DD269209A1 - DEVICE FOR PRESERVING DYNAMIC LATENT WASTE MEMORY - Google Patents
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Abstract
Die erfindungsgemaesse Vorrichtung zur Drucksicherung dynamischer Latentwaermespeicher ist vorzugsweise fuer solche Latentwaermespeicher vorgesehen, die mit Waermetransportmitteln im Wechsel zwischen Verdampfen und Kondensieren in vollstaendig geschlossenen Behaeltern, Anlagen oder Zirkulationssystemen betrieben werden. Aufgabe der Erfindung ist es, die in geschlossenen dynamischen Latentwaermespeichern unter zu grosser Waermeeinwirkung entstehenden Druckbelastungen ohne Verlust des Waermetransportmittels abzubauen und nach Absinken des Druckes den normalen Betriebszustand des Speichers wieder herzustellen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, indem der mit dem Waermetransportmitteldampf gefuellte Hohlraum des Latentwaermespeichers ueber ein Druckrohr mit einem Auffanggefaess verbunden ist und innerhalb des Druckrohres Absperrvorrichtungen mit entgegengesetzten Durchlassrichtungen angeordnet sind.The inventive device for pressure control dynamic latent heat storage is preferably provided for such latent heat storage, which are operated with heat transfer agents in the alternation between evaporation and condensation in completely closed containers, systems or circulation systems. The object of the invention is to reduce the resulting in closed dynamic latent heat storage under excessive heat pressure pressures without loss of the heat transfer medium and restore the normal operating state of the memory after dropping the pressure. According to the invention, the object is achieved by connecting the cavity of the latent heat storage medium filled with the heat transfer medium vapor to a collecting vessel via a pressure tube and closing devices with opposite passage directions being arranged inside the pressure tube.
Description
Vorrichtung zur Druokaioherung dynamischer LatentwärmeapeicherDevice for printing dynamic latent heat storage
Anwendungsgebiet der Erfindung. . Field of application of the invention. ,
Dynamische Latentwärmespeicher, die mit Wärmetransportmitteln in direktem Kontakt mit dem Phasenwechselmaterial zum Wärmeeintrag und Wärmeaustrag arbeiten, unterliegen im überhitzten Zustand Druckbelastungen, welche die zulässige Druckbeanspruchung der Speicherbehälter übersteigen können» Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Drucksicherung dynamischer Latentwärmespeicher ist vorzugsweise für solche Latentwärmespeicher vorgesehen, die mit Wärmetransportmitteln im Wechsel zwischen Verdampfen und Kondensieren in vollständig geschlossenen Behältern, Anlagen oder Zirkulationssystemen betrieben werden.Dynamic latent heat storage, which work with heat transfer agents in direct contact with the phase change material for heat input and heat discharge, are subject to superheated pressure pressures that may exceed the allowable compressive stress of the storage tank »The inventive device for pressure control dynamic latent heat storage is preferably provided for such latent heat storage, with heat transport means operated in alternation between evaporation and condensation in completely closed vessels, installations or circulation systems.
Pur Latentv/ärmespeicher liegt eine Vielzahl technischer Lösungen vor, welche die mit den verwendeten Phasenwechse!materialien bestehenden allgemeinen Probleme, wie schlechte Wärmeleitfähigkeit, Stratifikation, Entmischung, Unterkühlung u«ä. mehr oder weniger vollkommen klären oder beseitigen«Pur latent / thermal storage is a multitude of technical solutions, which contain the common problems with the used phase change materials, such as poor thermal conductivity, stratification, segregation, hypothermia and the like. more or less completely clear or eliminate «
Zu den Lösungen, die aufgrund ihres Wirkprinzips besonders viele dieser Probleme beseitigen, gehören die Latentwärme-Speichersysteme, die mit Wärmetransportmitteln arbeiten, welche in direktem Kontakt mit dem Phasenwechselmaterial im Wechsel zwischen Verdampfen und Kondensieren den Wärmeeintrag in das Phasenwechselmaterial und den Wärmeaustrag aus dem Phasenwechselmaterial bewirken»Solutions that eliminate many of these problems by virtue of their mode of action include latent heat storage systems that use heat transfer media that, in direct contact with the phase change material in the transition between vaporization and condensation, cause heat input into the phase change material and heat output from the phase change material »
Dazu gehören z.B. DE-OS 2826, DE-OS 3236 319, DD-PS 207758 und DE-PS 3324 9431.These include e.g. DE-OS 2826, DE-OS 3236 319, DD-PS 207758 and DE-PS 3324 9431.
