DD249326A1 - Vorrichtung zur druckentlastung dynamischer latentwaermespeicher - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Druckentlastung dynamischer Latentwaermespeicher und ist vorzugsweise fuer solche Latentwaermespeicher anzuwenden, die mit Waermetransportmitteln im Wechsel zwischen Verdampfen und Kondensieren in geschlossenen Behaeltern oder Zirkulationssystemen arbeiten. Ziel der Erfindung ist es, den Einsatz billiger korrosionsbestaendiger und weniger druckfeste Werkstoffe oder den materialsparenden Einsatz korrosionsbestaendiger teurerer Werkstoffe fuer die Fertigung von druckbelasteten Speicherbehaeltern zu ermoeglichen. Es ist die Aufgabe der Erfindung, die in geschlossenen dynamischen Latentwaermespeichern im Betriebszustand als auch bei aussergewoehnlichen Waerme- oder Kaelteeinwirkungen entstehenden Druckbelastungen abzubauen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch erfuellt, indem der Speicherbehaelter mit einem elastischen oder dehnbaren Bereich versehen ist, der mit dem Dampf des im Inneren des Speicherbehaelters befindlichen Waermetransportmittels in Beruehrung steht, der Speicherbehaelter von einem geschlossenen und druckfesten Behaelter umhuellt und der Zwischenraum zwischen Speicherbehaelter und Huellbehaelter von einem druckuebertragenden Medium, wie einer Fluessigkeit, einem Gas, einem Dampf oder Kombinationen aus diesen ausgefuellt ist.

Description

Titel der Erfindung

"Vorrichtung zur Druckentlastung dynamischer Latentwärmespeicher"

Anwendungsgebiet der Erfindung

Dynamische Latentwärmespeicher, die mit Wärmetransportmitteln in direktem Kontakt mit dem Phasenwechselmaterial zum Wärmeein- und Wärmeaustrag in geschlossenen Speicherbehältern oder geschlossenen Kreisläufen arbeiten, unterliegen innerhalb und außerhalb des Arbeitstemperaturbereiches unerwünschten Druckbelastungen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Druckentlasung dynamischer Latentwärmespeicher ist vorzugsweise für solche Latentwärmespeicher vorgesehen, die mit Wärmetransportmitteln im Wechsel zwischen Verdampfen und Kondensieren in vollständig geschlossenen Behältern oder Zirkulationssystemen betrieben werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Für Latentwärmespeicher ist eine Vielzahl technischer Lösungen mit unterschiedlichen Wirkprinzipien bekannt. Die mit Latentwärmespeichern, insbesondere mit den Phasenwechselmaterialien, bestehenden allgemeinen Probleme, wie schlechte Wärmeleitfähigkeit, Stratifikation, Entmischung, Unterkühlung,

Korrosion u.a., wurden von diesen Lösungen mehr oder weniger umfassend geklärt und beseitigt.

Zu den Lösungen, die aufgrund ihres Wirkprinzips besonders viele dieser Probleme gleichzeitig beseitigen, gehören die Latentwärmespeichersysteme , die mit Wärmetransp.örtmittel - arbeiten, welche in direktem Kontakt mit dem Phasenwechselmaterial im Wechsel zwischen Verdampfen und Kondensieren den Wärmeeintrag in das Phasenwechselmaterial und den Wärmeaustrag aus dem Phasenwechselmaterial bewirken.

Dazu gehören z.B. DE-OS 2826, DE-OS 3236 319, DD-PS 207758 und DE-PS 3324 9431.

In diesen Lösungen werden Speicherbehälter verwendet, die gegenüber der Umgebung vollständig abgedichtet sind. Aufgrund der Abdichtung ist die Wärmeübertragung während des Wärmeein- und Wärmeaustrages durckabhängig.

Durch die gezielte Auswahl eines geeigneten Wärmetransportmittels ist es möglich, den Speicherinnendruck im Bereich der für den Speicher charakteristischen Wärmeein— und Wärmeaustrags— temperaturen in der Nähe des Umgebungsdruckes, insbesondere des Luftdruckes, zuhalten.

