AT504794B1 - Wärmespeicher - Google Patents

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AT504794B1
AT504794B1 AT0028707A AT2872007A AT504794B1 AT 504794 B1 AT504794 B1 AT 504794B1 AT 0028707 A AT0028707 A AT 0028707A AT 2872007 A AT2872007 A AT 2872007A AT 504794 B1 AT504794 B1 AT 504794B1
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • F28D20/021—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat the latent heat storage material and the heat-exchanging means being enclosed in one container
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/106—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of two coaxial conduits or modules of two coaxial conduits
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Description

2 AT 504 794 B1
Technisches Gebiet
Die Erfindung stellt eine Neuentwicklung auf dem Gebiet Wärmespeicher mit Phasenwechselmaterial (englisch Phace Change Material, kurz PCM) oder Latentspeicher dar.
Stand der Technik
Phasenwechselmateralien 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. PCMs können auf zwei Arten in 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.
Die gegenständliche Erfindung betrifft die zweite Variante und kann z.B. den Ertrag von thermischen Solaranlagen, die der Heizungsunterstützung dienen, wesentlich verbessern.
Vorteile der Erfindung gegenüber den bereits bekannten Systemen
Als Wärmetauscher wird ein Rohrregister verwendet, dass mit einer aufwendigen Berippung die für 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.
Der Wärmetauscher besitzt 2 Kreise, damit wird das gleichzeitige Laden und Entladen ermöglicht. Er besteht aus zwei Paketen in Serie geschalten, dadurch wird eine 2-stufige Wärmespeicherung ermöglicht.
Figuren-Beschreibung
In Fig. 1 ist der Speicher im seitlichen Schnitt dargestellt.
Er besteht aus der Speicherhülle (10) mit eingebauten 1. Wärmetauscherpaket (5) und 2. Wärmetauscherpaket (6). Die Wärmetauscherpakete bestehen aus dem äußeren Wärmeträgerohr (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 Fig. 2 ist im Schnitt der Aufbau von Verteiler/Sammler (8 und 9) ersichtlich, in Fig. 3 ist das Wärmetauscherpaket von oben gesehen gezeichnet.
In Fig. 4 ist der Speicher von oben gesehen dargestellt, in Fig. 5 von vorne gesehen.

Claims (1)

  1. 3 AT 504 794 B1 Patentansprüche: 1. 2-Kreis-Latent-Flachspeicher mit Wärmetauschern, dadurch gekennzeichnet, dass 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. 2. 2-Kreis-Latent-Flachspeicher, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscher aus zwei Paketen (5 und 6) bestehen, die durch einen mit PCM befüllten Zwischenraum (7) thermisch getrennt sind und so eine 2-stufige Ladung und Entladung ermöglichen. 3. 2-Kreis-Latent-Flachspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeträgerrohre (1 und 2) in beliebiger Anzahl oben und unten in Verteiler/Sammler (8 und 9) münden, wobei das innere Rohr (2) durch das Verteilerrohr (9) hindurchgeführt wird. 4. 2-Kreis-Latent-Flachspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscher in einer drucklosen Speicherhülle (10) eingebaut sind, die mit Stegen (11) versteift ist, die auch zur Befestigung einer äußeren Verkleidung, bzw. feuerfesten Ummantelung (12) dienen. 5. 2-Kreis-Latent-Flachspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Raum zwischen Speicherhülle (10) und äußerer Verkleidung (12) Isoliermaterial (13) angebracht werden kann. 6. 2-Kreis-Latent-Flachspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen Speicherhülle (10) und den flachen Wärmetauscherpaketen (5, 6) befindlichen PCM (Phasenwechselmateriai) (4) einen hohen Anteil am von der Speicherhülle (10) begrenzten Volumen hat. 7. 2-Kreis-Latent-Flachspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er eine flache kastenförmige Bauweise der Speicherhülle (10) aufweist und in Zwischenwände integrierbar ist. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen
AT0028707A 2007-02-23 2007-02-23 Wärmespeicher AT504794B1 (de)

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