DE3029068A1

DE3029068A1 - Latent-waermespeicher

Info

Publication number: DE3029068A1
Application number: DE19803029068
Authority: DE
Inventors: Heinz 6251 Runkel Freiling
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-07-31
Filing date: 1980-07-31
Publication date: 1982-02-25

Description

Latent-Wärmespeicher
Die Erfindung betrifft einen Latent-Wärmespeicher mit Schmelzwärmespeicherung, insbesondere zur Wärmespeicherung für Heizungsanlagen.
Der Zweck der Erfindung besteht darin, den wirtschaftlichen Einsatz von Wärmespeichern dadurch zu verbessern, indem durch die Nutzung von Schmelzwärme relativ hohe Wärmemengen gespeichert werden können, wodurch z. B. bei einer Heizungsanlage die Wärmeerzeugung unabhängig von dem Wärmeverbrauch erfolgen kann. Dadurch wird der Einsatz von Wärmepumpen begünstigt und die Verwendung elektrischer Energie durch lastabhängigem Verbrauch wirtschaftlicher.
Die bekannten Latent-Wärmespeicher mit Schmelzwärmespeicherung arbeiten mit durchströmenden flüssigen Wärmeträgern. Die hierzu wegen ihrer hohen Schmelzwärmekapazität in dem gewünschten Temperaturbereich zwischen 300 u. 45°O geeigneten Speichermassen wie z. B. Glaubersalz haben jedoch eine sehr geringe und sich mit dem Aggregatszustand verändernde Wärmeleitung. Dadurch werden die erforderlichen Wärmeaustauschflächen im Verhältnis zum Speichervolumen zu groß und die Wärmeübergänge unregelmäßig. Bei direkt durchströmenden Wärmeträgern bestehen auch weiterhin noch Schwierigkeiten wegen der Löslichkeit der Speichermassen.
Wegen dieser genannten Probleme und der dadurch bedingten Nutzungseinschrähkung sind bisher noch keine wirtschaftlich vertretbaren Lösungen bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Wärme in Form von Schmelzwärme so zu speichern, daß trotz der relativ geringen Wärmeleitfähigkeit ein ausreichender Wärmeaustausch sowohl beim Schmelzen zum Beladen des Speichers wie auch beim Erstarren der Speichermasse zum Entladen des Speichers gewährleistet ist. Gleichzeitig ist die Aufgabe dahingehend zu lösen, daß die Entladung des Speichers alternativ mit Wasser und mit luft möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Speichermasse in flüssiger, fester und gemischter Form in einem Kreislauf über Wärmetauscher gefördert wird. Durch diese Bewegung der Speichermasse über die Wärmetauscher wird die Wärmeübertragung begünstigt, weil die Wärmeleitstrecken zwischen den Lamellen kleiner und die Temperaturdifferenzen wegen der ständig erneuten Wärmebeaufschlagung größer sind.
Durch die Anordnung der Wärmetauscher und der übereinander liegenden Behälter wird der Kreislauf der Speicher -massen ermöglicht, weil diese sich nach dem Übergang in Kristallform und Austritt aus dem oberen Wärmetauscher im freien Fall bewegt.
Durch die Anordnung des unteren Wärmeaustauschers zum Schmelzen der Speichermasse und der seitlichen Anordnung der Auslauföffnungen in der Behältermulde gelangt nur flüssige und mit Wärme aufgeladene Speichermasse durch freien Fall in den unteren Behälter. Dadurch verbleibt der kristallisierte Anteil der Speichermasse ohne latentwärmeinhalt so lange im im oberen Steig her, bis er durch Wärmezufuhr geschmolzen wird und dann nach unten fließen kann. Vom unteren Behälter, in dem sich somit nur flüssige Speichermasse befindet, wird diese mit einer Flüssigkeitspumpe zur Wärmeentnahme über den oberen Austauscher in den oberen Behälter gepumpt. Durch die Form und Anordnung des oberen Wärmeaustauschers wird der hochgepumpten Flüssigkeit vor Eintritt in den oberen Behälter am vertikal verlaufenden leitungsende Wärme entzogen, wodurch ein Teil der Flüssigkeit kristallisiert und deshalb bis zur erneuten Wärmezufuhr durch den unteren Wärmeaustauscher dort verbleibt.
Die mit der Erfindung erzieItenVorteile bestehen insbesondere darin, daß die Speichermasse in einen Kreislauf gebracht werden kann und diese trotz der wechselnden Aggregatszustände nur in flüssiger Form gepumpt werden muß, während die Bewegung der kristallisierten Massenteile im freien Fall erfolgt. Dadurch wird die Wärmeübertragung wesentliche verbessert, ohne daß hierzu eine nennenswerte Förderenergie erforderlich wird und kein Verschleiß an der Fördereinriohtung auftritt Da die Wärmeaustauscher für jeden Wärmeträger geeignet sind, ist die e Verwendungsmöglichkeit des Latent-Wärmespeichers vielfältig. Er kann z. B. auch mit Hilfe elektrischer Heizstäbe aufgeladen und somit ohne Wärmepumpe als Nacht speicher verwendet werden. Die Wärmeabgabe des Speichers kann sowohl über Wasser wie auch über tuft. erfolgen.
Darüberhinaus kann der Latent-Wärmespeicher auch bei Verwendung von Wasser als Speichermasse für Kälteanlagen eingesetzt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in folgendem näher beschrieben.
Es zeigt Fig. 1 den Querschnitt des Latent-Wärmespeichers im aufgeladenen Zustand und Fig. 2 den Querschnitt des Latent-Wärmespeichers im entladenen Zustand.
Im Behälter 1 befindet sich die mit Wärme gespeicherte flüssige Speichermasse. Im Behälter 2 befindet sich die abgekühlte kristallisierte Speichermasse.
Der zwischen den beiden Behältern angeordnete Wärmetauscher 3 erwärmt die Kristalle, wodurch diese schmelzen und in flüssiger Form über die Öffnung 4 in den unteren Speicher gelangen.
Mit der Umwälzpumpe 5 wird die flüssige Speichermasse über die Rohrleitung 6 durch den Wärmetauscher 7 in den oberen Behälter gepumpt. Durch die Isolierung 8 wird ein Wärmeverlust nach außen verhindert.
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Claims

Ansprüche Latent-Wärmespeicher mit Schmelzwärmespeicherung, insbesondere zur Wärmespeicherung für Heizungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß Speichermasse in flüssiger, fester und gemischter Form in einem Kreislauf über Wärmetauscher gefördert wird.
2. Latent -Wärmespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Speichermasse durch die Anordnung und die Form des Wärmetauschers zum Wärmeentzug und durch übereinander angeordnete Behälter nach dem Übergang in Kristallform durch freien Fall bewegt.
3. Latent-Wärmespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Anordnung der Auslauföffnungen im oberen Behälter nur erwärmte und somit verflüssigte Speichermasse in den unteren Behälter gelangt.
4. Latent-Wärmespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Anordnung des Wärmetauschers zur Erwärmung der Speichermasse der Kreislauf für den kristallisierten Teil geschlossen oder unterbrochen werden kann.