Bei davon abweichenden Temperaturen kann der entstehende Innendruck stark vom Umgebungsdruck abweichen und dadurch Pestigkeits— bzw. Sicherheitsprobleme für den Speicherbehälter hervorrufen.. Dieser Fall tritt dann ein, wenn dem Speichermaterial nach dem Aufschmelzen weiter Wärme zugeführt wird, oder nach dem Erstarren weiter Wärme entzogen wird, um die dem Speichermaterial ohne Phasenwechsel zu- oder abführbare sensible Überhitzungs- oder Unterkühlungswärme technisch zu nutzen. Darüber hinaus stellt sich eine besondere Gefahr ein, wenn sich der Speicher nicht im Betriebszustand befindet und beispielsweise durch Kälteeinwirkung im Winter oder durch Sonneneinstrahlung im Sommer auf Temperaturen abgekühlt oder aufgewärmt wird, die außerhalb der charakteristischen Arbeitstemperaturen liegen (z.B. während des Speichertransportes).

Im Falle starker Abkühlung stellt sich ein hoher Unterdruck und im Falle starker Erwärmung ein hoher Überdruck ein. Darüber hinaus kann auch dann ein Überdruck entstehen, wenn eine ungewollte Überhitzung des Speichers durch eine unvorhergesehene

Situation, wie z.B. einen Wärmestau oder den Ausfall von Regelungstechnik u.a. eintritt.

In allen Fällen be steht die Gefahr der Zerstörung des Speicherbehälters. Dieser Gefahr läßt sich in einfacher Weise dadurch begegnen, indem die Speicherbehälter als Druckgefäße ausgebildet werden, deren Festigkeit auch ungewollte Druckbelastungen zuläßt.

Die Speicherbehälter werden dabei vorwiegend aus Stahlblech gefertigt, dessen Stärke für einen angenommenen außergewöhnlichen Speicherinnendruck bemessen ist. Dabei besteht ein wesentlicher Nachteil:

Die Mehrheit aller als Phasenwechselmaterial in Präge kommenden Stoffe sind anorganische Stoffe, die im Kontakt mit unlegiertem Stahlblech zur Korrosion führen.

Die einzigen Stahlsorten, welche als Material für Speicherbehälter verwendet werden können, sind höher legierte Stähle, wie z.B. Cr-Ni-St ahle". "HSuf grünet d~er nt-i-k -Aiesem Material verbundenen hohen Kosten besteht demgegenüber ein vornehmliches Interesse, anstelle legierter Stähle billigere korrosionsfeste nichtmetallische Werkstoffe zu verwenden. Von Bedeutung sind dabei druckfeste Glas und Plaste. Der Einsatz dieser Werkstoffe ist möglich, löst aber nur das Korrosionsproblem. Die Druckfestigkeit beider Materialien reicht nicht aus, den praktisch möglichen Druckbelastungen standzuhalten. In verschiedenen Lösungen, wie z.B. DEPS 3001 725, DE-OS 3023 494, DE-OS 2517 921, DE-OS 3005 450 und DE-OS 2551 379 werden deshalb Verfahren zum Druckabbau beschrieben, welche auf der Basis gasgefüllter Hohlräume im Speicherinneren arbeiten. Bei diesen Lösungen besteht das Ziel primär in der Kompensation der durch die Wärmeausdehnung des Speichermaterials hervorgerufenen Volumenvergrößerungen, sekundär bieten diese Lösungen aber auch einen Schutz gegen Überdruck, wenn das Volumen des gasgefüllten Hohlraumes, wie in DE-OS 2517 921 oder DE-PS 3001 725 durch Ausbildung in Form eines Balges oder die Verwendung elastischen Materials vergrößert oder verkleinert werden kann. Unter der Bedingung der Volumenveränderung bleibt der Speicherinnendruck konstant, so daß auch auf dünnwandiges Stahlblech, Glas- oder

