DE102005025595B3

DE102005025595B3 - Wärme- und Feuchtigkeitsspeicher

Info

Publication number: DE102005025595B3
Application number: DE102005025595A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr. Fieback; Andreas Laube; Hans-Jürgen Schmidt
Original assignee: SITZENDORFER PORZELLANMANUFAKT; SITZENDORFER PORZELLANMANUFAKTUR KG
Current assignee: SITZENDORFER PORZELLANMANUFAKT; SITZENDORFER PORZELLANMANUFAKTUR KG
Priority date: 2005-06-03
Filing date: 2005-06-03
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2025-06-04

Abstract

Ein Wärme- und Feuchtigkeitsspeicher zur Aufnahme und Abgabe von Umgebungswärme und/oder Feuchte für Pflanzen, Pflanzgefäße, Frühbeete, Terrarien und dergleichen Anwendungen, vorwiegend für den Hombereich, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wärme- und Feuchtigkeitsspeicher aus einem porösen keramischen Hüllkörper (1) mit einer verschließbaren Einfüllöffnung (3) besteht, dessen innere Oberfläche (7) gegen Durchlass von Feuchtigkeit mit einer undurchlässigen Schicht versiegelt ist, im Hüllkörper (1) ein hochwärmespeicherndes Phasenwechselmaterial (2) eingeschlossen ist, das seinen Zustand bei Wechsel der Umgebungswärme ändert. Das hochwärmespeichernde Phasenwechselmaterial besteht aus Paraffinen, Salzhydraten, wahlweise eingearbeitet in Schäume, Faserstoffe und absorptive Granulate. Die Versiegelungsschicht auf der inneren Oberfläche (7) des Hüllkörpers besteht aus einer Glasur.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärme- und Feuchtigkeitsspeicher für Pflanzen, Pflanzgefäße, Frühbeete, Terrarien und dgl. Anwendungen, auch im nichtbeheizten Homebereich. Dabei wird Umgebungswärme und/oder Feuchte aufgenommen, gespeichert und wieder an die Umgebung abgegeben.
Wärmespeicher sind in den verschiedensten Ausführungen u.a. für die Nutzung regenerativer und erneuerbarer Energie zur Überbrückung von Zeitunterschieden zwischen Energieanfall und Energieverbrauch bekannt. Ebenso sind Speicher zur Erhöhung der thermischen Masse und damit der Temperaturkomforterhöhung, sowie Speicher zur wirtschaftlichen Nutzung von Energietarifen außerhalb von Energiespitzenzeiten bekannt. Bekannt sind auch unterschiedliche Wärmespeichermaterialien, wie Wasser, Öle und Phasenwechselmaterial. Im Pflanzenbereich sind sogenannte Kiesbettspeicher für Gewächshäuser bekannt geworden, die sich jedoch aufgrund der geringen spezifischen Speicherkapazität und des hohen Aufwandes nicht durchgesetzt haben. Externe aktive Wärmesysteme, bestehend aus Solarkollektoren, Pufferspeicher, Fußbodenheizungen und Nachheizsysteme sind in ihrer Ausführung sehr aufwendig und kostenintensiv und haben nur eine konventionelle Anwendung erfahren. Als mobile Speicher, vorzugsweise im Klein- und Homebereich für Pflanzen, Frühbeete, Kleinterrarien sind sie meist ungeeignet, da sie entsprechend ihrer Aufgabe aufwendig und fest installiert sind.

In der GB 22 59 231 A wird ein Pflanzenaufzucht-Beet in Form eines Frühbeetes beschrieben, bei dem ein Phasenwechselmaterial zum Einsatz kommt, auf dessen Oberfläche sich ein Wärmeleiter befindet, an dem mehrere Pins senkrecht angeordnet sind, die in das Phasenwechselmaterial ragen. Auf der Oberfläche des Wärmeleiters ist ein Pflanzenwachstumsmaterial bzw. Kulturboden mit Saat- bzw. Pflanzgut aufgebracht, welches vom Phasenwechselmaterial über den plattenförmigen Wärmeleiter erwärmt werden soll. Die Wirkung der Wärmeübertragung ist dabei begrenzt, da das Phasenwechselmaterial nur unzureichend der Umgebungswärme ausgesetzt ist. Das Feuchtigkeitsverhalten des Phasenwechselmaterials bleibt unberücksichtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärme- und Feuchtigkeitsspeicher zu entwickeln, der vorwiegend in den warmen Stunden des Tages Umgebungs- oder Strahlungswärme aufnimmt und speichert und diese Wärme in den kühleren Tages- oder Nachtstunden zeitversetzt allmählich wieder abgibt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, dass der Speicher Feuchtigkeit aufzunehmen vermag, die mit der Wärmeabgabe ebenfalls an die Umgebung abgegeben wird. Eine weitere Aufgabe besteht darin, dass der Wärmespeicher tragbar und damit mobil ist und darüber hinaus keine Serviceleistungen erfordert.

