle 10 mit eingebauten erstem Wärmetauscherpaket 5 und zweiten Wärmetauscherpaket 6. Die Wärmetauscherpakete bestehen aus dem äußeren Wärmeträgerrohr 1 mit aufgezogenen Rippen 3 zur Oberflächenvergrößerung. Im äußeren Wärmeträgerrohr befindet sich das innere Wärmeträgerrohr 2. Oben und unten sind die Wärmeträgerrohre mit Verteiler/Sammler 9 für das äußere Rohr und das innere Rohr 8 verbunden. Die Räume zwischen Speicherhülle, den Wärmetauschern und den Rippen 3 ist mit PCM 4 gefüllt. Im Raum zwischen den Wärmetauscherpaketen 7 dient das schlecht wärmeleitende PCM zur thermischen Trennung. Die Stege 11 dienen zur Versteifung der Speicherhülle und zur Befestigung der äußeren Verkleidung 12, bei Bedarf feuerfeste Ummantelung. Zwischen Speicherhülle und äußerer Verkleidung befindet sich Isoliermaterial 13.In 1 the memory is shown in the lateral section. It consists of the storage enclosure 10 with built-in first heat exchanger package 5 and second heat exchanger package 6 , The heat exchanger packages consist of the outer heat transfer tube 1 with raised ribs 3 for surface enlargement. In the outer heat transfer tube is the inner heat transfer tube 2 , Above and below are the heat transfer tubes with Vertei ler / collector 9 for the outer tube and the inner tube 8th connected. The spaces between the storage shell, the heat exchangers and the ribs 3 is with PCM 4 filled. In the space between the heat exchanger packages 7 serves the poor thermal conductivity PCM for thermal separation. The bridges 11 serve to stiffen the storage enclosure and to attach the outer panel 12 , if necessary refractory sheathing. There is insulating material between the storage cover and the outer cover 13 ,

In 2 ist im Schnitt der Aufbau von Verteiler/Sammler (8 und 9) ersichtlich, in 3 ist das Wärmetauscherpaket von oben gesehen gezeichnet.In 2 is on average the structure of distributor / collector ( 8th and 9 ), in 3 is the heat exchanger package drawn from above seen.

In 4 ist der Speicher von oben gesehen dargestellt, in 5 von vorne gesehen.In 4 the memory is shown from above, in 5 seen from the front.

Claims

Two-circuit latent-flat accumulator with heat exchangers, wherein the heat exchanger, an outer heat transfer tube (first circle; 1 ) and an inner heat transfer tube (second circle; 2 ) and the heat transfer either from the second circle ( 2 ) on the first circle ( 1 ) and subsequently via the heat exchanger ribs ( 3 ) on the PCM (phase change material; 4 ) or PCM (phase change material; 4 ) via the heat exchanger ribs ( 3 ) on the first circle ( 1 ) he follows.

A dual circuit latent shed according to claim 1, wherein the heat exchangers consist of two packages ( 5 ; 6 ) passing through a space filled with PCM ( 7 ) are thermally separated and thus allow a two-stage charge and discharge.

Two-circuit latent-flat accumulator according to claim 1, wherein the heat transfer tubes ( 1 ; 2 ) in any number above and below in distributor / collector ( 8th ; 9 ), the inner tube ( 2 ) through the manifold ( 9 ) is passed.

Two-circuit latent-flat accumulator according to claim 1, wherein the heat exchangers in a pressure-free storage envelope ( 10 ), which are equipped with webs ( 11 ), which is also used for fastening an outer cladding or refractory cladding ( 12 ) serve.

Two-circuit latent-flat memory according to claim 4, wherein in the space between memory envelope ( 10 ) and outer paneling ( 12 ) Insulating material ( 13 ) can be attached or attachable.

Two-circuit latent-flat memory according to claim 4, wherein the between memory envelope ( 10 ) and the flat heat exchanger packages ( 5 ; 6 ) phase change material ( 4 ) a high proportion of the memory shell ( 10 ) has limited volume.

Two-circuit latent-flat memory according to one of claims 1 to 6, wherein a memory envelope ( 10 ) has a flat, box-like construction of which to be integrable in partitions.