AT504794A4 - HEAT STORAGE - Google Patents

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AT504794A4
AT504794A4 AT0028707A AT2872007A AT504794A4 AT 504794 A4 AT504794 A4 AT 504794A4 AT 0028707 A AT0028707 A AT 0028707A AT 2872007 A AT2872007 A AT 2872007A AT 504794 A4 AT504794 A4 AT 504794A4
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • F28D20/021—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat the latent heat storage material and the heat-exchanging means being enclosed in one container
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/106—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of two coaxial conduits or modules of two coaxial conduits
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage

Description

2-Kreis Latent-Flachspeicher2-circle latent flat storage

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung stellt eine Neuentwicklung auf dem Gebiet Wärmespeicher mit Phasenwechselmaterial (englisch Phace Change Material, kurz PCM) oder Latentspeicher dar.The invention represents a new development in the field of heat storage with phase change material (English Phace Change Material, short PCM) or latent storage.

Stand der TechnikState of the art

Phasenwechselmateralien nutzen zur Wärmespeicherung die latente Wärme des Phasenübergangs zwischen fest und flüssig (Schmelzwärme). Da beim Phasenwechsel große Wärmemengen bei geringer Temperaturänderung gespeichert, bzw. frei werden, finden PCMs zur Temperaturstabilisierung und für den Bau von Wärmespeichem hoher Speicherdichte Verwendung. PCMs können auf zwei Arten in Energiespeicher angewendet werden. Entweder in Module verkapselt in dem Speicher integriert, die dann auch gleichzeitig als Wärmetauscher dienen, oder den Speicher direkt mit PCM zu befüllen und dann über einen geeigneten Wärmetauscher zu be- und entladen.Phase change materials use the latent heat of the phase transition between solid and liquid (heat of fusion) for heat storage. Since the phase change large amounts of heat stored at low temperature change, or become free, find PCMs for temperature stabilization and for the construction of heat storage high storage density use. PCMs can be used in energy storage in two ways. Either encapsulated in modules integrated in the memory, which then also serve as a heat exchanger, or to fill the memory directly with PCM and then loaded and unloaded via a suitable heat exchanger.

Die gegenständliche Erfindung betrifft die zweite Variante und kann z.B. den Ertrag von thermischen Solaranlagen, die der Heizungsunterstüzung dienen, wesentlich verbessern.The subject invention relates to the second variant and may e.g. significantly improve the yield of solar thermal systems that serve the heating support.

Vorteile der Erfindung gegenüber den bereits bekannten SystemenAdvantages of the invention over the already known systems

Als Wärmetauscher wird ein Rohrregister verwendet, dass mit einer aufwendigen Berippung die für die schlechte Wärmeleitung der PCMs notwendige große Wärmetauscher-Oberfläche besitzt. Die Speicherhülle wird der geometrischen Form der Wärmetauscher angepasst, sodaß sich ein hoher PCM-Volumsanteil von Uber 80% ergibt und die flache, kastenförmige Bauform eine äußerst platzsparende Unterbringung ermöglicht.As a heat exchanger, a pipe register is used that has a costly ribbing the necessary for the poor heat conduction of the PCMs large heat exchanger surface. The storage shell is adapted to the geometric shape of the heat exchanger, so that a high PCM volume share of over 80% results and the flat, box-shaped design allows a very space-saving accommodation.

Der Wärmetauscher besitzt 2 Kreise, damit wird das gleichzeitige Laden und Entladen ermöglicht Er besteht aus zwei Paketen in Serie geschalten, dadurch wird eine 2-stufigeWärmespeicherung ermöglichtThe heat exchanger has 2 circuits to allow simultaneous charging and discharging. It consists of two packages connected in series, thus enabling 2-stage heat storage

Beschreibungdescription

In Hg. 1 ist der Speicher im seitlichen Schnitt dargestelltIn Hg. 1, the memory is shown in lateral section

Er besteht aus der Speicherhülle (10) mit eingebauten 1. Wärmetauscherpaket (5) und 2. Wärmetauscherpaket (6). Die Wärmetauscherpakete bestehen aus dem äußeren Wärmeträgerohr (1) mit aufgezogenen Rippen (3) zur Oberflächenvergrößerung.It consists of the storage enclosure (10) with built-in 1st heat exchanger package (5) and 2nd heat exchanger package (6). The heat exchanger packages consist of the outer heat transfer tube (1) with mounted ribs (3) to increase the surface area.

