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DE29706808U1 - Pufferspeicher und Wärmesammel- und Verteilsystem mit einem Pufferspeicher - Google Patents

Pufferspeicher und Wärmesammel- und Verteilsystem mit einem Pufferspeicher

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Publication number
DE29706808U1
DE29706808U1 DE29706808U DE29706808U DE29706808U1 DE 29706808 U1 DE29706808 U1 DE 29706808U1 DE 29706808 U DE29706808 U DE 29706808U DE 29706808 U DE29706808 U DE 29706808U DE 29706808 U1 DE29706808 U1 DE 29706808U1
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DE
Germany
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buffer storage
temperature
removal
heat
cylinder
Prior art date
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DE29706808U
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English (en)
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IKARUS SOLARGROSHANDLUNG RAINE
Original Assignee
IKARUS SOLARGROSHANDLUNG RAINE
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Publication date
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Publication of DE29706808U1 publication Critical patent/DE29706808U1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • 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
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00Central heating systems using heat accumulated in storage masses
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    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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    • Y02B10/20Solar thermal
    • 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
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/14Thermal energy storage

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  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

Description

PFISTER & PFISTER PATENTANWÄLTE *" Dipl^ng. UelmufPfiiter
European Patent Attorney
Dipl.-Phys. Stefan Pfister
17/1 D-87700 Memmingen/Bayern
Büro 1: Herrenstraße 11
Telefon 08331/2412 Telefax 08331/2407 Büro 2: Buxacher Straße 9
Telefon 08331/65183 Telefax 08331/65185 Postgiroamt München 1343 39-805 (BLZ 700100 80) Bayer. Vereinsbank Memmingen 2 303 396 (BLZ 731 200 75) USt-Id. Nr. · Vat Reg. No. · N° CEE DE 129 066 032
■16. APR 19 9 7
Firma Ikarus Solargroßhandlung Rainer Berkmann, Fabrikstraße 14, 87437 Kempten
"Pufferspeicher und Wärmesanunel- und Verteilsystem mit
einem Pufferspeicher"
Die Erfindung betrifft einen Pufferspeicher nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Als Pufferspeicher können zum Beispiel die hinlänglich bekannten Heizkessel angesehen werden. Die Aufgabe von Pufferspeichern allgemein ist es, die von einem Wärmeerzeuger erzeugte Wärmeenergie aufzunehmen, zu speichern und bei Bedarf wieder abzugeben. Als Wärmeerzeuger kommen zum Beispiel ein Heizbrenner, eine Wärmepumpe, Solarkollektoren, ein Wärmetauscher, zum Beispiel verbunden mit einer Fernwärmeeinrichtung und anderes in Frage.
Üblicherweise werden vorgenannte Pufferspeicher mit Wasser als Medium für die Wärmeenergie transportierendes Medium betrieben. Es ist aber auch möglich, neben flüssigen auch Gas oder gasförmige oder feste Medien zu verwenden bzw. diese verschiedenen Medien miteinander zu mischen. Nachfolgend wird von flüssigen Medien, insbesondere von Wasser, stellvertretend für alle Medien ausgegangen.
Insbesondere bei den eingangs beschriebenen Pufferspeichern, z.B. als Heizkessel ausgebildet, stellt sich folgende Situation dar. In den Pufferspeichern bildet sich ein Temperaturgradient aus, wobei in der Regel das kältere Wasser unten und das heißere Wasser oben angeordnet ist. Systembedingt ist also ein Temperaturgradient &dgr;&Tgr;/&dgr;&khgr; im Pufferspeicher vorhanden, (&dgr;&khgr; entspricht der Höhenkoordinate). Es bestehen nun zwei Probleme. Von dem Wärmeerzeuger wird das Wasser in den Pufferspeicher eingespeist und führt dort zu einer nicht erwünschten Durchmischung. Die Durchmischung ist deswegen nicht günstig, da dieser aufgrund thermodynamischer Gesetzmäßigkeit einer Entropie (zweiter Hauptsatz) zur 6T Erzeugung führt, wodurch der gesamte Wirkungsgrad sinkt bzw. das heißere Wasser auf niedrigere Temperatur heruntergemischt wird und somit das heiße Temperaturniveau nicht mehr zur Verfügung steht.