In diesen Lösungen werden Speicherbehälter verwendet, die gegenüber der Umgebung vollständig abgedichtet sind. Aufgrund der Abdichtung ist die Wärmeübertragung während des Wärmeeintrags und Wärmeaustrags druckabhängig.In these solutions storage containers are used, which are completely sealed from the environment. Due to the seal, the heat transfer during the heat input and heat discharge is pressure-dependent.
Durch die gezielte Auswahl eines geeigneten Wärmetransportmittels ist es möglich, den Speicherinnendruck im Bereich der fUr den Speicher charakteristischen Wärmeein- unä Wärmeaustragstemperaturen in der Nähe des Umgebungsdrucks , insbesondere des Luftdrucks, zu halten«Through the targeted selection of a suitable heat transfer medium, it is possible to maintain the reservoir internal pressure in the region of the heat input and heat emission temperatures characteristic of the reservoir in the vicinity of the ambient pressure, in particular of the atmospheric pressure.
Bei davon abweichenden Temperaturen kann der entstehende Innendruck stark vom Umgebungsdruck abweichen und dadurch Festigkeits- bzwp Sicherheitsprobleme fUr den Speicherbehälter hervorrufen·In the case of deviating temperatures, the resulting internal pressure can deviate greatly from the ambient pressure and thereby cause safety problems for the storage container.
Dieser Pail tritt ein, entweder, wenn dem Speichermaterial nach dem Aufschmelzen weiter Y/ärme zugeführt wird, oder durch Versagen der Steuer- und Regelungstechnik.This pail occurs, either when the memory material continues to be fed after melting, or through failure of the control technology.
Der Schutz druckbelasteter Behälter wird in der Praxis durch Sicherheitsventile erreicht, die beim überschreiten des maximal zulässigen Behälterinnendrucks öffnen und das unter Druck stehende Material (Luft, Dampf, Gas) abblasen. Im Falle der Latentwärmespeicher ergibt sich unter Anwendung dieser Technik ein vollständiger oder teilweiser Verlust des Y/ärme t r ans ρ or t mit t e Is.The protection of pressure-loaded containers is achieved in practice by safety valves that open when exceeding the maximum permissible internal container pressure and blow off the pressurized material (air, steam, gas). In the case of the latent heat storage results using this technique, a complete or partial loss of Y / poor t r ans ρ or t with t e Is.
Da die Wärmetransportmittel im allgemeinen einen der höchsten Kostenanteile dynamischer Latentwärmespeicher verursachen, stellt das Abblasen des Materials eine sehr unökonomische Lösung dar.Since the heat transport means generally cause one of the highest cost shares of dynamic latent heat storage, blowing off the material is a very uneconomical solution.
Die bei Latentwärmespeichern vorhandene Drucksicherungsproblematik ist bisher in verschiedenen Lösungen behandelt worden, wie z.B. in DE-PS 3001 725, DE-OS 3023 494, DE-OS 2517 921, DE-OS 3005 450 und DE-OS 2551 37S.The pressure relief problem associated with latent heat storage has hitherto been addressed in various solutions, such as e.g. in DE-PS 3001 725, DE-OS 3023 494, DE-OS 2517 921, DE-OS 3005 450 and DE-OS 2551 37S.