Plastmaterial zurückgegriffen v/erden kann. Die Konstanz des Speicherinnendruckes ist aber nachteilig. In Bezug auf das in geschlossenen Latentspeicherbehältern vorliegende Punktionsprinzip ist diese wirkungshemmend bzw. wirkungsunterbindend. Die zum Wärmeein- und Wärmeaustrag genutzten Siede- und Kondensationsprozesse des Wärmetransportmittels laufen nur dann ab, wenn im Speicherinneren verschiedene Dampfdrücke realisiert werden können. Die Verwendung gasgefüllter Hohlräume zum Druckabbau stellt damit zwar eine Methode zum Abbau von Überdrücken dar, bringt aber das Speicherprinzip zum erliegen. Lediglich durch die geometrische Form der Speicherbehälter lassen sich in Bezug auf die Druckfestigkeit nach gewisse Verbesserungen erreichen, wie z.B. durch die Verwendung von Kugelformen. Gemäß DE-OS 1941 062, DE-OS 2343 525, DE-OS 2552 698,DE-OS 2744 618 bestehen die Speicher aus einer Vielzahl kleiner Kugeln aus Plastwerkstoffen, welche mit Latentspeichermaterial gefüllt sind. Das Ziel dieser Lösungen besteht dabei vorrangig in dTe"r "~ Überwindung der genannten, mit dem Phasenwechselmaterial einhergehenden Probleme, wie schlechte'Wärmeleitfähigkeit, Stratifikation und Entmischung, die durch Verwendung von kleinen Kugeln zum Teil überwunden werden können. Da die Kugeln in der Regel von einer Flüssigkeit umgeben sind, durch welche über die Kugeloberflächen der Wärmeein- und Wärmeaustrag an das Speichermaterial erfolgt, bietet die Kugelform einen verbesserten Schutz gegen Druckbelastungen sowohl von innen als auch von außen. Nachteilig an diesen Lösungen ist, daß ein genereller Schutz gegen hohe Über- und Unterdrücke damit ebenfalls nicht gegeben ist, wenn Glas oder Plaste als Werkstoffe verwendet werden. Selbst wenn, wie in DE-OS 2552 698 .elastische Plastwerkstoffe zum Einsatz kommen, ist der Schutz mit einem Verlust der Funktionstüchtigkeit der Speicher verbunden. Auch hier ist wesentlich, daß infolge der Volumenvergrößerung und der damit verbundenen Druckkonstanz in den Kugeln, eine unter Sieden und Kondensieren des Wärmetransportmittels ,vorgenommene Wärmeübertragung zusammenbricht und damit wichtige Verfahrensvorteile verlorengehen. Bei Verwendung von Stahl als Material für die Kugeln ist wiederum legiertes Material und eine entsprechende Wandstärke vorzusehen, so daß das Druckproblem nach wie vor nicht kosten-

5

günstig gelöst ist.

Ein anderer Weg zur Lösung der Problematik liegt mit DE-AS 2517 080 vor. Zum Abbau der auf die Wandung des Speicherbehälters durch Druck wirkenden Kräfte wird der Speicherbehälter, der als vollständig geschlossener Behälter ausgeführt ist, von einem weiteren geschlossenen Behälter vollkommen umhüllt und im Speicherbehälter als auch im Zwischenraum (zwischen Speicherbehälter und Hüllbehälter) eine gewisse Menge ein und desselben Wärmetransportmittels und dessen Dampf eingebracht. Unter Wärmeeinwirkung auf das Gesamtsystem bilden sich im Speicherbehälter als auch im Zwischenraum die Dampfdrücke des Wärmetransportmittels aus, welche an der Innen- und Außenwand des Speicherbehälters entgegenwirken, so daß sich die Druckkräfte an der Innen- und Außenfläche des Speicherbehälters kompensieren. Aufgrund dieses Effektes kann die Wandstärke des Speicherbehälter^ vermindert werden, da der Druck des Wärmetransportmittels nur noch auf den Hüllbehälter wirkt und von diesem au.fgenommen wird. Da der Hüllbehälter lediglich mit dem Wärmetransportmittel in Kontakt steht, welches keine (oder zumindest beherrschbare) Korrosionsprobleme hervorruft, kann der Hüllbehälter aus billigerem Material gefertigt werden. Nachteilig ist allerdings dabei, daß an der Innen- und Außenwand des Speicherbehälters nur dann eine Druck- bzw. Kräftekompensation eintritt, wenn auf beiden Seiten der Behälterwand Temperaturgleichheit herrscht.