In gleicher Weise stellt sich bei den Verbrauchern das Problem, daß diese unter Umständen nicht mit einer Vorlauftemperatur von 700C betrieben werden müssen, sondern es reicht oftmals ein geringes Temperaturniveau aus, um zum Beispiel eine Fußbodenheizung oder dergleichen zu betreiben. Wird der Verbraucher mit zu hoher Temperatur betrieben, muß wiederum kaltes Wasser zugemischt werden, was zu besagten Mischungsverlusten führt.
Es ist auch zu beachten, daß unter Umständen der Rücklauf eine verhältnismäßig hohe Temperatur aufweist, die wiederum zu den nicht gewünschten Durchmischungseffekten führen kann.
Die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, Pufferspeicher wie eingangs beschrieben dahingehend zu verbessern, daß deren Wirkungsgrad verbessert wird.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Pufferspeicher wie in Anspruch 1 beschrieben.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung erreicht die Erfindung, daß abhängig von dem Temperaturniveau Tx, dies kann zum Beispiel ein Wärmeenergieerzeuger oder auch ein Wärmeenergieverbraucher sein, genaue und exakt passende Entnahrae-/Einspeisetemperatur Te, einstellbar sind. Hierbei befindet sich Te zwischen T^ und T2. Üblicherweise entspricht
Tx = Te.
Jedoch kann es passieren, daß
Tx > T2
ist. In einer solchen Konstellation ist zum Beispiel vorgesehen, daß die angeförderte Wärmeenergie in dem Pufferspeicher oberhalb des Temperaturniveaus T2 deponiert wird. Mögliche Mischungsverluste werden hierbei hingenommen, wobei zu beachten ist, daß dies eine Frage der Auslegung des Pufferspeichers bzw. des kompletten Wärmesammei- und Verteilsystems ist, um solche dann eventuell noch auftretende Mischungsverluste zu vermeiden. In gleicher Weise wird auch bei der Konstellation vorgegangen, bei der
Tx < T1
ist, wobei dann das Medium mit dem geringeren Temperaturniveau unterhalb des Mediums mit dem Temperaturniveau T^ im
Pufferspeicher eingelagert wird.
Der erfindungsgemäße Effekt liegt nun darin, daß entsprechend dem externen Temperaturniveau Tx des Wärmeenergieerzeugers oder Wärmeenergieverbrauchers genau die richtige Schichttemperatur bzw. Entnahme-/Einspeisetemperatur Te angeboten wird. Es können somit alle angeschlossenen Verbraucher bzw. Erzeuger mit einem passenden, jeweils konstanten Temperaturniveau Te gefahren werden, wobei dies dann den jeweiligen Kennlinien bzw. Wirkungsgradverläufen oder Umgebungsbedingungen optimal anpassbar ist. Gerade die Anpassung an die Eigenschaften der externen Temperaturnivaus, also der Wärmeenergieerzeuger oder Verbraucher, welche mit Hilfe von entsprechenden intelligenten Steuerungen (Mikroprozessor) erfolgt, ergibt eine weitere Wirkungsgradverbesserung an den Elementen, die mit dem Pufferspeicher verbunden sind.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist, daß die Steuerung der Entnahme- und/oder Zuführöffnung kontinuierlich erfolgt. Durch die kontinuierliche Steuerung ist es möglich, daß auch kleinen Temperaturunterschieden sofort gefolgt werden kann und das eingespeiste oder abgeleitete Wasser bei jeweils der richtigen Temperatur erfolgt, wodurch zum einen Mischungsverluste vermieden werden und zum anderen punktgenau die Kennlinien der mit der Leitung verbundenen Energieerzeuger oder Verbraucher nachgefahren werden können.
