DE102009036550A1 - Device for intermediate storage of thermal energy, comprises a first part area that is traversed by a tube guide system, and a second part area in which a thermal unloadable and reloadable storage medium is arranged - Google Patents

Device for intermediate storage of thermal energy, comprises a first part area that is traversed by a tube guide system, and a second part area in which a thermal unloadable and reloadable storage medium is arranged Download PDF

Info

Publication number
DE102009036550A1
DE102009036550A1 DE102009036550A DE102009036550A DE102009036550A1 DE 102009036550 A1 DE102009036550 A1 DE 102009036550A1 DE 102009036550 A DE102009036550 A DE 102009036550A DE 102009036550 A DE102009036550 A DE 102009036550A DE 102009036550 A1 DE102009036550 A1 DE 102009036550A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
storage medium
flow
fluid
thermal energy
thermal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102009036550A
Other languages
German (de)
Inventor
Carsten Bahl
Stefan Dr. Brosig
Viktor Enoekl
Wolf-Dieter Steinmann
Thomas Dr. Voigt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ed Zueblin AG
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Ed Zueblin AG
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ed Zueblin AG, Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV filed Critical Ed Zueblin AG
Priority to DE102009036550A priority Critical patent/DE102009036550A1/en
Priority to PCT/EP2009/007833 priority patent/WO2010060524A1/en
Priority to EP09760092.8A priority patent/EP2350549B1/en
Publication of DE102009036550A1 publication Critical patent/DE102009036550A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/10—Liquid materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/0056—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using solid heat storage material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • F28D20/026—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat with different heat storage materials not coming into direct contact
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

The device comprises a first part area that is traversed by a tube guide system (11) in which a process medium (14) flows to feed and discharge of thermal energy, a second part area in which a thermal unloadable and reloadable storage medium (6) is arranged, a current-guiding device for controlling and/or regulating fluid streams, and means for direct coating or discharging of storage medium with thermal energy. A fluid (15) flows to the first and second part areas of the device for the transmission of thermal energy between the tubular guide system and storage medium. The device comprises a first part area that is traversed by a tube guide system (11) in which a process medium (14) flows to feed and discharge of thermal energy, a second part area in which a thermal unloadable and reloadable storage medium (6) is arranged, a current-guiding device for controlling and/or regulating fluid streams, and means for direct coating or discharging of storage medium with thermal energy. A fluid (15) flows to the first and second part areas of the device for the transmission of thermal energy between the tubular guide system and storage medium during loading and/or unloading of the storage medium. The storage medium comprises flow spaces for flowing the fluid. The first and the second part areas are directly adjoined to each other within the device. The first part area is arranged along an axis and is surrounded over its circumference of the second part area. The first part area is arranged along a plain and the second part area is arranged along both sides of the first part areas. The areas limiting the flow areas comprise ribs or profiles for improving the heat transmission. The storage medium is formed by a body with steady external area. The body is formed as single-piece solid body and the flow areas are formed by flow channels (9) or flow slits in the solid body. The body is formed by form bodies with flow channels. The form bodies form flow gap through arrangement in mutual interval. The flow area comprises a meandering process. The form body possesses a distinct longitudinal direction and is arranged to each other under formation of flow gap in lateral interval. The plains adjoining the form bodies are laid over cross. The body consists of concrete, fireclay, stones, ceramics or solid salts. The body is formed by bulk material and forms intermediate area in the bulk material of the flow area. The bulk material consists of mineral material having uniforms grains. The bulk material consists of slag, metals or solid salts in processing temperature. The bulk material exists in fluid-traversed gabions. The body has solid additives in processing temperature for increasing thermal conductivity. The body is formed by a container that is filled with a fluid in processing temperature of the storage medium. The container is filled with fluid sulfur, fluid salt or thermo-oil. The process medium is formed from oil, water, steam or damp air. The tubes of the tube line systems are put over a part of its length in loop. The tubes of the tube guide systems comprise ribs or profiles at its external side for improving the heat transmission. The inlet and outlet of the tube guide systems are arranged at an upper side of the storage medium so that the tube guide system is removed towards the side of the device. The first part area of the fluid is flow throughable in vertical direction. The fluid and the process medium of the first part area flow in opposite directions. A forced or natural convection of the fluids is provided within the device. A circular flow of the fluid is present between the first and second part areas. In the first part area, a further tube guide system is arranged. The tube guide system is determined for loading the storage medium with thermal energy. The device is surrounded by a thermal insulation.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und eine Anordnung zum Zwischenspeichern thermischer Energie gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche 1 und 35.The The invention relates to a device and an arrangement for buffering thermal energy according to the characteristics the independent one claims 1 and 35.

Angesichts weltweit schwindender Primärrohstoffe als Ressourcen zur Energieerzeugung gewinnen regenerative und alternative Konzepte immer mehr an Bedeutung. Beispielhaft sei die Nutzung von Sonnenenergie in solarthermischen Kraftwerken oder die Nutzung von Abwärme industrieller Fertigungsprozesse genannt. Da diese alternativen Energieformen jedoch an die Einstrahlung der Sonne oder an bestimmte industrielle Prozesse gekoppelt sind, ist deren jederzeitige Verfügbarkeit nicht gewährleistet. Deren praktische Verwendbarkeit hängt somit in starkem Maße von der Möglichkeit ab, die zu einem bestimmten Zeitpunkt anfallende Energie zwischenspeichern und zu einem späteren Zeitpunkt bereitstellen zu können. Der Speicherung thermischer Energie kommt somit eine zentrale Bedeutung bei der Entwicklung und Umsetzung alternativer Konzepte zur Energiegewinnung zu.in view of worldwide dwindling primary raw materials as resources for energy generation gain regenerative and alternative Concepts more and more important. An example is the use of solar energy in solar thermal power plants or the use of waste heat industrial Called manufacturing processes. Because these alternative forms of energy however, to the sun's radiation or to certain industrial ones Processes are coupled, their availability at any time not guaranteed. Their practical usability thus depends heavily on the possibility which temporarily store accumulating energy and at a later time Time to provide. The storage of thermal energy is therefore of central importance in the development and implementation of alternative concepts for energy production to.

Bekannte Anlagen zur Speicherung thermischer Energie umfassen im wesentlichen eine Wärmequelle, beispielsweise einen Sonnenkollektor oder eine Verbrennungskraftmaschine, einen Wärmespeicher mit einem thermisch be- und entladbaren Speichermedium, und zumindest einen Wärmekreislauf zum Be- und Entladen des Wärmespeichers, bei dem ein Arbeitsmedium von der Wärmequelle zum Wärmespeicher bzw. vom Wärmespeicher zum Wärmebedarfsort strömt.Known Thermal energy storage systems essentially comprise a heat source, for example, a solar collector or an internal combustion engine, a heat storage with a thermally loading and unloading storage medium, and at least a heat cycle for Loading and unloading of the heat accumulator, in which a working medium from the heat source to the heat storage or from the heat storage to the heat demand place flows.

Für die Wirksamkeit des ganzen Systems ist das Speichermedium von zentraler Bedeutung. Dieses muss im wesentlichen zwei Anforderungen erfüllen, nämlich einerseits eine hohe thermische Speicherkapazität aufweisen, das heißt eine möglichst große Fähigkeit besitzen, thermische Energie pro Gewichts- und Volumeneinheit aufnehmen zu können, und andererseits sich durch eine hohe Wärmeleitfähigkeit auszeichnen, das heißt die Wärme muss sich möglichst schnell im Speichermedium verteilen können.For the effectiveness of the whole system, the storage medium is of central importance. This must essentially meet two requirements, namely on the one hand have a high thermal storage capacity, that is one the greatest possible ability own, absorb thermal energy per unit weight and volume to be able to and on the other hand are characterized by a high thermal conductivity, that is, the heat must be preferably can distribute quickly in the storage medium.

Als Speichermedium sind bereits Flüssigkeiten bekannt, die die beiden oben genannten Kriterien erfüllen. Für den Niedertemperaturbereich bis etwa 100° eignet sich Wasser als Speichermedium, da es kostengünstig zur Verfügung steht und sich durch seine hohe thermische Speicherkapazität auszeichnet. Als Nachteil erweist sich jedoch das rasche Ansteigen des Dampfdrucks bei Temperaturen nahe 100°C, wodurch aufwändige Druckbehälter notwendig werden. Aus diesem Grund werden für höhere Temperaturbereiche Flüssigkeiten mit einem höheren Siedepunkt verwendet, wie zum Beispiel Wärmeträgeröle oder Salzschmelzen, womit jedoch eine deutliche Erhöhung der Investitionskosten verbunden ist. Durch Zirkulation des flüssigen Speichermediums ergibt sich eine konvektive Wärmeübertragung, die ursächlich ist für eine schnelle und gleichmäßige Be- und Entladung des Speichermediums.When Storage medium are already liquids known that meet the two criteria mentioned above. For the low temperature range to about 100 ° Water as a storage medium, since it is available at low cost and is characterized by its high thermal storage capacity. However, the disadvantage is the rapid increase of the vapor pressure at temperatures near 100 ° C, which requires expensive pressure vessels become. For this reason, liquids are used for higher temperature ranges with a higher one Used boiling point, such as heat transfer oils or molten salts, which but a significant increase the investment costs is connected. By circulation of the liquid storage medium results in a convective heat transfer, the cause is for fast and even and discharge of the storage medium.

Neben Flüssigspeichern sind auch schon Feststoffspeicher bekannt, die beispielsweise aus mineralischen Schüttstoffen, aber auch aus Stahl, Guss, Schamott oder dergleichen bestehen können. Metalle eignen sich aufgrund ihres hohen spezifischen Gewichts und der hohen Wärmeleitfähigkeit gut als Speichermedium, verursachen jedoch hohe Investitionskosten. Hingegen zeichnen sich die übrigen Materialien zwar durch eine hohes Speichervermögen aus, benötigen jedoch wegen ihrer begrenzten Wärmeleitfähigkeit verhältnismäßig viel Zeit für das Be- bzw. Entladen, so dass deren Verwendung nur bedingt möglich ist.Next liquid storage are already solid storage known, for example mineral bulk materials, But also steel, cast, fireclay or the like can exist. metals are suitable due to their high specific gravity and high Thermal conductivity good as a storage medium, however, cause high investment costs. On the other hand, the others are distinguished Although materials from a high storage capacity, but require because of their limited thermal conductivity relatively much Time for that Loading and unloading, so that their use is only partially possible.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Wärmespeicher mit einer möglichst hohen thermischen Speicherkapazität und hohen Be- und Entladeleistung anzugeben, der sowohl eine zuverlässige als auch wirtschaftliche Speicherung thermischer Energie erlaubt.In front In this background, the invention is based on the object heat storage with one as possible high thermal storage capacity and high loading and unloading capacity indicating both reliable and economic storage thermal energy allowed.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und einer Anlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 35 gelöst.These The object is achieved by a device having the features of the patent claim 1 and a system having the features of claim 35.

Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.advantageous embodiments emerge from the dependent claims.

Die Erfindung baut auf der Erkenntnis auf, dass Feststoffe als Speichermedium aufgrund ihrer sich durch deren feste Struktur ergebenden einfachen Handhabung und ihrer hohen thermischen Speicherkapazität grundsätzlich zum Zwischenspeichern thermischer Energie eignen, diese Eignung jedoch wegen deren schlechterer Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu Flüssigkeiten eingeschränkt ist.The Invention builds on the recognition that solids as a storage medium due to their simple structure resulting from their solid structure Handling and their high thermal storage capacity in principle to Caching of thermal energy are suitable, however, this suitability because of their poorer thermal conductivity in the Comparison to liquids limited is.

Um diesen Nachteil fester Speichermedien zu kompensieren, sieht die Erfindung vor, dass das Speichermedium von einer Vielzahl von Strömungsräumen durchzogen ist, durch welche ein mit thermischer Energie beaufschlagtes bzw. beaufschlagbares Fluid strömt. Auf diese Weise wird erreicht, dass das Speichermedium gleichmäßig über sein gesamtes Volumen mit thermischer Energie beschickt bzw. entladen wird. Das Wärmeleitverhalten des Speichermediums spielt nur noch eine untergeordnete Rolle, da die zurückzulegenden Wärmeleitstrecken zwischen den Strömungsräumen nur kurz sind. Auf diese Weise gelingt es der Erfindung, den sich aus der Forderung nach hoher Wärmeleitfähigkeit und der Verwendung eines festen Speichermediums ergebenden Widerspruch aufzulösen.In order to compensate for this disadvantage of fixed storage media, the invention provides that the storage medium is traversed by a multiplicity of flow spaces through which a fluid subjected to thermal energy flows. In this way it is achieved that the storage medium is uniformly charged or discharged over its entire volume with thermal energy. The Wärmeleitverhalten of the storage medium plays only a minor role, since the zurückzulegenden heat conduction paths between the flow spaces are only short. In this way, the invention succeeds in the demand for high thermal conductivity and dissolve the use of a fixed storage medium.

Gemäß der Erfindung wird der Wärmetransport ins Innere des Speichermediums von einem Fluid ausgeführt, das in einem Be- oder Entladekreislauf von einem ersten Teilbereich zu einem zweiten Teilbereich der Vorrichtung strömt, wobei im ersten Teilbereich ein Wärmetausch mit einem innerhalb eines Rohrleitungssystems geführten Arbeitsmedium stattfindet und der zweite Teilbereich das Speichermedium aufweist.According to the invention becomes the heat transport into the interior of the storage medium carried by a fluid, the in a loading or unloading cycle from a first section flows to a second portion of the device, wherein in the first portion a heat exchange with a guided within a piping system working medium takes place and the second portion has the storage medium.

Um dabei einen möglichst effizienten Wärmeübergang vom Arbeitsmedium auf das Fluid zu erreichen, ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass Arbeitsmedium und Fluid im Gegenstrom fließen.Around one as possible efficient heat transfer From the working fluid to reach the fluid is, according to a advantageous embodiment the invention provides that working fluid and fluid in countercurrent flow.

Um Strömungsverluste im Be- und Entladekreislauf möglichst gering zu halten, sieht die Erfindung vor, durch konstruktive Maßnahmen die Wegstrecke vom ersten Teilbereich zum zweiten Teilbereich möglichst kurz zu gestalten, beispielsweise indem diese Bereiche möglichst unmittelbar benachbart zueinander angeordnet sind.Around flow losses in the loading and unloading cycle as possible to keep low, the invention provides, by constructive measures the distance from the first portion to the second portion as possible short, for example by giving these areas as possible are arranged immediately adjacent to each other.

In diesem Sinne ist es möglich, dass der erste Teilbereich entlang einer Achse angeordnet und vom zweiten Teilbereich umgeben ist. So ergeben sich an den axialen Enden der Vorrichtung radial gerichtete Strömungswege vom ersten Teilbereich zum zweiten Teilbereich bzw. umgekehrt, die für einheitliche Strömungsverhältnisse sorgen. Eine solche Ausführungsform ist insbesondere für Einzelspeicher interessant.In this sense it is possible that the first portion arranged along an axis and from the second subarea is surrounded. So arise at the axial Ends of the device radially directed flow paths from the first portion to the second subarea, or vice versa, for uniform flow conditions to care. Such an embodiment is especially for Single memory interesting.

Eine dazu alternative Möglichkeit der Speicherausbildung sieht vor, den ersten Teilbereich entlang einer Ebene anzuordnen, wobei sich der zweite Teilbereich zumindest entlang einer Seite des ersten Teilbereichs erstreckt, vorzugsweise entlang beider Seiten. Auf diese Weise können Wärmespeicher zur Erreichung vorbestimmter Speicherkapazitäten in beliebiger Länge hergestellt werden. Solche Ausführungsformen der Erfindung eignen sich insbesondere zur Herstellung modular aufgebauter Speicheranlagen, wobei derartige Einzelspeicher sandwichartig in planparalleler Lage nebeneinander angeordnet sein können, zum parallelen Be- bzw. Entladen mit thermischer Energie oder hintereinander zum seriellen Be- bzw. Entladen.A in addition alternative possibility the memory training provides, the first section along to arrange a level, wherein the second portion at least extends along one side of the first portion, preferably along both sides. In this way, heat storage can be achieved predetermined storage capacities in any length getting produced. Such embodiments The invention is particularly suitable for the production of modular construction Storage facilities, wherein such individual memories sandwich in planparalleler Location can be arranged side by side, for parallel loading or Discharging with thermal energy or in series to the serial Loading and unloading.

Als Speichermedium wird ein Körper mit fester Außenfläche bevorzugt. Darunter fallen zunächst Feststoffkörper, das heißt Körper, die im Betriebszustand der Vorrichtung durch und durch einen festen Aggregatszustand aufweisen. Dies schließt jedoch nicht Speichermedien aus, bei denen der Körper mit fester Außenhülle lediglich einen Behälter darstellt, der mit einer Flüssigkeit befüllt ist. Diese Ausführungsform der Erfindung hat den Vorteil, dass innerhalb der Flüssigkeit durch Konvektion ein effektiver Wärmetransport möglich ist, mit dem Vorteil das Speichermedium äußerst schnell und gleichmäßig Be- bzw. Entladen zu können. Das erlaubt den gegenseitigen Abstand der Strömungsräume größer zu wählen, wodurch sich der konstruktive Aufwand bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Speichers insgesamt verringert.When Storage medium becomes a body with a fixed outer surface preferred. These include initially solid bodies, the is called Body, in the operating state of the device through and a solid state of aggregation exhibit. This concludes However, not storage media made up where the solid outer shell only a container represents that with a liquid filled is. This embodiment The invention has the advantage that within the liquid by convection an effective heat transfer is possible, with the advantage of the storage medium extremely fast and evenly or to be able to unload. This allows the mutual distance of the flow spaces to choose larger, resulting in the constructive Overall effort in the production of a memory according to the invention reduced.

Als Speichermedium geeignete Feststoffkörper können vielfältiger Natur sein. So kann der Feststoffkörper einstückig ausgebildet sein, also aus einem Monolith bestehen. Vorteilhafterweise wird ein solcher Feststoffkörper im Zuge seiner Herstellung direkt vor Ort in seiner bestimmungsgemäßen Form gegossen. Als bevorzugter Baustoff kann beispielsweise Beton Verwendung finden, bei dem die Strömungsräume durch Einlegen von Hohlprofilen oder dergleichen hergestellt werden. Der Baustoff Beton hat den Vorteil, dass er überall und kostengünstig zur Verfügung steht und sich damit auch komplexe Formen herstellen lassen. Durch Verwendung geeigneter Zuschlagsstoffe, Zemente, Zusatzstoffe, Zusatzmittel und Beimischungen von Additiven besteht ferner die Möglichkeit, den Beton und damit das Speichermedium an die jeweiligen Erfordernisse anzupassen.When Storage medium suitable solid body can be diverse nature. So can the solid body one piece be formed, so consist of a monolith. advantageously, becomes such a solid body poured in the course of its production directly on site in its intended form. As a preferred building material, for example, concrete can be used in which the flow spaces through Inserting hollow sections or the like can be produced. Of the Concrete construction material has the advantage that it is available everywhere and at low cost and thus also be able to produce complex shapes. By using suitable aggregates, cements, additives, admixtures and admixtures of additives, it is also possible the concrete and thus the storage medium to the respective requirements adapt.

Eine alternative Art, das Speichermedium aus Feststoff herzustellen, besteht in der Aneinanderfügung einer Vielzahl von Formkörpern nebeneinander und/oder übereinander. Formkörper haben den Vorteil, dass die werkseitig vorgefertigt und infolge Lagerhaltung innerhalb kürzester Zeit in großen Stückzahlen zu Verfügung gestellt werden können. Durch die werkseitige Fertigung wird eine gleichbleibend hohe Qualität der Formkörper erreicht, so dass auch ein daraus hergestelltes Speichermedium über sein ganzes Volumen einheitliche Eigenschaften besitzt. Durch das geringere Gewicht und Volumen im Vergleich zu einem einstückigen Feststoffkörper lassen sich Formkörper sowohl bei der Herstellung des Speichermediums als auch bei der Ausführung von Wartungs- und Reparaturarbeiten besser handhaben und erlauben darüber hinaus am Ende der Nutzungszeit des Speichers einen problemlosen Rückbau des Feststoffkörpers. Es ist sogar möglich, die einzelnen Formkörper nach deren Demontage in einem anderen Wärmespeicher wieder zu verwenden.A alternative way of producing the storage medium from solid, is in the juxtaposition a variety of moldings next to each other and / or one above the other. moldings have the advantage that the factory prefabricated and as a result Warehousing within the shortest possible time Time in large numbers available can be made. By the factory production is achieved a consistently high quality of the moldings, so that even a storage medium made from it Whole volume possesses uniform properties. By the lower one Weight and volume compared to a one-piece solid body shaped body both in the production of the storage medium as well as in the execution better handle and allow maintenance and repair work about that addition, at the end of the useful life of the memory a hassle dismantling of the solid body. It is even possible the individual shaped bodies after their disassembly in another heat storage to use again.