Da in DE-AS 2517 080 das Wärmetransportmittel, welches sich im Zwischenraum befindet, gleichzeitig zum indirekten Wärmeeintrag und Wärmeaustrag in oder aus dem Speicherbehälter verwendet wird und eine Wärmeübertragung in den Speicherbehälter nur bei Temperaturen oberhalb der Schmelztemperatur und der Wärmeaustrag aus dem Speicherbehälter nur bei Temperaturen unterhalb der Erstarrungstemperatur des Phasenwechselmaterials erfolgen kann, müssen die Temperaturen im Speicherbehälterinneren und im Zwischenraum in jeder Phase des Betriebszustandes voneinander abweichen.

In gleicher Weise müssen durch die Temperaturunterschiede auch die Drücke voneinander abweichen. Das bedeutet, daß die Drücke nur dann gleich sind, wenn sich die Temperaturen im Gesamtsystem (bspw. bei Betriebsstillstand) auf eine gemeinsame Temperatur ausgeglichen haben. Der eigentliche Betriebszustand ist aber stets durch Druckungleichheit gekennzeichnet. Es ist lediglich eine gewisse Annäherung der Drücke erreicht, wenn der Wärmeeinoder -austrag bei geringen Temperaturdifferenzen abläuft. Diese ziehen aber nach sich, daß die Wärmeübertragungsleistungen gering sind, so daß neue Probleme in Bezug auf die technische Anwendbarkeit des Systems auftreten und darüber hinaus die Wandstärke des Speicherbehälters nicht vollständig minimiert werden kann. Das Druckproblem ist demzufolge nur bei geringen Temperaturdifferenzen oder Temperaturgleichheit zwischen Phasenwechselmaterial und Wärmetransportmittel kostengünstig gelöst. Im Falle größerer Temperaturdifferenzen, die besonders bei größeren Wärmeübertragungsleistungen oder in Havariesituationen auftreten, bleibt die Druckproblematik des Speicherbehälters weiter ungelöst.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den Einsatz billiger korrosionsfester und weniger druckfester Werkstoffe oder den materialsparenden' Einsatz korrosionsfester teuerer Werkstoffe für die Fertigung von druckbelasteten Speicherbehältern zu ermöglichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die in geschlossenen dynamischen Latentwärme speichern unter Wärmeeinwirkung entstehenden Druckbelastungen abzubauen.

Aus Untersuchungen ist bekannt, d aß die Temperatur und der Dampfdruck des in geschlossenen Latent speichern befindlichen Wärmestransportmittels im wesentlichen nur von der Temperatur des Phasenwechselmaterials im Speicher.abhängt. Diese Abhängigkeit liegt auch dann vor, wenn im Speicherinnern lokale Wärme-

2 4V J £ 6

Übertragungsflächen vorliegen, deren Temperaturen sich wesentlich von der Temperatur des Phasenwechselmaterials unterscheiden .

