DE102008033527A1 - Latentwärmespeicherkaskade - Google Patents

Abstract

Wärme fällt unter Umständen auf verschiedenen Temperaturniveaus an. Dies ist insbesondere auch der Fall, wenn ein strömendes Fluid abgekühlt wird. In solchen Fällen ist es wichtig, die Wärme auf einem etwa gleich hohen Temperaturniveau einzuspeisen, ansonsten treten Exergieverluste auf. Wird ein Latentwärmespeicher verwendet, müssen in solchen Fällen jeweils an das Temperaturniveau angepasste Latentwärmespeichermedien in den verschiedenen Wärmespeicherabschnitten verwendet werden. Die Größe der Abschnitte richtet sich nach der auf dem jeweiligen Temperaturniveau einzuspeichernden Wärme.

Description

• Wärme fällt unter Umständen auf verschiedenen Temperaturniveaus an. Dies ist insbesondere auch der Fall, wenn ein strömendes Fluid abgekühlt wird. In solchen Fällen ist es wichtig, die Wärme auf einem etwa gleich hohen Temperaturniveau einzuspeichern, ansonsten treten Exergieverluste auf. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen derartigen Wärmespeicher in Form eines Latentwärmespeichers möglichst preiswert zu realisieren.
• 1 zeigt beispielhaft eine Latentwärmespeicherkaskade, die insbesondere für die Abkühlung von Druckluft gedacht ist, die bei Temperaturen ≤ 50°C z. B. in einer Salzkaverne eingespeichert werden soll. Es ist daher ein letzter Abschnitt mit einem Latentwärmespeicher auf einem Temperaturniveau von ≤ 50°C in geeigneter Größe entsprechend der auf diesem Temperaturniveau einzuspeichernde Wärme vorzusehen. Die Temperaturniveaus und Größe der davorliegenden Abschnitte richten sich nach der Höhe der Kompressoraustrittstemperatur und der einzuspeichernden Wärme, d. h. dem Druckluftmassenstrom und der Dauer der Ein- bzw. Ausspeicherung.
• Die einzelnen Abschnitte sind untereinander isoliert, um den Temperaturausgleich innerhalb des Speichers und die damit verbundenen Exergieverluste möglichst gering zu halten und natürlich ist der gesamte Wärmespeicher nach außen isoliert, um die Wärmeverluste an die Umgebung zu minimieren.
• Um die Wärmeübertragung z. B. von der Druckluft an das Wärmespeichermedium und umgekehrt zu verbessern, wird die Druckluft auf zahlreiche Rohre von kleinem Durchmesser aufgeteilt, was eine große Oberfläche ergibt. Gleichzeitig können diese Rohre als Druckbarriere bei wegen des kleinen Durchmessers relativ geringen Wandstärken dienen und ein Druckbehälter ist nicht mehr nötig. Das Speichermaterial steht unter atmosphärischem Druck, was auch die Schmelztemperatur beeinflussen kann.
• Durch die Unterteilung in mehrere Abschnitte mit unterschiedlichen Temperaturniveaus (Schmelztemperatur oder unter Umständen auch Verdampfungstemperatur, wobei diese Abschnitte dann dicht und entsprechend druckfest bezüglich des entstehenden Drucks des Speichermediums ausgeführt werden müssen) die gegeneinander isoliert sind, werden Exergieverluste zufolge Temperaturabsenkungen (Temperaturangleichung) weitgehend vermieden und können möglichst preiswerte Latentspeichermedien verwendet werden.

Claims (2)

1. Wärmespeicher gekennzeichnet dadurch, dass ein wärmeabgebendes Fluid hintereinander mindestens 2 gegeneinander und nach außen isolierte Latentwärmespeicherabschnitte (Schmelzen, Verdampfen) von diesem durch Wände, z. B. Rohrwände, getrennt durchströmt, wobei die Speichermedien die Wärme auf mindestens zwei verschiedenen Temperaturniveaus speichern. Beim Ausspeichern durchströmt ein wärmeaufnehmendes Fluid die Latentwärmespeicherabschnitte in entgegengesetzter Richtung wie beim Einspeichervorgang. Das wärmeabgebende Fluid und das wärmeaufnehmende Fluid können das gleiche Fluid sein oder auch verschiedene Fluide, sie können z. B. in den gleichen Rohren oder Kanälen etc. strömen oder auch in verschiedenen. Der Druck des Latentwärmespeichermediums kann atmosphärisch sein oder auch höher oder niedriger. Der Druck kann je nach Wärmespeicherung varrieren. Die einzelnen Latentwärmespeicherabschnitte müssen in solchen Fällen entsprechend druckfest ausgeführt werden.
2. Wärmespeicher nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, dass, über ein System von Ventilen, Rückschlagklappen, Verteilereinrichtungen, Temperaturmessungen, Regelungen etc. die wärmeabgebenden und wärmeaufnehmenden Fluide jeweils in den Speicherabschnitt eingeleitet werden, der das geeignete Temperaturniveau besitzt und auch nur die Latentwärmespeicherabschnitte mit geeigneter Temperatur durchströmen. Dazu werden entweder über Temperaturmessungen geregelte und betätigte Ventile, Klappen etc. verwendet oder auch Einrichtungen, die selbsttätig auf Grund von Temperatur- oder Dichteunterschiede reagieren.