DE102006057846A1 - Split heat accumulator for hot- and/or industrial water, comprises two heat sources, a heat consumer, a storage part partially or completely filled with latent heat storage materials, and other storage part filled with water - Google Patents

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Abstract

The split heat accumulator (1) for hot- and/or industrial water, comprises two heat sources, a heat consumer, a storage part (2) partially or completely filled with latent heat storage materials, and other storage part (3) filled with water, which is heated by a solar energy absorber. The heat consumer with the storage parts is serially connected in a circuit. The heat accumulator forms a structural unit, with which the storage part filled with the latent storage materials is arranged above the other storage part. The accumulator consists of a further structural unit. The split heat accumulator (1) for hot- and/or industrial water, comprises two heat sources, a heat consumer, a storage part (2) partially or completely filled with latent heat storage materials, and other storage part (3) filled with water, which is heated by a solar energy absorber. The heat consumer with the storage parts is serially connected in a circuit. The heat accumulator forms a structural unit, with which the storage part filled with the latent storage materials is arranged above the other storage part. The accumulator consists of a further structural unit, and both the structural units are connected with one another via pipeline guiding a heat carrier. The storage part is filled with paraffin emulsion, which consists of water or water glycol with micro-encapsulated paraffin. The storage part exhibits an expansion tank for the compensation of the latent heat storage volume. The paraffin emulsion is heated directly by a heater (9), which directly or indirectly heats a heat exchanger (4) and is circulated by an agitator or pump. The heat accumulator is a reheating device arranged downstream to the heat exchanger. The medium of the heat consumer flows through another storage part firstly and afterwards flows through the storage part filled with latent storage materials. An independent claim is included for procedure for the operation of a split heat accumulator.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Heiz- oder Brauchwasserwärmespeicher mit mindestens zwei Wärmequellen.The The invention relates to a heating or domestic water heat storage with at least two heat sources.

Aus dem Stand der Technik sind einteilige, wassergefüllte Heiz- oder Brauchwasserwärmespeicher bekannt, bei denen der untere Teil von einer Umweltwärmequelle, zum Beispiel einem Solarabsorber, beheizt wird und der obere Teil von einem konventionellen Heizgerät beheizt wird. Wird im Sommer viel Solarwärme in den unteren Teil eingebracht, so reicht dies zumeist zur Beheizung des Speichers aus. Im Winter und in der Übergangszeit hingegen, wenn wenig Solarwärme aufgenommen werden kann, wird der untere Teil des Speichers lediglich von der Umweltwärmequelle vorgewärmt, während das konventionelle Heizgerät den oberen Teil auf Solltemperatur heizt.Out the prior art are one-piece, water-filled heating or domestic water heat storage known in which the lower part of an environmental heat source, for example, a solar absorber, is heated and the upper part heated by a conventional heater. Will in the summer a lot of solar heat introduced into the lower part, this is usually sufficient for heating of the memory. In winter and in the transitional period, however, when little solar heat can be included, the lower part of the memory is just from the environmental heat source preheated while that conventional heater heats the upper part to set temperature.

Bei Warmwasserspeichern besteht das Problem, dass auf der einen Seite die Temperatur eine bestimmte Temperatur nicht übersteigen soll, um die Abstrahlverluste zu limitieren. Um Wärme auf einem bestimmten Niveau entnehmen zu können, ist eine bestimmte Mindesttemperatur in einem Teilbereich notwendig. Andererseits muss die Temperatur zumindest temporär oberhalb 55°C gehalten werden, um Legionellenbildung zu vermeiden. Hieraus resultiert ein relativ kleiner Temperaturbereich, in dem sich die Speichertemperatur aufhalten darf. Somit ist ein relativ großer Speicherbehälter notwendig, um viel Wärme aufnehmen zu können. Ein großes Volumen verfügt über eine große Oberfläche, so dass nennenswerte Verluste an die Umgebung auftreten.at Hot water tanks there is the problem that on the one hand the temperature should not exceed a certain temperature, the radiation losses to limit. To heat to be able to remove at a certain level is a certain minimum temperature necessary in one subarea. On the other hand, the temperature needs at least temporarily above 55 ° C kept to avoid legionella formation. This results a relatively small temperature range in which the storage temperature may stop. Thus, a relatively large storage tank is necessary to absorb a lot of heat to be able to. A big Volume has one size Surface, so that significant losses occur to the environment.