Da der Dampfdruck des Wärmetransportmittels im Interesse der Funktionstüchtigkeit des Speicherverfahrens nicht beseitigt, sondern lediglich vom Speicherbehälter auf ein anderes System übertragen werden kann, ist es naheliegend, ein druckaufnehmendes System zu verwenden, wie z.B. in Form eines anderen übergeordneten umhüllenden Druckbehälters. Wichtig ist dabei, daß die Druckübertragung vollständig erfolgt, so daß am Speicherbehälter selbst keine Druckbelastungen auftreten. Durch die Kenntnis, daß der Dampfdruck des Wärmetransportmittels im wesentlichen nur von der Temperatur des Phasenwechselmaterials bestimmt wird, ist zu erreichen, daß zur.Druckübertragung ausschließlich Wärmetransportmittel verwendet wird, welches mit dem Phasenwechselmaterial direkt in Kontakt steht und gleichzeitig zum Wärmeein- und Wärrneausbrag verwendet wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, indem der Speicherbehälter, welcher das Phasenwechselmaterial, das Wärmetransportmittel und dessen Da,mpf und die Zuschlagstoffe enthält, mit einem elastischen oder dehnbaren Bereich versehen ist, welcher mit dem Dampf des Wärmetransportmittels in Berührung steht,der Speicherbehälter von einem druckfesten Behälter umhüllt ist und der Zwischenraum zwischen Speicherbehälter und Hüllbehälter vollständig von einer Flüssigkeit oder einem Gas oder einem Dampf oder aus Mischungen einer Flüssigkeit mit einem

- Gas und/oder einem Dampf ausgefüllt ist. Unter dem Einfluß von

Wärmeeintrag oder Wärmeaustrag nimmt das/Wärmetransportmittel unabhängig von der Temperatur des Wärmeein- oder Wärmeaustrages stets nur die jeweilige Temperatur des Phasenwechselmaterials an und erzeugt den dazu gehörigen Dampfdruck als Innendruck des Speicherbehälters. Dieser Dampfdruck überträgt sich über den elastischen oder dehnbaren Bereich des Speicherbehälters auf die im Zwischenraum befindliche Substanz und von dieser sowohl auf die äußere Oberfläche des Speicherbehälters als auch auf die innere Oberfläche des Hüllbehälters.

An der inneren und äußeren Oberfläche des Speicherbehälters heben sich damit in jedem Betriebszustand des Speichers - unabhängig von den zur Wärmeübertragung erforderlichen Temperaturdifferenzen - die Drücke auf.

Lediglich der Hüllbehälter ist mit Druck belastet. Dieser Zustand tritt auch dann ein, wenn ungewollte Situationen, wie Überhitzungen, Wärmestau oder Wärmeentzug durch Kälteeinwirkung auftreten. Gleichzeitig tritt keine Beeinträchtigung des Speicherverfahrens auf.

Unter diesen Bedingungen kann der Speicherbehälter sehr dünnwandig und damit material- und kostensparend ausgeführt sein. Diese Druckübertragung kann in analoger Weise auch dann erreicht werden, wenn anstelle eines einzelnen Speicherbehälters mehrere kleine Speichermodule, welche dasselbe Phasenwechselmaterial, dasselbe Wärmetransportmittel und dessen Dampf und die Zuschlagstoffe enthalten, verwendet werden. Unter der Voraussetzung, daß diese von einem gemeinsamen druckfesten Behälter umhüllt werden, zwischen den Modulen eine der zuvor aufgezählten Substanzen zur Druckübertragung vorhanden ist und wenigstens einer der einzelnen Module einen mit den Dampf des Wärmetransportmittels in Verbindung stehenden elastischen oder dehnbaren Bereich enthält, erfolgt an den inneren und äußeren Oberflächen der Module eine Druckkompensation. Die Wärmeübertragung erfolgt in diesem Falle über die Oberflächen der einzelnen Module, wobei der Wärmeeintrag über denjenigen Bereich der Oberfläche erfolgt, der vom Phasenwechselmaterial, dem flüssigen Wärmetransportmittel und den Zuschlägen bedeckt ist und der Wärmeaustrag nur über den Bereich, v/elcher mit dem Dampf des Wärmetransportmittels in Berührung steht.

