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WO2002012814A1 - Latent heat storage device - Google Patents

Latent heat storage device Download PDF

Info

Publication number
WO2002012814A1
WO2002012814A1 PCT/EP2001/008974 EP0108974W WO0212814A1 WO 2002012814 A1 WO2002012814 A1 WO 2002012814A1 EP 0108974 W EP0108974 W EP 0108974W WO 0212814 A1 WO0212814 A1 WO 0212814A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
latent
heat
storage container
medium
storage
Prior art date
Application number
PCT/EP2001/008974
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Alfred Pommerenke
Original Assignee
Globe Thermal Energy Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10108150A external-priority patent/DE10108150A1/en
Application filed by Globe Thermal Energy Ag filed Critical Globe Thermal Energy Ag
Publication of WO2002012814A1 publication Critical patent/WO2002012814A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • 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
    • F28D20/02Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • F28D20/028Control arrangements therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • 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
    • F28D20/02Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • F28D20/021Heat 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
    • 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

Definitions

  • the invention relates to a latent heat accumulator of claims 1, 23 and 29 and a method of the type corresponding to claims 17 and 26.
  • the latent heat stores in question are heat stores in which substances (latent storage media) store or emit energy in the form of heat when their physical state changes.
  • substances latent storage media
  • the heat of fusion or solidification is called latent (hidden) heat.
  • Such latent heat storage devices are usually fed by means of heat coming from solar systems, which has the advantage of using the heat obtained directly and makes sense for ecological reasons.
  • Such a latent heat store is described, for example, in DE 199 53 113
  • This latent heat storage has a storage tank, which is filled with a salt hydrate as latent storage medium, in which a heat exchanger for heating or cooling a secondary medium is arranged.
  • the heat exchanger here has a plurality of heat-conducting plates which are spaced apart from one another by gaps and which are in thermal contact with the secondary medium.
  • a disadvantage of the conventional latent heat storage is that due to their design they only provide a part of the possible performance, since the salt hydrate cannot be melted or solidified quickly and evenly, so that the known systems have a great sluggishness in dispensing and Have absorption of heat. They are not able to absorb this quickly when there is a large amount of heat, which is provided, for example, by solar systems when the sun is shining. This means that part of the existing heat is lost.
  • an additional heating source is required for heat storage systems operated by solar systems if the solar radiation is no longer sufficient to maintain the necessary temperature of the latent storage medium. If electric power is used for this purpose, this should advantageously be done at times when the electricity tariff is low, i.e. H. mainly at night.
  • the previously known systems can only do this to a limited extent because of the inertia, especially since part of the energy is lost through the inertia.
  • Heat at peak loads such as occurs when showering or filling bathtubs, cannot be released to the water or secondary medium quickly enough. As a result, the water is not heated evenly and there are undesirable temperature fluctuations at the consumer.
  • the object of the invention is therefore to achieve an optimization of the storage capacity and a reduction in the inertia of a latent heat store with a simple structure.
  • the latent heat storage comprises a first storage container which is filled with a latent storage medium and a heat transfer medium and a second storage container which is filled with a secondary medium, wherein a heat exchanger is arranged in the first storage container for heating or cooling the latent storage medium , the first storage container is arranged within the second, outer storage container and the outside of the inner storage container is in connection with the secondary medium, it is possible to a large extent Load transfer to the secondary medium and thus to achieve a complete or at least better use of thermal energy, especially solar energy.
  • the secondary medium can be water, for example.
  • the inner storage container is thus via its outside in a heat-transmitting, in particular heat-conducting connection to the secondary medium surrounding it.
  • a secondary medium flows through the heat exchanger arranged in the inner storage container.
  • two separate circuits can be used to operate the latent heat storage: a first circuit for heating the latent storage medium and a second circuit for supplying the consumers.
  • a connection of the circuits for better heat utilization is also conceivable.
  • the secondary medium first flows through the heat exchanger for heating the latent storage medium and then reaches the second, outer storage container for consumption.
  • the heat exchanger arranged in the inner storage container is advantageously a tube heat exchanger and advantageously comprises at least one approximately vertically arranged tube.
  • a separate arrangement of the tubes is also advantageous. So through the large areas particularly fast and complete melting of the latent storage medium is achieved without so-called "dead" corners. This is supported by the wall of the inner storage tank, which immediately transfers the heat to the secondary medium.
  • a coil-shaped arrangement of the tubes is also conceivable. An even larger surface area and thus better heat transfer to the latent storage medium is achieved if the tubes are provided with heat conducting plates.
  • the secondary medium present in the second, outer storage container can advantageously be heated by suitable means, these advantageously comprising a heating rod which is surrounded by the secondary medium and is preferably operated electrically, the heating rod being arranged either inside or outside the second storage container. This will create a
  • the heating source is located outside the storage tank, it can contain a pump for circulation and the storage tank does not have to be emptied for maintenance or decalcification. It is also conceivable to operate the means via a heat pump or via electrical energy from solar cells that is temporarily stored in a battery.
  • an expansion tank communicating with the inner storage tank is arranged outside the latent heat store, a breathing line to the outside can be dispensed with, so that no moisture penetrates into the system despite a change in volume of the latent storage medium and / or the thermal oil.
  • the latent storage medium also retains its properties. Furthermore, complete use of the storage space is achieved, since even if the latent storage medium crystallizes completely, the upper part of the storage device remains filled with heat transfer medium and is charged when heat enters. No expansion space must be provided within the memory, so that the capacity of the memory increases with the same total manipulated variable.
  • the state of charge or degree of saturation of the store can be determined via the fill level of the heat transfer medium, which is displaced when the volume changes, so that a fill level indicator is provided for the inner store container.
  • This is preferably arranged on the expansion tank.
  • the supply of heat in the inner storage tank can be regulated via the fill level display. This can be done, for example, simply by means of a pressure meter or a level meter, such as a float.
  • an external heat exchanger through which the secondary medium (for example water) flows through from the second, outer storage container is provided.
  • the secondary medium itself can be used for heating purposes and the second heat exchanger for domestic water heating such as hot water preparation. This makes it possible to decouple the heating from the hot water preparation. This is due to the relative temperature constancy of the flow and return of a heater from
  • pressure compensation means are provided for the secondary media, which are preferably designed as pressure compensation containers, the thermal expansion of the secondary means is possible in a closed circuit.
  • multiple latent heat storage can be connected to a storage battery and the secondary media flow through the first heat exchanger and / or the second storage container in series and / or in parallel, which results in particularly good use of the thermal energy.
  • a secondary medium is heated or cooled by a latent heat storage, which consists of a first storage container that is filled with a latent storage medium and a heat transfer medium, and from a second storage container that is filled with the secondary medium ,
  • a heat exchanger arranged in the first storage container heats or cools the latent storage medium
  • the first storage container is arranged inside the second, outer storage container, so that the
  • Thermal energy in particular solar energy can be achieved because the heating (or cooling) of the secondary medium is carried out faster, so that it can be used to operate the consumer without temperature fluctuations.
  • the heat exchange between the latent storage medium in the inner storage container and the secondary medium takes place continuously via the wall of the inner storage container, which is in contact with the secondary medium.
  • the heat is supplied and / or removed by a suitable heating medium or a consumer via the secondary medium, it is possible in a simple manner if necessary, such as. B. in winter, when the heating power drops due to the decrease in regenerative energies for feeding the latent heat storage, the storage by conventional energy sources reheat.
  • the secondary medium quickly absorbs the heat and then transfers it to the latent storage medium, which itself absorbs and stores the heat slowly due to its inertia.
  • the secondary medium is immediately available for consumption at the desired temperature and at the same time the memory is fed, so that optimal use of the heat supplied is guaranteed at all times.
  • the heat transfer medium can expediently expand into a compensating container communicating with the inner storage container, so that the entire volume of the storage unit can be used for heat storage despite the volume changes occurring in the latent storage medium and the heat transfer medium. Furthermore, a system can be operated in a closed manner, so that environmental influences, in particular water, do not adversely affect its operation.
  • a level indicator is preferably used to determine the degree of saturation of the latent heat store, which is usually arranged in the expansion tank.
  • the storage capacity is known at all times. This is important because reheating with electricity or other heat sources, such as a charcoal stove, must not lead to the full use of the storage capacity, because otherwise there would not be enough capacity for solar system operation and this would remain unused, which is for energy and ecological reasons is undesirable.
  • the heat supply and / or the removal in or from the inner storage container is regulated via the fill level indicator. Then the heat supply is controlled directly via the saturation level of the system. This is thus in a simple manner. B. by a swimmer who actuates a switch at a certain swimming height, which switches off the "external" heat supply, possible. This procedure can also limit the maximum possible charging or discharging of the memory. Depending on the latent storage medium used, the memory may not exceed or fall below certain temperatures, since otherwise the latent storage medium may be damaged.
  • a heat transfer medium such as in particular oil
  • oil is used in order to ensure good heat transfer from or to the latent storage medium.
  • the oil is pumped through the latent storage medium and absorbs the heat or distributes it more evenly.
  • Another object of the invention is therefore to achieve an optimization of the storage capacity of a latent heat storage regardless of the structure.
  • the state of charge or degree of saturation of the memory can be determined via the fill level of the heat transfer medium, which is displaced when the volume changes, so that a fill level indicator is preferably provided. This is preferably arranged on the expansion tank.
  • the supply of heat in the inner storage tank can be regulated via the fill level display. This can be done, for example, simply by means of a pressure meter or a level meter, such as a float.
  • the heat transfer medium can then expediently expand into a compensating container communicating with the inner storage container, so that the entire volume of the storage unit can be used for heat storage despite the volume changes occurring in the latent storage medium and the heat transfer medium. Furthermore, a system can be operated in a closed manner, so that environmental influences, in particular water, do not adversely affect its operation.
  • a level indicator is preferably used to determine the degree of saturation of the latent heat store, which is usually arranged in the expansion tank.
  • the storage capacity is known at all times. This is important because heating with electricity or other heat sources, such as a charcoal stove, must not lead to the full utilization of the storage capacity, because otherwise insufficient capacity for the operation of the solar system would exist and this would remain unused, which is undesirable for energetic and ecological reasons.
  • the heat supply and / or the removal in or from the inner storage container is regulated via the fill level indicator. Then the heat supply is controlled directly via the saturation level of the system. This is thus in a simple manner, for. B. possible by a float, who actuates a switch at a certain swimming height, which switches off the "external" heat supply.
  • This method can also be used to limit the maximum possible charging or discharging of the memory. Depending on the latent storage medium used, the memory may not exceed or fall below certain temperatures, since otherwise the latent storage medium may be damaged.
  • the secondary medium is used both for loading and unloading the storage. Simultaneous loading and unloading, i.e. H. simultaneous feeding in of heat and dissipation of the heat to consumers cannot take place. This would require external means that switch the secondary medium depending on the operation. However, this is uneconomical because part of the heat from the solar system is lost when it is not used.
  • the conventional systems cannot release the stored heat to the water or secondary medium quickly enough during peak loads, such as occur, for example, when showering or filling bathtubs. As a result, the water is not heated evenly and there are undesirable temperature fluctuations for the consumer.
  • a further object of the invention is therefore to provide a latent heat store which can be used simultaneously for heating purposes and for hot water supply, bypassing or reducing the inertia, and yet has a simple structure.
  • the storage container and the secondary medium then take place continuously via the wall of the inner storage container, which is in contact with the secondary medium. Due to the large volume of the secondary medium, sufficient warm secondary medium is always available. The large surface of the outside of the inner storage container heats up the secondary medium quickly and, due to its lower density, rises for removal. Water is particularly suitable as the secondary medium.
  • the heat exchanger is preferably arranged above the latent heat store and the hot secondary medium is fed in approximately perpendicularly from the upper region of the outer storage tank.
  • the cooled secondary medium also runs approximately vertically, but in the lower region of the outer storage container.
  • the external heat exchanger can thus be operated by means of gravity, since the hot secondary medium rises due to its lower density and falls over the outlet after its heat has been released. Pump operation is also possible.
  • the external heat exchanger is a tubular heat exchanger and it comprises, for example, at least one pipe coil through which process water flows for heating. Then a good heat exchange is possible.
  • FIG. 1 shows a schematic view of an embodiment of a latent heat store according to the invention with external connection
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a latent heat store corresponding to FIG. 1 with a different external connection
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a storage battery using a plurality of latent heat stores according to the invention
  • Fig. 4 shows a longitudinal section through the external heat exchanger from Fig. 1 and
  • Fig. 5 shows a cross section through the external heat exchanger line l-l
  • the latent heat store consists of an inner storage container 1 which is filled with a latent storage medium (not shown) and a heat transfer medium (also not shown).
  • the preferably used latent storage medium sodium acetate offers an ideal melting temperature. It melts at 58.5 ° C and cools, for example, from 63.5 ° C to 48.5 ° C during the transition from the liquid to the solid state, the usable heat content being approx. 100 kWh / m 3 .
  • the proportion of latent heat is around 75%.
  • water stores a heat quantity of only 17.4 kWh / m 3 , since it does not change its physical state in this temperature range. This means that up to five times the capacity is achieved.
  • the heat transfer medium is, for example, white oil, which penetrates the latent storage medium and thus for an almost 100 percent heat exchange between see the two substances and accelerates the heat absorption or release.
  • the inner storage container 1 is completely surrounded by an outer storage container 2, in which there is secondary medium, such as water. This means that the inner storage container 1 hangs freely in the outer storage container 2 and is only connected to it in the upper region via the respective edge zones.
  • the outer storage container 2 also simultaneously represents the housing of the latent heat store. Not shown in FIG. 1, but normally present, is an insulating sleeve surrounding the latent heat store 100 for better thermal insulation.
  • the latent heat store 100 as well as its inner and outer storage containers have a substantially cylindrical shape, which is rounded both above and below. To set up the device it has on the
  • the latent heat storage device 100 On its upper side, the latent heat storage device 100 has a flanged cover 4, which is provided with several openings for connections to be described.
  • a heat exchanger 5 projecting from top to bottom into the inner storage container 1 is arranged approximately in the middle.
  • the heat exchanger consists of the actual heat exchanger tube 12, which - viewed from the top downward - initially extends approximately vertically through the housing cover 4, in order to then wind downward in a coil-like manner.
  • the heat exchanger tube 12 extends vertically upward approximately parallel to the first approximately vertical region through the cover 4.
  • the heat exchanger 5 is flowed through by a further secondary medium which flows through the line 9 in the direction of the arrow into the heat exchanger and after flowing through the coil-shaped area leaves the heat exchanger via line 10.
  • a thermometer 11 is attached to line 10. With the secondary medium, which ches flows through the heat exchanger 5, it can also be water.
  • the secondary medium heated, for example, by regenerative energies therefore flows through the line 9 into the heat exchanger 5 and gives in
  • a corresponding line 7 for the cold water supply is provided in its lower region.
  • the cold water enters the heat accumulator in the direction of the arrow below and is heated by the latent storage medium in the outer storage container 2 via the outer wall of the storage container 1. Due to its changing density, the warm water rises and can leave the heat accumulator 100 via line 6 at an upper connection.
  • the line 6 is provided with a valve 13 for flow control.
  • the heated water or secondary medium located in line 6 can now be used to supply various consumers.
  • heaters come into consideration. Then the heating water runs after flowing through the heating via line 7 back into the outer storage tank. This is particularly favorable in terms of energy, as is known that the temperatures of the heating flow and return differ only slightly.
  • hotter service water - as is required, for example, for bathing - is generated by means of an external heat exchanger 50.
  • This is via a feed line 51, which leads from the upper part of the outer storage container 2 into the heat exchanger 50, and with a corresponding return line 52, which leads the secondary medium cooled in the heat exchanger 50 back into the lower region of the outer storage container 2 of the latent heat store 100, connected.
  • the heat exchanger 50 works according to the countercurrent principle, for which cold water is supplied in its lower region via a line 53, which is then heated in the heat exchanger 50 on its way up by the secondary medium from the latent heat store and leaves the heat exchanger 50 via the hot water line 54.