Aus CH 648 412 A5 ist ein Speicher bekannt, in welchem oberhalb eines Dispergierelements ein Latentspeichermedium zur Wärmespeicherung auf nahezu konstantem Niveau angeordnet ist; darüber befindet sich Paraffinöl. Das Paraffinöl kann über eine Pumpe nach unten gepumpt werden, um einen Wärmeausgleich zwischen oben und unten zu ermöglichen.Out CH 648 412 A5 a memory is known in which a latent storage medium for heat storage is arranged at a nearly constant level above a dispersing element; above is paraffin oil. The paraffin oil can be pumped down by a pump to allow heat balance between top and bottom.

Die DE 299 14 113 U1 zeigt einen dreiteiligen Speicher, wobei jedes Speicherteil Latentspeichermaterial enthält. Die Wärme eines Solarkollektors wird je nach Temperaturniveau in unterschiedliche Speicherteile eingeleitet.The DE 299 14 113 U1 shows a three-part memory, each memory part containing latent storage material. The heat of a solar collector is introduced depending on the temperature level in different storage parts.

Die WO 99/43988 offenbart einen Wärmespeicher, bei dem zwischen einem Niedertemperatur-Latentwärmespeicher und einem Hochtemperatur-Latentwärmespeicher ein Wasserspeicher zwischengeschaltet ist. Ein Solarkollektor erhitzt sowohl den Wasserspeicher, als auch den Niedertemperatur-Latentwärmespeicher. Das Abgasrohr eines Heizkessels überträgt Wärme auf alle drei Speicherteile.The WO 99/43988 discloses a heat storage, in which between a low-temperature latent heat storage and a high-temperature latent heat storage a water tank is interposed. A solar collector heated Both the water storage, as well as the low-temperature latent heat storage. The exhaust pipe of a boiler transfers heat all three storage parts.

DE 298 21 270 U1 zeigt einen Wärmespeicher, bei dem ein Latentspeichervolumen von einem Wasservolumen umgeben ist. Optional ist vorgesehen, dass das Paraffin des Latentspeichervolumens von Wasser durchströmt wird. Als Wärmequelle dient eine Heizungsanlage mit Wasserzulauf und Wasserablauf. Der Brauchwasserspeicher wird indirekt über die Vorrichtung mit Latentspeichervolumen erhitzt. DE 298 21 270 U1 shows a heat storage in which a latent storage volume is surrounded by a volume of water. Optionally, it is provided that water flows through the paraffin of the latent storage volume. The heat source is a heating system with water inlet and drainage. The hot water tank is heated indirectly via the device with latent storage volume.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Wärmekapazität eines Heiz- oder Brauchwasserwärmespeichers mit mindestens zwei Wärmequellen zu erhöhen und dabei das notwendige Speichervolumen zu reduzieren.task The present invention is the heat capacity of a heating or domestic water heat storage with at least two heat sources too increase and thereby reduce the necessary storage volume.

Erfindungsgemäß wird dies gemäß Anspruch 1 dadurch gelöst, dass der Wärmespeicher zweigeteilt ist und ein Speicherteil teilweise oder vollständig mit Latentspeichermaterialien gefüllt ist. Latentwärmespeichermaterialien werden auch PCM (Phase Change Materials) genannt. Der mit den Latentspeichermaterialien gefüllt Speicherteil wird mittels eines konventionellen Heizgerätes beheizt, während der andere Speicherteil mittels einer Umweltwärmequelle beheizt wird. Meist erhitzt die Wärmequelle für den oberen Bereich des Wärmespeichers hierbei indirekt über einen Wärmeträgerkreislauf; es ist jedoch auch eine direkte Beheizung z.B. mittels einer elektrischen Heizpatrone im oberen Teil des Speichers möglich.According to the invention this is according to claim 1 solved by that the heat storage is divided into two is and a memory part partially or completely with latent storage materials filled is. Latent heat storage materials are also called PCM (Phase Change Materials). The one with the latent storage materials filled Storage part is heated by means of a conventional heater, while the other storage part is heated by means of an environmental heat source. Most of time heats the heat source for the upper area of the heat storage here indirectly via a heat transfer circuit; however, it is also a direct heating, e.g. by means of an electric Heating cartridge in the upper part of the memory possible.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 bilden die beiden Speicherteilbereiche eine Baueinheit. Hierbei befindet sich der mit den Latentspeichermaterialien gefüllt Speicherteil oberhalb des anderen, da er zumeist die höhere Temperatur aufweist.According to the characteristics of claim 2, the two memory subregions form a structural unit. in this connection is the storage part filled with the latent storage materials above the other, since it usually has the higher temperature.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 3 können alternativ zu Anspruch 2 die beiden Speicherteile baulich getrennt, jedoch thermisch über mindestens eine Wärmeträger führende Leitung verbunden sein.According to the characteristics of claim 3 can Alternatively to claim 2, the two storage parts structurally separated, however thermally over at least one heat carrier leading line be connected.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 4 handelt es sich bei dem Phasenwechselenergie speichernden Medium um ein paraffinhaltiges Medium. Besonders vorteilhaft ist eine Mischung aus Wasser beziehungsweise Wasserglykol und mikroverkapseltem Paraffin.According to the characteristics of claim 4 is in the phase change energy storing Medium around a paraffin-containing medium. Is particularly advantageous a mixture of water or water glycol and microencapsulated Paraffin.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 6 weist der Latentspeicher eine Vorrichtung zum Volumenausgleich auf. Sofern es sich beim dem Phasenwechselenergie speichernde Medium um PCS handelt, kann ein konventionelles Ausdehnungsgefäß mit einem von einer Membran abgetrennten Stickstoffpolster handeln.According to the characteristics of claim 6, the latent memory comprises a device for volume compensation on. If it is the medium storing the phase change energy PCS can be a conventional expansion vessel with a act from a membrane separated nitrogen pad.