Unter dieser Bedingung wird die Substanz zwischen den einzelnen Modulen und dem umhüllenden Behälter nicht nur zur Druckübertragung, sondern gleichzeitig zur Wärmeübertragung verwendet. Um zu erreichen, daß diese Substanz mengenmäßig nur gering ist, z.B. aus Kostengründen, wenn im Falle von Flüssigkeiten Gefrier-Schutzmittel hinzugefügt werden müssen, kann der Zwischenraum z.T. auch "Füllkörper enthalten.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung wird an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 Schnittdarstellung eines Latentwärmespeichers -mit einem einzelnen Speicherbehälter

Fig. 2 Schnittdarstellung eines Latentwärmespeichers mit mehreren Speicherbehältern

Las in Fig. 1 dargestellte Ausfuhrungsbeispiel besteht aus einem geschlossenen Speicherbehälter 1, welcher von einem Hüllbehälter 2 vollständig umschlossen ist. Der Speicherbehälter 1 enthält (im teilgeladenen Zustand dargestellt) flüssiges Phasen-

wechselmaterial 3 und festes Phasenmaterial 4, Wärmetransportmittel 5, den Dampf des Wärmetransportmittels 6, sowie in Fig.1 nicht dargestellte Zuschläge. Im Bereich des den Dampf des Wärmetransportmittels 6 enthaltenden Hohlraumes ist im Speicherbehälter .1 ein dehnbarer Bereich in Form eines Balges 7 angeordnet. Im Zwischenraum zwischen Speicherbehälter 1 und dem Hüllbehälter 2 befindet sich eine Flüssigkeit 8.

Zum Wärmeeintrag in den Speicherbehälter 1 ist ein unterer Wärmeübertrager 9 und zum Wärmeaustra,g ein oberer Wärmeübertrager 10, der allein vom Dampf des Wärmetransportmittels 5 umgeben ist,im Inneren des Speicherbehälters 1 angeordnet. Wärmeeintrag und Wärmeaustrag erfolgen in an sich bekannter Weise in Form von Kreisprozessen zwischen Sieden und Kondensieren des Wärmetransportmittels 5. Der Druckausgleich am Speicherbehälter 1 erfolgt dabei in folgender Weise.

Bei einem Wärmeeintrag über den unteren Wärmeübertrager 9 stellt sich im Speicherinnern ein von der Temperatur des Speichermaterials bestimmter Dampfdruck des Wärmetransportmittels 5 ein. Da der vom Dampf des Wärmetransportmittels 6 erfüllte Hohlraum des Speicherbehälters 1 einen dehnbaren Bereich in Form des Balges 7 besitzt, wird dieser Dampfdruck auf die Flüssigkeit 8

I 4 V 3έξ>

übertragen, welche ihrerseits den Druck auf die äußere Oberfläche des Speicherbehälters 1 und die innere Oberfläche des Hüllbehälters 2 überträgt. An der Innen- und Außenfläche des Speicherbehälters 1 stellt sich damit Druckgleichheit ein. Der eigentliche Systemdruck wird vom Hüllbehälter 2 aufgenommen. Diese Druckübertragung erfolgt vollständig und bei jeder Temperatur des Wärmeeintrages, auch dann, wenn das Phasenwechselmaterial vollständig geschmolzen und überhitzt ist oder in Havariesituationen sehr hohe Wärmeeintragstemperaturen auftreten. Die mit d er Flüssigkeit 8 gleichzeitig auftretenden Volumenänderungen werden durch den Balg 7 mit kompensiert. Im Falle eines Wärmeaustrages über den oberen Wärmeübertrager 10 stellt sich ebenfalls im Speicherinneren der zur Temperatur des Speichermaterials gehörige Dampfdruck des Wärmetransportmittels 5 ein, wobei im Speicherinneren wahrend des Wärmeaustrages generell ein niedrigerer Druck herrscht, als während des Wärmeintrages. Infolge des geringeren Druckes vollzieht der Balg 7 eine Volumenverringerung, die solange erfolgt, bis der Druck der Flüssigkeit 8 gleich dem Dampfdruck im Speicherinneren ist. Auch in diesem Falle werden gleichzeitig auftretende Volumenänderungen der Flüssigkeit 8 durch den Balg 7 kompensiert und die Drücke am Speicherbehälter 1 in jeder Betriebsphase aufgehoben. Je nach der Temperatur— Druck-Abhängigkeit des verwendeten Wärmetransportmittels 5 können sich im Speicherinneren bei beiden Vorgängen Dampdrücke einstellen, die im Über- oder Unterdruckbereich liegen.