Zur Schaffung von Strömungsräumen bei einem aus Formkörpern hergestellten Speichermedium ist es gemäß der Erfindung möglich, dass jeder Formkörper durchgehende Strömungskanäle besitzt. Bei entsprechender Aneinanderfügung mehrerer Formkörper fluchten die Strömungskanäle übereinander liegender Formkörper und bilden auf diese Weise einen durchgehenden Strömungsraum.to Creation of flow spaces one of moldings produced storage medium, it is possible according to the invention that every molding has continuous flow channels. at appropriate joining together several moldings the flow channels are aligned one above the other lying moldings and thus form a continuous flow space.

Es ist auch möglich, die Formkörper mit oder ohne Strömungskanäle derart in eine relative Lage zueinander zu bringen, dass sich die Strömungsräume durch den Abstand zwischen den Formkörpern ergeben. Beispielsweise kann durch wechselseitig in einen Raum ragende Platten eine mäandrierende Strömung des Fluids erreicht werden. Durch die damit erreichte Verlängerung des Durchströmungswegs wird auch die Kontaktdauer zwischen Fluid und Speichermedium verlängert mit dem Ergebnis, dass ein effizienterer Wärmeübergang möglich ist.It is possible, too, the moldings with or without flow channels such to bring in a relative position to each other, that the flow spaces through give the distance between the moldings. For example, by mutually protruding into a room plates a meandering current of Fluids are achieved. By the extension thus achieved of the flow path Also, the contact time between fluid and storage medium is extended with the result that a more efficient heat transfer is possible.

Es ist auch denkbar, die einzelnen Formkörper durch Wahl eines geeigneten Längen-Breiten-Verhältnis mit einer ausgeprägten Längserstreckungsrichtung herzustellen. Die Formkörper können dann lagenweise übereinander gestapelt werden, wobei die einzelnen Formkörper einer Lage unter Bildung von Strömungsspalten achsparallel und im seitlichen Abstand zueinander angeordnet sind und die Formkörper zweier benachbarter Lagen über Kreuz gelegt sind. Eine solche Ausführungsform besticht durch die Einfachheit ihrer Herstellung und die Möglichkeit, durch Wahl der gegenseitigen Abstände den Strömungsraum zu vergrößern oder zu verkleinern. Gleichzeitig führt eine derartige Ausbildung des Strömungsraums zu einer Vergleichmäßigung der Fluidströmung, so dass der Feststoffkörper einheitlich mit thermischer Energie be- bzw. entladen wird.It is also conceivable, the individual shaped body by choosing a suitable Length-width ratio with a pronounced Longitudinal extension manufacture. The moldings can then layer by layer on top of each other be stacked, wherein the individual shaped body of a layer under formation of flow gaps are arranged axially parallel and at a lateral distance from each other and the moldings two adjacent layers over Cross are laid. Such an embodiment impresses with the Simplicity of their manufacture and the possibility of choosing the mutual distances the flow space to enlarge or to downsize. At the same time leads Such a design of the flow space to a homogenization of Fluid flow, so that the solid body is charged or discharged uniformly with thermal energy.

Ganz allgemein kann durch Wahl einer geeigneten Lage der Feststoffkörper zueinander eine strömungstechnische Optimierung derart erfolgen, dass das von den Feststoffkörpern gebildete Speichermedium gleichmäßig von dem Fluid durchströmt wird. Dazu kann es notwendig sein, dass die Feststoffkörper nicht mehr parallel oder im rechten Winkel zueinander angeordnet sind.All In general, by choosing a suitable position of the solid body to each other a fluidic Optimization carried out such that the formed by the solid bodies Storage medium evenly from the fluid is flowed through. For this it may be necessary that the solid bodies are no longer parallel or are arranged at right angles to each other.

Eine weitere Möglichkeit der Herstellung des Feststoffkörpers besteht in der Verwendung von Schüttgut, das innerhalb eines Behälters oder als Gabione vorliegen kann. Die Zwischenräume innerhalb des Schüttguts ergeben ein kommunizierendes Leitungssystem und bilden auf diese Weise die Strömungsräume für das Fluid. Durch Wahl von Schüttgut mit geeigneter Form und Größe kann auf die Geometrie der Strömungsräume Einfluss genommen werden. Schüttgut hat zudem den Vorteil, dass ein Feststoffkörper im Wege des Aufschüttens in sehr einfacher Art und Weise hergestellt werden kann und dessen Demontage und Wiederverwertung am Ende der Nutzungsdauer möglich ist.A another possibility the production of the solid body consists in the use of bulk material within a container or as gabion can be present. The interstices within the bulk material result a communicating management system and form in this way the Flow spaces for the fluid. By choice of bulk material with appropriate shape and size can influence on the geometry of the flow spaces. bulk also has the advantage that a solid body by way of Aufschüttens in very simple way can be made and its Dismantling and recycling at the end of its useful life is possible.

Als Material für die Feststoffkörper eignen sich alle Stoffe, die eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen und deren thermische Speicherkapazität bezogen auf das Volumen oder Gewicht möglichst groß ist. Das heißt, das Material für das Speichermedium muss in der Lage sein, möglichst viel thermische Energie aufzunehmen bzw. abzugeben und die thermische Leitfähigkeit muss ausreichen, um die vorhandene thermische Energie möglichst schnell in das Speichermedium ein- bzw. ausleiten zu können.When Material for the solid bodies are all substances that have good thermal conductivity and their thermal storage capacity is as large as possible based on the volume or weight. That is, that Material for The storage medium must be able to use as much thermal energy as possible absorb or release and the thermal conductivity must be sufficient to the existing thermal energy as possible be able to quickly enter or exit the storage medium.

Dieser Forderung werden vor allem Metalle gerecht, die jedoch bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung hohe Investitionskosten verursachen. Ebenfalls geeignet und aus wirtschaftlicher Sicht zu bevorzugen sind daher gemäß der Erfindung natürliche oder künstliche mineralische Stoffe, wie zum Beispiel Beton, Schamott, Gestein, Keramik, Salz und dergleichen. Um die thermische Leitfähigkeit mancher Materialien zu erhöhen, sieht die Erfindung in einer besonderen Ausgestaltung vor, in das Material des Feststoffkörpers Zusätze zur Erhöhung der thermischen Leitfähigkeit zu geben. Dazu eignen sich beispielsweise Graphit, Bauxit, Aluminiumoxid, Metalle, Natriumchlorid oder Kaliumchlorid.This Above all, metals meet demand, however, in the production a device according to the invention cause high investment costs. Also suitable and made From an economic point of view, therefore, are preferable according to the invention natural or artificial mineral substances, such as concrete, fireclay, rock, Ceramics, salt and the like. To the thermal conductivity to increase some materials, the invention provides in a particular embodiment, in the Material of the solid body additions to increase the thermal conductivity to give. These are, for example, graphite, bauxite, alumina, Metals, sodium chloride or potassium chloride.

Gemäß der Erfindung liegt das Arbeitsmedium gasförmig und/oder flüssig vor und kann beispielsweise von einem Wärmeträgeröl, Wasser, Wasserdampf oder Luft gebildet sein. Das Arbeitsmedium ist innerhalb eines Rohrleitungssystems geführt, das den ersten Teilbereich durchzieht. Zur Verbesserung eines innigen Austauschs thermischer Energie zwischen dem Arbeitsmedium und dem Fluid sehen vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung vor, die Oberfläche der Rohrleitungen, über welche der Wärmetausch erfolgt, mit Rippen oder Profilierungen zu versehen, so dass für den Wärmeübergang eine vergrößerte Oberfläche zur Verfügung steht. In diesem Sinne kann das Rohrleitungssystem im ersten Teilbereich in Schlaufen gelegt sein, so dass das Arbeitsmedium den ersten Teilbereich mehrmals durchströmt. Durch die damit erreichte Erhöhung der Aufenthaltsdauer des Arbeitsmediums im ersten Teilbereich ist ein besserer Wärmeaustausch mit dem Fluid möglich.According to the invention the working medium is gaseous and / or liquid before and can for example by a heat transfer oil, water, steam or Be formed air. The working medium is within a piping system guided, that runs through the first section. To improve an intimate Exchange of thermal energy between the working fluid and the Fluid see advantageous embodiments invention, the surface the piping, over which the heat exchange takes place, provided with ribs or profilings, allowing for the heat transfer an enlarged surface for disposal stands. In this sense, the piping system in the first part be placed in loops, so that the working medium the first subarea flows through several times. By the increase thus achieved the length of stay of the working medium in the first subarea is a better heat exchange possible with the fluid.