  • the cooling secondary medium from the outer storage container 2 flows through the line 52 back into it, so that the difference in density means that a separate pump for operating the heat exchanger 50 can be dispensed with if necessary.
  • the secondary medium flowing back into the outer storage container 2, like the colder secondary medium entering via the supply line 7, is heated again via the inner storage container 1 on its way into the upper region of the outer storage container 2, as already described above.
  • the heat exchanger 50 is shown in detail in FIGS. 4 and 5. It has an essentially cylindrical casing 57 which is provided at the bottom with a rounded bottom 64 and at the top with a rounded cover 55. To vent the heat exchanger 50 is located approximately in the middle
  • the secondary medium supply pipe 51 is fastened to an approximately centrally arranged pipe 62 by means of a flange 61.
  • the tube 62 is located approximately along the longitudinal central axis of the cylindrical heat exchanger 50 and is open at its upper end. Radially offset to the outside is a tube 60 which is connected to the return line 52 for the secondary medium.
  • the cold water line 53 merges in the heat exchanger 50 into a tube 68 which is connected to a plurality of tube coils 59 via a plurality of circular openings 63 and extends approximately radially to the longitudinal center axis. The individual coils spiral upward within the heat exchanger 50, and then in a corresponding tube
  • the secondary medium fed into the heat exchanger by means of the line 51 rises in the central tube 62 and flows out of it in the direction of the arrows 66, 67 and flows around the coils 59 on its way down. It leaves the heat exchanger via the tube 60, which is connected to the return line 52, which leads the secondary medium back into the lower region of the outer storage container 2.
  • the heat exchanger 50 thus works on the countercurrent principle.
  • the cold water supplied in its lower region via the line 53 which winds upwards from below in the coils 59, is first heated in the lower region of the heat exchanger 50 by the colder secondary medium which has already cooled in the upper region of the heat exchanger 50. Then it rises further up through the pipes 59 and is washed there with the even warmer secondary medium. It then leaves the heat exchanger 50 through the holes 65 in the tube 69 via the line 54.
  • the secondary medium which cools down when the water is heated flows from the outer storage container 2 through the pipe 60 into the line 52 and back into the outer storage container due to its density difference.
  • the difference in density of the secondary medium means that a separate pump for operating the heat exchanger 50 can be dispensed with and gravity is sufficient for normal operation. In a particularly strong circulation of the secondary medium, however, a pump may be necessary.
  • an external pressure compensation container 70 is provided, as can be seen in FIG. 1, which is connected to the outer storage container 2 via a line 71.
  • a thermometer 72 and a shut-off valve 73 are located on line 71 to monitor its temperature, in order to separate the pressure compensating container 70 from the heat store, for example for maintenance purposes.
  • a manometer 74 is provided for monitoring the pressure prevailing on the line 71 or in the pressure compensating container 70 and, as a safety measure, an overpressure valve 76.
  • a line 81 which communicates with the inner storage tank 1 via a connection 82 and which is connected to a
  • Expansion tank 80 is connected.
  • the inner storage container 1 being completely filled with latent storage means or heat transfer oil, their volume changes can be allowed into the open without a breathing line.
  • the capacity per volume of the inner storage container 1 or of the entire latent heat store 100 is increased, since in the
  • the Line 81 is provided with a shut-off valve 83, a manometer 84 for pressure monitoring and a safety valve 86.
  • the pressure gauge 84 for pressure monitoring has the advantage that the pressure, which correlates with the filling level of the inner storage container, makes it possible to monitor the state of charge or the degree of saturation of the latent storage medium or the heat transfer oil.
  • the latent storage medium melts and thereby reduces its volume, so that there is little oil in the expansion tank 80. If the temperature drops, part of the latent storage medium changes into the solid phase, as a result of which its volume increases, so that part of the heat transfer oil is displaced into the expansion tank 80.
  • the pressure read on the manometer 84 also increases.
  • Suitable means can be used to regulate the heat input into the latent heat store 100 via the manometer 84 or other means for determining the fill level, such as simple floats. This is of particular importance for the case of post-heating to be described, since there must not be a complete heating of the latent storage medium, so that capacities are always available for the preferably solar-powered heating.
  • a comparable connection, which is led to the outside, can also be provided on the inner storage container 1.
  • the latent heat accumulator shown as a whole in FIG. 2, designated 200 corresponds essentially to that known from FIG. 1, so that corresponding reference numerals increased by 100 are used for identical parts.
  • the latent heat accumulator 200 differs essentially from the latent heat accumulator 100 only in that an external heating circuit 120 is connected to the outer storage container 2 for seasonal heating. This heating circuit 120 is necessary since the latent heat store according to the invention is preferably operated by means of solar systems.
  • the external heating circuit 120 comprises a line 121 which conducts the secondary medium from the outer storage container 2 to an electric heating element 123 and through an associated heating pot 124 for heating and then in turn leads back via a line 122 into the upper region of the outer storage container 2.
  • a pump 126 and a valve 125 for flow regulation are provided in the heating circuit for circulation.
  • a different number of shut-off valves or bypass lines can be provided in order to heating element or the heating pot without difficulty.
  • FIG. 3 shows a latent heat storage battery designated as a whole as 300, which is composed of four latent heat stores according to the invention
  • the storage battery 300 is used in particular for heating domestic hot water by means of regenerative energies.
  • the domestic water heating is carried out via the secondary medium heated in the outer storage tanks 402, 502, 602 and 702 by means of the external heat exchanger known from FIG. 1, of which only one heat exchanger 450 on the first latent heat store 400 is shown in FIG. 3 for reasons of clarity.
  • Corresponding heat exchangers are also arranged in the same way on the other latent heat stores.
  • the expansion tank 480 and the pressure expansion tank 470 are only shown on the first latent heat store 400.
  • Corresponding devices are also available on the other heat stores. It would also be conceivable to connect the expansion tanks or pressure expansion tanks together to form a unit.
  • An external heating circuit 720 is connected to the fourth latent heat store 700 and serves to heat the secondary medium in the outer storage container 702 if the regenerative energies are not sufficient.
  • Such external heating circuits can also be attached to the other latent heat stores 400, 500 and 600, or it is possible, analogously to the expansion tanks, to carry out a common external heating device for all four latent heat stores.
  • the latent heat stores 400 In the exemplary embodiment shown, the latent heat stores 400,
  • the heat originating from the regenerative energies is transferred via line 309 by means of the secondary medium first introduced into the first heat exchanger 405 in the first latent heat store 400 and emerges from the latter after a first release of heat via the line 310 and is then guided into the heat exchanger 505 of the latent heat store 500 in order to in turn further release its heat there. Subsequently, the heat exchanger 605 of the latent heat store 600 is supplied and finally the heat exchanger 705 of the latent heat store 700.
  • Solar energy is preferably used as regenerative energy.
  • This solar energy heats up a heat transfer medium in a collector K.
  • the collector system is provided with a pressure expansion tank 320 and a circulation pump 321. There are also a number of throttle valves, shut-off valves, pressure relief valves and control gauges or thermometers.
  • the collector system is operated with a closed circuit and transfers its heat to the secondary medium in front of a heat exchanger 323. The heat transfer medium is therefore pumped in a circuit via lines 324 and 322.
  • the heated secondary medium flows from dei ⁇ collector K via a line 317 through a throttle valve and a check valve, after which it arrives in a pump which conveys it into a collecting line 315.
  • the latent heat storage battery 300 is supplied by the collecting line 315 via the line 309.
  • the secondary medium heated by solar energy which is normally water, can be used without going through the storage battery or for heating the building. Normal wall heating H or floor heating FH can be used.
  • several heating circuits provided with throttle valves, check valves, shut-off valves and pumps lead from the manifold 315 to the corresponding heaters H and FH.
  • the temperature of the supply and return flow of a heating system differs only slightly, so that the return flow from the heating systems is partly fed directly back into this circuit. The remaining part is fed into the busbar 314 and again exposed to the regenerative heat sources.
  • heat pumps W or charcoal ovens 0 can be connected to the corresponding busbars 314 or 315 in order to supply the heating or the latent heat storage battery 300.
  • W and the furnace O are also connected to the busbar 315 via throttle valves, check valves and pumps, so that the secondary medium in the corresponding heat source is heated as required by a control unit (not shown) and can be supplied to the system.
  • an external electrical heating unit E can be connected to the busbar 315 in order to regenerate the system, for example by means of low tariff current, in the same way as in the case of the external heating circuit 720, in the event of a failure of the regenerative heat sources or an insufficient supply by this heat to provide with heat.
  • the latent heat store according to the invention and its external additives can therefore be used in a wide variety of ways in a wide variety of systems and different situations and requirements.

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Abstract

The latent heat storage device (100) comprises a first storage container (1) which is filled with a latent storage medium and preferably with a heat transfer medium, and a second storage container (2) which is filled with a secondary medium. A heat exchanger (5) for heating or cooling the latent storage medium is located in said first storage container (1), which is itself located inside the second, outer storage container (2). The outside of the inner storage container is connected to the secondary medium. This results in an optimisation of the storage capacity and a reduction of the inertia of the latent heat storage device (100) while maintaining a simple construction.

Description

Latentwärmespeicher Latent heat storage
Die Erfindung betrifft einen Latentwärmespeicher der dem Anspruch 1 , 23 und 29 und ein Verfahren der dem Anspruch 17 und 26 entsprechenden Art.The invention relates to a latent heat accumulator of claims 1, 23 and 29 and a method of the type corresponding to claims 17 and 26.
Bei den in Rede stehenden Latentwärmespeichern handelt es sich um Wärmespeicher, bei denen Stoffe (Latentspeichermedien) bei der Änderung ihres Aggregatzustandes Energie in Form von Wärme speichern bzw. abgeben. Insbesondere wird dabei von der Fest-Flüssig-Umwandlung Gebrauch gemacht. Die auftretende Schmelz- oder Erstarrungswärme wird als latente (verborgene) Wärme bezeichnet.The latent heat stores in question are heat stores in which substances (latent storage media) store or emit energy in the form of heat when their physical state changes. In particular, use is made of the solid-liquid conversion. The heat of fusion or solidification is called latent (hidden) heat.
Es ist bekannt, daß durch Einsatz von Wärmespeichern mit Latentspeichermedien, wie Salzhydrate oder Paraffine, eine bis zu fünffach höhere Wärmespeicherkapazität gegenüber mit Wasser betriebenen Wärmespeichern erreichbar ist.It is known that by using heat stores with latent storage media, such as salt hydrates or paraffins, up to five times higher heat storage capacity can be achieved compared to water-operated heat stores.
Gewöhnlich werden solche Latentwärmespeicher mittels aus Solaranlagen stammender Wärme gespeist, was den Vorteil einer direkten Nutzung der gewonnenen Wärme besitzt und aus ökologischen Gründen sinnvoll ist.Such latent heat storage devices are usually fed by means of heat coming from solar systems, which has the advantage of using the heat obtained directly and makes sense for ecological reasons.
Ein derartiger Latentwärmespeicher ist beispielsweise in der DE 199 53 113Such a latent heat store is described, for example, in DE 199 53 113
C3 offenbart. Dieser Latentwärmespeicher besitzt einen Speicherbehälter, der mit einem Salzhydrat als Latentspeichermedium befüllt ist, in dem ein Wärmetauscher zum Erwärmen oder Abkühlen eines Sekundärmediums angeordnet ist. Der Wärmetauscher weist dabei mehrere durch Zwischenräume voneinander beabstandete Wärmeleitplatten auf, die mit dem Sekundärme- dium in thermischen Kontakt stehen.C3 disclosed. This latent heat storage has a storage tank, which is filled with a salt hydrate as latent storage medium, in which a heat exchanger for heating or cooling a secondary medium is arranged. The heat exchanger here has a plurality of heat-conducting plates which are spaced apart from one another by gaps and which are in thermal contact with the secondary medium.
Nachteilhaft ist bei den gewöhnlichen Latentwärmespeichern, daß diese auf Grund ihrer Bauweise nur einen Teil der möglichen Leistung erbringen, da das Salzhydrat nicht gleichmäßig und schnell zum Schmelzen bzw. Erstarren gebracht werden kann, so daß die bekannten Anlagen eine große Trägheit bei der Abgabe und der Aufnahme von Wärme aufweisen. Sie sind nicht in der Lage bei großem Anfall von Wärme, welche beispielsweise durch Solaranlagen bei Sonnenschein bereitgestellt wird, diese schnell aufzunehmen. So geht ein Teil der vorhandenen Wärme verloren.A disadvantage of the conventional latent heat storage is that due to their design they only provide a part of the possible performance, since the salt hydrate cannot be melted or solidified quickly and evenly, so that the known systems have a great sluggishness in dispensing and Have absorption of heat. They are not able to absorb this quickly when there is a large amount of heat, which is provided, for example, by solar systems when the sun is shining. This means that part of the existing heat is lost.
Jahreszeitlich bedingt wird bei durch Solaranlagen betriebenen Wärmespeichern eine zusätzliche Heizquelle benötigt, wenn die Sonneneinstrahlung zur Erhaltung der notwendigen Temperatur des Latentspeichermediums nicht mehr ausreicht. Wenn dazu elektrischer Strom verwendet wird, sollte dies günstigerweise zu Zeiten erfolgen, in denen der Stromtarif niedrig ist, d. h. hauptsächlich Nachts. Die bisher bekannten Anlagen können dies wegen der Trägheit nur bedingt leisten, zumal ein Teil der Energie durch die Trägheit verloren geht.Depending on the season, an additional heating source is required for heat storage systems operated by solar systems if the solar radiation is no longer sufficient to maintain the necessary temperature of the latent storage medium. If electric power is used for this purpose, this should advantageously be done at times when the electricity tariff is low, i.e. H. mainly at night. The previously known systems can only do this to a limited extent because of the inertia, especially since part of the energy is lost through the inertia.
Andererseits können die Anlagen in umgekehrter Weise die gespeicherteOn the other hand, the systems can reverse the stored
Wärme bei einer Spitzenbelastung, wie sie beispielsweise beim Duschen oder Befüllen von Badewannen auftritt, nicht schnell genug an das Wasser bzw. Sekundärmedium abgeben. Dadurch wird das Wasser nicht gleichmäßig stark erwärmt und es kommt zu ungewünschten Temperaturschwankun- gen beim Verbraucher.Heat at peak loads, such as occurs when showering or filling bathtubs, cannot be released to the water or secondary medium quickly enough. As a result, the water is not heated evenly and there are undesirable temperature fluctuations at the consumer.