Von diesen Drücken abhängig, kann es je nach der verwendeten Flüssigkeit 8 und deren Temperatur- Druck-Abhängigkeit zur teilweisen Verdampfung dieser Flüssigkeit kommen.

Im Zwischenraum zwischen Speicherbehälter 1 und dem Hüllbehälter 2 bildet sich dabei ein Dampfpolster, welches bei höheren Drücken wieder verschwinden kann. Dieses Dampfpolster stellt keinen Kachteil dar und übt keinen mindernden Einfluß auf den Druckausgleich am Speicherbehälter aus. Es ist nur eine Frage der Einstellung eines thermodynamischen Gleichgewichtes infolge der Druckübertragungen. Unter diesen Bedingungen kann der Speicherbehälter

sehr dünnwandig, praktisch auch aus Folienmaterial hergestellt sein. Der Zwischenraum zwischen dem Speicherbehälter 1 und dem Hüllbehälter 2 läßt sich sehr klein ausführen, es genügen wenige Millimeter Abstand zwischen beiden Behältern. Neben einer Flüssigkeit kann der Zwischenraum auch von einem Gas oder vom Dampf der Flüssigkeit ausgefüllt sein, wobei von Vorteil ist, wenn der Flüssigkeitsanteil so hoch ansteht, daß das Phasenwechselmaterial 3 zusammen mit dem Wärmetransportmittel 5 und allen Zuschlagen denselben Füllstand hat, wie der Flüssigkeitsanteil im Zwischenraum, damit der statische Druck beider Stoffe kompensiert wird. Letztlich ist es auch möglich, nur ein Gas zur Druckübertragung zu verwenden. Der statische Druck des Speicherinhaltes ist dann entweder vom Speicherbehälter 1 selbst aufzunehmen oder kann insbesondere bei Verwendung von sehr dünnem Behältermaterial — durch Berührung des Speicherbehälters 1 mit dem Hüllbehälter 2 auf den Hüllbehälter 2 übertragen werden.

Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel besteht aus mehre- ' ren Latentwärmespeichern, die als geschlossene Module 11 ausgeführt sind und ebenso wie der Speicherbehälter 1 in Fig. 1 mit flüssigem Phasenwechselmaterial 3 und festem Phasenwechselmaterial, Wär'metransportmittel 5, Dampf des Wärmetransportmittel 6, sowie nicht dargestellten Zuschlägen gefüllt sind. Die Module sind von einem Behälter 12 umhüllt, welcher mit zv/ei Zirkulationssystemen 13 und 14 verbunden ist, die ein geschlossenes System bilden. Dieses System ist mit einer Zirkulationsflüssigkeit 15 gefüllt, welche einmal zum Wärmeeintrag und Wärmeaustrag in die Module verwendet wird, zum anderen auch als Flüssigkeit zur Druckübertragung.