Eine weitere Steigerung des Wirkungsgrades wird erreicht, wenn in dem Pufferspeicher Schichttrennwände vorgesehen sind, so daß ein gewisses Teilvolumen des Pufferspeichers von dem üblichen Pufferspeicher abgeschlossen ist. Es wird defakto ein kleiner Pufferspeicher in dem großen Pufferspeicher realisiert. Es ist zum Beispiel möglich, in diesem Bereich ein verhältnismäßig größeres Volumen eines gewissen Temperaturniveaus mit verhältnismäßig geringen Temperaturgradienten innerhalb des
Pufferspeichers auszubilden um dadurch bei einem gewissen, bevorzugten Temperaturniveau Wärmeenergie zu deponieren. Die Schichttrennwände sind hierbei derart isoliert ausgeführt, daß eine Wärmeleitung durch die Trennwände möglichst effektiv unterbunden wird.
Die Erfindung bezieht sich nicht nur auf einen Pufferspeicher allein, sondern auch auf ein Warmesamme1- und Verteilsystem mit einem Pufferspeicher, wie vorher beschrieben. Diese Wärmesammel- und Verteilsysteme sind als Komplettsysteme anzusehen, mit unter Umständen sehr komplexem Aufbau. Charakteristisches Merkmal dieser Systeme ist es, daß die Wärmeenergie immer von einem oder mehreren Erzeugern erzeugt und im Pufferspeicher aufgenommen und vorgehalten wird und je nach Bedarf an verschiedene Energieverbraucher wieder abgegeben werden.
Da die Wärmeenergieerzeuger, wie auch die Wärraeeriergieverbraucher Kennlinien aufweisen, bei denen der Wirkungsgrad optimal ist. Es ist auf die Eigenschaften von Solarkollektoren oder Heizkesseln zu verweisen, tritt der volle Erfolg der Erfindung hier zu Tage. Die jeweils angeschlossenen Erzeuger/Verbraucher können unabhängig voneinander arbeiten, wenn diese Energieerzeuger gegen ein konstantes, genau definierbares Temperaturniveau und dadurch exakt ihre Kennlinie im Bereich maximale Effizienz fahren können.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben bzw. anhand der nachfolgenden Figuren erläutert.
In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Puffer
speichers in einem Wärmesammel- und Verteilsystem, entsprechend der Erfindung,
Fig. 2, 3 in einer schematisierten drei
dimensionalen Ansicht die beiden Zylinder gemäß der Erfindung, Ladeniveauzylinder (Fig. 2) und Steuerzylinder (Fig. 3) und
Fig. 4 in einem Blockschaltbild die Aus
gestaltung des erfindungsgemäßen Wärmesammei- und Verteilsystems.
In Fig. 1 ist der Pufferspeicher 1 schematisch dargestellt. Üblicherweise ist der Pufferspeicher 1 aufrecht stehend angeordnet, wobei der Motor 8 an seinem oberen Ende angeordnet ist. Bei solchen geometrischen Voraussetzungen bildet sich ein Temperaturgradient &dgr;&Tgr;/&oacgr;&khgr; derart aus, daß das höhere Temperaturniveau T2 oben und das Temperaturnivau mit der geringeren Temperatur Ti unten ist.
Üblicherweise wird als Medium für die Speicherung oder auch für den Transport durch die Leitung 9 Wasser verwendet. Es können aber auch andere flüssige, gasförmige oder feste Medien Verwendung finden.
An der Seite des Pufferspeichers 1 sind mehrere Temperatursensoren 10 vorgesehen, die mit einer Steuerung 5 verbunden sind (hier zum Beispiel durch eine Busverbindung). Durch die Sensoren 10 wird der Steuerung 5 eine genaue Temperaturverteilung des Pufferspeichers 1 übermittelt. Die Steuerung 5 stellt über den Rotationsantrieb 8 die Entnahme- und/oder
Zuführöffnung 2 derart ein, daß diese genau der gewünschten Entnahme- bzw. Einspeisetemperatur Te entspricht. Üblicherweise hängt das Niveau dieses Entnahme- bzw. Einspeisetemperaturnivaus Te von dem Temperaturnivau Tx des Wärmeenergieerzeugers 6 oder des Wärmeenergieverbrauchers 50 ab. Meistens wird
Te = Tx
sein. Für die Bestimmung des Teraperaturniveaus Tx ist an dem Wärmeenergieerzeuger 6 ein Temperatursensor 60 vorgesehen, der wiederum mit der Steuerung 5 verbunden ist.
