CH639477A5

CH639477A5 - METHOD FOR EXCHANGING HEAT IN A LATENT HEAT STORAGE AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD.

Info

Publication number: CH639477A5
Application number: CH366679A
Authority: CH
Inventors: Alexander Dr Stuecheli
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1979-04-18
Filing date: 1979-04-18
Publication date: 1983-11-15
Also published as: JPS55140095A; NL8001778A; DE2916514A1; DE2916514C2; BR8002382A; GB2049922A; SE8002829L; BE882828A; AT363963B; ATA306379A; ES490352A0; FR2454599A1; ES8104549A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wärmeaustausch in einem Latentwärmespeicher, wobei der Wärmeaustausch zwischen dem Latentwärmespeichermedium und einem Wärmeträgermedium über eine die beiden Medien trennende Wärmeübertragungsfläche erfolgt, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. The invention relates to a method for heat exchange in a latent heat storage device, the heat exchange between the latent heat storage medium and a heat transfer medium taking place via a heat transfer surface separating the two media, and a device for carrying out the method.

In Latentwärmespeichern werden verschiedene Wärmespeichersubstanzen mit hohen latenten Schmelzwärmen verwendet. Diese Substanzen nehmen grosse Wärmemengen auf, Various heat storage substances with high latent heat of fusion are used in latent heat stores. These substances absorb large amounts of heat,

z.B. Sonnenwärme, und schmelzen dabei. Entzieht man ihnen die Wärme wieder, z.B. nachts oder bei trübem Wetter, gefriert das Material erneut und gibt dabei die gespeicherte Wärme ab. Als Latentwärmespeichermedien kommen z.B. 5 Wasser, Paraffin und insbesondere kristallwasserhaltige Natriumsalze in Frage. So übertrifft z.B. die Heizwärme-Speicher-Kapazität von kristallwasserhaltigem Natriumsulfat diejenige des gleichen Volumens Wasser um cirka das 7-fache. e.g. Solar heat, and melt it. If you remove the heat from them again, e.g. at night or in cloudy weather, the material freezes again and gives off the stored heat. As latent heat storage media e.g. 5 Water, paraffin and, in particular, sodium salts containing water of crystallization. For example, the heat storage capacity of sodium sulfate containing water of crystallization is about 7 times that of the same volume of water.

Die praktische Verwendung solcher Natriumhydrate war io bisher jedoch mit verschiedenen Nachteilen verbunden. So bildet sich z.B. bei derartigen Latentwärmespeichern beim Gefrierprozess eine störende Salzschicht nicht nur an den Behälterwänden, sondern auch an den Wärmeübertragungsflä-chen, so dass die Wärmeübertragung erheblich verschlechtert 15 wird. Bei gewissen Salztypen findet beim Gefrierprozess eine Griess- oder Flockenbildung statt, so dass ebenfalls die Wärmeübertragung stark verringert wird. Selbstverständlich kann auch das Latentwärmespeichermedium, z.B. bei Verwendung von Paraffin, zu einem mehr oder weniger homogenen Block 20 erstarren, wobei ein Wiederaufschmelzen durch im Latentwärmespeichermedium vorhandene Wärmeübertragungsflächen wegen des schlechten Wärmeübergangs sehr zeitraubend ist. Zusätzlich erschwerend kann sich noch eine Fest/Flüssig-Phasentrennung z.B. Natriumsalz/Wasser auswirken, so dass 25 ein kongruentes Wiederkristallisieren einer derartigen Speichersubstanz praktisch verunmöglicht wird. The practical use of such sodium hydrates has hitherto been associated with various disadvantages. For example, in the case of such latent heat stores during the freezing process, a disruptive salt layer not only on the container walls but also on the heat transfer surfaces, so that the heat transfer is considerably impaired. With certain types of salt, freezing or flaking occurs during the freezing process, so that heat transfer is also greatly reduced. Of course, the latent heat storage medium, e.g. if paraffin is used, solidify to form a more or less homogeneous block 20, remelting due to heat transfer surfaces present in the latent heat storage medium being very time-consuming because of the poor heat transfer. Solid / liquid phase separation, e.g. Sodium salt / water affect, so that a congruent recrystallization of such a storage substance is practically impossible.