Zur vereinfachten Montage und Demontage, aber auch zu Reparatur- und Wartungszwecken erweist es sich als vorteilhaft, das Rohrleitungssystem so auszubilden, dass Zulauf und Ablauf auf einer gemeinsamen Seite liegen. Dies ermöglicht das Einschieben des vorgefertigten Rohrleitungssystems von dieser Seite, ohne dass weitere Arbeiten vor Ort notwendig sind.to simplified assembly and disassembly, but also to repair and For maintenance purposes, it proves to be advantageous, the piping system so train that intake and drain on a common page lie. this makes possible the insertion of the prefabricated pipeline system from this Page, without further work being necessary on site.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung durchströmt das Fluid den ersten Teilbereich im wesentlichen vertikal, um eine natürliche Konvektion des Fluids innerhalb der Vorrichtung zu ermöglichen oder im Falle einer Zwangskonvektion die Kräfte aus der natürlichen Konvektion als Antrieb für den Be- und Entladekreislauf unterstützend zu nutzen.According to one further advantageous embodiment flows through the invention the fluid the first portion substantially vertical to a natural convection allow the fluid within the device or in the case of a Forced convection the forces from the natural Convection as drive for to support the loading and unloading cycle.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht den Einsatz von Strömungsleiteinrichtungen zur Lenkung und/oder Regulierung der Fluidströmung vor. Da das Fluid innerhalb der Vorrichtung stets dem Strömungsweg mit geringstem Widerstand folgt, besteht die Gefahr, dass innerhalb des Speichermediums Zonen entstehen, die stärker fluiddurchströmt sind und daher intensiver mit thermischer Energie beladen werden als andere. Die sich daraus ergebende uneinheitlichen Beladung des Speichermediums über das Speichervolumen verhindert eine vollständige Nutzung der vorhandnen Speicherkapazität. Durch Strömungsleiteinrichtungen können konstruktiv bedingte lokale Unterschiede der Strömungswiderstände ausgeglichen werden, so dass auch in Bereichen mit höherem Strömungswiderstand eine ausreichende Durchströmung gewährleistet ist.Another advantageous embodiment The invention provides for the use of flow guiding devices for the steering and / or regulation of the fluid flow. Since the fluid within the device always follows the flow path with the least resistance, there is a risk that within the storage medium zones are formed, which are more fluid flowing through and therefore more intense loaded with thermal energy than others. The resulting nonuniform loading of the storage medium over the storage volume prevents full utilization of the existing storage capacity. By Strömungsleiteinrichtungen constructive local differences in flow resistance can be compensated, so that even in areas with higher flow resistance sufficient flow is ensured.

Eine andere Zielsetzung verfolgen Strömungsleiteinrichtungen, die dazu dienen, das Speichermedium sukzessive zu be- bzw. entladen, so dass Teilbereiche des Speichermediums nacheinander bis zur maximalen Speicherkapazität genutzt werden. Der Vorteil einer solchen Ausführungsform besteht darin, dass bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt die volle Energieleistung eines bestimmten Teilbereichs abgerufen werden kann.A other objectives pursue flow control devices, which serve to load or unload the storage medium successively, allowing portions of the storage medium sequentially to the maximum memory be used. The advantage of such an embodiment is that already at a very early age Time the full energy performance of a particular subarea can be retrieved.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, das Speichermedium zusätzlich und direkt mit thermischer Energie zu beaufschlagen. Dies geschieht erfindungsgemäß durch Einleitung eines Fluids, das unmittelbar einem industriellen Prozess entstammt, beispielsweise in Form heißer Abgase einer Verbrennungskraftmaschine oder Flüssigkeiten aus einem Kühlprozess, in die Strömungsräume des Speichermediums. Umgekehrt ist es ebenfalls möglich, das Speichermedium direkt zu entladen, indem das Fluid durch das thermisch beladene Speichermedium geführt und im weiteren ohne Zwischenschaltung eines Wärmetauschkreises einem Wärmeverbraucher zugeleitet wird.A Another advantageous embodiment of the Invention provides, the storage medium additionally and directly with thermal To apply energy. This is done according to the invention by introduction a fluid that comes directly from an industrial process, for example, in the form of hotter Exhaust gases of an internal combustion engine or fluids from a cooling process, into the flow spaces of the Storage medium. Conversely, it is also possible to use the storage medium directly discharged by passing the fluid through the thermally loaded storage medium guided and further without the interposition of a heat exchange circuit a heat consumer is forwarded.

Eine wiederum andere Ausführungsform der Erfindung weist zwei voneinander getrennte Rohrleitungssysteme auf, in denen jeweils ein Arbeitsmedium strömt. So kann das erste Rohrleitungssystem zum Beladen des Speichermediums dienen und ein dafür optimiertes Arbeitsmedium besitzen. Das zweite Rohrleitungssystem hingegen ist für den Entladevorgang des Speichermediums bestimmt und dessen Arbeitsmedium für diese Aufgabe optimiert.A in turn another embodiment The invention has two separate piping systems on, in each of which a working medium flows. So can the first piping system for Loading the storage medium serve and an optimized working medium have. The second piping system, however, is for the unloading process the storage medium determined and its working medium for this Task optimized.

Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei zusätzliche Merkmale und Vorteile beschrieben werden. Zur Erleichterung des Verständnisses werden für gleiche oder gleich wirkende Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen des Ausführungsbeispiels gleiche Bezugszeichen verwendet.The Invention will be described below with reference to several in the drawing embodiments explained in more detail, wherein Additional characteristics and benefits are described. To facilitate understanding be for same or equivalent features of different embodiments of the embodiment same reference numerals used.

Es zeigtIt shows

1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung, 1 a longitudinal section through a first embodiment of a device according to the invention in a schematic representation,

2 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Speichermediums einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, 2 a longitudinal section through a first embodiment of a storage medium of a device according to the invention,

3 eine Draufsicht auf das in 2 dargestellte Speichermedium, 3 a top view of the in 2 illustrated storage medium,

4 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Speichermediums einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, 4 a longitudinal section through a second embodiment of a storage medium of a device according to the invention,

5 eine Draufsicht auf das in 4 dargestellte Speichermedium, 5 a top view of the in 4 illustrated storage medium,

6 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, 6 a longitudinal section through a second embodiment of a device according to the invention,

7 einen Querschnitt durch die in 6 dargestellte Vorrichtung, 7 a cross section through the in 6 illustrated device,

8 eine Schrägansicht auf eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, 8th an oblique view of a third embodiment of a device according to the invention,

9 eine Schrägansicht auf eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, 9 an oblique view of a fourth embodiment of a device according to the invention,

10 einen Längsschnitt durch eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, 10 a longitudinal section through a fifth embodiment of a device according to the invention,

11 eine Schrägansicht auf eine sechste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, 11 an oblique view of a sixth embodiment of a device according to the invention,

12 einen Längsschnitt durch eine siebte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, 12 a longitudinal section through a seventh embodiment of a device according to the invention,

13 einen Längsschnitt durch eine achte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, 13 a longitudinal section through an eighth embodiment of a device according to the invention,

14 einen Längsschnitt durch eine neunte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, 14 a longitudinal section through a ninth embodiment of a device according to the invention,

15 einen Querschnitt durch die in 14 dargestellte Vorrichtung, 15 a cross section through the in 14 illustrated device,

16a und b jeweils einen Längsschnitt durch eine zehnte Ausführungsform der Erfindung in unterschiedlichen Betriebszuständen, 16a and b each have a longitudinal section by a tenth embodiment of the invention in different operating states,

17a und b jeweils einen Längsschnitt durch eine elfte Ausführungsform der Erfindung in unterschiedlichen Betriebszuständen, 17a and b each show a longitudinal section through an eleventh embodiment of the invention in different operating states,

18 einen Längsschnitt durch eine Anlage aus mehreren in Reihe geschalteten erfindungsgemäßen Vorrichtungen, 18 a longitudinal section through a system of several devices connected in series according to the invention,

19 und 20 jeweils einen Längsschnitt durch eine Anlage aus mehreren parallel geschalteten erfindungsgemäßen Vorrichtungen, 19 and 20 in each case a longitudinal section through a system of a plurality of devices according to the invention connected in parallel,

21 eine Draufsicht auf eine Anlage mit einer Vielzahl parallel geschalteter erfindungsgemäßer Vorrichtungen, und 21 a plan view of a system with a plurality of parallel connected inventive devices, and

22 in schematischer Darstellung eine zwölfte Ausführungsform der Erfindung mit direkter Beladung des Speichermediums. 22 a schematic representation of a twelfth embodiment of the invention with direct loading of the storage medium.

1 zeigt in schematischer Darstellung einen Vertikalschnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung, anhand der das erfindungsgemäße Funktionsprinzip erläutert wird. Die Vorrichtung umfasst ein Gehäuse 1, dessen Seiten 2, 3, Deckel 4 und Boden 5 einen im wesentlichen gasdichten Raum umschließen. Innerhalb des Gehäuses 1 ist der Raum gegliedert in einen ersten, mittig zwischen den Seiten 2 und 3 gelegenen zentralen Teilbereich A und in einen zweiten sich vom ersten Teilbereich A bis jeweils zu den Seitenwänden 2 und 3 erstreckenden Teilbereich B. 1 shows a schematic representation of a vertical section through a first embodiment of the invention, based on the principle of the invention is explained. The device comprises a housing 1 whose pages 2 . 3 , Lid 4 and soil 5 enclose a substantially gas-tight space. Inside the case 1 the space is divided into a first, centered between the sides 2 and 3 located in a central portion A and in a second from the first portion A to each of the side walls 2 and 3 extending portion B.

Der zweite Teilbereich B dient zur Aufnahme eines Speichermediums 6, das in Querrichtung unmittelbar an den ersten Teilbereich A anschließt und das in Längsrichtung unter Bildung freier Zonen 7 und 8 im lichten Abstand zum Deckel 4 und Boden 5 endet. Das Speichermedium 6 ist von einer Vielzahl vertikal verlaufender, achsparalleler Strömungsraume in Form von Strömungskanälen 9 durchsetzt.The second section B serves to receive a storage medium 6 which adjoins directly in the transverse direction to the first portion A and the longitudinal direction to form free zones 7 and 8th in the clear distance to the lid 4 and soil 5 ends. The storage medium 6 is of a variety of vertically extending, paraxial flow spaces in the form of flow channels 9 interspersed.

Im ersten Teilbereich A sieht man mehrere Rohrleitungen 10, die sich achsparallel von der freien Zone 7 zur freien Zone 8 erstrecken. Die Rohrleitungen 10 sind dabei Teil eines Rohrleitungssystems 11, zu dem auch die Zuleitung 12 gehört, die im Bereich der Zone 7 an die Enden der Rohrleitungen 10 anschließt und die Ableitung 13, die im Bereich der Zone 8 einen entsprechenden Anschluss bildet. Das Rohrleitungssystem 11 ist Bestandteil eines Kreislaufs, in den eine Wärmequelle und ein Wärmeverbraucher, beispielsweise eine Dampfturbine, integriert sind. Die Pfeile 14 versinnbildlichen das Arbeitsmedium, das als gasförmiger oder flüssiger Wärmeträger das Rohrleitungssystem 11 durchströmt. Im übrigen ist das Gehäuse 1 und damit der erste Teilbereich A, der zweite Teilbereich B, die Strömungskanäle 9 sowie die freien Zonen 7 und 8 von einem durch die Pfeile 15 versinnbildlichten Fluid ausgefüllt.In the first section A you can see several pipes 10 that parallels the free zone 7 to the free zone 8th extend. The pipelines 10 are part of a piping system 11 to which also the supply line 12 heard in the area of the zone 7 to the ends of the pipes 10 connects and the derivative 13 that are in the area of the zone 8th forms a corresponding connection. The piping system 11 is part of a cycle in which a heat source and a heat consumer, such as a steam turbine, are integrated. The arrows 14 symbolize the working medium, the gaseous or liquid heat transfer medium piping system 11 flows through. Otherwise, the case 1 and thus the first portion A, the second portion B, the flow channels 9 as well as the free zones 7 and 8th one by the arrows 15 typed fluid filled.