Gemäß Fig. 1 wird als Wärmeenergieerzeuger 6 ein Solarkollektor 61 vorgesehen, der durch einen Wärmetauscher 7 mit dem Kreislauf des Pufferspeichers 1 bzw. der Leitung 9 verbunden ist. Üblicherweise wird der Solarkollektor 61 mit Frostschutzmittel betrieben, damit der Kollektor bei Frost keinen Schaden nimmt. Es ist eine Umwälzpumpe 72 vorgesehen, die ebenfalls von der Steuerung 5 überwacht wird und das kalte Frostschutzmittel in den Solarkollektor 61 pumpt, wo dann das erhitzte Frostschutzmittel in den Wärmetauscher 7 läuft um dort die Wärmeenergie an das Brauchwasser, das wärmeenergietransportierende Medium des Pufferspeichers 1, zu übergeben.
Für den Brauchwasserkreislauf ist ebenfalls eine Umwälzpumpe 70 vorgesehen, die ebenso von der Steuerung 5 kontrolliert wird. Das erwärmte Wasser 70 wird über die Leitung 9 in den Innenbereich 33 des inneren Zylinders 3 gepumpt. Den genauen Aufbau der übereinandergestülpten Zylinder 3,4 wird später noch erklärt werden. Aufgrund des Temperaturniveaus Tx bzw. des Temperaturniveaus, welches von dem Temperatursensor 71 bestimmt wird, wählt die Steuerung 5 die Position in dem Pufferspeicher aus, an welcher das angelieferte erwärmte Wasser in den Pufferspeicher 1 eingespeist wird. Hierzu erkennt die Steuerung 5 durch die am Pufferspeicher 1 seitlich angebrachten Temperatur-
sensoren 10 die Temperaturverteilung und steuert aus diesen Informationen den Rotationsantrieb 8 derart, daß die Entnahrae- und/oder Zuführöffnung 2 an dem gewünschten Einspeisetemperaturniveau Te liegt. An dieser Position wird das wärme Wasser zur Vermeidung von unnötigen Mischungsverlusten in den Pufferspeicher 1 eingeleitet.
Der Kreislauf wird durch den Rücklauf 11 geschlossen. Der Rücklauf 11 zu dem Wärmetauscher 7 erfolgt bei einem verhältnismäßig geringen Temperaturniveau. Es ist aber auch möglich, eine ähnliche Entnahme- und/oder Zuführöffnung 2 für den Rücklauf zum Wärmetauscher 7 vorzusehen, wie dies zum Beispiel für die Verbraucher realisiert ist (vergleiche Fig. 4).
In dem Pufferspeicher 1 sind zwei übereinandergestülpte Zylinder 3,4 vorgesehen. Es handelt sich hierbei um einen Steuerzylinder 4, an dem ein Rotationsantrieb 8 angreift.
An der Deckfläche des Zylinders 4 steht ein Bolzen 43 vor, an dem die Klauenkupplung angreift, die mit dem Rotationsantrieb 8 verbunden ist. Die beiden Zylinder 3, 4 sind hierbei derart in dem Pufferspeicher angeordnet, daß deren Längsachsen 30, 40 parallel zum Temperaturgradienten ausgerichtet sind, gemäß der Fig. 1 also aufrecht stehend angeordnet sind.
Der Motor 8 bzw. die Klauenkupplung befinden sich hierbei zum Beispiel außerhalb des Pufferspeichers 1, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist. Es ist aber auch möglich, das Klauengetriebe im Pufferspeicher und/oder den Motor 8 unterhalb der oberen Flanschabdeckung 12 anzuordnen.
Der Steuerzylinder 4 übergreift hierbei den Ladeniveauzylinder 3. Der Ladeniveauzylinder 3 ist an der unteren Flanschabdeckung 13 gelagert, zum Beispiel mit diesem feststehend verschweißt oder verschraubt, wobei der Innenbereich 33 mit der Leitung 9
&mdash; 9 &mdash;
verbunden ist. Die Leitung 9 verbindet den Pufferspeicher mit den Wärmeenergieerzeugern oder Verbrauchern.