Neben Paraffin wären auch andere Medien zur Aufnahme der Phasenumwandlungsenergie geeignet, insbesondere Salzgemische. So können beispielsweise Gemische aus Magnesiumnitrat mit Nitraten oder Alkali- oder Erdalkalimetallen verwendet werden. Auch Salzgemische auf der Basis von Magnesiumnitrat und Lithiumnitrat (Mg(NO3)2 6 H2O und LiNO3, z.B. 87-92 % Mg (NO3)2 6 H2O und 8-13 % LiNO3 Schmelztemperatur 70°C +/– 2 K, Schmelzwärme 54,32 Wh/kg) sind hierzu geeignet.In addition to paraffin, other media would be ge for receiving the phase transformation energy is suitable, in particular salt mixtures. For example, mixtures of magnesium nitrate with nitrates or alkali or alkaline earth metals can be used. Also salt mixtures based on magnesium nitrate and lithium nitrate (Mg (NO 3 ) 2 6 H 2 O and LiNO 3 , eg 87-92% Mg (NO 3 ) 2 6 H 2 O and 8-13% LiNO 3 melting temperature 70 ° C. +/- 2 K, heat of fusion 54.32 Wh / kg) are suitable for this purpose.

Paraffin (CnH2n+2) stellt eine Sammelbezeichnung für gesättigte Kohlenwasserstoffgemische dar, die hauptsächlich aus Erdöl gewonnen werden. Paraffine, die auch als Wachse bezeichnet werden, sind organische Stoffe, die nach der Raffination geruchlos, geschmacklos und ungiftig sind. Es wird zwischen Normalparaffine und Isoparaffine unterschieden. Normalparaffine sind einfache, lang gestreckte Ketten. Isoparaffine haben von einer langen Grundkette verzweigende Äste. Für wärmetechnische Anwendungen kommen überwiegend Normalparaffine zum Einsatz. Die Schmelztemperatur der Paraffine liegt zwischen 30 bis 90°C bei einer Zahl n zwischen 18 und 50. Mit steigender Molekülkettenlänge bzw. steigender Molmasse nimmt die Schmelztemperatur des Materials stetig zu. Paraffine sind gut für thermische Anwendungen geeignet. Der Vorteil der Paraffine liegt in der Nutzung der latenten Wärme während des Phasenwechsels. Ein geringerer Teil wird als sensible Wärme gespeichert. Die spezifische Wärmekapazität von Wärmeparaffin liegt bei etwa 2,1 kJ/(kg·K), die Schmelzenthalpie bei 180 bis 230 kJ/kg. Hierdurch sind Paraffine bestens zur Wärmespeicherung geeignet. Paraffin speichert beim Phasenwechsel etwa soviel Wärme wie die gleiche Menge Wasser bei einer Temperaturdifferenz von 40 K. Demzufolge werden Paraffine vorzugsweise im Bereich ihrer Schmelztemperatur eingesetzt, da sie in diesem Bereich viel Wärme speichern können. Es ist jedoch darauf zu achten, dass beim Phasenübergang fest (Dichte 0,8 bis 0,9 kg/l) zu flüssig (Dichte 0,75 bis 0,85 kg/l) das Volumen um etwa 10 % zunimmt, so dass bei mit Paraffinen gefüllten Wärmespeichern eine Kompensationsvorrichtung vorgesehen sein sollte.Paraffin (C n H 2n + 2 ) is a collective term for saturated hydrocarbon mixtures derived primarily from petroleum. Paraffins, also referred to as waxes, are organic substances which, after refining, are odorless, tasteless and non-toxic. It is distinguished between normal paraffins and isoparaffins. Normal paraffins are simple, elongated chains. Isoparaffins have branching branches from a long basic chain. For thermal applications mostly normal paraffins are used. The melting point of the paraffins is between 30 and 90 ° C with a number n between 18 and 50. With increasing molecular chain length or increasing molecular weight, the melting temperature of the material steadily increases. Paraffins are well suited for thermal applications. The advantage of paraffins lies in the use of latent heat during the phase change. A minor part is stored as sensible heat. The specific heat capacity of heat paraffin is about 2.1 kJ / (kg · K), the enthalpy of fusion at 180 to 230 kJ / kg. As a result, paraffins are ideally suited for heat storage. Paraffin stores in the phase change about as much heat as the same amount of water at a temperature difference of 40 K. Accordingly, paraffins are preferably used in the range of their melting temperature, since they can store a lot of heat in this area. It should be noted, however, that during phase transition (density 0.8 to 0.9 kg / l) to liquid (density 0.75 to 0.85 kg / l), the volume increases by about 10%, so that at filled with paraffins heat storage a compensation device should be provided.