Die gleichen Probleme stellen sich, falls man statt solcher Natriumhydrate lediglich Wasser als Latentspeichermedium verwendet. Ein solcher Latentwärmespeicher auf Eis/Wasser-30 Basis ist z.B. in der US-PS 2 996 894 beschrieben. Hier wird versucht, die geschilderten Probleme in Bezug auf Verkrustung, d.h. in diesem Falle Eisbildung, an Wärmeaustauschflächen zu umgehen, indem auf den üblichen indirekten Wärmeaustausch zwischen Wärmeträgermedium und Latentwär-35 mespeichermedium über eine Wärmeübertragungsfläche verzichtet wird. Stattdessen wird ein flüssiges Wärmeträgermedium, in diesem Falle Öl, direkt in Kontakt mit dem Latentwärmespeichermedium Wasser gebracht, nach vollzogenem Wärmeaustausch vom Wasser abgetrennt und z.B. durch ei-40 nen Wärmeaustauscher ausserhalb des Latentspeichers zwecks Wärmeentnahme oder Wärmezufuhr gepumpt. The same problems arise if only water is used as the latent storage medium instead of such sodium hydrates. Such a latent heat storage based on ice / water is e.g. in U.S. Patent 2,996,894. Here the attempt is made to address the problems described in relation to incrustation, i.e. in this case ice formation to bypass heat exchange surfaces by dispensing with the usual indirect heat exchange between the heat transfer medium and latent heat storage medium via a heat transfer surface. Instead, a liquid heat transfer medium, in this case oil, is brought into direct contact with the latent heat storage medium water, separated from the water after the heat exchange has been completed and e.g. pumped through a heat exchanger outside the latent storage device for the purpose of extracting or supplying heat.

Eine solche Verwendung von Öl zum direkten Wärmeaustausch mit dem Wasser ist jedoch mit verschiedenen Nachteilen verbunden. So hat das Öl eine verhältnismässig geringe 45 Wärmekapazität und eignet sich schon aus diesem Grunde nicht als Wärmeübertrager. Weiter ist es in der Praxis mit grossen Schwierigkeiten verbunden, die erwünschte Trennung zwischen Öl und Wasser nach vollzogenem Wärmeaustausch zu bewerkstelligen, da leicht eine irreversible Emulsionsbil-50 dung eintreten kann. Eine möglichst intensive und daher emulsionsbegünstigende Mischung Öl/Wasser ist jedoch un-erlässlich für eine einigermassen befriedigende Wärmeübertragung. Wird das Öl jedoch nur mit geringer Intensität mit dem Wasser gemischt bzw. durch dieses gepumpt, um das Ri-55 siko einer Emulsionsbildung zu verringern, ist der Wärmeübergang Öl/Wasser ungenügend. Ferner ist ein solcher direkter Wärmeaustausch ausgeschlossen, falls z.B. das Arbeitsmittel einer Wärmepumpe, wie z.B. «Freon» od.dgl. als Wärmeträgermedium verwendet werden soll. Für die Zwecke 60 der Erfindung eignet sich somit ein solcher Latentwärmespeicher nicht. However, such use of oil for direct heat exchange with the water has several disadvantages. The oil has a relatively low heat capacity and is therefore not suitable as a heat exchanger for this reason alone. In practice, it is also very difficult to achieve the desired separation between oil and water after the heat has been exchanged, since irreversible emulsion formation can easily occur. However, an oil / water mixture that is as intensive as possible and therefore encourages emulsions is essential for a reasonably satisfactory heat transfer. However, if the oil is mixed or pumped through the water with only a low intensity in order to reduce the risk of emulsion formation, the heat transfer oil / water is insufficient. Such a direct heat exchange is also excluded if e.g. the working fluid of a heat pump, e.g. "Freon" or the like to be used as a heat transfer medium. Such a latent heat store is therefore unsuitable for the purposes 60 of the invention.

Aufgabe der Erfindung ist es, sowohl die oben geschilderten Nachteile eines direkten Wärmeaustausches zwischen Latentwärmespeichermedium und einem flüssigen Wärmeträ-65 germedium wie auch beim indirekten Wärmeaustausch zwischen Latentwärmespeichermedium und einem Wärmeträgermedium über eine Wärmeübertragungsfläche zu vermeiden und den Wärmeaustausch in einem Latentwärmespeicher der The object of the invention is to avoid both the disadvantages described above of a direct heat exchange between latent heat storage medium and a liquid heat transfer medium as well as in the indirect heat exchange between latent heat storage medium and a heat transfer medium via a heat transfer surface and the heat exchange in a latent heat storage