Die technische Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass in einem Hüllkörper aus festem feuchtigkeitsspeichernden Material, z. B. poröse Keramik, über eine verschließbare Einfüllöffnung ein hochwärmespeicherndes Phasenwechselmaterial eingebracht ist, das sich bei Erwärmung des Hüllkörpers ebenfalls erwärmt und diese Wärme aufgrund seiner Eigenschaften speichert. Das Phasenwechselmaterial besteht dabei aus Paraffinen oder Salzhydraten, eingearbeitet in Saug- bzw. Kapillarstrukturen, Schäume, Faserstoffe und absorptive Granulate. Das Phasenwechselmaterial hat weiterhin die Eigenschaft, dass es reaktionsträge ist und gespeicherte Wärme zeitversetzt wieder abgeben kann. Bei auftreffender Wärme bzw. Strahlung auf den Hüllkörper heizt dieser das Phasenwechselmaterial auf, wobei dieses bei konstanter Schmelztemperatur durchschmolzen wird und Wärme speichert. Bei äußerer Abkühlung geht das Speichermaterial allmählich in den festen Zustand über und gibt dabei seine gespeicherte Wärme über den Hüllkörper an seine unmittelbare Umgebung, z.B. ein Pflanztopf oder ein Frühbeet, wieder ab. Es entsteht ein selbstregelnder Temperaturaustausch. Der Feuchteeintrag kann sowohl durch Austausch zwischen Umgebungsfeuchte und der Feuchte an der porösen Keramik erfolgen, als auch künstlich durch Fremdbefeuchtung herbeigeführt werden, z.B. durch morgentliche Befeuchtung an heißen Tagen. Der Feuchteeintrag durch Fremdbefeuchtung kann zur Abweisung von Schädlingen wahlweise mit entsprechenden wasserlöslichen schädlingsabweisenden temporär getränkten Aromastoffen erfolgen. Das Phasenwechselmaterial wird über die verschließbare Einfüllöffnung in den Hüllkörper eingebracht. Der poröse Hüllkörper kann über seine Oberfläche Feuchtigkeit aufnehmen und speichern. Die innere Oberfläche des Hüllkörpers ist versiegelt, damit sowohl ein Feuchtetransport aus dem Hüllkörper in das Speichermaterial, als auch ein Feuchtetransport vom Speichermaterial nach außen bzw. in den Hüllkörper vermieden wird. Die Versiegelung der inneren Oberfläche des Hüllkörpers wird vorzugsweise durch eine diffusionsdichte Glasur erreicht.

Die äußere Form und Ausführung des Hüllkörpers ist entsprechend dem Anwendungszweck gestaltet und kann beispielsweise als Ziergegenstand in Form eines Tieres oder einer geometrischen Figur ausgeführt sein.

Der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines Ausführungsbeispiels und Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt:
1 die äußere Gestaltung eines Hüllkörpers;
2 einen Querschnitt durch den Hüllkörper gemäß 1;
3 eine alternative Gestaltung eines Hüllkörpers;
Der poröse und beispielsweise keramische Hüllkörper 1 in 1 ist als Tier gestaltet und übt so eine ästhetische Wirkung auf seine Umwelt aus. Seine Oberfläche 4 ist vorteilhaft matt und in einer dunklen Farbe ausgeführt, um die auftreffende Wärmestrahlung effektiver zu absorbieren.
Der Querschnitt des Hüllkörpers gemäß 2 lässt erkennen, dass der Hüllkörper 1 mit einem Phasenwechselmaterial 2 gefüllt ist. Zur Einfüllung des Phasenwechselmaterial 2 weist der Hüllkörper an seiner Unterseite eine Einfüllöffnung 3 auf, die mit einem Pfropfen 5 oder anderem Verschluss fest verschlossen ist. Die innere Oberfläche 7 des Hüllkörpers 1 ist versiegelt, damit sowohl ein Feuchtetransport aus dem Hüllkörper in das Speichermaterial, als auch ein Feuchtetransport vom Speichermaterial nach außen in den Hüllkörper 1 vermieden wird. Die Versiegelung wird vorzugsweise durch eine diffusionsdichte Glasur erreicht. Die weiteren Einzelheiten sind der allgemeinen Beschreibung und den Ansprüchen zu entnehmen.
Der keramische Hüllkörper 1 ist in 3 in alternativer Form gestaltet.

Claims

Wärme- und Feuchtigkeitsspeicher zur Aufnahme und Abgabe von Umgebungswärme und/oder Feuchte für Pflanzen, Pflanzgefäße, Frühbeete, Terrarien und dgl. Anwendungen, vorwiegend für den Homebereich, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärme- und Feuchtigkeitsspeicher aus einem porösen Hüllkörper (1) mit einer verschließbaren Einfüllöffnung (3) besteht, dessen innere Oberfläche (7) gegen Durchlass von Feuchtigkeit mit einer undurchlässigen Schicht versiegelt ist, im Hüllkörper (1) ein hochwärmespeicherndes Phasenwechselmaterial (2) eingeschlossen ist, das seinen Zustand bei Wechsel der Umgebungswärme ändert.
Wärme- und Feuchtigkeitsspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse Hüllkörper (1) aus einem keramischen Material besteht.
Wärme- und Feuchtigkeitsspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das im porösen Hüllkörper (1) eingefüllte hochwärmespeichernde Phasenwechselmaterial (2) aus Paraffinen, Salzhydraten, wahlweise eingearbeitet in Schäume, Faserstoffen und absorptive Granulate, besteht.
Wärme- und Feuchtigkeitsspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versiegelung auf der inneren Oberfläche (7) aus einer Glasur besteht.
Wärme- und Feuchtigkeitsspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fremdbefeuchtung des Hüllkörpers (1) mit wasserlöslichen schädlingsabweisenden temporär getränkten Aromastoffen erfolgt.