Zum Beladen des Speichermediums 6 mit thermischer Energie wird das Arbeitsmedium 14 im Kreislauf an einer Wärmequelle vorbeigeführt. Die Wärmequelle kann beispielsweise von Solarkollektoren gebildet sein, die ein innerhalb des Rohrleitungssystems 11 strömendes Wärmeträgeröl auf etwa 400°C erhitzen. Über die Zuleitung 11 gelangt das auf diese Weise mit thermischer Energie beladene Arbeitsmedium 14 zu den Rohrleitungen 10, die es von der Zone 7 zur Zone 8, also von oben nach unten, durch den ersten Teilbereich A der erfindungsgemäßen Vorrichtung führen, wobei es einen Teil der thermischen Energie abgibt.For loading the storage medium 6 with thermal energy becomes the working medium 14 in the circulation passed by a heat source. The heat source can be formed, for example, by solar collectors, the one within the piping system 11 heat flowing heat transfer oil to about 400 ° C. About the supply line 11 enters the thus loaded with thermal energy working medium 14 to the pipelines 10 that it is from the zone 7 to the zone 8th , So from top to bottom, lead through the first portion A of the device according to the invention, wherein it emits a part of the thermal energy.

Am Ende der Rohrleitungen 10 wird das Arbeitsmedium 14 in der Ableitung 13 gesammelt und zur erneuten Beladung zurück zur Wärmequelle geführt.At the end of the pipes 10 becomes the working medium 14 in the derivation 13 collected and led back to the heat source for reloading.

Das Fluid 15 strömt innerhalb des Gehäuses 1 ebenfalls im Kreislauf und passiert dabei zunächst den ersten Teilbereich A, wo durch den Kontakt mit den von dem Arbeitsmedium 14 aufgeheizten Rohrleitungen 10 ein Wärmeübergang vom wärmeren Arbeitsmedium 14 zum kälteren Fluid 15 statt findet. So aufgeheizt gelangt das Fluid 15 nach Durchströmen der freien Zone 7 in die Strömungskanäle 9 des Speichermediums 6. Auf diese Weise transportiert das Fluid 15 thermische Energie vom Arbeitsmedium 14 ins Innere des Speichermediums 6 und gibt diese beim Durchströmen der Strömungskanäle 9 an das Speichermedium 6 ab, das dabei nach und nach mit thermischer Energie beladen wird. Nach Austritt aus den Strömungskanälen 9 strömt das Fluid 15 über die freie Zone 8 zum ersten Teilbereich A zurück.The fluid 15 flows inside the housing 1 also in the circulation and initially passes the first portion A, where by the contact with the of the working medium 14 heated pipes 10 a heat transfer from the warmer working medium 14 to the colder fluid 15 takes place. So heated up, the fluid gets 15 after flowing through the free zone 7 into the flow channels 9 of the storage medium 6 , In this way, the fluid transports 15 thermal energy from the working medium 14 inside the storage medium 6 and gives them when flowing through the flow channels 9 to the storage medium 6 which is gradually charged with thermal energy. After exiting the flow channels 9 the fluid flows 15 over the free zone 8th back to the first subarea A.

Der Entladevorgang erfolgt auf umgekehrte Weise, wobei in den Kreislauf des Arbeitsmediums 14 ein Verbraucher zwischengeschaltet ist, beispielsweise eine Dampfturbine. Das im Kreislauf geführte Fluid 15 wird vom thermisch beladenen Speichermedium 6 aufgeheizt und transportiert die thermische Energie in den ersten Teilbereich A, wo ein Wärmeaustausch mit dem Arbeitsmedium 14 stattfindet. Das Arbeitsmedium 14 bringt dann die thermische Energie zur Verbrauchsstelle.The unloading process is carried out in the reverse manner, being in the circulation of the working medium 14 a consumer is interposed, for example a steam turbine. The circulated fluid 15 is from the thermally loaded storage medium 6 heats and transports the thermal energy in the first section A, where a heat exchange with the working fluid 14 takes place. The working medium 14 then brings the thermal energy to the point of consumption.

Dieses Grundprinzip liegt auch den nachfolgend unter den 2 bis 21 beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung zugrunde.This basic principle also lies below the 2 to 21 described embodiments of the invention based.

Die 2 bis 5 zeigen Ausführungsformen der Erfindung, bei denen das von einem Feststoffkörper gebildete Speichermedium 6 aus Formkörpern 16 besteht. Die 2 und 3 zeigen dabei Formkörper 16 in Form von Quadern, die beispielsweise aus zementgebundenen Materialien, Ton, Schamott, Keramik oder Salzen wie zum Beispiel NaCl oder KCl hergestellt sein können. Jeder Formkörper 16 ist in vertikaler Richtung von parallel zueinander verlaufenden Strömungskanälen 17 durchzogen, die im vorliegenden Fall kreisförmigen Querschnitt besitzen, zur Vergrößerung der Wärmeübergangsfläche jedoch auch anderen Querschnitt aufweisen oder mit in den Strömungskanal 17 überstehenden Stegen versehen sein können. Bei einem Speichermedium 6 aus Beton können die Strömungskanäle 9 beispielsweise einen Durchmesser von etwa 2 cm aufweisen. Benachbarte Strömungskanäle 9 können dabei im Dreieck im einheitlichen Abstand zwischen 3 cm und 20 cm, vorzugsweise zwischen 6 cm und 8 cm, angeordnet sein.The 2 to 5 show embodiments of the invention in which the storage medium formed by a solid body 6 from shaped bodies 16 consists. The 2 and 3 show moldings 16 in the form of cuboids, at For example, cement-bonded materials, clay, fireclay, ceramics or salts such as NaCl or KCl can be made. Every molding 16 is in the vertical direction of mutually parallel flow channels 17 traversed, which in the present case have circular cross-section, however, to increase the heat transfer surface also have other cross-section or with in the flow channel 17 can be provided projecting webs. For a storage medium 6 Concrete can be the flow channels 9 For example, have a diameter of about 2 cm. Neighboring flow channels 9 can be arranged in a triangle at a uniform distance between 3 cm and 20 cm, preferably between 6 cm and 8 cm.

Zur Herstellung des Speichermediums 6 ist eine Vielzahl von Formkörpern 16 lagenweise nebeneinander und übereinander zusammengefügt, wobei Formkörper 16 benachbarter Lagen mit Versatz der vertikalen Stoßfugen angeordnet sind. Dabei wird eine relative Lage der Formkörper 16 zueinander eingehalten, bei der die Strömungskanäle 17 benachbarter Formkörper 16 fluchten. Auf diese Weise bilden die Strömungskanäle 17 der einzelnen Formkörper 16 durchgehende Strömungsräume, die das Speichermedium 6 vollständig durchsetzen.For the production of the storage medium 6 is a variety of moldings 16 layer by layer side by side and superimposed together, wherein molded body 16 adjacent layers are arranged with offset of the vertical joints. In this case, a relative position of the shaped body 16 complied with each other, in which the flow channels 17 adjacent shaped body 16 aligned. In this way, the flow channels form 17 the individual molded body 16 continuous flow spaces that the storage medium 6 fully enforce.

Bei der in den 4 und 5 dargestellten Ausführungsform des Speichermediums 6 besitzen die einzelnen Formkörper 16 jeweils eine ausgeprägte Längserstreckungsrichtung, weisen also stab- oder riegelförmige Gestalt auf und können sowohl mit als auch ohne Strömungskanäle 17 hergestellt sein. Diese Formkörper 16 sind innerhalb des Speichermediums 6 in mehreren Lagen übereinander gestapelt, wobei die Formkörper 16 einer jeden Lage parallel und im Abstand zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise ergeben sich zwischen den einzelnen Formkörpern 16 einer Lage Strömungsspalte 18. Die Formkörper 16 zweiervertikal benachbarter Ebenen sind dabei über Kreuz gelegt, so dass auch die Strömungsspalte 18 von einer Ebene zur anderen sich kreuzen.In the in the 4 and 5 illustrated embodiment of the storage medium 6 own the individual moldings 16 each have a pronounced longitudinal direction, so have rod-shaped or bar-shaped and can both with and without flow channels 17 be prepared. These shaped bodies 16 are inside the storage medium 6 stacked in several layers, the moldings 16 each layer are arranged parallel and spaced from each other. In this way arise between the individual moldings 16 a layer of flow 18 , The moldings 16 two vertically adjacent planes are placed crosswise, so that the flow column 18 to cross each other from one level to another.

Der Strömungsraum eines von solchen Formkörpern 16 gebildeten Speichermediums 6 setzt sich zusammen aus einer Vielzahl parallel zueinander verlaufender Strömungsspalte 18, deren Längserstreckungsrichtung von einer Ebene zur nächsten wechselt, vorzugsweise um etwa 90°. Aufgrund der sich dabei ergebenden kreuzenden Anordnung entstehen vom Übergang einer Ebene zur nächsten punktuelle Durchtrittsöffnungen 19, die in die Strömungsspalte 18 der darauffolgenden Ebene münden. Die sich auf diese Weise ergebenden Strömungsräume bewirken eine von Ebene zu Ebene wechselnde Querverteilung des Fluids 15 in den einzelnen Strömungsspalten 18, was zu einer gleichmäßigen Beaufschlagung des Speichermediums 6 mit thermischer Energie insgesamt führt.The flow space of one of such moldings 16 formed storage medium 6 is composed of a plurality of mutually parallel flow gaps 18 whose longitudinal extension direction changes from one plane to the next, preferably by about 90 °. Due to the resulting intersecting arrangement arise from the transition from one level to the next punctual openings 19 entering the flow column 18 the next level. The flow spaces resulting in this way cause a transverse distribution of the fluid varying from level to level 15 in the individual flow columns 18 , resulting in a uniform admission of the storage medium 6 with total thermal energy leads.