Teilweise können diese Probleme durch den bekannten Einsatz eines Wärmeträgermittels, wie insbesondere Öl, reduziert werden. Das Öl wird durch das Latentspeichermedium hindurch gepumpt und nimmt dabei die vorhandene Wärme auf bzw. verteilt diese gleichmäßiger. Problematisch ist hierbei jedoch, daß durch die thermische Ausdehnung des Öls und/oder Aggregats bedingten Ausdehnung des Latentspeichermediums in den herkömmlichen Wärmespeichern Platzreserven vorhanden sein müssen. Eine solche Volumenänderung kann bis zu ca. 12 % betragen. Dadurch wird auf das Volumen bezogen eine ungünstige Leistung erreicht. Zusätzlich sind durch die Volumenänderung bedingt Atmungsleitungen zum Druckausgleich nötig, welche mit der freien Atmosphäre in Verbindung stehen. Durch die "offene" Bauwei- se, welche z. B. aus der Zeitschrift "Sl Informationen, Sanitär Heizung Klima", Juli 1996, Seiten 19-21 bekannt ist, kann es zum Eindringen von Wasser kommen, was zum einen Korrosion und zum anderen eine Veränderung der Eigenschaften (z. B. Schmelzpunkterniedrigung durch Verunreinigung) des Latentspeichermediums durch Wassereinlagerung bewirkt. Ferner sind bei den gewöhnlichen Anlagen Pumpen zur Umwälzung des Öls nötig, welches den Aufbau aufwendig gestaltet und den Einsatz elektrischer Energie zum Betrieb der Pumpen nötig macht.In part, these problems can be reduced by the known use of a heat transfer medium, such as oil in particular. The oil is through the latent storage medium is pumped through and absorbs the heat or distributes it more evenly. The problem here, however, is that the thermal expansion of the oil and / or aggregate-related expansion of the latent storage medium means that there must be space available in the conventional heat stores. Such a change in volume can be up to approx. 12%. This results in an unfavorable performance in terms of volume. In addition, due to the change in volume, breathing lines for pressure equalization are required, which are connected to the free atmosphere. Due to the "open" construction, which, for. B. from the magazine "Sl Information, Sanitary Heating Climate", July 1996, pages 19-21 is known, water can penetrate, which on the one hand corrosion and on the other hand a change in properties (z. B. melting point lowering by Contamination) of the latent storage medium caused by water retention. Furthermore, pumps are required for the circulation of the oil in the conventional systems, which makes the structure complex and requires the use of electrical energy to operate the pumps.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Optimierung der Speicherkapazität und eine Verringerung der Trägheit eines Latentwärmespeichers bei einfachem Aufbau zu erreichen.The object of the invention is therefore to achieve an optimization of the storage capacity and a reduction in the inertia of a latent heat store with a simple structure.
Diese Aufgabe wird in ihrem apparativen Aspekt durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst.This object is achieved in its apparatus aspect by the invention reproduced in claim 1.
Dadurch, daß der Latentwärmespeicher einen ersten Speicherbehälter, der mit einem Latentspeichermedium und einem Wärmeträgermittel gefüllt ist, und einen zweiten Speicherbehälter, der mit einem Sekundärmedium gefüllt ist, umfaßt, wobei in dem ersten Speicherbehälter zum Erwärmen oder Ab- kühlen des Latentspeichermediums ein Wärmetauscher angeordnet ist, der erste Speicherbehälter innerhalb des zweiten, äußeren Speicherbehälters angeordnet ist und die Außenseite des inneren Speicherbehälters in Verbindung mit dem Sekundärmedium steht, ist es möglich, eine weitgehende Lastverlagerung auf das Sekundärmedium und damit eine vollständige oder zumindest bessere Ausnutzung der Wärmeenergie, insbesondere Solarenergie zu erreichen.Characterized in that the latent heat storage comprises a first storage container which is filled with a latent storage medium and a heat transfer medium and a second storage container which is filled with a secondary medium, wherein a heat exchanger is arranged in the first storage container for heating or cooling the latent storage medium , the first storage container is arranged within the second, outer storage container and the outside of the inner storage container is in connection with the secondary medium, it is possible to a large extent Load transfer to the secondary medium and thus to achieve a complete or at least better use of thermal energy, especially solar energy.
Dieses wird nämlich über die Außenseite des inneren Speicherbehälters erwärmt und steht dann dem Verbraucher zur Verfügung. Aufgrund des großen Volumens des Sekundärmediums steht daher immer ausreichend warmes Sekundärmedium bereit. Durch die große Oberfläche der Außenseite des inneren Speicherbehälters wird das Sekundärmedium schnell erwärmt und steigt aufgrund seiner geringen Dichte zur Entnahme nach oben. Auch wird das Problem der Trägheit des Latentspeichermediums gelöst, da die Erwärmung (oder Abkühlung) des Sekundärmediums rasch von statten geht, so daß dieses zur Bedienung des Verbrauchers ohne Temperaturschwankungen eingesetzt werden kann. Bei dem Sekundärmedium kann es sich bei- spielsweise um Wasser handeln. Der innere Speicherbehälter steht also über seine Außenseite in wärmeübertragender, insbesondere wärmeleitender Verbindung zu dem ihn umgebenden Sekundärmedium.This is namely heated via the outside of the inner storage container and is then available to the consumer. Due to the large volume of the secondary medium, sufficient warm secondary medium is always available. The large surface of the outside of the inner storage container heats up the secondary medium quickly and, due to its low density, rises upwards for removal. The problem of inertia of the latent storage medium is also solved, since the heating (or cooling) of the secondary medium takes place quickly, so that it can be used to operate the consumer without temperature fluctuations. The secondary medium can be water, for example. The inner storage container is thus via its outside in a heat-transmitting, in particular heat-conducting connection to the secondary medium surrounding it.
Günstig ist es, wenn der in dem inneren Speicherbehälter angeordnete Wärmetauscher von einem Sekundärmedium durchströmt wird. Dann können zwei getrennte Kreisläufe zum Betrieb des Latentwärmespeichers eingesetzt werden: Ein erster Kreislauf zum Aufheizen des Latentspeichermediums und ein zweiter Kreislauf zur Versorgung der Verbraucher. Auch eine Verbindung der Kreisläufe zur besseren Wärmeausnutzung ist denkbar. Dann durch- strömt das Sekundärmedium zunächst den Wärmetauscher zur Erwärmung des Latentspeichermediums und anschließend gelangt es zum Verbrauch in den zweiten, äußeren Speicherbehälter.It is favorable if a secondary medium flows through the heat exchanger arranged in the inner storage container. Then two separate circuits can be used to operate the latent heat storage: a first circuit for heating the latent storage medium and a second circuit for supplying the consumers. A connection of the circuits for better heat utilization is also conceivable. Then the secondary medium first flows through the heat exchanger for heating the latent storage medium and then reaches the second, outer storage container for consumption.
Vorteilhafterweise ist der in dem inneren Speicherbehalter angeordnete Wärmetauscher ein Röhrenwärmetauscher und umfaßt dabei günstigerweise mindestens eine etwa senkrecht angeordnete Röhre. Auch eine separate Anordnung der Röhren ist vorteilhaft. So wird durch die großen Flächen ein besonders schnelles und vollständiges Schmelzen des Latentspeichermediums erreicht, ohne daß sogenannte "tote" Ecken vorhanden sind. Dies wird durch die Wand des inneren Speicherbehälter unterstützt, welche die Wärme sofort an das Sekundärmedium weitergibt.The heat exchanger arranged in the inner storage container is advantageously a tube heat exchanger and advantageously comprises at least one approximately vertically arranged tube. A separate arrangement of the tubes is also advantageous. So through the large areas particularly fast and complete melting of the latent storage medium is achieved without so-called "dead" corners. This is supported by the wall of the inner storage tank, which immediately transfers the heat to the secondary medium.
Ebenfalls ist eine spulenförmige Anordnung der Röhren denkbar. Eine noch größere Oberfläche und somit bessere Wärmeabgabe an das Latentspeichermedium wird erreicht, wenn die Röhren mit Wärmeleitplatten versehen sind.A coil-shaped arrangement of the tubes is also conceivable. An even larger surface area and thus better heat transfer to the latent storage medium is achieved if the tubes are provided with heat conducting plates.
Wenn eine Wärmezufuhr und/oder Wärmeentnahme über das Sekundärmedium in dem zweiten, äußeren Speicherbehälter erfolgt, kann bei Jahreszeitlich bedingter Temperaturabfall der Solaranlage im Bedarfsfall eine Nachheizung durchgeführt werden. Die Wärme steht dann sofort zur Verfügung und es ist eine kurze Aufheizdauer ausreichend. Vorteilhafterweise ist dazu das in dem zweiten, äußeren Speicherbehälter vorhandene Sekundärmedium durch geeignete Mittel erwärmbar, wobei diese günstigerweise einen von dem Sekundärmedium umflossenen Heizstab, der vorzugsweise elektrisch betrieben wird, umfassen, wobei der Heizstab entweder innerhalb oder au- ßerhalb des zweiten Speicherbehälters angeordnet ist. Hierdurch wird eineIf heat is supplied and / or extracted via the secondary medium in the second, outer storage tank, reheating can be carried out if the temperature of the solar system drops due to the season. The heat is then immediately available and a short heating-up time is sufficient. For this purpose, the secondary medium present in the second, outer storage container can advantageously be heated by suitable means, these advantageously comprising a heating rod which is surrounded by the secondary medium and is preferably operated electrically, the heating rod being arranged either inside or outside the second storage container. This will create a
Nutzung der Zeiten des niedrigen Stromtarifs ermöglicht. Falls die Heizquelle außerhalb des Speichers angeordnet ist, kann sie zur Umwälzung eine Pumpe beinhalten und zur Wartung bzw. Entkalkung muß der Speicher nicht entleert werden. Ein Betrieb der Mittel über eine Wärmepumpe oder über in einer Batterie zwischengespeicherter elektrischer Energie aus Solarzellen ist ebenfalls denkbar.Allows use of the times of the low electricity tariff. If the heating source is located outside the storage tank, it can contain a pump for circulation and the storage tank does not have to be emptied for maintenance or decalcification. It is also conceivable to operate the means via a heat pump or via electrical energy from solar cells that is temporarily stored in a battery.
Wenn außerhalb des Latentwärmespeichers ein mit dem inneren Speicherbehälter kommunizierender Ausgleichsbehälter angeordnet ist, kann auf eine Atmungsleitung ins Freie verzichtet werden, so daß trotz einer Volumenänderung des Latentspeichermediums und/oder des Wämeträgeröls keine Feuchtigkeit in das System eindringt. Somit ist der Einsatz einfacher Werkstoffe möglich. Zudem behält das Latentspeichermedium seine Eigenschaften bei. Ferner wird eine vollständige Raumausnutzung des Speichers erreicht, da selbst bei vollständiger Kristallisation des Latentspeichermediums der obere Teil des Speichers mit Wärmeträgermittel gefüllt bleibt und bei Wärmeeintritt aufgeladen wird. Es muß kein Ausdehnungsraum innerhalb des Speichers vorgesehen sein, so daß die Kapazität des Speichers bei gleicher Gesamtstellgröße steigt.If an expansion tank communicating with the inner storage tank is arranged outside the latent heat store, a breathing line to the outside can be dispensed with, so that no moisture penetrates into the system despite a change in volume of the latent storage medium and / or the thermal oil. This makes it possible to use simple materials. The latent storage medium also retains its properties. Furthermore, complete use of the storage space is achieved, since even if the latent storage medium crystallizes completely, the upper part of the storage device remains filled with heat transfer medium and is charged when heat enters. No expansion space must be provided within the memory, so that the capacity of the memory increases with the same total manipulated variable.
Der Ladezustand bzw. Sättigungsgrad des Speichers ist über den Füllstand des Wärmeträgermittels, welches bei einer Volumenänderung verdrängt wird, bestimmbar, so daß eine Füllstandsanzeige für den inneren Speicherbehälter vorgesehen ist. Diese ist vorzugsweise an dem Ausgleichsbehälter angeordnet.The state of charge or degree of saturation of the store can be determined via the fill level of the heat transfer medium, which is displaced when the volume changes, so that a fill level indicator is provided for the inner store container. This is preferably arranged on the expansion tank.
Da der Füllstand mit dem Ladezustand des Speichers korreliert, kann über die Füllstandsanzeige eine Wärmezufuhr in den inneren Speicherbehälter geregelt werden. Dies ist beispielsweise einfach mittels eines Druckmessers oder eines Füllstandmessers, wie einem Schwimmer, durchführbar.Since the fill level correlates with the state of charge of the storage tank, the supply of heat in the inner storage tank can be regulated via the fill level display. This can be done, for example, simply by means of a pressure meter or a level meter, such as a float.
Günstig ist es, wenn ein von dem Sekundärmedium (beispielsweise Wasser) aus dem zweiten, äußeren Speicherbehälter durchflossener externer Wärmetauscher vorgesehen ist. Dann kann das Sekundärmedium selber zu Heizzwecken und der zweite Wärmetauscher zur Brauchwasserheizung wie Warmwasseraufbereitung genutzt werden. Somit wird eine Entkopplung der Heizung von der Warmwasseraufbereitung möglich. Dies ist aufgrund der relativen Temperaturkonstanz des Vor- und Rücklaufs einer Heizung vonIt is expedient if an external heat exchanger through which the secondary medium (for example water) flows through from the second, outer storage container is provided. Then the secondary medium itself can be used for heating purposes and the second heat exchanger for domestic water heating such as hot water preparation. This makes it possible to decouple the heating from the hot water preparation. This is due to the relative temperature constancy of the flow and return of a heater from
Vorteil.Advantage.
Wenn für die Sekundärmedien Druckausgleichsmittel vorgesehen sind, die vorzugsweise als Druckausgleichsbehälter ausgebildet sind, ist die Wär- meausdehnung der Sekundärmittel im geschlossenen Kreislauf möglich.If pressure compensation means are provided for the secondary media, which are preferably designed as pressure compensation containers, the thermal expansion of the secondary means is possible in a closed circuit.
Um große Kapazitäten z. B. für größere Wohneinheiten bereitzustellen, können mehrere Latentwärmespeicher zu einer Speicherbatterie verbunden sein und dabei die Sekundärmedien den ersten Wämetauscher und/oder den zweiten Speicherbehälter in Reihe und/oder parallel durchfließen, wodurch sich eine besonders gute Nutzung der Wärmeenergie ergibt.To large capacities such. B. to provide for larger residential units, multiple latent heat storage can be connected to a storage battery and the secondary media flow through the first heat exchanger and / or the second storage container in series and / or in parallel, which results in particularly good use of the thermal energy.
In Ihrem verfahrensmäßigen Aspekt wird die Aufgabe durch das in AnspruchIn its procedural aspect, the task is claimed by the
17 wiedergegebene Verfahren gelöst.17 reproduced procedures solved.
Da, das Verfahren zur latenten Wärmespeicherung und Abgabe, bei dem ein Sekundärmedium von einem Latentwärmespeicher erwärmt oder abgekühlt wird, der aus einem ersten Speicherbehälter, der mit einem Latentspeichermedium und einem Wärmeträgermittel gefüllt ist, und aus einem zweiten Speicherbehälter, der mit dem Sekundärmedium gefüllt ist, besteht, wobei ein in dem ersten Speicherbehälter angeordneter Wärmetauscher das Latentspeichermedium erwärmt oder abkühlt, der erste Speicherbehälter inner- halb des zweiten, äußeren Speicherbehälters angeordnet ist, so daß derDa, the method for latent heat storage and release, in which a secondary medium is heated or cooled by a latent heat storage, which consists of a first storage container that is filled with a latent storage medium and a heat transfer medium, and from a second storage container that is filled with the secondary medium , There is, wherein a heat exchanger arranged in the first storage container heats or cools the latent storage medium, the first storage container is arranged inside the second, outer storage container, so that the
Wärmetransfer zwischen dem Latentspeichermedium und dem Sekundärmedium über die Außenseite des inneren Speicherbehälters erfolgt, umfaßt, kann - wie oben schon erwähnt - ein weitgehender Ausgleich der Trägheit des Latentspeichermediums durch die Lastverlagerung auf das Sekundär- medium und damit eine vollständige oder zumindest bessere Ausnutzung derHeat transfer between the latent storage medium and the secondary medium takes place via the outside of the inner storage container, can - as already mentioned above - largely compensate for the inertia of the latent storage medium by shifting the load onto the secondary medium and thus a complete or at least better utilization of the
Wärmeenergie, insbesondere Solarenergie erreicht werden, da die Erwärmung (oder Abkühlung) des Sekundärmediums schneller durchgeführt wird, so daß dieses zur Bedienung des Verbrauchers ohne Temperaturschwankungen eingesetzt werden kann. Der Wärmeaustausch zwischen dem La- tentspeichermedium im inneren Speicherbehälter und dem Sekundärmedium erfolgt dabei ständig über die Wandung des inneren Speicherbehälters, die im Kontakt mit dem Sekundärmedium steht.Thermal energy, in particular solar energy can be achieved because the heating (or cooling) of the secondary medium is carried out faster, so that it can be used to operate the consumer without temperature fluctuations. The heat exchange between the latent storage medium in the inner storage container and the secondary medium takes place continuously via the wall of the inner storage container, which is in contact with the secondary medium.