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eingangs erwähnten Art so zu verbessern, dass auch beim schlagventil 24 aufweist, mit einem im unteren Bereich des Vorliegen des Latentwärmespeichermediums z.B. in Griess- Behälters 12 angebrachten und sich im wesentlichen über den form ein intensiver Kontakt der gesamten Speichermasse mit Querschnitt des Behälters erstreckenden, siebartigen oder den Wärmeübertragungsflächen bei hohem Wärmeübergang lochbodenartigen Fluidisierungs- oder Dispergierelement 26 gewährleistet ist. Weiter soll bei Vorliegen des Latentwärme- 5 verbunden, dessen Durchtrittsöffnungen mit 28 bezeichnet speichermediums in Agglomerat- oder Blockform ein rasches sind. Eine im Behälter 12 angeordnete, erste, als Rohr-Aufschmelzen bzw. Homogenisieren ermöglicht werden, da- schlänge ausgebildete Wärmeübertragungsfläche 30 wird mit innert kurzer Zeit ein optimaler Wärmeaustausch stattfin- über eine Leitung 32, eine Umwälzpumpe 34, einen Sonnenden kann. kollektor 36 und eine Leitung 38 mit erwärmtem Wärmeträ-Das Verfahren, durch welches diese Aufgabe gelöst wird, io germedium 37, z.B. einem Wasser-Glykol-Gemisch, versorgt ist dadurch gekennzeichnet, dass das Latentwärmespeicher- und dient zur Aufheizung des im unteren Teil des Behälters 12 medium mittels eines mit diesem im wesentlichen unmischba- vorhandenen Latentwärmespeichermediums 14. Ein in der ren Dispersionsmediums in fluidiserten Zustand gebracht Leitung 38 nach dem Sonnenkollektor angebrachter thermi-wird. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist scher Fühler 39 tastet die Temperatur des Wärmeträgermedi-gekennzeichnet durch einen zur Aufnahme des Latentwär- 15 ums 37 ab und steht über eine Signalleitung 41, ein Steuerge-mespeichermediums und des Dispersionsmediums vorgesehe- rät 43 und eine Signalleitung 45 mit der Pumpe 20 in Verbinnen Behälter mit mindestens einer Wärmeübertragungsfläche dung. Eine zweite, ebenfalls im Latentwärmespeichermedium für ein Wärmeträgermedium, welche sich im Bereich des La- 14 angeordnete und als Rohrschlange ausgebildete Wärme-tentwärmespeichermediums befindet, und einen eine im Be- Übertragungsfläche 40 steht über Leitungen 42,44 und eine reich des Dispersionsmediums angeordnete Entnahmelei- 20 Umwälzpumpe 46 mit einem Verbraucherkreislauf in Verbin-tung, ein Umwälzorgan, eine in den Bereich des Latentwär- dung, z.B. mit einer Heizung oder einer Brauchwasseraufbe-mespeichermediums geführte Zufuhrleitung sowie ein Disper- reitung. Das Wärmeträgermedium 47 ist in diesem Falle also gierelement aufweisenden, teilweise durch den Behälter ge- Wasser. Ein elektrischer Heizkörper 48 dient als Zusatzhei-führten Zwangskreislauf für das Dispersionsmedium zung bei Ausfall der Sonnenenergie und erleichtert das Auf-Indem das Latentwärmespeichermedium mit Hilfe des 25 schmelzen des Latentwärmespeichermediums 14, falls dieses Dispersionsmediums in einem wirbelbettartigen Zustand ge- beim Gefrierprozess in feste Form übergegangen ist. Da die-halten werden kann, wird nicht nur ein intensiver Kontakt ser Heizkörper an und für sich nicht zur Speicherung von der gesamten Speichermasse mit den Wärmeübertragungsflä- Wärme im Latentwärmespeichermedium 14 dient, sondern chen erreicht, sondern es ist auch eine jederzeitige Betriebsbe- nur den Fluidisierungsvorgang beim «Anfahren» des Latentreitschaft oder Verfügbarkeit des Latentwärmespeichermedi- 30 wärmespeichers erleichtern soll, kann dieser auch wie in Fig. 1 ums zum Zwecke der Wärmeübertragung gewährleistet. So dargestellt im Dispersionsmedium 16 angeordnet sein. to improve the type mentioned at the outset in such a way that even in the case of the impact valve 24, in the lower region of the presence of the latent heat storage medium, e.g. mounted in semolina container 12 and essentially an intensive contact of the entire storage mass with cross-section of the container extending, sieve-like or the heat transfer surfaces with high heat transfer perforated bottom-like fluidizing or dispersing element 26 is ensured. Furthermore, if the latent heat 5 is present, its through openings, designated 28, are a rapid storage medium in agglomerate or block form. A first, arranged in the container 12, made possible as tube melting or homogenization, so that the heat transfer surface 30 formed in such a way, an optimal heat exchange can take place within a short time via a line 32, a circulating pump 34, a sender. Collector 36 and a line 38 with heated thermal medium The method by which this object is achieved io germedium 37, e.g. A water-glycol mixture is characterized in that the latent heat storage medium is used to heat the medium 12 in the lower part of the container by means of a latent heat storage medium 14 which is essentially immiscible therewith. A line brought into the fluidized state in the dispersion medium 38 thermi-attached after the solar panel. The device for carrying out the method is a sensor 39 which senses the temperature of the heat transfer medium, identified by one for receiving the latent heat 15 and 37, and is provided via a signal line 41, a control medium storage medium and the dispersion medium 43 and a signal line 45 with the pump 20 in Verbinnen container with at least one heat transfer surface. A second, also in the latent heat storage medium for a heat transfer medium, which is located in the region of the La-14 and is formed as a coil of heat-tent heat storage medium, and a one in the transmission surface 40 stands over lines 42, 44 and a discharge line arranged rich in the dispersion medium. 20 circulating pump 46 with a consumer circuit in connection, a circulating element, one in the area of latent heating, eg with a heating or a supply water storage medium led supply line and a Dispereitung. In this case, the heat transfer medium 47 is thus water, which has yaw element and is partially watered through the container. An electric heater 48 serves as an additional heat-guided forced circuit for the dispersion medium in the event of solar energy failure and makes it easier to open the latent heat storage medium with the aid of the melting of the latent heat storage medium 14 if this dispersion medium changes into a solid form during the freezing process in a fluidized bed-like state is. Since this can be maintained, not only is an intensive contact of the radiator in and of itself not used for storing the entire storage mass with the heat transfer surface heat in the latent heat storage medium 14, but is achieved, but it is also an operating condition at all times To facilitate the fluidization process when the latent dispute is "started up" or the availability of the latent heat storage medium, the heat storage can also be ensured, as in FIG. 1, for the purpose of heat transfer. Arranged in this way can be arranged in the dispersion medium 16.