Im äußeren Wärmeträgerrohr befindet sich das innere Wärmeträgerrohr (2). Oben und unten sind die Wärmeträgerrohre mit Verteiler/Sammler (9) für das äußere Rohr und das innere Rohr (8) verbunden. Die Räume zwischen Speicherhülle, den Wärmetauschern und den Rippen (3) ist mit PCM (4) gefüllt Im Raum zwischen den Wärmetauscherpaketen (7) dient das schlecht wärmeleitende PCM zur thermischen Trennung. Die Stege (11) dienen zur Versteifung der Speicherhülle und zur Befestigung der äußeren Verkleidung (12), bei Bedarf feuerfeste Ummantelung. Zwischen Speicherhülle und äußerer Verkleidung befindet sich Isoliermaterial (13).In the outer heat transfer tube is the inner heat transfer tube (2). Above and below the heat transfer tubes with distributor / collector (9) for the outer tube and the inner tube (8) are connected. The spaces between the storage envelope, the heat exchangers and the ribs (3) is filled with PCM (4). In the space between the heat exchanger packages (7), the poorly heat-conducting PCM serves for thermal separation. The webs (11) serve to stiffen the storage enclosure and to attach the outer panel (12), if necessary, refractory sheath. Between memory shell and outer panel is insulating material (13).

In Hg. 2 ist im Schnitt der Aufbau von Verteiler/Sammler (8 und 9) ersichtlich, in Hg. 3 ist das Wärmetauscherpaket von oben gesehen gezeichnet.In Hg. 2, the construction of manifold / collector (8 and 9) can be seen in section, in Hg. 3, the heat exchanger package is drawn from above seen.

In Hg. 4 ist der Speicher von oben gesehen dargestellt, in Hg. 5 von vome gesehen.In FIG. 4 the memory is shown from above, seen from the top in FIG.

Claims (2)

·· ♦· » · · ···· ···· «··· ···· Patentansprüche 1.······················································· Patent claims 2-Kreis-Latent- Flachpeicher, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscher mit einem äußeren (1) (1. Kreis) und einem inneren (2) (2. Kreis) Wärmeträgerrohr ausgerüstet sind und so die Wärmeübertragung entweder vom 2. Kreis auf den 1. Kreis, vom 2. Kreis üb» den 1. Kreis und den Wärmetauschenippen (3) auf das PGM (4) oder vom FCM über die Wärmetauscherrippen auf den 1. Kreis erfolgen kann. 2. 2-Kreis-Latent-Flachspeicher, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscher aus zwei Paketen (5 und 6) bestehen, die durch einem mit PCM befüllten Zwischenraum (7) thermisch getrennt sind und so eine 2-stufige Ladung und Entladung ermöglichen 3. 2-Kreis-Latent-Flachspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeträgerrohre (1 und 2) in beliebiger Anzahl oben und unten in Verteiler/Sammler (8 und 9) münden, wobei das innere Rohr (2) durch das Verteilerrohr (9) hindurchgeführt wird 4. 2-Kreis-Latent-Flachspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscher in einer drucklosen Speicherhülle (10) eingebaut sind, die mit Stegen (11) versteift ist, die auch zur Befestigung einer äußeren Verkleidung, bzw. feuerfesten Ummantelung (12) dienen. 5. 2-Kreis-Latent-Flachspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Raum zwischen Speicherhülle (10) und äußerer Verkleidung (12) Isoliermaterial (13) angebracht werden kann 6. 2-Kreis-Latent-Flachspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherhülle (10) den flachen Wärmetauscherpaketen (5/6) optimal angepasst ist und sich so ein hoher PCM-Volumsanteil ergibt 7. 2-Kreis-Latent-Flachspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die flache, kastenförmige Bauweise der Speicherhülle (10) eine äußerst platzsparende Unterbringung ermöglicht und der Speicher z.B. auch in Zwischenwänden integriert werden kann2-circuit latent flat accumulator, characterized in that the heat exchangers are equipped with an outer (1) (1st circle) and an inner (2) (2nd circle) heat transfer tube and so the heat transfer either from the 2nd circle on the 1. Circuit, from the 2nd circle via the 1st circle and the heat exchange ribs (3) to the PGM (4) or from the FCM via the heat exchanger ribs to the 1st circle. 2. 2-circuit latent-flat accumulator, according to claim 1, characterized in that the heat exchangers consist of two packages (5 and 6), which are thermally separated by a space filled with PCM (7) and thus a 2-stage charge 3. Discharge 2-circuit memory according to claim 1, characterized in that the heat transfer tubes (1 and 2) in any number top and bottom in manifold / collector (8 and 9) open, wherein the inner tube (2 4. 2-circuit latent-flat accumulator according to claim 1, characterized in that the heat exchangers are installed in a non-pressurized storage enclosure (10) which is stiffened with webs (11), which also for Fixing an outer panel, or refractory sheath (12) serve. 5. 2-circuit latent flat accumulator according to claim 1, characterized in that in the space between the storage envelope (10) and outer lining (12) insulating material (13) can be attached 6. 2-circuit latent flat accumulator according to claim 1, characterized in that the storage shell (10) is optimally adapted to the flat heat exchanger packages (5/6) and thus results in a high volume proportion of PCM 7. Two-circuit latent flat store according to claim 1, characterized in that the flat, box-shaped Design of the storage enclosure (10) allows a very space-saving accommodation and the memory, for example can also be integrated in partitions
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