Wenn die Wärmezufuhr und/oder Entnahme durch ein geeignetes Heizmittel bzw. einen Verbraucher über das Sekundärmedium erfolgt, ist es auf einfache Weise im Bedarfsfall möglich, wie z. B. im Winter, wenn die Heizleistung durch Nachlassen der regenerativen Energien zum Speisen des Latentwärmespeichers abfällt, den Speicher durch konventionelle Energiequellen nachzuheizen. Das Sekundärmedium nimmt dabei die eingebrachte Wärme schnell auf und gibt sie dann an das Latentspeichermedium ab, welches selber durch seine Trägheit die Wärme nur langsam aufnimmt und speichert. Somit steht das Sekundärmedium sofort mit der gewünschten Temperatur zum Verbrauch zur Verfügung und gleichzeitig wird der Speicher gespeist, so daß eine optimale Ausnutzung der zugeführten Wärme jederzeit gewährleistet ist.If the heat is supplied and / or removed by a suitable heating medium or a consumer via the secondary medium, it is possible in a simple manner if necessary, such as. B. in winter, when the heating power drops due to the decrease in regenerative energies for feeding the latent heat storage, the storage by conventional energy sources reheat. The secondary medium quickly absorbs the heat and then transfers it to the latent storage medium, which itself absorbs and stores the heat slowly due to its inertia. Thus, the secondary medium is immediately available for consumption at the desired temperature and at the same time the memory is fed, so that optimal use of the heat supplied is guaranteed at all times.
Günstigerweise kann das Wärmeträgermittel sich in einen mit dem inneren Speicherbehälter kommunizierenden Ausgleichsbehälter ausdehnen, so daß das gesamte Volumen des Speichers trotz der auftretenden Volumenänderungen des Latentspeichermediums und des Wärmeträgermittels zur Wär- mespeicherung genutzt werden kann. Ferner kann eine Anlage geschlossen betrieben werden, wodurch Umwelteinflüsse, insbesondere Wasser deren Betrieb nicht nachteilig beeinflussen.The heat transfer medium can expediently expand into a compensating container communicating with the inner storage container, so that the entire volume of the storage unit can be used for heat storage despite the volume changes occurring in the latent storage medium and the heat transfer medium. Furthermore, a system can be operated in a closed manner, so that environmental influences, in particular water, do not adversely affect its operation.
Vorzugsweise dient eine Füllstandsanzeige zur Bestimmung des Sättigungsgrads des Latentwärmespeichers, die meist in dem Ausgleichsbehälter angeordnet ist. Somit wird neben den oben erwähnten Vorteilen erreicht, daß die Speicherkapazität jederzeit bekannt ist. Dies ist wichtig, da das Nachheizen mit elektrischem Strom oder sonstigen Wärmequellen, wie einem Holzkohleofen, nicht zur vollständigen Ausschöpfung der Kapazität des Speichers führen darf, weil sonst nicht genügend Kapazität für den Solaranlagenbetrieb vorhanden wäre und diese ungenutzt bliebe, was aus energetischen und ökologischen Gründen ungewünscht ist.A level indicator is preferably used to determine the degree of saturation of the latent heat store, which is usually arranged in the expansion tank. In addition to the advantages mentioned above, it is thus achieved that the storage capacity is known at all times. This is important because reheating with electricity or other heat sources, such as a charcoal stove, must not lead to the full use of the storage capacity, because otherwise there would not be enough capacity for solar system operation and this would remain unused, which is for energy and ecological reasons is undesirable.
In diesem Zusammenhang ist es daher von Vorteil, wenn eine Regelung der Wärmezufuhr und/oder der Entnahme in bzw. aus dem inneren Speicherbehälter über die Füllstandsanzeige erfolgt. Dann erfolgt die Regelung der Wärmezufuhr direkt über den Sättigungsgrad der Anlage. Dies ist somit in einfacher Weise z. B. durch einen Schwimmer, der bei einer bestimmten Schwimmhöhe einen Schalter betätigt, der die "externe" Wärmezufuhr abschaltet, möglich. Dieses Verfahren kann auch zur Begrenzung der maximal möglichen Auf- bzw. Entladung des Speichers dienen. Der Speicher darf nämlich in Abhängigkeit von dem verwendeten Latentspeichermedium gewisse Temperaturen nicht über- bzw. unterschreiten, da es sonst zu Beschädigungen des Latentspeichermediums kommt.In this context, it is therefore advantageous if the heat supply and / or the removal in or from the inner storage container is regulated via the fill level indicator. Then the heat supply is controlled directly via the saturation level of the system. This is thus in a simple manner. B. by a swimmer who actuates a switch at a certain swimming height, which switches off the "external" heat supply, possible. This procedure can also limit the maximum possible charging or discharging of the memory. Depending on the latent storage medium used, the memory may not exceed or fall below certain temperatures, since otherwise the latent storage medium may be damaged.
Bei den gewöhnlichen Latentwärmespeichern wird ein Wärmeträgermittel, wie insbesondere Öl eingesetzt, um eine gute Übertragung der Wärme von bzw. auf das Latentspeichermedium zu gewährleisten. Das Öl wird durch das Latentspeichermedium hindurch gepumpt und nimmt dabei die vorhandene Wärme auf bzw. verteilt diese gleichmäßiger.In the case of the conventional latent heat stores, a heat transfer medium, such as in particular oil, is used in order to ensure good heat transfer from or to the latent storage medium. The oil is pumped through the latent storage medium and absorbs the heat or distributes it more evenly.
Problematisch ist jedoch, wie oben schon erwähnt wurde, daß durch die thermische Ausdehnung des Öls und/oder Aggregats bedingten Ausdehnung des Latentspeichermediums in den herkömmlichen Wärmespeichern Platz- reserven vorhanden sein müssen. Eine solche Volumenänderung tritt unabhängig von der Bauweise des Latentspeichers auf.However, as already mentioned above, it is problematic that the thermal expansion of the oil and / or aggregate-related expansion of the latent storage medium means that there must be space available in the conventional heat stores. Such a change in volume occurs regardless of the design of the latent memory.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Optimierung der Speicherkapazität eines Latentwärmespeichers unabhängig vom Aufbau zu errei- chen.Another object of the invention is therefore to achieve an optimization of the storage capacity of a latent heat storage regardless of the structure.
Diese Aufgabe wird in ihrem apparativen Aspekt durch die in Anspruch 23 wiedergegebene Erfindung gelöst.This object is achieved in its apparatus aspect by the invention reproduced in claim 23.
Dadurch, daß - vorzugsweise außerhalb des Latentwärmespeichers - ein mit dem Speicherbehälter kommunizierender Ausgleichsbehälter angeordnet ist, kann auf eine Atmungsleitung ins Freie verzichtet werden, so daß trotz einer Volumenänderung des Latentspeichermediums und/oder des Wämeträgeröls keine Feuchtigkeit in das System eindringt. Somit ist der Einsatz einfacher Werkstoffe möglich. Zudem behält das Latentspeichermedium seine Eigenschaften bei. Ferner wird eine vollständige Raumausnutzung des Speichers erreicht, da selbst bei vollständiger Kristallisation des Latentspeichermediums der obere Teil des Speichers mit Wärmeträgermittel gefüllt bleibt und bei Wärmeeintritt aufgeladen wird. Es muß kein Ausdehnungsraum innerhalb des Speichers vorgesehen sein, so daß die Kapazität des Speichers bei gleicher Gesamtstellgröße steigt.The fact that - preferably outside the latent heat store - a compensating tank communicating with the storage tank is dispensed with, there is no need for a breathing line to the outside, so that despite a change in volume of the latent storage medium and / or the thermal oil, no moisture penetrates into the system. This makes it possible to use simple materials. The latent storage medium also retains its properties. Furthermore, a complete use of space in the memory is achieved, since even with complete crystallization of the latent storage medium, the upper part of the memory remains filled with heat transfer medium and at Entry of heat is charged. No expansion space must be provided within the memory, so that the capacity of the memory increases with the same total manipulated variable.
Der Ladezustand bzw. Sättigungsgrad des Speichers ist über den Füllstand des Wärmeträgermittels, welches bei einer Volumenänderung verdrängt wird, bestimmbar, so daß vorzugsweise eine Füllstandsanzeige vorgesehen ist. Diese ist vorzugsweise an dem Ausgleichsbehälter angeordnet.The state of charge or degree of saturation of the memory can be determined via the fill level of the heat transfer medium, which is displaced when the volume changes, so that a fill level indicator is preferably provided. This is preferably arranged on the expansion tank.
Da der Füllstand mit dem Ladezustand des Speichers korreliert, kann über die Füllstandsanzeige eine Wärmezufuhr in den inneren Speicherbehälter geregelt werden. Dies ist beispielsweise einfach mittels eines Druckmessers oder eines Füllstandmessers, wie einem Schwimmer, durchführbar.Since the fill level correlates with the state of charge of the storage tank, the supply of heat in the inner storage tank can be regulated via the fill level display. This can be done, for example, simply by means of a pressure meter or a level meter, such as a float.
In Ihrem verfahrensmäßigen Aspekt wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 26 wiedergegebene Erfindung gelöst.In its procedural aspect, this object is achieved by the invention set out in claim 26.
Günstigerweise kann das Wärmeträgermittel sich danach in einen mit dem inneren Speicherbehälter kommunizierenden Ausgleichsbehälter ausdehnen, so daß das gesamte Volumen des Speichers trotz der auftretenden Volumenänderungen des Latentspeichermediums und des Wärmeträgermittels zur Wärmespeicherung genutzt werden kann. Ferner kann eine Anlage geschlossen betrieben werden, wodurch Umwelteinflüsse, insbesondere Wasser deren Betrieb nicht nachteilig beeinflussen.The heat transfer medium can then expediently expand into a compensating container communicating with the inner storage container, so that the entire volume of the storage unit can be used for heat storage despite the volume changes occurring in the latent storage medium and the heat transfer medium. Furthermore, a system can be operated in a closed manner, so that environmental influences, in particular water, do not adversely affect its operation.
Vorzugsweise dient eine Füllstandsanzeige zur Bestimmung des Sättigungsgrads des Latentwärmespeichers, die meist in dem Ausgleichsbehälter angeordnet ist. Somit wird neben den oben erwähnten Vorteilen erreicht, daß die Speicherkapazität jederzeit bekannt ist. Dies ist wichtig, da das Nachhei- zen mit elektrischem Strom oder sonstigen Wärmequellen, wie einem Holzkohleofen, nicht zur vollständigen Ausschöpfung der Kapazität des Speichers führen darf, weil sonst nicht genügend Kapazität für den Solaranlagenbetrieb vorhanden wäre und diese ungenutzt bliebe, was aus energetischen und ökologischen Gründen ungewünscht ist.A level indicator is preferably used to determine the degree of saturation of the latent heat store, which is usually arranged in the expansion tank. In addition to the advantages mentioned above, it is thus achieved that the storage capacity is known at all times. This is important because heating with electricity or other heat sources, such as a charcoal stove, must not lead to the full utilization of the storage capacity, because otherwise insufficient capacity for the operation of the solar system would exist and this would remain unused, which is undesirable for energetic and ecological reasons.
In diesem Zusammenhang ist es daher von Vorteil, wenn eine Regelung der Wärmezufuhr und/oder der Entnahme in bzw. aus dem inneren Speicherbehälter über die Füllstandsanzeige erfolgt. Dann erfolgt die Regelung der Wärmezufuhr direkt über den Sättigungsgrad der Anlage. Dies ist somit in einfacher Weise, z. B. durch einen Schwimmer, der bei einer bestimmten Schwimmhöhe einen Schalter betätigt, der die "externe" Wärmezufuhr ab- schaltet, möglich. Dieses Verfahren kann auch zur Begrenzung der maximal möglichen Auf- bzw. Entladung des Speichers dienen. Der Speicher darf nämlich in Abhängigkeit von dem verwendeten Latentspeichermedium gewisse Temperaturen nicht über- bzw. unterschreiten, da es sonst zu Beschädigungen des Latentspeichermediums kommt.In this context, it is therefore advantageous if the heat supply and / or the removal in or from the inner storage container is regulated via the fill level indicator. Then the heat supply is controlled directly via the saturation level of the system. This is thus in a simple manner, for. B. possible by a float, who actuates a switch at a certain swimming height, which switches off the "external" heat supply. This method can also be used to limit the maximum possible charging or discharging of the memory. Depending on the latent storage medium used, the memory may not exceed or fall below certain temperatures, since otherwise the latent storage medium may be damaged.
Bei gewöhnlichen Latentwärmespeichern wird das Sekundärmedium sowohl zur Be- als auch zur Entladung des Speichers eingesetzt. Ein gleichzeitiger Be- und Entladebetrieb, d. h. gleichzeitiges Einspeisen von Wärme und Abgabe der Wärme an Verbraucher kann nicht stattfinden. Hierzu wären exter- ne Mittel nötig, die je nach Betrieb das Sekundärmedium umschalten. Dies ist jedoch unwirtschaftlich, da ein Teil der vorhandenen Wärme aus der Solaranlage beim Verbrauch ungenutzt verloren geht.In conventional latent heat storage, the secondary medium is used both for loading and unloading the storage. Simultaneous loading and unloading, i.e. H. simultaneous feeding in of heat and dissipation of the heat to consumers cannot take place. This would require external means that switch the secondary medium depending on the operation. However, this is uneconomical because part of the heat from the solar system is lost when it is not used.
Bei Parallelbetrieb einer Heizung und einer Warmwasserversorgung mittels eines solchen Latentwärmespeichers ist dieser nur ungünstig einsetzbar, da der Heizbetrieb von der Warmwasserbereitung abweichende Anforderungen stellt. Der Vor- und Rücklauf moderner Heizungen weisen in der Temperatur einen relativ geringen Unterschied auf, die von den Heizungen benötigte Energie über die Zeit vergleichsweise konstant, d.h. schnelle Temperaturän- derungen des Heizmediums sind nicht erforderlich. Im Gegensatz dazu wird für die Warmwasserbereitung eine hohe Temperatur benötigt, die schnell zur Verfügung stehen soll. Diese unterschiedlichen Anforderungen können mit dem bekannten Latentwärmespeicher nicht oder nur in umständlicher Weise erfüllt werden.When a heater and a hot water supply are operated in parallel by means of such a latent heat store, this can only be used unfavorably, since the heating operation places different requirements on the hot water preparation. The forward and return flow of modern heating systems show a relatively small difference in temperature, the energy required by the heating systems is comparatively constant over time, ie rapid temperature changes in the heating medium are not necessary. In contrast, a high temperature is required for hot water preparation, which should be available quickly. These different requirements can be met with the known latent heat storage can not be met or only met in a cumbersome manner.
Die herkömmlichen Anlagen können aufgrund dieser Trägheit die gespeicherte Wärme bei einer Spitzenbelastung, wie sie beispielsweise beim Duschen oder Befüllen von Badewannen auftritt, nicht schnell genug an das Wasser bzw. Sekundärmedium abgeben. Dadurch wird das Wasser nicht gleichmäßig stark erwärmt und es kommt zu ungewünschten Temperaturschwankungen beim Verbraucher.Due to this inertia, the conventional systems cannot release the stored heat to the water or secondary medium quickly enough during peak loads, such as occur, for example, when showering or filling bathtubs. As a result, the water is not heated evenly and there are undesirable temperature fluctuations for the consumer.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Latentwärmespeicher bereit zustellen, der gleichzeitig zu Heizzwecken und zur Warmwasserversorgung unter Umgehung oder Verminderung der Trägheit eingesetzt werden kann und trotzdem einen einfachen Aufbau besitzt.A further object of the invention is therefore to provide a latent heat store which can be used simultaneously for heating purposes and for hot water supply, bypassing or reducing the inertia, and yet has a simple structure.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 29 wiedergegebene Erfindung gelöst.This object is achieved by the invention set out in claim 29.