kann, falls der Latentwärmespeicher z.B. mangels Sonnenein- Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist wie can, if the latent heat storage e.g. lack of sunshine- The operation of the device described is like

Strahlung zeitweise nicht benötigt wird, nur eine geringe Flui- folgt: Radiation is temporarily not required, only a small amount of fluids follows:

disierung bzw. Durchströmung von Dispersionsmedium vor- Es wird z.B. davon ausgegangen, dass der Sonnenkollek-gesehen sein, welche jedoch ausreicht, um ein Zusammenbak- 35 tor 36 ausser Betrieb ist, z.B. während der Nacht. Im Latentken oder eine Phasentrennung im Latentwärmespeicherme- wärmespeicher 10 befindet sich nun im unteren Teil eine brei-dium bzw. eine Inkrustation der Wärmeübertragungsflächen artige, mehr oder weniger zusammenbackende Masse beste-zu verhindern. Soll Wärme im Latentwärmespeicher gespei- hend aus griessförmigem Latenwärmespeichermedium und chert oder abgegeben werden, kann der Fluidisierungszu- Öl. Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass in einem derartigen stand beliebig intensiviert werden, um die gewünschte Wär- 40 Gemisch im stationären Zustand nur die der^Wärmeübertra-meübertragung zu gewährleisten. Da das Dispersionsmedium gungsflächen 30,40 unmittelbar benachbarten Festkörper-keine Wärmeübertragungsfunktion erfüllen muss, ist der teile beim Aufheizen des Speichers geschmolzen werden kön-Wärmeübergang nicht von dessen Wärmekapazität abhängig, nen und dass der Wärmeübergang sehr schlecht ist. Treten Als weiterer Vorteil ergibt sich, dass keine komplizierten me- jetzt die Voraussetzungen für einen Betrieb des Sonnenkollek-chanischen Umwälzorgane im Speicher selber erforderlich 45 tors 36 ein, so wird über den Fühler 39 die Pumpe 20 so weit sind. in Betrieb gesetzt, dass das Öl 16 mit einer gewissen Strö- pre-flow or flow of dispersion medium. assumed that the solar panel had been seen, which, however, is sufficient for a combiner 36 to be out of operation, e.g. during the night. In latentken or a phase separation in latent heat accumulator heat accumulator 10 there is now in the lower part a breadth or incrustation of the heat transfer surface-like, more or less caking mass to best prevent it. If heat is to be stored in the latent heat storage from the semolina-shaped latent heat storage medium and is to be released or emitted, the fluidization oil can be used. It is readily apparent that such a stand can be intensified as desired in order to ensure the desired heat mixture in the stationary state only that of the heat transfer. Since the dispersion medium supply surfaces 30, 40 immediately adjacent solids do not have to perform a heat transfer function, the part that can be melted when the storage tank is heated up does not depend on its heat capacity and that the heat transfer is very poor. Pedaling As a further advantage, there are no complicated requirements for operating the solar collector-mechanical circulators 45 in the memory itself, so the pump 20 is so far via the sensor 39. commissioned that the oil 16 with a certain flow