Eine Sonderform stellen PCS (Phase Change Slurries) dar. Hierbei wird Paraffin in kleinen Kügelchen (Durchmesser 1 bis 20 μm) von einer Hülle (Wandstärke deutlich kleiner 200 nm) umschlossen (Mikroverkapselung). Diese Kügelchen werden in Wasser gegeben, wodurch eine Emulsion aus Wasser und Kügelchen mit PCM-Eigenschaften, d.h. einer hohen Energieaufnahmemöglichkeit in einem kleinen Temperaturbereich, entsteht. Durch geeignete Wahl des PCM kann die Schmelztemperatur des PCS individuell in einem Bereich vorzugsweise zwischen 6 und 65°C eingestellt werden.A Special forms represent PCS (Phase Change Slurries) Paraffin in small beads (Diameter 1 to 20 μm) from a shell (Wall thickness significantly smaller than 200 nm) enclosed (microencapsulation). These globule are added to water, creating an emulsion of water and beads with PCM properties, i. a high energy absorption possibility in a small temperature range, arises. By a suitable choice The PCM can individually adjust the melting temperature of the PCS Range preferably be set between 6 and 65 ° C.

Ein besonderer Vorteil des PCS gegenüber PCM stellt die Tatsache dar, dass das Paraffin beim PCS durch die Kügelchen weiterhin mobil bleibt. Bei konventionellem Paraffin findet die Erstarrung zunächst an den Wärmeübertragerflächen des kühlenden Mediums statt. Das Paraffin lagert sich am Wärmeübertrager ab und bildet eine Dämmschicht, so dass die weitere Wärmeübertragung deutlich erschert wird. Die Wärmeleitfähigkeit von festem Paraffin liegt bei lediglich 0,18 W/(mK). Demgegenüber erstarrt bei PCS lediglich das Paraffin in den Kügelchen. Die Kügelchen können von der Wärmeübertragerfläche weg transportiert werden und somit die Wärmeübertragung auf das restliche PCS erleichtern.One particular advantage of PCS over PCM represents the fact that the paraffin in the PCS through the beads remains mobile. In conventional paraffin finds the Solidification first at the heat exchanger surfaces of the cooling Medium instead. The paraffin settles on the heat exchanger and forms a insulation, so that the further heat transfer is clearly aggravated. The thermal conductivity of solid paraffin is only 0.18 W / (mK). In contrast, freezes in PCS only the paraffin in the beads. The beads can away from the heat exchanger surface be transported and thus the heat transfer to the rest Simplify PCS.

Gemäß den Merkmalen des abhängigen Anspruchs 7 kann der Wärmeübergang durch Umwälzung der Emulsion verbessert werden.According to the characteristics dependent Claim 7, the heat transfer by revolution the emulsion can be improved.