Dadurch, daß ein von dem Sekundärmedium durchflossener externer Wär- metauscher vorgesehen ist, ist es möglich, das Sekundärmedium direkt zuBecause an external heat exchanger through which the secondary medium flows is provided, it is possible to directly add the secondary medium
Heizzwecken und indirekt in dem zweiten Wärmetauscher zur Warmwasserbereitung zu nutzen. Somit wird eine Entkopplung der Heizung von der Warmwasseraufbereitung möglich. Dies ist aufgrund der relativen Temperaturkonstanz des Vor- und Rücklaufs einer Heizung von Vorteil. Ein weitge- hender Ausgleich der Trägheit des Latentspeichermediums durch dieTo be used for heating purposes and indirectly in the second heat exchanger for water heating. This makes it possible to decouple the heating from the hot water preparation. This is advantageous due to the relative temperature constancy of the flow and return of a heater. An extensive compensation of the inertia of the latent storage medium by the
Lastverlagerung auf das Sekundärmedium und damit eine vollständige oder zumindest bessere Ausnutzung der zur Aufheizung des Latentspeichermediums über einen inneren Wärmetauscher erforderlichen Wärmeenergie, insbesondere der Solarenergie kann erreicht werden, da die Erwärmung (oder Abkühlung) des Sekundärmediums schneller durchgeführt wird, so daß dieses zur Bedienung der Heizung bzw. des Wärmetauschers im wesentlichen ohne Temperaturschwankungen eingesetzt werden kann. Günstig ist es, wenn der Speicherbehälter von einem zweiten, äußeren Speicherbehälter umgeben ist, der mit Sekundärmedium gefüllt ist, wobei die Außenseite des inneren Speicherbehälters in Verbindung mit dem Sekundärmedium steht und der externe Wärmetauscher von diesem durchflössen wird. Der Wärmeaustausch zwischen dem Latentspeichermedium im innerenLoad transfer to the secondary medium and thus a complete or at least better utilization of the thermal energy required to heat the latent storage medium via an internal heat exchanger, in particular solar energy, can be achieved since the heating (or cooling) of the secondary medium is carried out more quickly, so that it can be used to operate the Heating or the heat exchanger can be used essentially without temperature fluctuations. It is expedient if the storage container is surrounded by a second, outer storage container which is filled with secondary medium, the outside of the inner storage container being connected to the secondary medium and the external heat exchanger flowing through it. The heat exchange between the latent storage medium inside
Speicherbehälter und dem Sekundärmedium erfolgt dann ständig über die Wandung des inneren Speicherbehälters, die im Kontakt mit dem Sekundärmedium steht. Aufgrund des großen Volumens des Sekundärmediums steht daher immer ausreichend warmes Sekundärmedium bereit. Durch die große Oberfläche der Außenseite des inneren Speicherbehälters wird das Sekundärmedium schnell erwärmt und steigt aufgrund seiner geringeren Dichte zur Entnahme nach oben. Als Sekundärmedium kommt insbesondere Wasser in Betracht.The storage container and the secondary medium then take place continuously via the wall of the inner storage container, which is in contact with the secondary medium. Due to the large volume of the secondary medium, sufficient warm secondary medium is always available. The large surface of the outside of the inner storage container heats up the secondary medium quickly and, due to its lower density, rises for removal. Water is particularly suitable as the secondary medium.
Der Wärmetauscher ist vorzugsweise oberhalb des Latentwärmespeichers angeordnet und der Zulauf des heißen Sekundärmediums erfolgt in etwa senkrecht von dem oberen Bereich des äußeren Speicherbehälters. Der Ablauf des abgekühlten Sekundärmediums erfolgt ebenfalls in etwa senkrecht, jedoch in den unteren Bereich des äußeren Speicherbehälters. Somit kann der externe Wärmetauscher mittels der Schwerkraft betrieben werden, da das heiße Sekundärmedium aufgrund seiner geringeren Dichte nach oben steigt und nach Abgabe seiner Wärme über den Ablauf nach unten fällt. Ein Pumpenbetrieb ist jedoch auch möglich.The heat exchanger is preferably arranged above the latent heat store and the hot secondary medium is fed in approximately perpendicularly from the upper region of the outer storage tank. The cooled secondary medium also runs approximately vertically, but in the lower region of the outer storage container. The external heat exchanger can thus be operated by means of gravity, since the hot secondary medium rises due to its lower density and falls over the outlet after its heat has been released. Pump operation is also possible.
Günstig ist es, wenn der externe Wärmetauscher ein Röhrenwärmetauscher ist und er beispielsweise mindestens eine Rohrschlange umfaßt, durch die Brauchwasser zur Erwärmung hindurchfließt. Dann ist ein guter Wärmeaustausch möglich.It is expedient if the external heat exchanger is a tubular heat exchanger and it comprises, for example, at least one pipe coil through which process water flows for heating. Then a good heat exchange is possible.
In diesem Zusammenhang ist ebenfalls eine Spulenform der Rohrschlange einsetzbar. Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen. Es zeigen:In this context, a coil form of the coil can also be used. Further features, details and advantages of the invention result from the following description of the drawings. Show it:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungs- gemäßen Latentwärmespeichers mit externer Verschaltung;1 shows a schematic view of an embodiment of a latent heat store according to the invention with external connection;
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform eines Fig. 1 entsprechenden Latentwärmespeichers mit davon abweichender externer Verschaltung;FIG. 2 shows a further embodiment of a latent heat store corresponding to FIG. 1 with a different external connection;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Speicherbatterie unter Einsatz mehrerer erfindungsgemäßer Latentwärmespeicher;3 shows a schematic representation of a storage battery using a plurality of latent heat stores according to the invention;
Fig. 4 einen Längsschnitt durch den externen Wärmetauscher aus Fig. 1 undFig. 4 shows a longitudinal section through the external heat exchanger from Fig. 1 and
Fig. 5 einen Querschnitt durch den externen Wärmetauscher der Linie l-l ausFig. 5 shows a cross section through the external heat exchanger line l-l
Fig. 4.Fig. 4.
Fig. 1 zeigt einen als Ganzes mit 100 bezeichneten Latentwärmespeicher. Der Latentwärmespeicher besteht aus einem inneren Speicherbehälter 1 , der mit einem nicht dargestellten Latentspeichermedium und einem ebenfalls nicht dargestellten Wärmeträgermittel befüllt ist.1 shows a latent heat accumulator designated as a whole by 100. The latent heat store consists of an inner storage container 1 which is filled with a latent storage medium (not shown) and a heat transfer medium (also not shown).
Eine ideale Schmelztemperatur bietet das vorzugsweise eingesetzte Latentspeichermedium Natriumacetat. Es schmilzt bei 58,5°C und kühlt sich bei- spielsweise von 63,5°C auf 48,5°C beim Übergang vom flüssigen in den festen Zustand ab, wobei der nutzbare Wärmeinhalt ca. 100 kWh/m3 beträgt. Dabei liegt der Anteil latenter Wärme bei ca. 75%. Wasser speichert zum Vergleich eine Wärmemenge von nur 17,4 kWh/m3, da es in diesem Temperaturbereich seinen Aggregatzustand nicht ändert. Somit wird eine bis zu ca. fünffach höhere Kapazität erreicht. Bei dem Wärmeträgermittel handelt es sich beispielsweise um Weißöl, welches das Latentspeichermedium durchsetzt, und somit für einen fast hundertprozentigen Wärmeaustausch zwi- sehen den beiden Stoffen sorgt und die Wärmeaufnahme bzw. -abgäbe beschleunigt.The preferably used latent storage medium sodium acetate offers an ideal melting temperature. It melts at 58.5 ° C and cools, for example, from 63.5 ° C to 48.5 ° C during the transition from the liquid to the solid state, the usable heat content being approx. 100 kWh / m 3 . The proportion of latent heat is around 75%. For comparison, water stores a heat quantity of only 17.4 kWh / m 3 , since it does not change its physical state in this temperature range. This means that up to five times the capacity is achieved. The heat transfer medium is, for example, white oil, which penetrates the latent storage medium and thus for an almost 100 percent heat exchange between see the two substances and accelerates the heat absorption or release.
Der innere Speicherbehälter 1 ist von einem äußeren Speicherbehälter 2, in dem sich Sekundärmedium, wie beispielsweise Wasser befindet, vollkommen umgeben. Das heißt, daß der innere Speicherbehälter 1 frei in dem äußeren Speicherbehälter 2 hängt und nur mit diesem im oberen Bereich über die jeweiligen Randzonen verbunden ist. Der äußere Speicherbehälter 2 stellt gleichzeitig auch das Gehäuse des Latentwärmespeichers dar. Nicht dargestellt in Fig. 1 , jedoch normalerweise vorhanden, ist eine den Latentwärmespeicher 100 umgebende Isolierhülle zur besseren Wärmedämmung.The inner storage container 1 is completely surrounded by an outer storage container 2, in which there is secondary medium, such as water. This means that the inner storage container 1 hangs freely in the outer storage container 2 and is only connected to it in the upper region via the respective edge zones. The outer storage container 2 also simultaneously represents the housing of the latent heat store. Not shown in FIG. 1, but normally present, is an insulating sleeve surrounding the latent heat store 100 for better thermal insulation.
Der Latentwärmespeicher 100, sowie dessen innerer und äußerer Speicherbehälter besitzen eine im wesentlichen zylindrische Gestalt, die sowohl oben als auch unten abgerundet ist. Zum Aufstellen des Gerätes besitzt es an demThe latent heat store 100, as well as its inner and outer storage containers have a substantially cylindrical shape, which is rounded both above and below. To set up the device it has on the
Boden angeschweißte Standfüße 3, 3', 3", die in etwa im Kreisumfang gleichmäßig beabstandet angebracht sind. An seiner Oberseite besitzt der Latentwärmespeicher 100 einen angeflanschten Deckel 4, der mit mehreren Durchbrüchen für noch zu beschreibende Anschlüsse versehen ist.Bottom welded feet 3, 3 ', 3 ", which are attached approximately evenly spaced around the circumference. On its upper side, the latent heat storage device 100 has a flanged cover 4, which is provided with several openings for connections to be described.
Etwa mittig in dem inneren Speicherbehälter 1 ist ein von oben nach unten in diesen hineinragender Wärmetauscher 5 angeordnet. Der Wärmetauscher besteht aus dem eigentlichen Wärmetauscherrohr 12, welches sich - von oben nach unten gesehen - zunächst etwa senkrecht durch den Gehäuse- deckel 4 erstreckt, um sich dann etwa spulenförmig nach unten zu winden.A heat exchanger 5 projecting from top to bottom into the inner storage container 1 is arranged approximately in the middle. The heat exchanger consists of the actual heat exchanger tube 12, which - viewed from the top downward - initially extends approximately vertically through the housing cover 4, in order to then wind downward in a coil-like manner.
Anschließend, d.h. nach der letzten Windung erstreckt sich das Wärmetauscherrohr 12 senkrecht nach oben etwa parallel zum ersten etwa senkrechten Bereich durch den Deckel 4. Der Wärmetauscher 5 wird von einem weiteren Sekundärmedium durchflössen, welches durch die Leitung 9 im Sinne des Pfeiles in den Wärmetauscher hineinfließt und nach Durchströmen des spulenförmigen Bereiches den Wärmetauscher über die Leitung 10 verläßt. Zur Kontrolle der Temperatur des austretenden Sekundärmediums ist an der Leitung 10 ein Thermometer 11 angebracht. Bei dem Sekundärmedium, wel- ches den Wärmetauscher 5 durchfließt, kann es sich ebenfalls um Wasser handeln.Then, ie after the last turn, the heat exchanger tube 12 extends vertically upward approximately parallel to the first approximately vertical region through the cover 4. The heat exchanger 5 is flowed through by a further secondary medium which flows through the line 9 in the direction of the arrow into the heat exchanger and after flowing through the coil-shaped area leaves the heat exchanger via line 10. To control the temperature of the emerging secondary medium, a thermometer 11 is attached to line 10. With the secondary medium, which ches flows through the heat exchanger 5, it can also be water.
Das beispielsweise durch regenerative Energien aufgeheizte Sekundärmedi- um fließt also durch die Leitung 9 in den Wärmetauscher 5 hinein und gibt imThe secondary medium heated, for example, by regenerative energies therefore flows through the line 9 into the heat exchanger 5 and gives in
Bereich dessen spulenförmigen Abschnitts seine Wärme an das Latentspeichermedium bzw. an das Weißöl ab und verläßt anschließend den Wärmetauscher über die Leitung 10. Die von dem Latentspeichermittel aufgenommene Wärme wird von dem Bereich des Wärmetauschers 5 radial nach au- ßen geleitet und gelangt über die Wandung des Speicherbehälters 1 zu dem im äußeren Speicherbehälter 2 gelagerten Sekundärmedium und gibt dort seine Wärme ab. Das Sekundärmedium des äußeren Speicherbehälters 2 wird also nur indirekt aufgeheizt.Area of its coil-shaped section transfers its heat to the latent storage medium or to the white oil and then leaves the heat exchanger via line 10. The heat absorbed by the latent storage means is conducted radially outward from the area of heat exchanger 5 and reaches the wall of the Storage container 1 to the secondary medium stored in the outer storage container 2 and gives off its heat there. The secondary medium of the outer storage container 2 is therefore only heated indirectly.
Zur Versorgung des äußeren Speicherbehälters 2 mit Kaltwasser ist in seinem unteren Bereich eine entsprechende Leitung 7 für die Kaltwasserzufuhr vorhanden. Das kalte Wasser tritt im Sinne des Pfeiles unten in den Wärmespeicher ein und wird in dem äußeren Speicherbehälter 2 über die Außenwandung des Speicherbehälters 1 von dem Latentspeichermittel erwärmt. Aufgrund seiner sich dabei verändernden Dichte steigt das warme Wasser nach oben und kann dort an einem oberen Anschluß den Wärmespeicher 100 über die Leitung 6 verlassen. Die Leitung 6 ist mit einem Ventil 13 zur Flußregelung versehen. Das in der Leitung 6 sich befindende, erwärmte Wasser bzw. Sekundärmedium kann nun für die Versorgung von verschie- denen Verbrauchern eingesetzt werden. Dazu kommen vor allem Heizungen in Betracht. Dann läuft das Heizungswasser nach dem Durchströmen der Heizung über die Leitung 7 wieder in den äußeren Speicherbehälter zurück. Dies ist energetisch besonders günstig, da sich bekanntermaßen die Temperaturen des Heizungsvorlaufs und -rücklaufs nur wenig unterscheiden.To supply the outer storage tank 2 with cold water, a corresponding line 7 for the cold water supply is provided in its lower region. The cold water enters the heat accumulator in the direction of the arrow below and is heated by the latent storage medium in the outer storage container 2 via the outer wall of the storage container 1. Due to its changing density, the warm water rises and can leave the heat accumulator 100 via line 6 at an upper connection. The line 6 is provided with a valve 13 for flow control. The heated water or secondary medium located in line 6 can now be used to supply various consumers. In addition, heaters come into consideration. Then the heating water runs after flowing through the heating via line 7 back into the outer storage tank. This is particularly favorable in terms of energy, as is known that the temperatures of the heating flow and return differ only slightly.