Die nähere Erläuterung der Erfindung erfolgt anhand von mungsgeschwindigkeit über die Leitungen 18,22 in Pfeilrich-Ausführungsbeispielen in Verbindung mit nachstehender tung in den unteren Teil des Behälters 12 über das RückZeichnung. Es zeigen: schlagventil 24 durch die Durchtrittsöffnungen 28 des Disper- The invention is explained in more detail with reference to the muzzle velocity via the lines 18, 22 in the direction of arrow examples in conjunction with the following device in the lower part of the container 12 via the back drawing. Shown are: blow valve 24 through the passage openings 28 of the disper

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Verfahrens und 50 gierelementes 26 gefördert wird. Hierdurch wird das breiar- Fig. 1 is a schematic representation of the method and 50 yaw element 26 is promoted. This will

der Vorrichtung unter Verwendung von flüssigem Disper- tige Gemisch fluidisiert, d.h. vom stationären Zustand in ei- fluidized the device using liquid disperse mixture, i.e. from steady state to

sionsmedium in Verbindung mit einer Sonnenkollektor- nen mobilen Zustand versetzt, wobei die einzelnen festen Par- sion medium in connection with a solar collector mobile state, whereby the individual fixed parts

heizung, tikeln des Latentwärmespeichermediums ein Wirbelbett bil- heating, particles of the latent heat storage medium form a fluidized bed

Fig. 2 das Verfahren und die Vorrichtung nach Fig. 1 in den und praktisch der gesamte Behälterinhalt fortwährend in Verbindung mit einer Wärmepumpe und einem ölgefeuerten 55 Kontakt mit den Wärmeübertragungsflächen 30,40 kommt. Heizkessel, Bei diesem minimalen Fluidisierungsgrad wird also der La-Fig. 3 eine Darstellung des Verfahrens unter Verwendung tentwärmespeicher in Betriebszustand versetzt. Meldet der von gasförmigem Dispersionsmedium in Verbindung mit ei- Fühler 39 eine Steigerung der Einstrahlungstemperatur, so ner entsprechenden Vorrichtung im Vertikalschnitt. wird über das Steuergerät 43 die Fördergeschwindigkeit der Ein Latentwärmespeicher 10 (Fig. 1) weist einen auf nicht 60 Pumpe 20 erhöht, so dass der Fluidisierungsgrad im Latentdargestellte Art isolierten Behälter 12 auf, welcher teils mit ei- wärmespeicher entsprechend intensiviert wird. Der Wärme-nem Latentwärmespeichermedium 14, wie z.B. Natriumaze- Übergang zwischen den Wärmeübertragungsflächen 30,40 tat-Trihydrat, und teils mit einem flüssigen Dispersionsme- und dem Latentwärmespeichermedium 14 erhöht sich somit dium 16, z.B. Paraffinöl, gefüllt ist. Der obere, das Disper- entsprechend. Somit werden die bei höherer Temperatur ins sionsmedium 16 enthaltende Bereich des Behälters 12 ist über 65 Gewicht fallenden Abstrahlungsverluste des Sonnenkollek-eine Entnahmeleitung 18, eine Pumpe 20 mit variablem För- tors 36 wesentlich verringert. Nach Aufladung des Speichers dervolumen und eine bis zum unteren Teil des Behälters 12 10 kann über die vom fluidisierten Latentwärmespeicherme-geführte Zufuhrleitung 22, welche austrittsseitig ein Rück- dium umströmte Wärmeübertragungsfläche 40 die gespei- Fig. 2 shows the method and the device according to Fig. 1 in and practically all of the container contents continuously come into contact with a heat pump and an oil-fired 55 contact with the heat transfer surfaces 30, 40. Boiler, With this minimal degree of fluidization, the La-Fig. 3 shows an illustration of the method using tent heat storage in the operating state. If the gaseous dispersion medium in conjunction with egg sensor 39 reports an increase in the irradiation temperature, then a corresponding device in vertical section. a latent heat accumulator 10 (FIG. 1) has a pump 20 which is not 60, so that the degree of fluidization in the latent type shown is insulated container 12, which is partly intensified accordingly with heat accumulator. The heat latent heat storage medium 14, e.g. Sodium aze transition between the heat transfer surfaces 30.40 tat trihydrate, and partly with a liquid dispersion measuring medium and the latent heat storage medium 14, thus increases dium 16, e.g. Paraffin oil, is filled. The upper, the disper- accordingly. Thus, the area of the container 12 which contains the medium 16 at a higher temperature is substantially less than the radiation losses of the solar collector — a removal line 18, a pump 20 with a variable conveyor 36 — falling over 65 weight. After the storage has been charged, the volume and one to the lower part of the container 12 10 can be fed via the feed line 22, which is guided by the fluidized latent heat accumulator and which flows around a return medium on the outlet side, the heat transfer surface 40