Gemäß den Merkmalen des abhängigen Anspruchs 8 wird dem Wärmespeicher eine Vorrichtung zur Nacherhitzung nachgeschaltet, um die Temperatur des Wärmespeichers auf einem vergleichsweise niedrigen Temperaturniveau, das zum Beispiel ausreichend zum Duschen ist, halten zu können und mittels Nacherhitzung auf ein höheres Temperaturniveau, das zum Beispiel zum Spülen benötigt wird, zu erhitzen.According to the characteristics dependent Claim 8 is the heat storage a device for reheating downstream to the temperature the heat storage at a comparatively low temperature level, for example is sufficient for showering, to be able to hold and by means of reheating to a higher one Temperature level, which is needed for example for rinsing, to heat.

Die Verfahrensansprüche schützen eine besonders vorteilhafte Betriebsweise des Wärmespeichers gemäß den Ansprüchen 1 bis 8. Demzufolge wird der PCM oder PCS enthaltende Speicherteil mit einer Temperatur um die Schmelztemperatur betrieben, da er in diesem Bereich viel Wärme bei nahezu konstanter Temperatur aufnehmen, speichern und abgeben kann. Ist die Temperatur des anderen Speicherteils höher als die Temperatur des PCM oder PCS enthaltenden Speicherteils, so wird Wärme vom wärmeren Speicherteil auf das PCM oder PCS übertragen.The method claims protect a particularly advantageous mode of operation of the heat accumulator according to claims 1 to 8. Accordingly, the memory part containing PCM or PCS is provided with a Temperature is operated around the melting temperature, as it is in this range a lot of heat record, store and deliver at near constant temperature can. Is the temperature of the other memory part higher than the temperature of the memory part containing PCM or PCS is so Heat from the warmer storage part transferred to the PCM or PCS.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen detailliert erläutert.The The invention will now be explained in detail with reference to the drawings.

1 zeigt eine Heizung mit einem erfindungsgemäßen Wärmespeicher 1, der aus einem oberen Speicherteil 2 und einem unteren Speicherteil 3 besteht. Im oberen Speicherteil 2 befindet sich eine Emulsion (PCS) aus Wasser und mikroverkapseltem Paraffin. Die Schmelztemperatur des PCS ist auf die Solltemperatur des Speicherteils abgestimmt und kann nicht mehr verändert werden. Dieser Speicherteil 2 ist einerseits über einen Wärmeaustauscher 4 innerhalb des Speicherteils 2 mit einem konventionellen Heizgerät 9 verbunden. Andererseits befindet sich in diesem Speicherteil 2 ein Wärmeaustauscher 5, der über eine Leitung 14 mit dem anderen Speicherteil 3 und einem Plattenwärmeaustauscher 10 einer nicht detaillierter dargestellten Frischwasserstation mit Kaltwasserzulauf 15 und Vorlaufleitung 16 verbunden ist. Zwischen dem Plattenwärmeaustauscher 10 und dem unteren Speicherteil 3 befindet sich eine Pumpe 11. Im unteren Speicherteil 3 befindet sich ein Wärmeaustauscher 6, welcher über eine Pumpe 8, welche Sole fördert, mit einem Solarabsorber 7 verbunden ist. 1 shows a heater with a heat storage according to the invention 1 coming from an upper storage section 2 and a lower storage part 3 consists. In the upper part of the storage 2 There is an emulsion (PCS) of water and microencapsulated paraffin. The melting temperature of the PCS is adjusted to the setpoint temperature of the memory part and can not be changed. This storage part 2 is on the one hand via a heat exchanger 4 within the memory part 2 with a conventional heater 9 connected. On the other hand, is in this memory part 2 a heat exchanger 5 who has a lead 14 with the other memory part 3 and a plate heat exchanger 10 a not detailed illustrated fresh water station with cold water inlet 15 and flow line 16 ver is bound. Between the plate heat exchanger 10 and the lower storage part 3 there is a pump 11 , In the lower part of the memory 3 there is a heat exchanger 6 , which has a pump 8th which promotes brine, with a solar absorber 7 connected is.

Zwischen den beiden Speicherteilen 2, 3 findet zwar ein Wärmeübergang durch Wärmeleitung statt, der jedoch relativ gering ist.Between the two memory parts 2 . 3 Although there is a heat transfer by heat conduction, which is relatively low.