Der erste Zylinder, dies kann der Ladeniveauzylinder oder Steuerzylinder sein, weist an der Mantelfläche 41 eine parallel zur Längsachse 40 angeordnete Längsnut 42 auf. Der zweite Zylinder, dies kann der Steuerzylinder oder der Ladeniveauzylinder sein, besitzt in der Mantelfläche 31 eine Schraubennut 32. Die Nuten 32, 42 durchdringen hierbei die Zylindermäntel 31, 41 vollständig schlitzartig. Die beiden Zylinder sind zum Beispiel aufgrund des Rotationsantriebes 8 gegeneinander verdrehbar, wobei durch die Verdrehung der Überlappungsbereich der Längsnut mit der Schraubennut verstellbar ist und so die verstellbare Entnahme- und/oder Zuführöffnung 2 bilden. Der wesentliche Vorteil dieser Erfindung liegt darin, daß eine kontinuierliche Verstellung möglich ist.
Für eine genaue Steuerung der Entnahme- und/oder Zuführöffnung 2 werden hierbei die aufgenommenen Temperaturwerte der Temperatursensoren 10 interpoliert. Dies erfolgt in der Steuerung 5.
Der Ladeniveauzylinder also der innenliegende Zylinder 3 weist
zur Abstützung am oberen Ende eine Spitze 34 auf, die an dem
darübergestülpten äußeren Zylinder anliegt und so eine Führung ergibt.
Die Verwendung einer Klauenkupplung ist vorteilhaft, da dadurch problemlos axiale Spiele, die zum Beispiel aufgrund der Wärmeausdehnung entstehen können, ausgeglichen werden können. Für die Abdichtungen der Durchgänge sind übliche Dichtmittel, zum Beispiel Stoffbüchsen und dergleichen vorgesehen.
Der Ladeniveauzylinder 3 weist eine Schraubennut 32 - diese kann auch spiralförmig ausgebildet sein - auf, wobei diese Nut
- 10 -
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- 10 -
einen Winkelbereich von 340° auf der Mantelfläche beschreibt. Das bedeutet, da3 die Längsnut im Zusammenwirken mit der Schraubennut jeweils nur eine Entnahme- und/oder Zuführöffnung bildet. Insbesondere bei schwierigen geometrischen Ausgestaltungen des Pufferspeichers ist es jedoch von Vorteil, nicht zu steil verlaufende Schraubennuten anzuordnen, wobei dann mit einem Winkelbereich von 340° die gesamte Höhe des Pufferspeichers nicht mehr erreicht werden kann. Hierzu ist vorgesehen, den Innenbereich 33 des Zylinders sektorweise ansteuerbar auszugestalten, wobei dann eine Kaskadierung möglich ist und die Schraubennut deutlich mehr als 340° beschreibt. Durch die intelligente Ansteuerung der inneren Sektoren werden von den verschiedenen Überlappungsbereichen immer nur der gewünschte als Entnahme- und/oder Zuführöffnung 2 angesteuert.
Wie in Fig. 1 angedeutet, ist die Leitung 9 durch den Flanschboden 13 außerhalb des Pufferspeichers 1 geführt. Es ist aber auch möglich, das erfindungsgemäße Konzept in bereits bestehende Pufferspeicher 1 zu integrieren bzw. nachträglich einzubauen, wobei dann die Leitung 9, entsprechend isoliert, durch den Pufferspeicher 1 geführt wird und zum Beispiel ebenfalls oben aus dem Pufferspeicher 1 herausgeführt wird.
Für eine Verbesserung der Wärmeenergiedeponierung ist vorgesehen, daß der Pufferspeicher Schichttrennwände aufweist, die in der Figur nicht gezeigt sind. Es ist auch möglich, eine Mischung zwischen festen und flüssigen Speichermedien anzustreben, zum Beispiel wird in Aluminium eingeschlossenes Parafin als Speichermedium verwendet, wobei das Parafin gemäß seinen Mischungen unterschiedliche Schmelzpunkte aufweist und dadurch bei konstanten Temperaturen einen idealen Wärmespeicher ergibt. Aufgrund der Schmelzwärme können somit bei definierten Temperaturen größere Energiebeträge deponiert werden. Das verwendete Aluminium in diesen Kugeln ist hinlänglich bekannt und
- 11 -
- ii -
bewirkt eine optimale Wärmeleitung innerhalb der Kugeln. Die Kugeln oder sonstige geometrischen Körper werden von dem Wasser umspült und transportieren die Energie in und aus dem Speicher. Die Dimension bzw. Formgestaltung der Körper ist hierbei so bemessen, daß ein Verschluß der Entnahme- und/oder Zuführöffnung 2 nicht möglich ist.