Die 6 und 7 offenbaren eine Ausführungsform der Erfindung mit zylindrischem Gehäuse 1, das stirnseitig durch den Deckel 4 und Boden 5 verschlossen ist. Das Gehäuse 1 besitzt Kreisquerschnitt und kann beispielsweise aus einem Betonfertigteil bestehen.The 6 and 7 disclose an embodiment of the invention with a cylindrical housing 1 , the front side through the lid 4 and soil 5 is closed. The housing 1 has circular cross-section and can for example consist of a precast concrete part.

Im Gehäuseinneren dient ein einstückiger Feststoffkörper 20 als Speichermedium 6. Der Feststoffkörper 20 kann dabei vorgefertigt und im Zuge der Herstellung des Wärmespeichers als Fertigteil in das Gehäuse 1 eingesetzt werden. Alternativ ist auch eine Herstellung des Feststoffkörpers 20 vor Ort möglich, beispielsweise durch Betonieren.Inside the housing is a one-piece solid body 20 as a storage medium 6 , The solid body 20 can be prefabricated and in the course of the production of the heat storage as a finished part in the housing 1 be used. Alternatively, a preparation of the solid body 20 possible on site, for example by concreting.

Der Feststoffkörper 20 besitzt die Gestalt eines dickwandigen Hohlzylinders, wobei die Zylinderwand dem zweiten Teilbereich B und der von der Zylinderwand umschlossene Hohlraum entlang der Zylinderlängsachse dem ersten Teilbereich A entspricht. Durch Einhalten eines axialen Abstandes zum Deckel 4 und Boden 5 ergeben sich wiederum freie Zonen 7 und 8 innerhalb des Gehäuses 1.The solid body 20 has the shape of a thick-walled hollow cylinder, wherein the cylinder wall of the second portion B and the cavity enclosed by the cylinder wall along the cylinder longitudinal axis corresponds to the first portion A By maintaining an axial distance to the lid 4 and soil 5 turn, free zones arise 7 and 8th inside the case 1 ,

Zur Bildung des Strömungsraums weist der Feststoffkörper 20 eine Vielzahl von achsparallel verlaufenden Strömungskanälen 17 auf, die die freie Zone 7 mit der freien Zone 8 verbinden. Wie aus 7 ersichtlich, liegen die Strömungskanäle 17 strahlenförmig auf Umfangskreisen unterschiedlicher Radien. Daraus ergibt sich zum Inneren des Feststoffkörpers 20 hin eine auf den Querschnitt bezogene größere Dichte an Strömungskanälen 17, als dies im äußeren Umfangsbereich des Feststoffkörpers 20 der Fall ist. Ein solcher Feststoffkörper 20 erreicht daher im Inneren, dem ersten Teilbereich A zugewandten Bereich zuerst seine maximale Speicherkapazität. Will man eine über den Querschnitt des Feststoffkörpers einheitliche Beladung erzielen, so ist es denkbar, den Querschnitt oder die Anzahl bzw. die Dichte der Strömungskanäle 17 in den äußeren Umfangsbereichen zu vergrößern, um dort eine intensivere Durchströmung mit Fluid 15 zu erreichen. Bei einem Speichermedium 6 aus Beton können die Strömungskanäle 17 beispielsweise einen Durchmesser von etwa 2 cm aufweisen.For the formation of the flow space, the solid body 20 a plurality of axially parallel flow channels 17 on that the free zone 7 with the free zone 8th connect. How out 7 can be seen, are the flow channels 17 Radiant on circumference circles of different radii. This results in the interior of the solid body 20 towards a larger cross-sectional density of flow channels 17 than in the outer peripheral area of the solid body 20 the case is. Such a solid body 20 reaches therefore in the interior, the first portion A facing area first its maximum storage capacity. If it is desired to achieve a uniform charge over the cross section of the solid body, it is conceivable that the cross section or the number or the density of the flow channels 17 in the outer peripheral regions to increase, there to a more intense flow with fluid 15 to reach. For a storage medium 6 Concrete can be the flow channels 17 For example, have a diameter of about 2 cm.

Eine andere nicht dargestellte Anordnung der Strömungskanäle 17 sieht vor die auf zwei benachbarten Umfangskreisen angeordneten Strömungskanäle 17 mit einem Winkelversatz zueinander anzuordnen, so dass ein Strömungskanal 17 des ersten Umfangskreis in radialer Richtung mittig zwischen zwei Strömungskanälen 17 des zweiten Umfangskreis liegt. Daraus ergibt sich eine im Querschnitt jeweils dreieckförmige Anordnung der Strömungskanäle 17 mit einheitlichen Abständen, die im Falle von Beton als Material für das Speichermedium 6 beispielsweise zwischen 3 cm und 20 cm, vorzugsweise zwischen 6 cm und 8 cm, liegen können.Another arrangement, not shown, of the flow channels 17 looks in front of the arranged on two adjacent circumferential circuits flow channels 17 with an angular offset to each other, so that a flow channel 17 of the first circumferential circle in the radial direction in the middle between two flow channels 17 the second circumferential circle lies. This results in a cross-sectional respectively triangular arrangement of the flow channels 17 with uniform intervals in the Trap of concrete as material for the storage medium 6 For example, between 3 cm and 20 cm, preferably between 6 cm and 8 cm, can lie.

Der sich entlang der Zylinderlängsachse erstreckende erste Teilbereich A ist von achsparallelen Rohrleitungen 10 durchzogen, in denen das Arbeitsmedium 14 den Teilbereich A mehrmals durchströmt. Beschickt werden die Rohrleitungen 10 über die gemeinsame Zuleitung 12. Die Rückführung des Arbeitsmediums 14 zu einer Wärmequelle oder einem Wärmeverbraucher erfolgt über die Ableitung 13, die bei dieser Ausführungsform der Erfindung auf der gleichen Seite des Speichermediums 6 angeordnet ist wie die Zuleitung 12. So kann das Rohrleitungssystem 11 bei abgenommenem Deckel 4 mit dem von den Rohren 10 gebildeten Teil von dieser Seite in den ersten Teilbereich A axial eingeführt werden, wodurch sich Montage und Demontage der Vorrichtung ganz wesentlich vereinfachen. Die Funktionsweise der in den 6 und 7 dargestellten Ausführungsform entspricht ansonsten der unter 1 beschriebenen.The extending along the cylinder longitudinal axis first portion A is of axially parallel pipes 10 permeated, in which the working medium 14 flows through the portion A several times. The pipes are loaded 10 via the common supply line 12 , The return of the working medium 14 to a heat source or a heat consumer via the derivative 13 in this embodiment of the invention on the same side of the storage medium 6 is arranged like the supply line 12 , So can the piping system 11 with the lid removed 4 with that of the pipes 10 formed part of this page are introduced axially into the first portion A, thereby simplifying assembly and disassembly of the device quite significantly. The functioning of the in the 6 and 7 illustrated embodiment otherwise corresponds to the 1 described.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in 8 dargestellt. Diese besitzt ein quaderförmiges Gehäuse 1, dessen Außenseite von einer in 8 lediglich partiell angedeuteten Wärmedämmung 21 umgeben ist. Um den inneren Aufbau der Vorrichtung besser darzustellen, ist eine transparente und teilweise aufgebrochene Darstellungsart gewählt.Another embodiment of the invention is in 8th shown. This has a cuboid housing 1 whose outside is of an in 8th only partially indicated thermal insulation 21 is surrounded. In order to better illustrate the internal structure of the device, a transparent and partially broken representation is selected.

Das Innere des Gehäuses 1 ist wiederum in einen ersten sich in einer Ebene erstreckenden Teilbereich A und zweiten Teilbereich B gegliedert. Der zweite Teilbereich B ist von zwei plattenförmigen monolithischen Feststoffkörpern 20 gebildet ist, die sich planparallel im seitlichen Abstand gegenüber liegen und den ersten Teilbereich A sandwichartig einschließen. Die obere Stirnseite 22 und untere Stirnseite 23 des Feststoffkörpers 20 verlaufen jedoch nicht parallel zum Deckel 4 bzw. Boden 5 des Gehäuses 1, sondern bilden eine Schräge, wobei der axiale Abstand zum Gehäuse 1 in Richtung zur Mittelebene zunimmt. Auf diese Weise ergeben sich freie Zonen 7 und 8, die einen dreieckförmigen Querschnitt besitzen. Diese Ausführungsform trägt der Tatsache Rechnung, dass der Fluidstrom 15 volumenmäßig zu den Gehäuseseiten 2 und 3 hin geringer wird und durch Verkleinerung der Fließquerschnitte eine gleichmäßige Durchströmung erzeugt wird. Die beiden Feststoffkörper 20 sind wiederum von einer Vielzahl achsparalleler Strömungskanäle 9 durchzogen, die mit ihren Enden in die freie Zone 7 bzw. freie Zone 8 münden. Bei einem Speichermedium 6 aus Beton können die Strömungskanäle 9 beispielsweise einen Durchmesser von etwa 2 cm aufweisen. Benachbarte Strömungskanäle 9 können dabei im Dreieck im einheitlichen Abstand zwischen 3 cm und 20 cm, vorzugsweise zwischen 6 cm und 8 cm, angeordnet sein.The interior of the housing 1 is in turn divided into a first extending in a plane portion A and second portion B. The second portion B is of two plate-shaped monolithic solid bodies 20 is formed, which lie plane-parallel in the lateral distance and include the first portion A sandwiched. The upper front side 22 and lower end 23 of the solid body 20 but do not run parallel to the lid 4 or soil 5 of the housing 1 but form a slope, with the axial distance to the housing 1 increasing towards the mid-plane. In this way, free zones arise 7 and 8th which have a triangular cross-section. This embodiment takes into account the fact that the fluid flow 15 in terms of volume to the housing sides 2 and 3 decreases and is produced by reducing the flow cross-sections, a uniform flow. The two solid bodies 20 are in turn of a variety of axially parallel flow channels 9 traversed, with their ends in the open zone 7 or free zone 8th lead. For a storage medium 6 Concrete can be the flow channels 9 For example, have a diameter of about 2 cm. Neighboring flow channels 9 can be arranged in a triangle at a uniform distance between 3 cm and 20 cm, preferably between 6 cm and 8 cm.