Beim Betrieb wird der untere Speicherteil 3 durch den Solarabsorber 7 über den Wärmeaustauscher 6 gewärmt. Das Heizgerät 9 erwärmt den oberen Speicherteil 2 über den von oben nach unten durchströmten Wärmeaustauscher 4 auf eine Solltemperatur bis zu 5 Kelvin oberhalb der Schmelztemperatur des PCS, so dass das PCS vollständig geschmolzen ist. Hierbei wird zunächst das PCS im oberen Bereich des oberen Speicherteils 2 geschmolzen; durch die Abkühlung des Wärmeträgers im Wärmeaustauscher 4 findet zunächst im unteren Bereich des oberen Speicherteils 2 noch keine Phasenumwandlung statt. Wird warmes Brauchwasser benötigt, so läuft die Pumpe 11 an und fördert Wasser in den unteren Speicherteil 3. Das zuströmende Wasser verdrängt vorgewärmtes Wasser im unten Speicherteil 3, das in den Wärmeaustauscher 5 im oberen Speicherteil 2 strömt, dort Wärme aus dem PCS aufnimmt und erhitzt zum Plattenwärmeaustauscher 10 der Frischwasserstation strömt, wo Wärme auf kaltes, zuströmendes Brauchwasser abgegeben wird. Wird die Schmelztemperatur unterschritten, so gibt das PCS Wärme ab ohne dass die Temperatur im Speicherteil 2 fällt. Erst wenn das gesamte PCS kristallisiert ist, fällt die Temperatur im Speicherteil 2.During operation, the lower memory part becomes 3 through the solar absorber 7 over the heat exchanger 6 warmed. The heater 9 heats the upper storage part 2 via the heat exchanger, which flows through from top to bottom 4 to a set temperature of up to 5 Kelvin above the melting temperature of the PCS, so that the PCS is completely melted. In this case, the PCS is initially in the upper area of the upper storage section 2 melted; by the cooling of the heat carrier in the heat exchanger 4 first finds in the lower part of the upper storage part 2 no phase transformation yet. If hot water is needed, the pump will run 11 and promotes water in the lower part of the memory 3 , The inflowing water displaces preheated water in the downstairs storage section 3 that in the heat exchanger 5 in the upper part of the storage 2 flows there, picks up heat from the PCS and heats to the plate heat exchanger 10 the fresh water station flows where heat is given off to cold, incoming service water. If the melting temperature is undercut, the PCS gives off heat without the temperature in the storage part 2 falls. Only when the entire PCS has crystallized, the temperature falls in the memory part 2 ,

Wird im Sommer viel Wärme über den Solarabsorber 7 in den unteren Speicherteil 3 eingebracht, kann gegebenenfalls auf die Beheizung des oberen Speicherteils 2 mittels Heizgerät 9 verzichtet werden. Durch Umwälzen von Wasser vom unteren Speicherteil 3 in den Wärmeaustauscher 5 des oberen Speicherteils 2 kann dann das PCS Wärme aufnehmen. Ist der Wärmeaustauscher 10 der Frischwasserstation nicht auf der Brauchwasserseite durchströmt, so wird dort keine Wärme übertragen.Is in the summer much heat over the solar absorber 7 in the lower storage part 3 introduced, if necessary, to the heating of the upper storage part 2 by means of a heater 9 be waived. By circulating water from the lower part of the storage tank 3 in the heat exchanger 5 of the upper storage part 2 then the PCS can absorb heat. Is the heat exchanger 10 the fresh water station does not flow through the hot water side, so there is no heat transfer.

2 zeigt einen erfindungsgemäßen Wärmespeicher 1, der sich vom zuvor beschriebenen Wärmespeicher dadurch unterschiedet, dass zwei baulich getrennte Speicherteilen 2, 3, die über eine Leitung 14 verbunden sind, vorliegen. Das Funktionsprinzip ist ansonsten identisch. 2 shows a heat storage according to the invention 1 , which differs from the previously described heat storage in that two structurally separate memory parts 2 . 3 over a line 14 are present exist. The functional principle is otherwise identical.

Parallel zum Wärmeaustauscher 10 der Frischwasserstation ist eine Bypassleitung 13 angeordnet, die auf der einen Seite mit einem Dreiwegeventil 12 endet. Zum Transferieren von Wärme vom unteren Speicherteil 3 in den oberen Speicherteil 2 wird das Dreiwegeventil 12 derart geschaltet, dass die Bypassleitung 13 anstelle des Wärmeaustauschers 10 durchströmt wird.Parallel to the heat exchanger 10 the fresh water station is a bypass line 13 arranged on one side with a three-way valve 12 ends. For transferring heat from the lower storage part 3 in the upper storage part 2 becomes the three-way valve 12 switched such that the bypass line 13 instead of the heat exchanger 10 is flowed through.