Bei diesen Lösungen besteht das Ziel jedoch primär in der Kompensation der durch die V/ärme aus dehnung des Speichermaterials hervorgerufenen Volumenvergrößerung, sekundär bieten diese aber auch einen Schutz gegen Überdruck, wenn das Volumen des gasgefüllten Hohlraums, wie in DE-OS 2517 921 oder DE-PS 3001 725 durch Ausbildung in Form eines Balges oder die Verwendung elastischen Materials vergrößert oder verkleinert werden kann,In these solutions, however, the primary objective is to compensate for the increase in volume caused by the expansion of the storage material, but secondarily, they also provide protection against overpressure when the volume of the gas-filled cavity is as described in DE-OS 2517 921 or DE PS 3001 725 can be increased or decreased by training in the form of a bellows or the use of elastic material,
Unter der Bedingung der Volumenvergrößerung bleibt der Speicher innendruck konstant, so daß keine unzulässigen Druckbelastungen entstehen können·Under the condition of the increase in volume, the storage pressure inside remains constant, so that no impermissible pressure loads can occur ·
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Die Konstanz des Innendruokes bringt aber die Vorgänge des Wärmeein- und Wärmeaustraga in dynamischen Latentwärmespeichern, die mit siedenden und kondensierenden Wärmetransportmitteln arbeiten, zum Erliegen, so daß diese Lösungen nioht anwendbar sind·However, the constancy of the internal dehydration brings the processes of heat input and Wärmeaustraga in dynamic latent heat storage, working with boiling and condensing heat transfer agents, to a standstill, so that these solutions are not applicable ·
DarUber hinaus erfolgt ein Druokabbau nur solange, wie die Elastizität des Materials des Hohlraums eine Volumenvergrößerung zuläßt«In addition, degradation of the druc- ture takes place only as long as the elasticity of the cavity material allows an increase in volume. "
Beim Erreichen der Elastizitätsgrenze baut sich der Di1UCk erneut auf, so daß das Sicherheitsproblem weiterhin ungeklärt ist.When the elastic limit is reached, the Di 1 UCk builds up again, so that the security problem remains unclear.
Auch die Übertragung des Innendrucks auf einen umhüllenden Druckbehälter, wie in DE-AS 2517 080 beschrieben, stellt keine ausreichende Lösung dar. Beim Erreichen des maximal zulässigen Druckes des Hüllbehälters muß wiederum aus dem Latentwärmespeicherbehälter Wärmetransportmittel entfernt werden, wodurch erneut ein Wärmetransportmittelverlust entsteht.The transmission of the internal pressure to an enveloping pressure vessel, as described in DE-AS 2517 080, does not provide a sufficient solution. Upon reaching the maximum allowable pressure of the Hüllbehälters must again be removed from the latent heat storage heat transfer fluid, which again creates a loss of heat transfer agent.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, die -Sicherung dynamischer Latentwärmespeicher gegen ungewollte Druckbelastungen ohne Verlust des Wärmetransportmittels zu ermöglichen.The object of the invention is to enable the backup of dynamic latent heat storage against unwanted pressure loads without loss of the heat transfer medium.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die in geschlossenen dynamischen Latentwärmespeichern unter zu großer Wärmeeinwirkung entstehenden Druckbelastungen ohne Verlust des Wärmetransportmittels abzubauen und nach Absinken des Druckes den normalen Betriebszustand des Speichers wieder herzustellen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, indem im Latentwärmespeicher im Bereich des Wrlrmetransportmitteldampfes ein Druckrohr vorhanden ist, welches Über eine Verzweigung auf zwei parallel geschaltete Ventile, vorzugsweise Expansionsventile, führt, die Abgänge hinter den Expansionsventilen wieder zusammengeführt werden und in ein geschlossenesThe invention has for its object to reduce the resulting in closed dynamic latent heat storage under excessive heat pressure loads without loss of the heat transfer medium and restore the normal operating state of the memory after dropping the pressure. According to the invention this object is achieved by a pressure tube is present in the latent heat storage in the region of Wrlrmetransportmitteldampfes, which via a branching on two parallel valves, preferably expansion valves leads, the outlets are brought together behind the expansion valves again and in a closed
Auffanggefäß münden.Open the collecting vessel.
Die beiden Expansionsventile haben entgegengesetzte Durchlaßrichtungen,,The two expansion valves have opposite transmission directions ,,
Beim Überschreiten des maximal zulässigen Speioherinnendruck3 öffnet eines der Expaneionsventile und expandiert einen Teil des Wärmetransportmitteldampfes in das Auffanggefäß. Unter der Bedingung, daß das Auffanggefäß im Aufstellungsraum des Speichers einer Temperatur (Raumtemperatur) ausgesetzt ist, die niedriger als die Speicherinnentemperatur ist, wird der expandierte V/ärmetransportmitteldampf im Auffanggefäß bei gleichzeitig fallendem Druck kondensiert.When the maximum allowable Speioherinnendruck3 is exceeded, one of the expansion valves opens and expands a portion of the heat transfer medium vapor into the collecting vessel. Under the condition that the collecting vessel in the storage room of the storage is exposed to a temperature (room temperature) which is lower than the storage internal temperature, the expanded hydrogen transport medium vapor is condensed in the collecting vessel while the pressure decreases.