Die Feststoffkörper 20 können alternativ zu einer monolithischen Ausbildung auch von Formkörpern 16 gebildet sein, wie sie beispielsweise unter den 2 bis 5 bereits beschrieben worden sind.The solid bodies 20 may alternatively to a monolithic training of moldings 16 be formed, as for example under the 2 to 5 have already been described.

Der Raum zwischen Feststoffkörpern 20 entspricht dem ersten Teilbereich A. Dort sieht man eine Zuleitung 12, die in eine in horizontalen Schleifen gelegte Rohrleitung 10 übergeht und die als Ableitung 13 aus dem Gehäuse 1 führt. Die horizontalen Abschnitte der Rohrleitung 10 besitzen den Außenumfang umlaufende Rippen 24, um durch Vergrößerung der Kontaktfläche mit dem Fluid 15 einen besseren Wärmeaustausch zu ermöglichen.The space between solids 20 corresponds to the first subarea A. There you see a supply line 12 placed in a pipeline laid in horizontal loops 10 passes and that as derivative 13 out of the case 1 leads. The horizontal sections of the pipeline 10 have the outer circumference circumferential ribs 24 to increase the contact area with the fluid 15 to allow a better heat exchange.

Auch bei der in 8 dargestellten Vorrichtung ist das unter 1 beschriebene Funktionsprinzip verwirklicht.Also at the in 8th The device shown is the under 1 realized functional principle realized.

Die in 9 gezeigte Ausführungsform der Erfindung entspricht in großen Teilen der unter 8 beschriebenen, so dass das dort Gesagte gilt. Wesentliche Unterschiede ergeben sich aus der aufgelösten Bauweise des Speichermediums 6. Das Speichermedium 6 besteht aus plattenförmigen Formkörpern 16 geringer Dicke, die im zweiten Teilbereich B planparallel und im Abstand zueinander angeordnet sind. Die Strömungsräume für das Fluid 15 sind durch den lichten Abstand der Formkörper 16 gebildet, das heißt das Fluid 15 durchströmt das Speichermedium 6 zwischen den plattenförmigen Formkörpern 16. Bei Formkörpern 16 aus Beton kann die Plattendicke beispielsweise zwischen 2 cm und 10 cm, vorzugsweise zwischen 3 cm und 5 cm, liegen und der gegenseitige Abstand der plattenförmigen Formkörper 16 zwischen 1 cm und 2 cm.In the 9 embodiment of the invention shown corresponds in large parts of the 8th described, so that what is said there applies. Significant differences arise from the resolved design of the storage medium 6 , The storage medium 6 consists of plate-shaped moldings 16 small thickness, which are arranged plane-parallel and spaced apart in the second portion B. The flow spaces for the fluid 15 are by the clearance of the moldings 16 formed, that is, the fluid 15 flows through the storage medium 6 between the plate-shaped moldings 16 , For moldings 16 made of concrete, the plate thickness, for example, between 2 cm and 10 cm, preferably between 3 cm and 5 cm, and the mutual distance of the plate-shaped moldings 16 between 1 cm and 2 cm.

Ein weiterer Unterschied betrifft den ersten Teilbereich A. Das dort verlaufende Rohrleitungssystem 11 umfasst mehrere, in vorbestimmtem Abstand achsparallel zueinander angeordnete Rohrleitungen 10, die an ihrem einen Ende über die gemeinsame als Verteiler wirkende Zuleitung 12 mit dem Arbeitsmedium 14 versorgt werden und am gegenüberliegenden Ende in die als Sammler fungierende Ableitung 13 münden. Jede Rohrleitung 10 besitzt mehrere Längsrippen 25, die vorzugsweise in gleichmäßigen Winkelabständen axial entlang des Umfangs der Rohrleitungen 10 verlaufen.Another difference concerns the first subarea A. The piping system running there 11 comprises a plurality of pipes arranged at a predetermined distance axially parallel to one another 10 , which at one end over the common acting as a distributor supply line 12 with the working medium 14 be supplied and at the opposite end in the acting as a collector derivative 13 lead. Every pipeline 10 has several longitudinal ribs 25 preferably at uniform angular intervals axially along the circumference of the pipelines 10 run.

10 gibt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform wieder, bei der das Gehäuse 1 und das Speichermedium 6 zylindrische Gestalt ähnlich der Ausführungsformen gemäß 6 und 7 oder aber auch einen sandwichartigen Aufbau entsprechend der Ausführungsformen gemäß 8 und 9 besitzen kann. Die Besonderheit dieser Ausführungsform besteht darin, dass der zweite Teilabschnitt B begrenzt ist von inneren Wänden 26 und den Seiten 2, 3. In dem Raum zwischen den Wänden 26 und den Seiten 2 und 3 ragen in horizontal verlaufenden, axial gestaffelten Ebenen ringscheibenförmige bzw. plattenförmige Formkörper 16, die in vertikaler Richtung wechselweise an den inneren Wänden 26 bzw. den Seiten 2 und 3 befestigt sind, und zwar derart, dass die an der inneren Wand 26 befestigten Formkörper 16 kammartig unter Einhaltung eines allseitigen Abstandes in die Zwischenräume zwischen den Formkörpern 16 der Seiten 2 und 3 hinein ragen. Durch Einhaltung eines lichten Abstandes sowohl in vertikaler Richtung zu benachbarten Formkörpern 16 als auch in dazu lotrechter Richtung zur inneren Wand 26 bzw. zu den Seiten 2 und 3 ergibt sich ein mäandrierender Strömungsraum, den das Fluid 15 bei der Be- bzw. Entladung des Speichermediums 6 durchströmt. Das Rohrleitungssystem 11 entspricht im Falle einer zylindrischen Vorrichtung dem unter den 6 und 7 beschriebenen, so dass auf den dortigen Teil der Beschreibung verwiesen wird. Im Falle einer sandwichförmigen Konstruktionsweise kann auch ein Rohrleitungssystem gemäß der 8 und 9 Verwendung finden. 10 is a longitudinal section through an embodiment of the invention again, in which the housing 1 and the storage medium 6 cylindrical shape similar to the embodiments according to 6 and 7 or also a sandwich-type construction according to the embodiments according to 8th and 9 can own. The peculiarity of this embodiment is that the second section B is bounded by inner walls 26 and the pages 2 . 3 , In the space between the walls 26 and the pages 2 and 3 protrude in horizontally extending, axially staggered planes annular disk-shaped or plate-shaped moldings 16 , alternately on the inner walls in the vertical direction 26 or the pages 2 and 3 are fixed, in such a way that on the inner wall 26 attached moldings 16 comb-like while maintaining an all-round distance in the spaces between the moldings 16 the pages 2 and 3 protrude into it. By maintaining a clear distance both in the vertical direction to adjacent moldings 16 as well as in perpendicular direction to the inner wall 26 or to the sides 2 and 3 This results in a meandering flow space, the fluid 15 when loading or unloading the storage medium 6 flows through. The piping system 11 corresponds in the case of a cylindrical device under the 6 and 7 so that reference is made to the local part of the description. In the case of a sandwich construction, a piping system according to the 8th and 9 Find use.

Während bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung das Speichermedium 6 von einem insgesamt starren Körper gebildet ist, offenbart 11 eine Ausführungsform, bei der Schüttgut 27 zur Speicherung der thermischen Energie Verwendung findet. Zu diesem Zweck verlaufen Körbe 28 entlang der Seiten 2 und 3 und bilden auf diese Weise den zweiten Teilbereich B. Die Unterseite 29 und Oberseite 30 der Körbe 28 verlaufen zur Mitte hin mit zunehmendem Abstand zum Deckel 4 bzw. Boden 5, wodurch die freien Zonen 7 und 8 entstehen. Die Unterseite 29 ist mit einer Vielzahl von Öffnungen versehen, die den Ein- bzw. Austritt des Fluids 15 ermöglichen. Die Oberseite 30 kann entsprechend ausgebildet sein oder aber auch offen bleiben. Die Körbe 28 sind jeweils mit Schüttgut 27 befüllt, das vielfältiger Natur sein kann. Beispielsweise kommen mineralische oder metallische Materialien in Frage. Die miteinander kommunizierenden Hohlräume zwischen den einzelnen Schüttgutelementen ergeben einen zusammenhängenden Strömungsraum, den das Fluid 15 zur Durchströmung nutzt.While in the previously described embodiments of the invention, the storage medium 6 formed by an overall rigid body disclosed 11 an embodiment in which bulk material 27 for storing the thermal energy is used. For this purpose baskets run 28 along the sides 2 and 3 and thus form the second subarea B. The underside 29 and top 30 the baskets 28 Run towards the center with increasing distance to the lid 4 or soil 5 , causing the free zones 7 and 8th arise. The bottom 29 is provided with a plurality of openings which the inlet and outlet of the fluid 15 enable. The top 30 may be trained or remain open. The baskets 28 are each with bulk material 27 filled, which can be diverse nature. For example, come mineral or metallic materials in question. The communicating cavities between the individual bulk material elements result in a coherent flow space, the fluid 15 uses for flow.

Zur Bildung des ersten Teilbereichs A halten die Körbe 28 einen gegenseitigen Abstand ein, welcher von dem Rohrleitungssystem 11 durchsetzt ist. Zur Verbesserung des Wärmeübergangs von der Rohrleitung 10 des Rohrleistungssystems 11 auf das Fluid 15 weist die Rohrleitung 10 eine Vielzahl den Rohrumfang umlaufender Rippen 31 auf.To form the first portion A hold the baskets 28 a mutual distance, which of the piping system 11 is interspersed. To improve the heat transfer from the pipeline 10 of the pipe power system 11 on the fluid 15 points the pipeline 10 a variety of tube circumference circumferential ribs 31 on.