Um zu erreichen, daß an den Modulen 11 ein Druckausgleich stattfindet, ist einer der Module 11 im Bereich des Dampfes des Wärmetransp.ortmittels 6 .mit einer elastischen Wand 16 versehen, welche in analoger Weise wie im vorigen Ausführungsbeispiel in Abhängigkeit vom Innendruck des Moduls eine Volumenänderung erfährt,.über welche eine Druckübertragung mittels der Zirkulationsflüssigkeit 15 an die Oberflächen sämtlicher Module 11 erfolgt. Der Wärmeeintrag und Wärmeaustrag erfolgt in diesem Beispiel

über die Oberflächen der Module 11, welche in diesem Falle die Punktion der Wärmeübertrager übernehmen. Dabei e rfolgt der Wärmeeintrag über den Bereich der Oberfläche, der vom Phasenwechselmaterial 3,4-, dem flüssigen Wärmetransportimittel 5 und den Zuschlagen bedeckt ist und der Wärmeaustrag nur über den Bereich, welcher mit dem Dampf des Wärmetransprtmittels 6 in Berührung steht. Anstelle des einen Moduls 11 können auch mehrere mit einem elastischen Bereich versehen sein.

Als Füllmaterialien können für Speicherbehälter 1 (Pig. 1) bzw. die Module 11 (Pig. 2) folgende , St offe vorliegen:

Na SO, . 10 H_p0 als Phasenwechselmaterial

Äthylbromid als Wärmetransportmittel und die Zuschläge

Alkylsulfat als oberflächenaktiver Stoff

Borax als Keimbildner

Als Flüssigkeit 8 bzw. als Kreislaufflüssigkeit 15 können Wasser oder Öl verwendet werden.

Um zu erreichen, daß die in den Systemen verwendete Flüssigkeit 8 bzw. Kreislaufflüssigkeit 15 mengenmäßig nur . gering ist oder gezielt bestimmte statische Druckverhältnisse oder Speicherkapazitäten bzw. Speicherdichten bestehen, kann die Flüssigkeit 8 bzw. Kreislaufflussigkeit 15 durch Füllkörper verringert werden.

Claims (7)

1. Patentansprüche.

   Ί. Vorrichtung zur Druckentlasung dynamischer Latentwärmespeicher, die mit Wärmetransportmitteln im Wechsel zwischen Verdampfen und Kondensieren in direktem Kontakt mit dem Phasenwechselmaterial und dessen Zusätzen in geschlossenen Speicherbehältern arbeiten, welche in der Behälterwand elastische oder dehnbare Bereiche haben und von einem druckfesten Hüllbehälter umschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische oder dehnbare Bereich der Wand des Speicherbehälters(1)mit dem Dampf des Wärmetransportmittels(6)in Berührung steht, der Zwischenraum zwischen dem Speicherbehälter (1) und dem Hüllbehälter (2) von einer bzw. mehreren Flüssigkeiten und von einem oder mehreren Gasen und/oder von einem oder mehreren Dämpfen ausgefüllt ist.
2. 2. Vorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Zwischenraum zwischen dem Speicherbehälter (1.) und dem Hüllbehälter (2) Füllkörper enthalten sind.
3. 3. Vorrichtung nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der umhüllende Behälter (12) mit Zirkulationssystemen (13) und (14·) ein geschlossenes druckfestes Wärmeübertragungssystem bildet.
4. 4. Vorrichtung nach Punkt 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß einer, mehrere oder sämtliche Module einen mit dem Dampf des Wärmetransportmittels (6) in Berührung stehenden dehnbaren oder elastischen Bereich in der Modulwand besitzen.
5. 5. Vorrichtung nach Punkt 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Zirkulationssysteme (13) und (14) ein Gas bzw. mehrere Gase oder ein Dampf bzw. mehrere Dämpfe oder ein Dampf und dessen Kondensat bzw. mehrere Dämpfe und deren Kondensate oder Kombinationen aus Flüssigkeiten, Gasen und Dämpfen verwendet werden.

   32
6. 6. Vorrichtung nach Punkt 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Behälter (12) und/oder in den Zirkulationssystemen (13) und (14) Füllkörper enthalten sind.
7. 7. Vorrichtung nach Punkt I.bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustrag aus den Modulen über denjenigen Wandbereich der Module erfolgt, welcher mit dem Dampf des Wärmetransportmittels in Berührung steht und der Wärmeeintrag.über den übrigen Wandbereich der Module.

   Selten