Denkbar ist jedoch auch eine anderweitige Nutzung des erwärmten Wassers. In dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel wird heißeres Brauchwasser - wie es zum Beispiel zum Baden benötigt wird - mittels eines externen Wärmetauschers 50 erzeugt. Dieser ist über eine Zuleitung 51 , welche von dem oberen Teil des äußeren Speicherbehälters 2 in den Wärmetauscher 50 führt, und mit einer entsprechenden Rückleitung 52, die das im Wärmetauscher 50 abgekühlte Sekundärmedium wieder in den unteren Bereich des äußeren Speicherbehälters 2 des Latentwärmespeichers 100 zurückführt, verbunden. Der Wärmetauscher 50 arbeitet nach dem Gegenstromprinzip, wozu in seinem unteren Bereich über eine Leitung 53 Kaltwasser zugeführt wird, welches dann im Wärmetauscher 50 auf seinem Weg nach oben von dem Sekundärmedium aus dem Latentwärmespeicher erwärmt wird und den Wärmetauscher 50 über die Warmwasserleitung 54 verläßt. Das sich dabei abkühlende Sekundärmedium aus dem äußeren Speicherbehälter 2 fließt durch die Leitung 52 in diesen zurück, so daß durch den Dichteunterschied im Bedarfsfall auf eine gesonderte Pumpe zum Betrieb des Wärmetauschers 50 verzichtet werden kann. Das in den äußeren Speicherbehälter 2 zurückfließende Sekundärmedium wird ähnlich wie das über die Versorgungsleitung 7 eintretende kältere Sekundärmedium auf seinem Weg in den oberen Bereich des äußeren Speicherbehälters 2 wieder, wie oben schon beschrieben, über den inneren Speicherbehälter 1 erwärmt.However, other use of the heated water is also conceivable. In the example shown in FIG. 1, hotter service water - as is required, for example, for bathing - is generated by means of an external heat exchanger 50. This is via a feed line 51, which leads from the upper part of the outer storage container 2 into the heat exchanger 50, and with a corresponding return line 52, which leads the secondary medium cooled in the heat exchanger 50 back into the lower region of the outer storage container 2 of the latent heat store 100, connected. The heat exchanger 50 works according to the countercurrent principle, for which cold water is supplied in its lower region via a line 53, which is then heated in the heat exchanger 50 on its way up by the secondary medium from the latent heat store and leaves the heat exchanger 50 via the hot water line 54. The cooling secondary medium from the outer storage container 2 flows through the line 52 back into it, so that the difference in density means that a separate pump for operating the heat exchanger 50 can be dispensed with if necessary. The secondary medium flowing back into the outer storage container 2, like the colder secondary medium entering via the supply line 7, is heated again via the inner storage container 1 on its way into the upper region of the outer storage container 2, as already described above.
Der Wärmetauscher 50 ist im Detail in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Er besitzt einen im wesentlichen zylindrischen Mantel 57, der unten mit einem abgerundeten Boden 64 und oben mit einem abgerundeten Deckel 55 versehen ist. Zur Entlüftung des Wärmetauschers 50 befindet sich in etwa mittig in demThe heat exchanger 50 is shown in detail in FIGS. 4 and 5. It has an essentially cylindrical casing 57 which is provided at the bottom with a rounded bottom 64 and at the top with a rounded cover 55. To vent the heat exchanger 50 is located approximately in the middle
Deckel 55 ein Entlüftungsmittel 56. Das Sekundärmediumzuleitungsrohr 51 ist an einem etwa mittig angeordneten Rohr 62 mittels eines Flansches 61 befestigt. Das Rohr 62 befindet sich etwa entlang der Längsmittelachse des zylindrischen Wärmetauschers 50 und ist an seinem oberen Ende offen. Ra- dial nach außen versetzt befindet sich ein Rohr 60, welches an die Rückleitung 52 für das Sekundärmedium angeschlossen wird. Die Kaltwasserleitung 53 geht in dem Wärmetauscher 50 in ein Rohr 68 über, welches über mehrere kreisrunde Durchbrüche 63 mit mehreren Rohrschlangen 59 verbunden ist und sich etwa radial zur Längsmittelachse hin erstreckt. Die einzelnen Rohrschlangen winden sich kreisförmig innerhalb des Wärmetauschers 50 nach oben, um dann in einem entsprechenden RohrCover 55 a venting means 56. The secondary medium supply pipe 51 is fastened to an approximately centrally arranged pipe 62 by means of a flange 61. The tube 62 is located approximately along the longitudinal central axis of the cylindrical heat exchanger 50 and is open at its upper end. Radially offset to the outside is a tube 60 which is connected to the return line 52 for the secondary medium. The cold water line 53 merges in the heat exchanger 50 into a tube 68 which is connected to a plurality of tube coils 59 via a plurality of circular openings 63 and extends approximately radially to the longitudinal center axis. The individual coils spiral upward within the heat exchanger 50, and then in a corresponding tube
69 zu enden, welches an die Warmwasserleitung 54 angeschlossen ist. Die einzelnen Rohrschlangen 59 sind mittels Halterungen 58 an der Wandung der Innenseite des Mantels 57 befestigt.69 end, which is connected to the hot water line 54. The individual coils 59 are fastened to the wall of the inside of the jacket 57 by means of brackets 58.
Das mittels der Leitung 51 in den Wärmetauscher eingespeiste Sekundärmedium steigt in dem zentralen Rohr 62 hoch und fließt aus diesem im Sinne der Pfeile 66, 67 heraus und umspült die Rohrschlangen 59 auf seinem Weg nach unten. Es verläßt den Wärmetauscher über das Rohr 60, welches der Rückleitung 52 angeschlossen ist, die das Sekundärmedium wieder in den unteren Bereich des äußeren Speicherbehälters 2 zurückführt.The secondary medium fed into the heat exchanger by means of the line 51 rises in the central tube 62 and flows out of it in the direction of the arrows 66, 67 and flows around the coils 59 on its way down. It leaves the heat exchanger via the tube 60, which is connected to the return line 52, which leads the secondary medium back into the lower region of the outer storage container 2.
Der Wärmetauscher 50 arbeitet also nach dem Gegenstromprinzip. Das in seinem unteren Bereich über die Leitung 53 zugeführte Kaltwasser, welches sich in den Rohrschlangen 59 von unten nach oben windet, wird im unteren Bereich des Wärmetauschers 50 zunächst von dem kälteren, bereits im oberen Bereich des Wärmetauschers 50 abgekühlten Sekundärmedium erwärmt. Anschließend steigt es durch die Rohre 59 weiter nach oben und wird dort mit dem noch wärmeren Sekundärmedium umspült. Anschließend verläßt es durch die Löcher 65 in dem Rohr 69 über die Leitung 54 den Wärmetauscher 50.The heat exchanger 50 thus works on the countercurrent principle. The cold water supplied in its lower region via the line 53, which winds upwards from below in the coils 59, is first heated in the lower region of the heat exchanger 50 by the colder secondary medium which has already cooled in the upper region of the heat exchanger 50. Then it rises further up through the pipes 59 and is washed there with the even warmer secondary medium. It then leaves the heat exchanger 50 through the holes 65 in the tube 69 via the line 54.
Das sich bei der Erwärmung des Wassers abkühlende Sekundärmedium aus dem äußeren Speicherbehälter 2 fließt durch das Rohr 60 in die Leitung 52 und über dieses in den äußeren Speicherbehälter aufgrund seines Dichte- Unterschiedes zurück. Somit kann durch den Dichteunterschied des Sekundärmediums auf eine gesonderte Pumpe zum Betrieb des Wärmetauschers 50 verzichtet werden und die Schwerkraft zum normalen Betrieb ausreichen. In einer besonders starken Umwälzung des Sekundärmediums kann jedoch eine Pumpe notwendig sein.The secondary medium which cools down when the water is heated flows from the outer storage container 2 through the pipe 60 into the line 52 and back into the outer storage container due to its density difference. The difference in density of the secondary medium means that a separate pump for operating the heat exchanger 50 can be dispensed with and gravity is sufficient for normal operation. In a particularly strong circulation of the secondary medium, however, a pump may be necessary.
Da das Sekundärmedium, insbesondere wenn es sich um Wasser handelt, bei der Erwärmung bzw. Abkühlung eine Volumenveränderung erfährt, ist, wie aus Fig. 1 hervorgeht, ein externer Druckausgleichsbehälter 70 vorgesehen, der über eine Leitung 71 mit dem äußeren Speicherbehälter 2 verbunden ist. Somit kann trotz vollständiger Füllung des äußeren Speicherbehälters 2 die notwendige Ausdehnung des Wassers gewährleistet werden. An der Leitung 71 befindet sich zu dessen Temperaturüberwachung ein Thermometer 72 und ein Absperrventil 73, um den Druckausgleichsbehälter 70 zum Beispiel für Wartungszwecke von dem Wärmespeicher zu trennen. Zur Überwachung des auf der Leitung 71 bzw. in dem Druckausgleichsbehälter 70 herrschenden Drucks ist ein Manometer 74 vorgesehen und als Sicher- heitsmaßnahme ein Überdruckventil 76.Since the secondary medium, in particular if it is water, undergoes a change in volume during heating or cooling, an external pressure compensation container 70 is provided, as can be seen in FIG. 1, which is connected to the outer storage container 2 via a line 71. Thus, the necessary expansion of the water can be ensured in spite of the complete filling of the outer storage container 2. A thermometer 72 and a shut-off valve 73 are located on line 71 to monitor its temperature, in order to separate the pressure compensating container 70 from the heat store, for example for maintenance purposes. A manometer 74 is provided for monitoring the pressure prevailing on the line 71 or in the pressure compensating container 70 and, as a safety measure, an overpressure valve 76.
Da bei der Temperaturänderung das Latentspeichermedium bzw. das Wär- meträgeröl ebenfalls Volumenänderungen erfahren, ist in dem Deckel 4 des Latentwärmespeichers 100 eine mit dem inneren Speicherbehälter 1 über ei- nen Anschluß 82 kommunizierende Leitung 81 vorgesehen, die mit einemSince the temperature change causes the latent storage medium or the heat transfer oil to also experience volume changes, in the cover 4 of the latent heat store 100 there is provided a line 81 which communicates with the inner storage tank 1 via a connection 82 and which is connected to a
Ausgleichsbehälter 80 verbunden ist. So kann trotz vollständiger Füllung des inneren Speicherbehälters 1 mit Latentspeichermittel bzw. Wärmeträgeröl deren Volumenänderungen ohne eine Atmungsleitung in Freie erlaubt werden. So wird zum einen die Kapazität pro Volumen des inneren Speicherbe- hälters 1 bzw. des gesamten Latentwärmespeichers 100 vergrößert, da imExpansion tank 80 is connected. Thus, in spite of the inner storage container 1 being completely filled with latent storage means or heat transfer oil, their volume changes can be allowed into the open without a breathing line. Thus, on the one hand, the capacity per volume of the inner storage container 1 or of the entire latent heat store 100 is increased, since in the
Gegensatz zu den bisher bekannten Lösungen kein im Latentwärmespeicher vorhandener Ausdehnungsraum vorhanden sein muß. Ferner wird durch den Verzicht auf die Atmungsleitung ins Freie ein geschlossenes System erreicht, welches den Eintritt von Wasser in das Latentspeichermedium bzw. in den Speicherbehälter verhindert. Daher verändert sich das Latentspeichermedium nicht durch Wassereinlagerung in seinen Eigenschaften und es tritt ferner nur eine vergleichsweise geringe Korrosion auf. Somit ist der Einsatz einfacher Werkstoffe für den Aufbau des Latentwärmespeichers 100 möglich. Die Leitung 81 ist mit einem Absperrventil 83, einem Manometer 84 zur Drucküberwachung und einem Sicherheitsventil 86 versehen.In contrast to the previously known solutions, there is no need for an expansion space present in the latent heat store. Furthermore, by dispensing with the breathing line to the outside, a closed system is achieved which prevents water from entering the latent storage medium or the storage container. Therefore, the latent storage medium does not change its properties due to water retention and there is also only a comparatively low level of corrosion. It is thus possible to use simple materials for the construction of the latent heat store 100. The Line 81 is provided with a shut-off valve 83, a manometer 84 for pressure monitoring and a safety valve 86.
Das Manometer 84 zur Drucküberwachung besitzt den Vorteil, daß über den Druck, welcher mit dem Füllstand des inneren Speicherbehälters korreliert, eine Überwachung des Ladezustandes bzw. des Sättigungsgrades des Latentspeichermediums bzw. des Wärmeträgeröls möglich ist. Bei hoher Temperatur schmilzt das Latentspeichermedium und verringert dadurch sein Volumen, so daß sich in dem Ausgleichsbehälter 80 wenig Öl befindet. Fällt die Temperatur, so geht ein Teil des Latentspeichermediums in die feste Phase über, wodurch sich sein Volumen vergrößert, so daß ein Teil des Wärmeträgeröls in den Ausgleichsbehälter 80 verdrängt wird. Somit steigt auch der an dem Manometer 84 abgelesene Druck an. Durch geeignete Mittel ist über das Manometer 84 oder andere Mittel zur Füllhöhenbestimmung, wie zum Beispiel einfache Schwimmer, eine Regelung der Wärmezufuhr in den Latentwärmespeicher 100 möglich. Dies ist besonders für den noch zu beschreibenden Fall des Nachheizens von Belang, da es dort nicht zu einer vollständigen Aufheizung des Latentspeichermediums kommen darf, so daß für die vorzugsweise solarbetriebene Aufheizung immer Kapazitäten zur Verfügung stehen.The pressure gauge 84 for pressure monitoring has the advantage that the pressure, which correlates with the filling level of the inner storage container, makes it possible to monitor the state of charge or the degree of saturation of the latent storage medium or the heat transfer oil. At a high temperature, the latent storage medium melts and thereby reduces its volume, so that there is little oil in the expansion tank 80. If the temperature drops, part of the latent storage medium changes into the solid phase, as a result of which its volume increases, so that part of the heat transfer oil is displaced into the expansion tank 80. Thus, the pressure read on the manometer 84 also increases. Suitable means can be used to regulate the heat input into the latent heat store 100 via the manometer 84 or other means for determining the fill level, such as simple floats. This is of particular importance for the case of post-heating to be described, since there must not be a complete heating of the latent storage medium, so that capacities are always available for the preferably solar-powered heating.
Am tiefsten Punkt des Bodens des äußeren Speicherbehälters 2 befindet sich ein Ablauf 8, so daß auf einfache Weise der äußere Speicherbehälter etwa zu Wartungszwecken entleert werden kann. Ein vergleichbarer An- Schluß, der nach außen geführt ist, kann ebenfalls an dem inneren Speicherbehälter 1 vorgesehen sein.At the lowest point of the bottom of the outer storage container 2 there is an outlet 8, so that the outer storage container can be emptied in a simple manner, for example for maintenance purposes. A comparable connection, which is led to the outside, can also be provided on the inner storage container 1.