In Fig. 4 ist ein komplexes Wärmesammei- und Verteilsystem gezeigt. Neben einer Vielzahl von Wärmeenergieerzeugern 6, zum Beispiel ein Solarkollektor 61, einem Heizbrenner 62 und einem Wärmetauscher 63, der zum Beispiel mit einem Fernwärmenetz verbunden ist, ist hierbei auch ein Wärmeverbraucher 51, nämlich eine Heizung 50 angedeutet. All die vorgenannten Komponenten sind durch entsprechende Leitungen 9 mit dem Pufferspeicher 1 verbunden. Es ist angedeutet, daß die angelieferte Wärmeenergie durch die jeweils getrennt steuerbaren Entnahme- und/oder Zuführöffnungen 2 innerhalb des Speichers an beliebigen Stellen (= Temperaturniveaus) eingebracht und für die Verbraucher ebenfalls an beliebigen Stellen wieder abgenommen werden.
Öl-, Gas-, Brennwertkessel oder Wärmepumpen usw. können durch variable Anpassungen der Rücklauftemperatur im optimalen Wirkungsgradbereich betrieben werden. Im Hinblick auf die Solarkollektoren bietet es sich an, verschiedene Lademodi zu fahren, um somit den Solarbetrieb effizient zu gestalten. Es ist auch möglich, autarke Solarheizsysteme zu realisieren.
Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.
Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches
- 12 -
hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Merkmale, die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel zur Abgrenzung vom Stand der Technik beansprucht werden.

Claims (1)

  1. PFISTER & PFISTER PATENTANWÄLTE ·:· Dipi.-incTHeirtiut
    European Patent Attorney
    Dipl.-Phys. Stefan Pfister
    D-87700 Memmingen/Bayern
    Büroi: Herrenstraße 11
    17/9 Telefon 0 83 31/2412
    Telefax 0 83 31/24 07
    Büro 2: Buxacher Straße 9
    Telefon 0 83 31/6 5183
    Telefax 08331/65185
    Postgiroamt München
    1343 39-805 (BLZ 700100 80)
    Bayer. Vereinsbank Memmingen
    2 303 396 (BLZ 731 200 75)
    USt-Id. Nr. · Vat Reg. No. · N° CEE
    DE 129 066 032
    16. APR. 1997
    Schutzansprüche
    1. Pufferspeicher für die Speicherung von Wärmeenergie, wobei in dem Pufferspeicher ein Temperaturgradient zwischen einer Minimaltemperatur T^ und einer Maximaltemperatur T2 herrscht und der Pufferspeicher eine Entnahme- und/oder Zuführöffnung für das die Wärmeenergie transportierende Medium aufweist, wobei die Entnahme- und/oder Zuführöffnung (2) durch eine Leitung mit einem vom Pufferspeicher getrennten Temperaturniveau Tx verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahme- und/oder Zuführöffnung (2) entlang dem Temperaturgradienten bewegbar ist, und daß in Abhängigkeit von dem Temperaturniveau Tx die Entnahme- und/oder Zuführöffnung (2) an eine entsprechenden Entnahme-/Einspeisetemperatur Te steuerbar ist.
    2. Pufferspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Steuerung (5) der Entnahme- und/oder Zuführöffnung (2) kontinuierlich erfolgt.
    3. Pufferspeicher nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß entlang dem Temperaturgradienten Temperatursensoren (10) vorgesehen sind und diese einer Steuerung (5) die Temperaturverteilung im Pufferspeicher (1) übermitteln.
    4. Pufferspeicher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (5) mit einem Temperatursensor (60) an dem Temperaturniveau Tx verbunden ist.