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cherte Wärme entnommen und dem Verbraucherkreislauf zu- des Latentwärmespeichermediums so zu steuern, dass Übergeführt werden. hitzungen an der Wärmeübertragungsfläche 40 vermieden In der Vorrichtung gemäss Fig. 2 dient eine ein Drosselor- werden. Die Bypassleitung 75 dient zur Aufrechterhaltung gan 50, einen Verdampferteil 52 und einen Verdichterteil 54 des Kreislaufes des Dispersionsmediums 16, falls z.B. der un-aufweisende Wärmepumpe 56 zur Aufheizung des Latentwär- 5 tere Teil des Behälters 12 mit zusammengebackenem Latent-mespeichermediums 14. Der Fühler 39 dient in diesem Falle wärmespeichermedium 14 gefüllt ist und die Durchtrittsöff-zur Abtastung der Temperatur des Arbeitsmediums 77 der nungen 28 teilweise verstopft sind. Dem gleichen Zweck die-Wärmepumpe, welches durch ein über die im Verdampferteil nen die Glockenbodenöffnungen 29. extracted heat and to control the consumer circuit and latent heat storage medium so that they are transferred. Heating on the heat transfer surface 40 avoided. In the device according to FIG. 2, a throttle valve is used. The bypass line 75 serves to maintain gan 50, an evaporator part 52 and a compressor part 54 of the circulation of the dispersion medium 16, e.g. the un-featured heat pump 56 for heating the latent heat- ing part of the container 12 with caked latent me- mesaving medium 14. The sensor 39 is used in this case for heat storage medium 14 and the passage opening for sampling the temperature of the working medium 77 of the openings 28 is partially filled are clogged. For the same purpose, the heat pump, which by means of the bell bottom openings 29 in the evaporator part.

52 angeordneten Zu- bzw. Abströmleitungen 58 bzw. 60 ge- Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 ist der Behälter führtes Medium, z.B. Grundwasser oder Umgebungsluft, er- 1013 des Latentwärmespeichers 10 mittels Stützen 78,80 auf wärmt wird. Weiter ist über in den Leitungen 42,44 angeord- dem Boden abgestützt. In diesem Falle dient als Dispersions-nete Drei-Wege-Ventile 62,64 und Leitungen 66,68 eine medium 82 Luft oder inerte Gase, wie z.B. Stickstoff. Das durch einen Ölbrenner 70 beheizbare Rohrschlange 72 ein- Dispersionsmedium wird von einem Axialgebläse 84 über ei-schaltbar. Ein zusätzlicher Temperaturfühler 74 ist über eine nen im oberen Teil des Behälters 13 angeordneten Entnahme-Signalleitung 76 mit dem Steuergerät 43 verbunden. Die Zu- 15 kanal 86 angesaugt, über einen Zufuhrkanal 88 wie im Falle fuhrleitung 22 weist zusätzlich eine Bypassleitung 75 auf, de- der vorstehend beschriebenen Zufuhrleitung 22 in den unteren Durchflusswiderstand grösser ist als derjenige der Zufuhr- ren Teil des Behälters 13 geführt und tritt durch das Disper-leitung 22. Das Dispergierelement 27 weist in diesem Falle zu- gierelement 26 unter Fluidisierung des Latentwärmespeicher-sätzlich zu den Durchtrittsöffnungen 28 auch Glockenboden- médiums 14. In diesem Falle zweigt ein Bypasskanal 90 mit Öffnungen 29 auf. 20 einer Drosselklappe 92 vom unteren Teil des Zufuhrkanales 52 arranged inflow and outflow lines 58 and 60- In the embodiment according to Fig. 3, the container is the medium, e.g. Groundwater or ambient air, er 1013 of the latent heat storage 10 is heated by means of supports 78, 80. Furthermore, the bottom is supported via lines 42, 44. In this case, a medium 82 air or inert gases, such as, for example, serve as the dispersion three-way valves 62, 64 and lines 66, 68. Nitrogen. The pipe coil 72, which is heated by an oil burner 70, is a dispersion medium and can be switched by an axial fan 84. An additional temperature sensor 74 is connected to the control unit 43 via a removal signal line 76 arranged in the upper part of the container 13. The inlet duct 86 is sucked in, via a feed duct 88 as in the case of the feed line 22, additionally has a bypass line 75, the feed line 22 described above being greater in the lower flow resistance than that of the feeder part of the container 13 and entering through the disper line 22. In this case, the dispersing element 27 has adding element 26 with fluidization of the latent heat storage — in addition to the passage openings 28, also bell-bottom medium 14. In this case, a bypass channel 90 with openings 29 branches. 20 a throttle valve 92 from the lower part of the feed channel