Wenn es sich bei dem in dem äußeren Speicherbehälter eingesetzten Sekundärmedium und ebenso bei dem den Wärmetauscher 5 durchfließenden Speichermedium um Wasser handelt, so ist es möglich, die Leitung 10 und den äußeren Speicherbehälter 2 zu verbinden, so daß eine besonders gute Energieausnutzung der in dem Sekundärmedium vorhandenen Wärme erreicht wird. Der in Fig. 2 dargestellte als Ganzes mit 200 bezeichnete Latentwärmespeicher entspricht im wesentlichen dem aus Fig. 1 bekannten, so daß für baugleiche Teile entsprechende um 100 erhöhte Bezugszeichen Verwendung finden. Der Latentwärmespeicher 200 unterscheidet sich im wesentlichen von dem Latentwärmespeicher 100 nur dadurch, daß zur jahreszeitlich bedingten Nachheizung ein externer Heizkreislauf 120 mit dem äußeren Speicherbehälter 2 verbunden ist. Dieser Heizkreislauf 120 ist nötig, da der erfindungsgemäße Latentwärmespeicher vorzugsweise mittels Solaranlagen be- trieben wird. Jahreszeitlich bedingt wird jedoch in nördlicheren Breitengraden eine zusätzliche Heizquelle benötigt, wenn die Sonneneinstrahlung nachläßt. Wenn hier, wie normalerweise üblich, elektrischer Strom zur Heizung verwendet wird, muß die Nachheizung und die Wärmebevorratung möglichst in den Niedertarifzeiten erfolgen. Damit eine Aufheizung in möglichst kurzer Zeit durchzuführen ist, ist es von Vorteil, das Sekundärmedium in dem äußeren Speicherbehälter 2 aufzuwärmen, welches dann über den inneren Speicherbehälter 1 die Wärme an das darin befindliche Latentspeichermedium abgibt. Diese Abgabe der Wärme erfolgt zeitverzögert. Die Flußrichtung der Wärme ist also im Gegensatz zum Verbrauchsfall umgekehrt. Durch das schnelle Aufheizen des Sekundärmediums kann die Niedertarifzeit voll ausgenutzt werden und durch die kurze Aufheizungsdauer besonders wenig Strom verbraucht werden. Ferner ist eine solche Anordnung von Vorteil, da die Wärme in dem Sekundärmedium sofort zum Verbrauch zur Verfügung steht. Durch die externe Bauweise ist ein solcher Heizkreislauf mit allen denkbaren Varianten der Aufheizsysteme für den Latentwärmespeicher einsetzbar. Der externe Heizkreislauf 120 umfaßt eine Leitung 121, die das Sekundärmedium aus dem äußeren Speicherbehälter 2 an einen elektrischen Heizstab 123 und durch einen dazugehörigen Heiztopf 124 zur Erwärmung leitet und dann wiederum über eine Leitung 122 in den oberen Bereich des äußeren Speicherbehälters 2 zurückführt. Zur Umwälzung ist in dem Heizkreislauf eine Pumpe 126 vorgesehen sowie ein Ventil 125 zur Flußregulierung. Ferner können eine unterschiedliche Anzahl von Absperrventilen bzw. Überbrückungsleitungen vorgesehen sein, um die Wartung bzw. die Entkai- kung des Heizstabes bzw. des Heiztopfes ohne Schwierigkeiten zu ermöglichen.If the secondary medium used in the outer storage container and also the storage medium flowing through the heat exchanger 5 are water, it is possible to connect the line 10 and the outer storage container 2, so that a particularly good use of energy in the secondary medium existing heat is reached. The latent heat accumulator shown as a whole in FIG. 2, designated 200, corresponds essentially to that known from FIG. 1, so that corresponding reference numerals increased by 100 are used for identical parts. The latent heat accumulator 200 differs essentially from the latent heat accumulator 100 only in that an external heating circuit 120 is connected to the outer storage container 2 for seasonal heating. This heating circuit 120 is necessary since the latent heat store according to the invention is preferably operated by means of solar systems. Depending on the season, however, an additional heating source is needed in northern latitudes when the sun's rays diminish. If, as is usually the case, electrical current is used for heating, the after-heating and heat storage must be carried out in the low tariff times if possible. So that heating can be carried out in the shortest possible time, it is advantageous to warm up the secondary medium in the outer storage container 2, which then releases the heat to the latent storage medium located therein via the inner storage container 1. This heat is released with a time delay. The direction of flow of the heat is therefore reversed in contrast to the case of consumption. Thanks to the rapid heating of the secondary medium, the low tariff time can be fully utilized and the short heating-up time means that very little electricity is used. Such an arrangement is also advantageous since the heat in the secondary medium is immediately available for consumption. Due to the external design, such a heating circuit can be used with all conceivable variants of the heating systems for the latent heat storage. The external heating circuit 120 comprises a line 121 which conducts the secondary medium from the outer storage container 2 to an electric heating element 123 and through an associated heating pot 124 for heating and then in turn leads back via a line 122 into the upper region of the outer storage container 2. A pump 126 and a valve 125 for flow regulation are provided in the heating circuit for circulation. In addition, a different number of shut-off valves or bypass lines can be provided in order to heating element or the heating pot without difficulty.
In Fig. 3 ist eine als Ganzes mit 300 bezeichnete Latentwärmespeicherbatte- rie dargestellt, die sich aus vier erfindungsgemäßen Latentwärmespeichern3 shows a latent heat storage battery designated as a whole as 300, which is composed of four latent heat stores according to the invention
400, 500, 600 und 700 zusammensetzt, die im wesentlichen denen aus Fig. 1 und 2 entsprechen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Speicherbatterie 300 insbesondere zur Brauchwassererwärmung mittels regenerativer Energien eingesetzt. Die Brauchwassererwärmung wird über das in den äußeren Speicherbehältern 402, 502, 602 und 702 erwärmte Sekundärmedium mittels des aus Fig. 1 bekannten externen Wärmetauschers durchgeführt, von dem aus Übersichtlichkeitsgründen nur ein Wärmetauscher 450 an dem ersten Latentwärmespeicher 400 in der Fig. 3 dargestellt ist. Entsprechende Wärmetauscher sind ebenfalls an den übrigen Latentwärme- speichern auf gleiche Weise angeordnet. Ebenfalls aus Übersichtlichkeitsgründen ist nur an dem ersten Latentwärmespeicher 400 der Ausgleichsbehälter 480 und der Druckausgleichsbehälter 470 dargestellt. An den übrigen Wärmespeichern sind entsprechende Vorrichtungen ebenfalls vorhanden. Denkbar wäre auch eine gemeinsame Verschaltung der Ausgleichsbehälter bzw. Druckausgleichsbehälter zu einer Einheit.400, 500, 600 and 700, which essentially correspond to those from FIGS. 1 and 2. In the exemplary embodiment shown, the storage battery 300 is used in particular for heating domestic hot water by means of regenerative energies. The domestic water heating is carried out via the secondary medium heated in the outer storage tanks 402, 502, 602 and 702 by means of the external heat exchanger known from FIG. 1, of which only one heat exchanger 450 on the first latent heat store 400 is shown in FIG. 3 for reasons of clarity. Corresponding heat exchangers are also arranged in the same way on the other latent heat stores. Likewise for reasons of clarity, the expansion tank 480 and the pressure expansion tank 470 are only shown on the first latent heat store 400. Corresponding devices are also available on the other heat stores. It would also be conceivable to connect the expansion tanks or pressure expansion tanks together to form a unit.
An dem vierten Latentwärmespeicher 700 ist ein dem aus Fig. 2 bekannter externer Heizkreislauf 720 verbunden, der zur Erwärmung des Sekundärmediums in dem äußeren Speicherbehälter 702 dient, falls die regenerativen Energien nicht ausreichen. An den übrigen Latentwärmespeichern 400, 500 und 600 können solche externe Heizkreisläufe ebenfalls angebracht sein oder es ist analog zu den Ausgleichsbehältern möglich, eine gemeinsame externe Heizvorrichtung für alle vier Latentwärmespeicher auszuführen.An external heating circuit 720, known from FIG. 2, is connected to the fourth latent heat store 700 and serves to heat the secondary medium in the outer storage container 702 if the regenerative energies are not sufficient. Such external heating circuits can also be attached to the other latent heat stores 400, 500 and 600, or it is possible, analogously to the expansion tanks, to carry out a common external heating device for all four latent heat stores.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Latentwärmespeicher 400,In the exemplary embodiment shown, the latent heat stores 400,
500, 600 und 700 bezüglich der Wärmeversorgung der Wärmetauscher 405, 505, 605 und 705 in Reihe geschaltet. Die aus den regenerativen Energien stammende Wärme wird mittels des Sekundärmediums über die Leitung 309 zunächst in den ersten Wärmetauscher 405 in dem ersten Latentwärmespeicher 400 eingeleitet und tritt nach einer ersten Wärmeabgabe über die Leitung 310 aus diesem heraus und wird daraufhin in den Wärmetauscher 505 des Latentwärmespeichers 500 geführt, um dort wiederum seine Wärme weiter abzugeben. Anschließend wird der Wärmetauscher 605 des Latentwärmespeichers 600 versorgt und zuletzt der Wärmetauscher 705 des Latentwärmespeichers 700. Zur effektiven Ausnutzung der noch im Sekundärmedium vorhandenen restlichen Wärmeenergie wird dies nach dem letzten Wärmetauscher 705 parallel über die Leitung 306 in alle äußeren Speicher- behälter 402, 502, 602 und 702 der entsprechenden Latentwärmespeicher geleitet. In den entsprechenden äußeren Speicherbehältern verdrängt es weiter unten liegende Schichten kälteren Sekundärmediums, welches über die ebenfalls parallelgeschalteten Leitungen 307 die Wärmespeicher verläßt und über eine Sammelleitung 314 und eine Leitung 316 wieder den regene- rativen Energiequellen zur Erwärmung zugeführt wird.500, 600 and 700 connected in series with regard to the heat supply of the heat exchangers 405, 505, 605 and 705. The heat originating from the regenerative energies is transferred via line 309 by means of the secondary medium first introduced into the first heat exchanger 405 in the first latent heat store 400 and emerges from the latter after a first release of heat via the line 310 and is then guided into the heat exchanger 505 of the latent heat store 500 in order to in turn further release its heat there. Subsequently, the heat exchanger 605 of the latent heat store 600 is supplied and finally the heat exchanger 705 of the latent heat store 700. In order to effectively utilize the remaining heat energy still present in the secondary medium, this is carried out after the last heat exchanger 705 in parallel via line 306 into all outer storage tanks 402, 502, 602 and 702 of the corresponding latent heat storage directed. In the corresponding outer storage containers, it displaces layers of colder secondary medium lying further down, which leaves the heat accumulator via the lines 307, which are likewise connected in parallel, and is fed back to the regenerative energy sources for heating via a collecting line 314 and a line 316.
Vorzugsweise wird als regenerative Energie Solarenergie eingesetzt. Diese Sonnenenergie heizt ein Wärmeträgermittel in einem Kollektor K auf. Das Kollektorensystem ist ähnlich wie der Latentwärmespeicher mit einem Druckausgleichsbehälter 320 und einer Umwälzpumpe 321 versehen. Ferner sind eine Reihe von Drosselventilen, Absperrventilen, Überdruckventilen und Kontrollmanometer oder Thermometer vorhanden. Das Kollektorensystem wird mit einem geschlossenen Kreislauf betrieben und übergibt seine Wärme an das Sekundärmedium vor einem Wärmetauscher 323. Das Wärmeträ- germittel wird also über die Leitungen 324 und 322 im Kreis gepumpt.Solar energy is preferably used as regenerative energy. This solar energy heats up a heat transfer medium in a collector K. Similar to the latent heat store, the collector system is provided with a pressure expansion tank 320 and a circulation pump 321. There are also a number of throttle valves, shut-off valves, pressure relief valves and control gauges or thermometers. The collector system is operated with a closed circuit and transfers its heat to the secondary medium in front of a heat exchanger 323. The heat transfer medium is therefore pumped in a circuit via lines 324 and 322.
Das erwärmte Sekundärmedium fließt aus deiη Kollektor K über eine Leitung 317 durch ein Drosselventil und ein Rückschlagventil, wonach es in eine Pumpe gelangt, die es in eine Sammelleitung 315 befördert. Von der Sam- melleitung 315 wird zum einen über die Leitung 309 die Latentwärmespeicherbatterie 300 versorgt. Andererseits kann das durch die Solarenergie erwärmte Sekundärmedium, was im Normalfall Wasser ist, ohne Umweg über die Speicherbatterie bzw. für eine Heizung des Gebäudes eingesetzt werden. Hierbei können zum einen normale Wandheizungen H oder Fußbodenheizungen FH betrieben werden. Hierzu führen von der Sammelleitung 315 mehrere mit Drosselventilen, Rückschlagventilen, Absperrventilen und Pumpen versehene Heizkreisläufe an die entsprechenden Heizungen H bzw. FH. Da bekanntermaßen der Vor- und Rücklauf einer Heizung sich in ihrer Temperatur nur geringfügig unterscheiden, wird der Rücklauf aus den Heizungen teilweise direkt wieder in diesen Kreislauf eingespeist. Der übrige Teil wird in die Sammelschiene 314 eingespeist und wieder den regenerativen Wärmequellen ausgesetzt.The heated secondary medium flows from deiη collector K via a line 317 through a throttle valve and a check valve, after which it arrives in a pump which conveys it into a collecting line 315. On the one hand, the latent heat storage battery 300 is supplied by the collecting line 315 via the line 309. On the other hand, the secondary medium heated by solar energy, which is normally water, can be used without going through the storage battery or for heating the building. Normal wall heating H or floor heating FH can be used. For this purpose, several heating circuits provided with throttle valves, check valves, shut-off valves and pumps lead from the manifold 315 to the corresponding heaters H and FH. As is known, the temperature of the supply and return flow of a heating system differs only slightly, so that the return flow from the heating systems is partly fed directly back into this circuit. The remaining part is fed into the busbar 314 and again exposed to the regenerative heat sources.
Zur effektiven Ausnutzung weiterer vorhandener regenerativer Wärmequellen, insbesondere in Zeiten mit geringer Sonneneinstrahlung, können weitere Wärmequellen wie Wärmepumpen W oder Holzkohleöfen 0 mit den entsprechenden Sammelschienen 314 bzw. 315 verbunden sein, um die Heizung bzw. die Latentwärmespeicherbatterie 300 zu versorgen. Die WärmepumpeIn order to effectively utilize other available regenerative heat sources, particularly in times of low solar radiation, further heat sources such as heat pumps W or charcoal ovens 0 can be connected to the corresponding busbars 314 or 315 in order to supply the heating or the latent heat storage battery 300. The heat pump
W und der Ofen O sind ebenfalls über Drosselventile, Rückschlagventile und Pumpen mit der Sammelschiene 315 verbunden, so daß durch eine nicht dargestellte Regeleinheit je nach Bedarf das Sekundärmedium in der entsprechenden Wärmequelle aufgeheizt wird und dem System zugeführt wer- den kann.W and the furnace O are also connected to the busbar 315 via throttle valves, check valves and pumps, so that the secondary medium in the corresponding heat source is heated as required by a control unit (not shown) and can be supplied to the system.
Ferner kann eine externe elektrische Heizeinheit E mit der Sammelschiene 315 verbunden sein, um ähnlich wie im Fall des externen Heizkreislaufes 720, bei einem Ausfall der regenerativen Wärmequellen oder einer nicht aus- reichenden Versorgung durch diese Wärme zum Beispiel mittels Niedrigtarifstroms zu regenerieren, um das System mit Wärme zu versorgen.Furthermore, an external electrical heating unit E can be connected to the busbar 315 in order to regenerate the system, for example by means of low tariff current, in the same way as in the case of the external heating circuit 720, in the event of a failure of the regenerative heat sources or an insufficient supply by this heat to provide with heat.
Es ist offensichtlich, daß eine Vielzahl von Betriebsarten mit dem erfindungsgemäßen Latentwärmespeicher und seinen externen Zusätzen unter Einsatz verschiedenster Wärmequellen möglich ist. So wäre es beispielsweise denkbar, die Heizung nicht direkt über die Sammelschiene 315 bzw. 314 zu betreiben, sondern über die Latentwärmespeicherbatterie 300 mit warmem Sekundärmedium zu versorgen. Weiterhin wäre auch der Einsatz des erwärm- ten Sekundärmediums aus den äußeren Speicherbehältern zur Brauchwasserversorgung denkbar. Der erfindungsgemäße Latentwärmespeicher und seine externen Zusätze sind also höchstvariabel in verschiedensten Anlagen und unterschiedlichen Situationen und Anforderungen einsetzbar. It is obvious that a large number of operating modes are possible with the latent heat store according to the invention and its external additives using a wide variety of heat sources. For example, it would be conceivable not to operate the heating directly via the busbars 315 or 314, but rather to supply it with warm secondary medium via the latent heat storage battery 300. Furthermore, the use of the heated th secondary medium from the outer storage tanks for hot water supply is conceivable. The latent heat store according to the invention and its external additives can therefore be used in a wide variety of ways in a wide variety of systems and different situations and requirements.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Latentwärmespeicher (100, 200, 400, 500, 600, 700) mit einem ersten Speicherbehälter (1, 101, 401, 501, 601, 701), der mit einem Latentspeichermedium und vorzugsweise einem Wärmeträgermittel gefüllt ist, und mit einem zweiten Speicherbehälter (2, 102, 402, 502, 602, 702), der mit einem Sekundärmedium gefüllt ist, wobei in dem ersten Speicherbehälter zum Erwärmen oder Abkühlen des Latentspeichermediums ein Wärmetauscher (5, 105, 405, 505, 605, 705) angeordnet ist, der erste Speicherbehälter innerhalb des zweiten, äußeren Speicherbehälters angeordnet ist und die Außenseite des inneren Speicherbehälters in Verbindung mit dem Sekundärmedium steht.1. Latent heat storage (100, 200, 400, 500, 600, 700) with a first storage container (1, 101, 401, 501, 601, 701), which is filled with a latent storage medium and preferably a heat transfer medium, and with a second storage container (2, 102, 402, 502, 602, 702), which is filled with a secondary medium, a heat exchanger (5, 105, 405, 505, 605, 705) being arranged in the first storage container for heating or cooling the latent storage medium, the first storage container is arranged within the second, outer storage container and the outside of the inner storage container is in connection with the secondary medium.
2. Latentwärmespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in dem inneren Speicherbehälter (1, 101, 401, 501, 601, 701) angeordnete Wärmetauscher (5, 105, 405, 505, 605, 705) von einem Sekundärmedium durchströmt wird.2. Latent heat store according to claim 1, characterized in that in the inner storage container (1, 101, 401, 501, 601, 701) arranged heat exchanger (5, 105, 405, 505, 605, 705) is flowed through by a secondary medium.
3. Latentwärmespeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in dem inneren Speicherbehälter (1, 101, 401, 501, 601, 701) angeordnete Wärmetauscher (5, 105, 405, 505, 605, 705) ein Röhrenwärmetauscher ist. 3. Latent heat accumulator according to claim 1 or 2, characterized in that the heat exchanger (5, 105, 405, 505, 605, 705) arranged in the inner storage container (1, 101, 401, 501, 601, 701) is a tubular heat exchanger.
4. Latentwärmespeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Röhrenwärmetauscher mindestens eine etwa senkrecht angeordnete Röhre umfaßt.4. Latent heat store according to claim 3, characterized in that the tubular heat exchanger comprises at least one approximately vertically arranged tube.
5. Latentwärmespeicher nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhren separat angeordnet sind.5. Latent heat store according to claim 3 or 4, characterized in that the tubes are arranged separately.
6. Latentwärmespeicher nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhren spulenförmig angeordnet sind.6. Latent heat store according to one of claims 2 to 5, characterized in that the tubes are arranged in a coil shape.
7. Latentwärmespeicher nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhren mit Wärmeleitplatten versehen sind.7. Latent heat store according to one of claims 2 to 6, characterized in that the tubes are provided with heat conducting plates.
8. Latentwärmespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des Latentwärmespeichers (100,8. Latent heat store according to one of the preceding claims, characterized in that outside the latent heat store (100,
400) ein mit dem inneren Speicherbehalter (1 , 401) kommunizierender Ausgleichsbehälter (80, 480) angeordnet ist.400) a compensating tank (80, 480) communicating with the inner storage tank (1, 401) is arranged.
9. Latentwärmespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine, vorzugsweise an dem Ausgleichsbehälter (80) angeordnete, Füllstandsanzeige (84) für den inneren Speicherbehälter ( ) vorgesehen ist.9. Latent heat store according to one of the preceding claims, characterized in that a, preferably on the expansion tank (80) arranged, level indicator (84) is provided for the inner storage tank ().
10. Latentwärmespeicher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstandsanzeige (84) zur Regelung der Wärmezufuhr in den inneren Speicherbehälter (1) vorgesehen ist.10. Latent heat store according to claim 9, characterized in that the level indicator (84) is provided for regulating the heat supply in the inner storage container (1).
11. Latentwärmespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (120, 720) vorgesehen sind, mit denen das in dem zweiten, äußeren Speicherbehälter (102, 702) vorhandene Sekundärmedium erwärmbar ist. 11. Latent heat store according to one of the preceding claims, characterized in that means (120, 720) are provided with which the secondary medium present in the second, outer storage container (102, 702) can be heated.
12. Latentwärmespeicher nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (120, 720) einen von dem Sekundärmedium umflossenen Heizstab (123), der vorzugsweise elektrisch betrieben wird, umfassen, wobei der Heizstab (123) entweder innerhalb oder außerhalb des zweiten Spei- cherbehälters angeordnet ist.12. Latent heat accumulator according to claim 11, characterized in that the means (120, 720) comprise a heating rod (123) which is preferably electrically operated and which is surrounded by the secondary medium, the heating rod (123) either inside or outside the second storage Cherbehälters is arranged.
13. Latentwärmespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein von dem Sekundärmedium aus dem zweiten, äußeren Speicherbehälter (1 , 401 ) durchflossener externer Wär- metauscher (50, 450) vorgesehen ist.13. Latent heat accumulator according to one of the preceding claims, characterized in that an external heat exchanger (50, 450) through which the secondary medium flows from the second, outer storage container (1, 401) is provided.
14. Latentwärmespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Sekundärmedien Druckausgleichsmittel vorgesehen sind, die vorzugsweise als Druckausgleichsbehälter (70, 470) ausgebildet sind.14. Latent heat store according to one of the preceding claims, characterized in that pressure compensation means are provided for the secondary media, which are preferably designed as a pressure compensation container (70, 470).
15. Latentwärmespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Latentwärmespeicher (400, 500, 600, 700) zu einer Speicherbatterie (300) verbunden sind.15. Latent heat storage device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of latent heat storage devices (400, 500, 600, 700) are connected to form a storage battery (300).
16. Latentwärmespeicher nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Wärmetauscher (5, 105, 405, 505, 605, 705)) und/oder die zweiten Speicherbehälter (2, 102, 402, 502, 602, 702) derart miteinander verbunden sind, daß die Sekundärmedien die ersten Wärmetauscher (405, 505, 605, 705) und/oder die zweiten Speicherbehälter (402, 502, 602, 702) in16. Latent heat accumulator according to claim 15, characterized in that the first heat exchanger (5, 105, 405, 505, 605, 705)) and / or the second storage container (2, 102, 402, 502, 602, 702) are connected to one another in this way are that the secondary media the first heat exchanger (405, 505, 605, 705) and / or the second storage container (402, 502, 602, 702) in
Reihe und/oder parallel durchfließen.Flow in a row and / or in parallel.
17. Verfahren zur latenten Wärmespeicherung und Abgabe, bei dem ein Sekundärmedium von einem Latentwärmespeicher (100, 200, 400, 500, 600, 700) erwärmt oder abgekühlt wird, der aus einem ersten Speicherbehälter (1 ,17. A method for latent heat storage and delivery, in which a secondary medium is heated or cooled by a latent heat store (100, 200, 400, 500, 600, 700), which is produced from a first storage container (1,
101 , 401 , 501 , 601 , 701 ), der mit einem Latentspeichermedium und vorzugsweise einem Wärmeträgermittel gefüllt ist, und aus einem zweiten Spei- cherbehälter (2, 402, 502, 602, 702), der mit dem Sekundärmedium gefüllt ist, besteht, wobei ein in dem ersten Speicherbehälter angeordneter Wärmetauscher (5, 105, 405, 505, 605, 705) das Latentspeichermedium erwärmt oder abkühlt, der erste Speicherbehälter innerhalb des zweiten, äußeren Speicherbehälters angeordnet ist, so daß der Wärmetransfer zwischen dem101, 401, 501, 601, 701), which is filled with a latent storage medium and preferably a heat transfer medium, and from a second storage medium. cherbehälter (2, 402, 502, 602, 702), which is filled with the secondary medium, wherein a heat exchanger arranged in the first storage container (5, 105, 405, 505, 605, 705) heats or cools the latent storage medium that first storage container is arranged within the second, outer storage container, so that the heat transfer between the
Latentspeichermedium und dem Sekundärmedium über die Außenseite des inneren Speicherbehälters erfolgt.Latent storage medium and the secondary medium via the outside of the inner storage container.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmezufuhr und/oder Entnahme durch ein geeignetes Heizmittel (120, 720) bzw. einen Verbraucher über das Sekundärmedium erfolgt.18. The method according to claim 17, characterized in that the heat supply and / or removal by a suitable heating means (120, 720) or a consumer via the secondary medium.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Latentspeichermedium und ggfs. Wärmeträgeröl sich in einen mit dem inneren Speicherbehälter (1 , 401 ) kommunizierenden Ausgleichsbehälter19. The method according to claim 17 or 18, characterized in that the latent storage medium and possibly heat transfer oil in a with the inner storage container (1, 401) communicating expansion tank
(80, 480) ausdehnen kann.(80, 480) can expand.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Sättigungsgrad des Latentwärmespeichers (100) über den Füllstand des Latentspeichermediums und ggfs. Wärmeträgeröls in dem20. The method according to any one of claims 17 to 19, characterized in that the degree of saturation of the latent heat accumulator (100) on the level of the latent storage medium and possibly. Heat transfer oil in the
Ausgleichsbehälter (80) bestimmt wird.Expansion tank (80) is determined.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regelung der Wärmezufuhr und/oder der Entnahme in bzw. aus dem inneren Speicherbehälter (1) über die Füllstandsanzeige (84) erfolgt.21. The method according to claim 20, characterized in that a control of the heat supply and / or the removal in or from the inner storage container (1) via the level indicator (84).
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wärmezufuhr und/oder Wärmeentnahme über das Sekundärmedium in dem zweiten, äußeren Speicherbehälter erfolgt. 22. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that heat is supplied and / or extracted via the secondary medium in the second, outer storage container.
23. Latentwärmespeicher (100) mit einem Speicherbehälter (1 ), der mit einem Latentspeichermedium und vorzugsweise einem Wärmeträgermittel gefüllt ist, wobei in dem Speicherbehälter zum Erwärmen oder Abkühlen des Latentspeichermediums ein Wärmetauscher (5) angeordnet ist, der von einem Wärmeträgermedium durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Speicherbehälter (1) kommunizierender Ausgleichsbehälter (80) vorgesehen ist.23. Latent heat store (100) with a storage container (1), which is filled with a latent storage medium and preferably a heat transfer medium, wherein a heat exchanger (5), through which a heat transfer medium flows, is arranged in the storage container for heating or cooling the latent storage medium characterized in that an expansion tank (80) communicating with the storage tank (1) is provided.
24. Latentwärmespeicher nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine, vorzugsweise an dem Ausgleichsbehälter (80) angeordnete Füllstandsanzeige (84) des Wärmeträgermediums vorgesehen ist.24. Latent heat store according to claim 23, characterized in that a, preferably on the expansion tank (80) arranged level indicator (84) of the heat transfer medium is provided.
25. Latentwärmespeicher nach Anspruch 24 dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstandsanzeige (84) zur Regelung der Wärmezufuhr in den inneren Speicherbehälter (1 ) vorgesehen ist.25. Latent heat accumulator according to claim 24, characterized in that the level indicator (84) is provided for regulating the heat supply in the inner storage container (1).
26. Verfahren zur latenten Wärmespeicherung und Abgabe, bei dem ein Sekundärmedium von einem Latentwärmespeicher (100) erwärmt oder abgekühlt wird, der aus einem Speicherbehälter (1), der mit einem Latentspeichermedium und vorzugsweise einem Wärmeträgermittel gefüllt ist, besteht, wobei ein in dem Speicherbehälter angeordneter Wärmetauscher (5) das Latentspeichermedium erwärmt oder abkühlt, dadurch gekennzeichnet, daß das Latentspeichermedium und ggfs. Wärmeträgeröl sich in einen mit dem inneren Speicherbehälter (1) kommunizierenden Ausgleichsbehälter (80) ausdehnen kann.26. A method for latent heat storage and release, in which a secondary medium is heated or cooled by a latent heat store (100), which consists of a storage container (1) which is filled with a latent storage medium and preferably a heat transfer medium, one in the storage container arranged heat exchanger (5) heats or cools the latent storage medium, characterized in that the latent storage medium and possibly heat transfer oil can expand into a compensating container (80) communicating with the inner storage container (1).
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Sät- tigungsgrad des Latentwärmespeichers (100) über den Füllstand des Latentspeichermediums und ggfs. Wärmeträgeröls in dem Ausgleichsbehälter (80) bestimmt wird. 27. The method according to claim 26, characterized in that the degree of saturation of the latent heat storage (100) on the level of the latent storage medium and possibly. Heat transfer oil in the expansion tank (80) is determined.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regelung der Wärmezufuhr und/oder der Entnahme in bzw. aus dem inneren Speicherbehälter (1 ) über die Füllstandsanzeige (84) erfolgt.28. The method according to claim 27, characterized in that a regulation of the heat supply and / or the removal in or from the inner storage container (1) via the fill level indicator (84).
29. Latentwärmespeicher (100) mit einem Speicherbehälter (1 ), der mit einem Latentspeichermedium und vorzugsweise einem Wärmeträgermittel gefüllt ist und in thermischem Kontakt zu einem aufzuheizenden Sekundärmedium steht, wobei in dem Speicherbehälter (1 ) zum Erwärmen oder Abkühlen des29. Latent heat store (100) with a storage container (1) which is filled with a latent storage medium and preferably a heat transfer medium and is in thermal contact with a secondary medium to be heated, wherein in the storage container (1) for heating or cooling the
Latentspeichermediums ein Wärmetauscher (5) angeordnet ist, der von einem extern erwärmten oder gekühlten Wärmeträgermedium durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein von dem Sekundärmedium durchflossener externer Wärmetauscher (50) vorgesehen ist.Latent storage medium, a heat exchanger (5) is arranged, through which an externally heated or cooled heat transfer medium flows, characterized in that an external heat exchanger (50) through which the secondary medium flows is provided.
30. Latentwärmespeicher nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherbehälter (1 ) von einem zweiten, äußeren Speicherbehälter (2) umgeben ist, der mit Sekundärmedium gefüllt ist, wobei die Außenseite des inneren Speicherbehälters (1) in Verbindung mit dem Sekundärmedium steht und der externe Wärmetauscher (50) von diesem durchflössen wird.30. Latent heat store according to claim 29, characterized in that the storage container (1) is surrounded by a second, outer storage container (2) which is filled with secondary medium, the outside of the inner storage container (1) being in communication with the secondary medium and the external heat exchanger (50) flows through it.
31. Latentwärmspeicher nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der externe Wärmetauscher (5) oberhalb des Wärmetauschers (50) angeordnet ist, ein Zulauf (51) des heißen Sekundärmediums etwa senkrecht von dem oberen Bereich des äußeren Speicherbehälters (2) und ein Ablauf (52) des abgekühlten Sekundärmediums etwa senkrecht in dem unteren Bereich des äußeren Speicherbehälters (2) erfolgt.31. Latent heat store according to claim 30, characterized in that the external heat exchanger (5) is arranged above the heat exchanger (50), an inlet (51) of the hot secondary medium approximately perpendicular to the upper region of the outer storage container (2) and an outlet ( 52) of the cooled secondary medium takes place approximately vertically in the lower region of the outer storage container (2).
32. Latentwärmespeicher nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, daß der externe Wärmetauscher (50) mittels der Schwerkraft betrieben wird. 32. latent heat accumulator according to claim 31, characterized in that the external heat exchanger (50) is operated by means of gravity.
33. Latentwärmespeicher nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß der externe Wärmetauscher (50) ein Röhrenwärmetauscher ist.33. latent heat accumulator according to one of claims 29 to 32, characterized in that the external heat exchanger (50) is a tubular heat exchanger.
34. Latentwärmespeicher nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der externe Wärmetauscher (50) mindestens eine Rohrschlange (59) umfaßt, durch die Brauchwasser zur Erwärmung hindurchfließt.34. Latent heat storage device according to claim 33, characterized in that the external heat exchanger (50) comprises at least one pipe coil (59) through which process water flows for heating.
35. Latentwärmespeicher nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschlange (59) eine Spulenform besitzt. 35. latent heat storage device according to claim 34, characterized in that the coil (59) has a coil shape.
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