    5. Pufferspeicher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vom Pufferspeicher (1) getrennte Temperaturniveau Tx von einem Wärmeenergieerzeuger (6) oder von einem Wärmeenergieverbraucher (51) gebildet ist.
    6. Pufferspeicher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei übereinander gestülpte Zylinder (3, 4), einem Steuerzylinder (4) und einem Ladeniveauzylinder (3), wobei die Längsachse (30, 40) der Zylinder (3, 4) im wesentlichen entlang dem Temperaturgradient orientiert sind, und der erste Zylinder (4) in der Mantelfläche (41) ein parallel zur Längsachse (40) angeordnete Längsnut (42) aufweist und der zweite Zylinder (3) in der Mantelfläche (31) eine Schraubennut (32) aufweist, der Innenbereich (33) des inneren Zylinders (3) mit der Leitung (9) verbunden ist, die Zylinder (3, 4) gegeneinander verdrehbar sind und der Überlappungsbereich der Längsnut (42) mit der Schraubennut (32) die Entnahme- und/oder Zuführöffnung (2) bildet.
    7. Pufferspeicher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Steuer-
    zylinder (4) ein Rotationsantrieb (8) vorgesehen ist, welcher mit der Steuerung (5) verbunden ist und in Abhängigkeit der Entnahme-/Einspeisetemperatur Tg den Steuerzylinder gegenüber dem Ladeniveauzylinder verdreht und so die Entnahme- und/oder Zuführöffnung (2) an dem gewünschten Temperaturniveau im Speicher (1) positioniert.
    8. Pufferspeicher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
    Schraubennut auf der Mantelfläche einen Winkel von ca. 340° beschreibt.
    9. Pufferspeicher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kaskadierung vorgesehen ist, wobei die Schraubennut auf der Mantelfläche einen Winkel von mehr als 340° beschreibt und im inneren Zylinder Sektoren separat ansteuerbar sind.
    10. Pufferspeicher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Speicherung der Wärmeenergie auch ein anderes Medium, als für den Transport der Wärmeenergie vorgesehen ist, wobei als zusätzliches Speichermedium Parafin und als Transportbzw. Speichermeldung Wasser vorgesehen ist.
    11. Pufferspeicher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferspeicher (1) oben und unten durch Flansche (12, 13) abgeschlossen ist und diese Flansche (12, 13) ein Lager für die Zylinder (3, 4) bilden, wobei an einem Flansch (12) der Rotationsantrieb (8) vorgesehen ist und am anderen Flansch (13) die Leitung (9) angeschlossen ist.
    12. Pufferspeicher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, . dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferspeicher Schichttrennwände aufweist.
    13. Pufferspeicher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung durch den Pufferspeicher geführt ist.
    14. Pufferspeicher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Pufferspeicher (1) mehrere Entnahme- und/oder Zuführöffnung (2) vorgesehen sind.
    15. Pufferspeicher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Leitung (9) ein Temperatursensor (71) vorgesehen ist.
    16. Wärmesammei- und Verteilsystem mit einem Pufferspeicher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.
    17. Wärraesammel- und Verteilsystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeerzeuger einer oder mehrere der nachfolgenden Elemente vorgesehen ist/sind und mit einer Leitung mit einem Entnahme- und/oder Zuführöffnung verbunden sind:
    Heizbrenner, Wärmepumpe, Solarkollektoren, Wärmetauscher, Fernwärme.
    18. Wärmesammel- und Verteilsystem nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeenergieverbraucher eines oder mehrere der nachfolgenden Elemente vorgesehen ist/sind und mit einer Leitung mit einer Entnahme- und Zuführöffnung verbunden ist/sind:
    Prozeßwärme, Heizung, Heißwasser.
    Der
DE29706808U 1997-04-16 1997-04-16 Pufferspeicher und Wärmesammel- und Verteilsystem mit einem Pufferspeicher Expired - Lifetime DE29706808U1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE29706808U DE29706808U1 (de) 1997-04-16 1997-04-16 Pufferspeicher und Wärmesammel- und Verteilsystem mit einem Pufferspeicher

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