Ist durch diesen einmaligen ExpansionsVorgang der zu hohe Innendruck des Speichers nicht abgebaut, wiederholt sich die Expansion selbsttätig solange, bis entweder durch Rücknahme der Wärmezufuhr in den Speicher der Druck unter den zulässigen Druck gefallen oder das gesamte Wärmetransportmittel au. ι dem Speicher entfernt ist und sich als Kondensat im Auffanggefäß befindet, so daß der Druck durch Entfernen des Wärmetransportmittels abgebaut wird.If the excessively high internal pressure of the accumulator does not dissipate due to this one-time expansion process, the expansion repeats itself automatically until the pressure has fallen below the permissible pressure either by withdrawing the heat input into the accumulator or the entire heat transport medium is removed. Is removed from the memory and is in the collecting vessel as condensate, so that the pressure is reduced by removing the heat transfer agent.
Die Rückführung des Wärmetran3portmittels in den Speicherbehälter erfolgt durch Wärmeentzug aus dem Speicher bei Temperaturen unterhalb der Raumtemperatur. Infolge den Wärmeentzugs senkt sich der Dampfdruck des WärmetransportmitteIs unter den Druck im Auffanggefäß ab, so daß Wärmetrahsportmittel aus dem Auffanggefäß über das zweite Expansionsventil in den Speicher expandiert wird.The return of the Wärmetran3portmittels in the storage tank is carried out by heat removal from the store at temperatures below room temperature. As a result of the heat removal, the vapor pressure of the WärmeransportmitteIs lowers under the pressure in the collecting vessel, so that heat-absorbing sports agent is expanded from the collecting vessel via the second expansion valve in the memory.
Nach vollständiger Rückführung des Wärmetransportmittels in den Speicher ist dieser wieder arbeitsfähig·After complete return of the heat transfer medium in the memory this is working again ·
Die Erfindung wird an 2 Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to two exemplary embodiments. In the accompanying drawings show:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der Vorrichtung mit zwei Expans ionsvent ilenFig. 1 is a schematic diagram of the device with two Expansionsvent ilen
!'ig. 2 eine Prinzip darstellung der Vorrichtung mit zwei ineinander angeordneten Expansions vent ilen! 'Ig. 2 is a schematic representation of the device with two nested expansion valves
Die in Pig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht aua einem Druckrohr 1, welches durch Verzweigung zwei parallel angeordnete und in ihrer Durchlaßrichtung entgegengesetzte Expansionoventile 2 und 3 enthält,, sowie einem geschlossenen Auffanggefäß 4f welches zur verbesserten Wärmeabgabe oberflächenvergrößernde Elemente, wie z.B. Rippen, besitzen kann» Die Vorrichtung ist über das Druckrohr 1 mit dem Inneren do3 Latentwärmespeicher 5 verbunden»The one in Pig. 1 device shown aua a pressure tube 1, which by branching two parallel and in their forward direction opposite expansion valves 2 and 3 contains, as well as a closed receptacle 4 f which for improved heat dissipation oberflächenvergrößernde elements such as ribs, may have »The device connected via the pressure tube 1 with the interior do3 latent heat storage 5 »
Die Einbindung des Druckrohres 1 erfolgt stets im Bereich des Wärmetransportmitteldampfes 6, der sich im Speicher befindet. Übersteigt der Druck das Wärmetransportmiulelclampfes 6 den zulässigen Innendruck des Latentwärmespeichers 5, so öffnet das Expansionsventil 2 und expandiert Wärmetransportmitteldampf 6 in das Auffanggefäß 4.The integration of the pressure tube 1 always takes place in the region of the heat transfer medium vapor 6, which is located in the memory. The pressure exceeds the allowable internal pressure Wärmetransportmiulelclampfes 6 to the latent heat accumulator 5, so the expansion valve 2 opens and heat transport vapor expanded in the collecting vessel 6. 4
Befindet sich das Auffanggefäß 4 auf einem Temperaturniveau, welches niedriger ist, als das Temperaturniveau im Latentwärmespeicher '5, so wird ein Teil des Wärmetransportmitteldampfes kondensiert«If the collecting vessel 4 is at a temperature level which is lower than the temperature level in the latent heat store '5, a part of the heat transfer medium vapor is condensed. "
Im Auffanggefäß 4 befindet sich das Wärmetransportmittel damit zum Teil als Kondensat 7 und zum Teil als Dampf 8. Wird als Wärmetransportmittel z.B. ein Kältemittel verwendet, so liegt die Druckdifferenz zwischen dem Speicherinnendruck und dem Innendruck des Auffanggefäßes 4 b.ei mehreren "bar, wenn im Speiche·"· V.Urme für Heizzwecke oder Warmwasserbereitung auf einem Temperaturniveau zwischen 40 und 120 0C und in der Umgebung des Auffanggefäßes 4 Raumtemperaturen kleiner gleich 30 0C herrschen.In the collecting vessel 4, the heat transfer medium is thus partly as condensate 7 and partly as steam 8. If, for example, a refrigerant is used as a heat transfer medium, then the pressure difference between the internal reservoir pressure and the internal pressure of the collecting vessel 4 b.ei several "bar, if in prevail spoke · "· V.Urme for heating or water heating at a temperature level between 40 and 120 0 C and in the vicinity of the collecting vessel 4 room temperatures less than or equal to 30 0 C.