Die Bypassleitung 13 aus dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 kann auch in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 eingesetzt werden. Ebenso kann die Bauform gemäß 2 auch ohne Bypassleitung wie die Bauform gemäß 1 betrieben werden.The bypass line 13 from the embodiment according to 2 can also in the embodiment according to 1 be used. Likewise, the design according to 2 also without bypass line as the design according to 1 operate.

3 zeigt den Fall, dass der Wärmespeicher 1 nur zur Beheizung auf ein Niveau dient, mit dem Wasser z.B. für Duschen oder Baden bereitgestellt wird. Wasser, das dem unteren Speicherteil 3 über die Kaltwasserleitung 24 zugeführt und über die Leitung 14 in den oberen Speicherteil 2 geleitet wird, kann entweder über die Warmwasserleitung 25 zum Duschen oder Baden verwendet werden oder über den Wärmetauscher 27 zur Heißwasserleitung 26 z.B. zum Spülen geleitet werden. Der Wärmetauscher 27 kann direkt oder indirekt beheizt sein. Hierdurch lassen sich die Bereitschafts- und Verteilverluste durch die niedrige Speichertemperatur verringern. Durch das niedrigere Temperaturniveau können Wärmepumpen und Brennwertgeräte effizienter betrieben werden. 3 shows the case that the heat storage 1 only for heating to a level, is provided with the water eg for showering or bathing. Water, the lower part of the storage 3 over the cold water pipe 24 fed and over the line 14 in the upper storage part 2 can be conducted either via the hot water pipe 25 be used for showering or bathing or over the heat exchanger 27 for hot water pipe 26 eg for rinsing. The heat exchanger 27 can be heated directly or indirectly. As a result, the standby and distribution losses can be reduced by the low storage temperature. The lower temperature level means that heat pumps and condensing boilers can be operated more efficiently.

In 4 ist als Ausschnitt aus dem Gesamtsystem ein oberer Speicherteil 2 mit Emulsion dargestellt, bei dem sich ein Rührwerk 20 im Wärmespeicher 2 befindet, um den Speicherinhalt zu homogenisieren und den Wärmeübergang zu verbessern. Letzteres geschieht auch dadurch, dass die Reynoldszahl durch die Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit erhöht wird. Alternativ hierzu wird gemäß 5 die Emulsion mittels Pumpe 21 im oberen Speicherteil 2 umgewälzt.In 4 is as a section of the entire system an upper memory part 2 presented with emulsion in which a stirrer 20 in the heat storage 2 is located to homogenize the storage contents and to improve the heat transfer. The latter is also done by increasing the Reynolds number by increasing the flow rate. Alternatively, according to 5 the emulsion by pump 21 in the upper part of the storage 2 circulated.

Claims (11)