Die Wirkungsweise der zuletzt beschriebenen Vorrichtung 88 ab. Der Querschnitt des Bypasskanals 90 ist etwas geringer ist wie folgt: als der Querschnitt des Zufuhrkanals 88. Der nicht darge- The mode of operation of the last described device 88. The cross section of the bypass channel 90 is somewhat smaller as follows: than the cross section of the feed channel 88.

Das Arbeitsmedium bzw. Wärmeträgermedium 77 der stellte VerStellantrieb der Drosselklappe 92 ist über eine Si-Wärmepumpe, z.B. eines der üblichen Kältemittel wie Freon gnalleitung 94 mit dem Steuergerät 43 verbunden. Eine wei-oder dergleichen, wird im Verdampferteil 52 durch das über 25 tere Signalleitung 96 verbindet das Steuergerät mit dem An-die Leitungen 58,60 zu- bzw. abströmende Medium aufge- triebsmotor 98 des Axialgebläses 84. The working medium or heat transfer medium 77 of the adjusting drive of the throttle valve 92 is via a Si heat pump, e.g. one of the usual refrigerants such as Freon signal line 94 connected to the control unit 43. A white or the like is connected in the evaporator part 52 by means of the more than 25 signal line 96, the control unit connects to the drive motor 98 of the axial fan 84 which flows in or out of the lines 58, 60.

heizt, im Verdichterteil 54 komprimiert und danach in der Die Wirkungsweise der zuletzt beschriebenen Vorrichtung heats, compressed in the compressor part 54 and then in the mode of operation of the device described last

Rohrschlange 30, welche in diesem Falle als Kondensator ist wie folgt: Pipe coil 30, which in this case is a condenser as follows:

dient, kondensiert, wobei die dabei frei werdende Wärme an Es wird z.B. angenommen, dass das Latentwärmespei- serves, condenses, whereby the heat released in the process e.g. assumed that the latent heat storage