Die Rückführung des Wärmetranaportmittels aus dem Auffanggefäß 4 in den Speicher erfolgt mit dem Beginn der Wärmeausspeicherung über dan Wärnfeübertrager 9« Durch Kühlung des Wärmetransportmitteldampfes 6 mit Hilfe de3 Wärmeübertragers 9 sinkt der Druck im Latentwärmespeicher 5 unter den Druck im Auffanggefäß 4« Infolge der Druckänderung öffnet das Expansionsventil 3, so daß über das Druckrohr 1 Wärmetransportmittel in den Latentwärmespeicher 5 zurückfließt. Anateile des Expansionsventils 3 kann auch ein Magnetventil verwendet weifäfen, welches druckgesteuert öffnet.The return of the Wärmeranaportmittels from the collecting vessel 4 into the memory takes place with the beginning of the heat transfer via dan Wärnfeübertrager 9 "By cooling the heat transfer medium vapor 6 with de3 heat exchanger 9, the pressure in the latent heat storage 5 drops below the pressure in the collecting vessel 4" due to the pressure change opens Expansion valve 3, so that flows back through the pressure tube 1 heat transfer medium in the latent heat storage 5. Anateile of the expansion valve 3 can also be a solenoid valve used Weifäfen, which opens pressure controlled.
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Das in Pig, 2 dargestellte AusfUhrungsbeispiel enthält ein Ventil 10 mit zwei ineinander angeordneten Expansionsventilene The exemplary embodiment illustrated in FIG. 2 contains a valve 10 with two expansion valves e arranged one inside the other
Im Falle von Überdruck im Latentwärmespeicher 5 wird der im Ventil 10 vorhandene Ventilkegel 11 angehoben und Y/ärmetrans· portmittei in das Auffanggefäß 4 expandiert, in welchem es kondensiert und als Kondensat 7 anfällt« Durch Kühlung des V/ärmetransportmitteldampfe.q 6 mit Hilfe des Wärmeübertragers 9 und der damit verbundenen Druckabsenkung des Wärmotransportmitteldampfes 6 hebt der Ventilkegel 12 zusammen mit Ventilkegel 11 ab, 30 daß Y/ärmetransportmittel in den Latentwärmespeicher 5 expandiert wird. Das Abheben beider Ventilkegel kann auch über Magnetkraft erfolgen.In the event of overpressure in the latent heat accumulator 5, the valve cone 11 present in the valve 10 is raised and expanded into the collecting vessel 4, in which it condenses and accumulates as condensate 7. By cooling the vapor transport medium vapor 6 with the aid of the Heat exchanger 9 and the associated pressure reduction of the Wärmotransportmitteldampfes 6 lifts the poppet 12 together with poppet 11, 30 that Y / armeransportmittel is expanded into the latent heat storage 5. The lifting of both valve cone can also be done by magnetic force.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD87310853A DD269209A1 (en) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | DEVICE FOR PRESERVING DYNAMIC LATENT WASTE MEMORY |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| DD269209A1 true DD269209A1 (en) | 1989-06-21 |
Family
ID=5595404
Family Applications (1)
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| DD87310853A DD269209A1 (en) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | DEVICE FOR PRESERVING DYNAMIC LATENT WASTE MEMORY |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19540015A1 (en) * | 1995-10-27 | 1997-04-30 | Laengerer & Reich Gmbh & Co | Reservoir for storing latent heat |
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-
1987
- 1987-12-21 DD DD87310853A patent/DD269209A1/en not_active IP Right Cessation
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Legal Events
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