Zweigeteilter Wärmespeicher (1) für Heiz- und/oder Brauchwasser, an den mindestens zwei Wärmequellen (7, 9) sowie ein Wärmeabnehmer (10) angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speicherteil (2) teilweise oder vollständig mit Latentspeichermaterialien gefüllt ist, dieser Speicherteil (2) von einem brennstoffbeheizten oder elektrischen Heizgerät (9) indirekt oder direkt beheizt wird, der andere Speicherteil (3), welcher mit Wasser befüllt ist, von einer Umweltwärmequelle, vorzugsweise einem Solarabsorber (7), beheizt wird und der Wärmeabnehmer (10) mit den beiden Speicherteilen (3, 2) seriell in einem Kreislauf geschaltet ist.Two-part heat storage ( 1 ) for heating and / or service water, at the at least two heat sources ( 7 . 9 ) and a heat consumer ( 10 ), characterized in that a memory part ( 2 ) is partially or completely filled with latent storage materials, this storage part ( 2 ) from a fuel-fired or electric heater ( 9 ) is indirectly or directly heated, the other memory part ( 3 ), which is filled with water, from an environmental heat source, preferably a solar absorber ( 7 ), is heated and the heat consumer ( 10 ) with the two memory parts ( 3 . 2 ) is serially connected in a circuit. Wärmespeicher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmespeicher (1) eine Baueinheit bildet, bei dem der mit Latentspeichermaterialien gefüllte Speicherteil (2) oberhalb des anderen Speicherteils (3) angeordnet ist.Heat storage ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the heat storage ( 1 ) forms a structural unit in which the memory part filled with latent storage materials ( 2 ) above the other memory part ( 3 ) is arranged. Wärmespeicher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmespeicher (1) aus je einer Baueinheit für den mit Latentspeichermaterialien gefüllte Speicherteil (2) und einer Baueinheit für den anderen Speicherteil (3), welche über mindestens eine ein Wärmeträger führende Leitung (14) miteinander verbunden sind, besteht.Heat storage ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the heat storage ( 1 ) of one structural unit each for the storage part filled with latent storage materials ( 2 ) and a structural unit for the other memory part ( 3 ), which via at least one heat transfer line leading ( 14 ) are interconnected. Wärmespeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mit Latentspeichermaterialien gefüllte Speicherteil (2) mit einem paraffinhaltigen Medium, bestehend aus einem Fluid aus Wasser oder Wasserglykol mit mikroverkapseltem Paraffin gefüllt ist.Heat storage ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the storage part filled with latent storage materials ( 2 ) is filled with a paraffin-containing medium consisting of a fluid of water or water glycol with microencapsulated paraffin. Wärmespeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium des Wärmeverbrauchers (10) zunächst den nicht mit Latentspeichermaterialien gefüllten Speicherteil (3) und anschließend den mit Latentspeichermaterialien gefüllte Speicherteil (2) durchströmt.Heat storage ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the medium of the heat consumer ( 10 ) first the memory part not filled with latent storage materials ( 3 ) and then the memory part filled with latent storage materials ( 2 ) flows through. Wärmespeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mit Latentspeichermaterialien gefüllte Speicherteil (2) eine Vorrichtung zum Volumenausgleich, vorzugsweise ein Ausdehnungsgefäß, aufweist.Heat storage ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the storage part filled with latent storage materials ( 2 ) comprises a device for volume compensation, preferably an expansion vessel. Wärmespeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Wärmespeicher (1) die Emulsion (2) mittels einer Vorrichtung, vorzugsweise Rührwerk (20) oder Pumpe (21), umgewälzt wird.Heat storage ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that in the heat storage ( 1 ) the emulsion ( 2 ) by means of a device, preferably agitator ( 20 ) or pump ( 21 ), is circulated. Wärmespeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wärmespeicher (1) eine Vorrichtung zur Nacherhitzung, vorzugsweise ein direkt oder indirekt beheizter Wärmetauscher (27) nachgeschaltet ist.Heat storage ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the heat storage ( 1 ) a device for reheating, preferably a directly or indirectly heated heat exchanger ( 27 ) is connected downstream. Verfahren zum Betreiben eines Wärmespeichers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Beheizen des mit Latentspeichermaterialien gefüllten Speicherteils (2) bis zur Schmelztemperatur des Latentspeichermaterials oder wenig darüber stattfindet.Method for operating a heat accumulator ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the heating of the storage part filled with latent storage materials ( 2 ) to the melting temperature of the latent storage material or slightly above. Verfahren zum Betreiben eines Wärmespeichers (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Entladen des mit Latentspeichermaterialien gefüllten Speicherteils (2) bis zur Schmelztemperatur des Latentspeichermaterials oder wenig darunter stattfindet und bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur wenige Kelvin unterhalb der Schmelztemperatur des Latentspeichermediums ein Beheizen des Beheizen des mit Latentspeichermaterialien gefüllten Speicherteils (2) stattfindet.Method for operating a heat accumulator ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the thermal discharge of the storage part filled with latent storage materials ( 2 ) takes place up to the melting temperature of the latent storage material or slightly below, and upon reaching a predetermined temperature a few Kelvin below the melting temperature of the latent storage medium, heating of the heating element of the storage part filled with latent storage materials (US Pat. 2 ) takes place. Verfahren zum Betreiben eines Wärmespeichers (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass sofern die Temperatur des nicht mit Latentspeichermaterialien gefüllten Speicherteils (3) größer der Temperatur des mit Latentspeichermaterialien gefüllten Speicherteils (2) ist, Wärme mittels eines die beiden Speicherteile (2, 3) durchströmenden Fluids übertragen wird.Method for operating a heat accumulator ( 1 ) according to claim 9 or 10, characterized in that provided that the temperature of the not filled with latent storage materials storage part ( 3 ) greater than the temperature of the storage part filled with latent storage materials ( 2 ), heat by means of one of the two memory parts ( 2 . 3 ) is transmitted by flowing fluid.
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