das Latentwärmespeichermedium 14 abgegeben wird. Der 30 chermedium 14 mittels des elektrischen Heizkörpers 48 so Temperaturfühler 39 steuert dabei den Fluidisierungsgrad des weit aufgeheizt werden soll, dass der Latentwärmespeicher Latentwärmespeichermediums 14, wie an Hand des Beispieles betriebsbereit ist. Anhand eines vom Temperaturfühler 39 gemäss Fig. 1 bereits beschrieben. Nach erfolgter Kondensa- übermittelten Signals schaltet das Steuergerät 43 den Antrieb tion und Wärmeabgabe wird das Arbeitsmedium 77 im Dros- 98 des Axialgebläses 84 ein und stellt gleichzeitig die Drosselseiorgan 50 entspannt und gelangt wieder in den Verdampfer- 35 klappe 92 in Offenstellung. Ein Teil der Luft kann somit teil 52, wo sich der beschriebene Prozess wiederholt. Mittels durch die Bypassleitung entweichen. Hierbei wird ein gewis-der über die Drei-Wege-Ventile, 62,64 einschaltbaren Zusatz- ser Fluidisierungsgrad erreicht, welcher für eine Betriebsbeheizung 66,72,68,70 kann der Verbraucherkreislauf zusätz- reitschaft des Speichers genügt. Falls bei steigender Temperalich beheizt werden, falls die Temperaturbedingungen für ei- tur der Fluidisierungsgrad intensiviert werden soll, wird die nen Betrieb der Wärmepumpe 56 nicht gegeben sind. Er kann 40 Drosselklappe 92 nach und nach geschlossen, so dass ein ma-jedoch auch zur Beheizung des Latentwärmespeichermedi- ximales Luftvolumen durch die Zufuhrleitung 88 strömt, ums geschaltet werden, z.B. zwecks Aufrechterhaltung einer Es versteht sich, dass der beschriebene Kreislauf von gas minimalen Betriebsbereitschaft des Speichers. In diesem Falle förmigen Dispersionsmedium auch Kompressoren und übli-dient der Temperaturfühler 74 dazu, den Fluidisierungsgrad che Gasspeichervorrichtungen enthalten kann. the latent heat storage medium 14 is released. The 30 medium 14 by means of the electric heater 48 so temperature sensor 39 controls the degree of fluidization of which is to be heated up to such an extent that the latent heat storage medium 14, as shown in the example, is ready for operation. Using a temperature sensor 39 according to FIG. 1 already described. After the condensate-transmitted signal has occurred, the control unit 43 switches the drive and heat dissipation, the working medium 77 in the throttle 98 of the axial fan 84 is switched on and at the same time the throttle valve member 50 is relaxed and returns to the evaporator flap 92 in the open position. Part of the air can thus be part 52 where the process described is repeated. Escape through the bypass line. A certain degree of fluidization, which can be switched on via the three-way valves 62, 64, is achieved, which can be sufficient for an operating heating 66, 72, 68, 70 of the consumer circuit of the storage. If heating takes place as the temperature rises, if the temperature conditions for the degree of fluidization are to be intensified, the heat pump 56 will not operate. It can gradually close 40 throttle valve 92, so that a maximum volume of air, which is also used to heat the latent heat storage medium, flows through the supply line 88, e.g. in order to maintain it is understood that the described cycle of gas minimum operational readiness of the storage. In this case, the dispersion medium also includes compressors and the temperature sensor 74 serves to contain the degree of fluidization of the gas storage devices.

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3 Blatt Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims

639 477 PATENT CLAIMS

1. A method for heat exchange in a latent heat storage, the heat exchange between the latent heat storage medium and a heat transfer medium taking place via a heat transfer surface separating the two media, characterized in that the latent heat storage medium (14) by means of a dispersion medium (16.82 ) is brought into a fluidized state.

2. The method according to claim 1, characterized in that the degree of fluidization of the latent heat storage medium (14) is controlled in accordance with the temperature of at least one of the media involved in the heat exchange.

3. The method according to claim 1, characterized in that the dispersion medium (16) is liquid.

4. The method according to claim 1, characterized in that at least a partial flow of the dispersion medium (16, 82) in direct contact with the latent heat storage medium (14) in a forced circuit is passed through it.

5. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized by a container (12, 13) provided for receiving the latent heat storage medium (14) and the dispersion medium (16.82) and having at least one heat transfer surface (30, 40) for a heat transfer medium (37 , 47, 77), which is located in the area of the latent heat storage medium (14), and a removal line (18, 86) arranged in the area of the dispersion medium (16.82), a circulating element (20, 84), one in the area of the Latent heat storage medium (14) feed line (22,88) and a dispersing element (26,27) having, partially through the container (12,13) forced circuit for the dispersion medium) 16, 82).

6. The device according to claim 5, characterized in that as the dispersing element (26) is a substantially extending over the container cross-section bottom with passage openings (28,29) is provided.

7. The device according to claim 6, characterized in that the passage openings are at least partially designed as bell-bottom openings (29).

8. The device according to claim 5, characterized in that a check valve (24) is connected between the dispersing element (26, 27) and supply line (22, 88).

9. The device according to claim 5, characterized in that the supply line (22, 88) has a bypass line (75, 90).

10. The device according to claim 9, characterized in that the flow resistance of the bypass line (75.90) is greater than that of the supply line (22.88).

11. The device according to claim 5, characterized by means (39,43,74) for temperature-dependent control of the flow rate and / or amount of the circulated dispersion medium (16.82).

12. The device according to claim 11, characterized in that the circulating element (20, 84) can be influenced by a sensor (39, 74) sensing the temperature of the heat transfer medium (37, 47, 77) and / or the latent heat storage medium (14).