Ein im Hinblick auf die Wärmeverteilung im Speichermedium 6 besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeigt 12 in schematischer Darstellung. Das im zweiten Teilbereich B angeordnete Speichermedium 6 wird von hohlplattenförmigen oder hohlzylindrischen Behältnissen 33 gebildet, beispielsweise von stirnseitig verschlossenen Rohren. Die Behältnisse 33 sind vorteilhafterweise dünnwandig ausgebildet und bestehen aus einem thermisch gut leitenden Material wie zum Beispiel Metall und sind mit einem bei Betriebstemperatur flüssigen Stoff wie zum Beispiel Schwefel, Flüssigsalz oder Thermoöl befüllt. Der Strömungsraum ergibt sich aus den Abständen der Behältnisse 33 untereinander. Das Gehäuse 1 mit dem ersten Teilbereich A und den Zonen 7 und 8 sowie dem Rohrleitungssystem 11 entspricht weitestgehend dem unter 1 Gesagten, so dass auf diesen Teil der Beschreibung Bezug genommen wird.A with regard to the heat distribution in the storage medium 6 particularly advantageous embodiment of the invention shows 12 in a schematic representation. The arranged in the second portion B storage medium 6 is made of hollow plate-shaped or hollow cylindrical containers 33 formed, for example, from the front side sealed tubes. The containers 33 are advantageously formed thin-walled and consist of a thermally highly conductive material such as metal and are filled with a liquid at operating temperature material such as sulfur, molten salt or thermal oil. The flow space results from the distances of the containers 33 among themselves. The housing 1 with the first subarea A and the zones 7 and 8th as well as the piping system 11 largely corresponds to the under 1 What is said so that reference is made to this part of the description.

Bei einem auf diese Weise gebildeten Speichermedium 6 besteht der weitaus größte Volumenanteil aus Flüssigkeit, so dass die Wärmeverteilung innerhalb des Speichermediums 6 durch Konvektion erfolgen kann, was durch die Pfeile 34 angedeutet ist. Eine solche Ausführungsform der Erfindung kann daher sehr schnell die gespeicherte Energie zur Verfügung stellen bzw. damit beladen werden.In a storage medium formed in this way 6 By far the largest volume fraction consists of liquid, so that the heat distribution within the storage medium 6 by convection can be done, what by the arrows 34 is indicated. Such an embodiment of the invention can therefore provide the stored energy very quickly or be loaded therewith.

Die 13, 14 und 15 betreffen Maßnahmen zur Regelung und Steuerung der Fluidströmung 15 innerhalb des Gehäuses 1. Im Idealfall setzt durch geeignete konstruktive Ausbildung der Teilbereiche A und B eine natürliche Konvektion des Fluids 15 ein.The 13 . 14 and 15 concern measures to control and control the fluid flow 15 inside the case 1 , Ideally, by appropriate structural design of the sections A and B, a natural convection of the fluid 15 one.

Falls die natürliche Konvektion als treibende Kraft für die Kreislaufströmung nicht ausreicht, sieht die Ausführungsform gemäß 13 vor, die Druckverhältnisse innerhalb des Gehäuses 1 durch ein oder mehrere Saug- und/oder Druckgebläse 35 zu beeinflussen. Diese können innerhalb der freien Zone 7 und/oder 8 angeordnet sein oder es münden Saug- bzw. Druckleitungen in diese Bereiche. 13 zeigt diese Maßnahme in Verbindung mit einer Ausführungsform gemäß 1, was jedoch nicht ausschließt, dass Saug- und/oder Druckgebläse 35 auch in Kombination mit den übrigen Ausführungsformen eingesetzt werden können.If natural convection is not sufficient as a driving force for the circulation flow, the embodiment according to FIG 13 before, the pressure conditions within the housing 1 by one or more suction and / or pressure blower 35 to influence. These can be within the free zone 7 and or 8th be arranged or open suction or discharge lines in these areas. 13 shows this measure in connection with an embodiment according to 1 , which does not exclude that suction and / or pressure blower 35 can also be used in combination with the other embodiments.

Die 14 und 15 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung im Längs- und Querschnitt, bei der das Fluid 15 zum Be- und Entladen konzentriert in beliebige Teilbereiche des Speichermediums 6 geleitet werden, während der Restbereich inaktiv ist. Zu diesem Zweck ist eine blendenartige Ringscheibe 36 mit sektorförmiger Öffnung 37 (15) vorgesehen, die die Oberseite oder Unterseite des Speichermediums 6 bedeckt. Durch eine drehbare Lagerung der Ringscheibe 36 ist es möglich, die Öffnung 37 zu verstellen, so dass eine Fluidströmung 15 immer nur in dem von der Öffnung 37 freigegebenen Teilbereich des Speichermediums 6 in Gang kommt, mit dem Ergebnis einer partiellen Be- bzw. Entladung. Durch langsames kontinuierliches oder schrittweises Drehen der Ringscheibe 36 wird auf diese Weise das Speichermedium 6 nach und nach befüllt bzw. entladen, und zwar jeweils mit der maximal möglichen Wärmemenge.The 14 and 15 show an embodiment of the invention in the longitudinal and cross-section, in which the fluid 15 For loading and unloading concentrated in any part of the storage medium 6 while the rest area is inactive. For this purpose, a dazzling annular disc 36 with sector-shaped opening 37 ( 15 ), which is the top or bottom of the storage medium 6 covered. By a rotatable mounting of the annular disc 36 is it possible the opening 37 to adjust, leaving a fluid flow 15 only in the one from the opening 37 shared part of the storage medium 6 gets underway, with the result of a partial loading or unloading. By slow continuous or stepwise rotation of the annular disc 36 in this way becomes the storage medium 6 gradually filled or discharged, each with the maximum possible amount of heat.

Die 14 und 15 zeigen eine Umsetzung dieses Gedankens in Verbindung mit einem zylindrischen Gehäuse 1 und einer rotierenden Ringscheibe 36. Ebenso könnte bei sandwichartig ausgebildeten Ausführungsformen der Erfindung ein linear verschiebliches Element mit Öffnung zum Einsatz kommen.The 14 and 15 show an implementation of this idea in conjunction with a cylindrical housing 1 and a rotating annular disc 36 , Likewise, in sandwiched embodiments of the invention, a linearly displaceable element with an opening could be used.

Die 16a und b zeigen eine Ausführungsform der Erfindung mit zwei getrennten Wärmekreisläufen für das Arbeitsmedium 14. Man sieht ein erstes Rohrleitungssystem 11', das das mit thermischer Energie beladene Arbeitsmedium 14 zum Speichermedium 6 leitet. Dort findet ein Wärmeaustausch mit dem Fluid 15 statt, das wiederum das Speichermedium 6 belädt. Dieser Betriebszustand ist in 16a dargestellt.The 16a and Figure b shows an embodiment of the invention with two separate heat circulations for the working fluid 14 , You can see a first piping system 11 ' , which is the working medium charged with thermal energy 14 to the storage medium 6 passes. There is a heat exchange with the fluid 15 instead, that in turn is the storage medium 6 loads. This operating state is in 16a shown.

16b gibt den Betriebszustand des Entladens wieder, wozu ein zweites Rohrleitungssystem 11'' mit einem Arbeitsmedium 14' befüllt ist, das sich in seiner Art vom Arbeitsmedium 14 des Beladekreislaufs unterscheiden kann. Beim Entladen des Speichers wird die im Speichermedium 6 vorhandene thermische Energie über das Fluid 15 an das Rohrleitungssystem 11'' und damit das Arbeitsmedium 14' gegeben. 16b indicates the operating state of the discharge, including a second piping system 11 '' with a working medium 14 ' filled, in its kind of working medium 14 of the loading cycle can differ. When unloading the memory is in the storage medium 6 existing thermal energy through the fluid 15 to the piping system 11 '' and thus the working medium 14 ' given.

Aus den 17a und b geht hervor, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung auch direkt mit thermischer Energie be- bzw. entladen werden kann. 17a zeigt den Beladekreislauf, bei dem ein thermisch energiereiches Fluid 15' direkt und ohne Zwischenschaltung eines Rohrleitungssystems bzw. Arbeitsmediums zum Speichermedium 6 geführt wird. Das Fluid 15' besteht beispielsweise aus den Abgasen eines Verbrennungsprozesses oder der Flüssigkeit eines Kühlkreislaufs, deren Restwärme zum Aufheizen des Speichermediums 6 genutzt werden kann. Das Fluid 15' kann auch direkt in einer thermischen Anlage wie zum Beispiel einem Sonnenkollektor erhitzt werden.From the 17a and b shows that a device according to the invention can also be charged or discharged directly with thermal energy. 17a shows the Beladekreislauf, in which a thermally energetic fluid 15 ' directly and without the interposition of a piping system or working medium to the storage medium 6 to be led. The fluid 15 ' consists for example of the exhaust gases of a combustion process or the liquid of a cooling circuit, the residual heat for heating the storage medium 6 can be used. The fluid 15 ' can also be heated directly in a thermal plant such as a solar panel.

Wie die in 22 dargestellte Variante zeigt kann das Fluid 15' auch durch Wärmetausch mit einem in einem primären Wärmekreislauf geführten Arbeitsmedium 14 aufgeheizt werden. Dazu wird das Fluid 15' im Gegenstrom zum Wärmeträgermedium geführt, beispielsweise durch einen Rohr-in-Rohr-Abschnitt als Wärmetauscher 41. Als Wärmequelle im primären Wärmekreislauf kann zum Beispiel ein Sonnenkollektor 42 dienen. Das im Wärmetauscher erhitzte Fluid 15' wird dann in einem weiteren Wärmekreislauf direkt dem Speichermedium 6 aufgegeben.Like the in 22 shown variant shows the fluid 15 ' also by heat exchange with a guided in a primary heat cycle working medium 14 be heated. This is the fluid 15 ' passed in countercurrent to the heat transfer medium, for example by a pipe-in-pipe section as a heat exchanger 41 , As a heat source in the primary heat cycle, for example, a solar collector 42 serve. The fluid heated in the heat exchanger 15 ' is then in a further heat cycle directly to the storage medium 6 given up.

In 17b ist der Entladevorgang eines solchen Wärmespeichers dargestellt, bei dem das Fluid 15' dazu genutzt wird, die thermische Energie aus dem Speichermedium 6 in das Rohrleitungssystem 11 zur weiteren Verwendung einzuleiten.In 17b the discharge of such a heat storage is shown, in which the fluid 15 ' It uses the thermal energy from the storage medium 6 into the piping system 11 for further use.

Die direkte Einleitung eines Fluids in eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch mit den bereits zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung kombiniert werden, das heißt, das Speichermedium 6 wird in diesen Fällen nicht nur von dem direkt eingeleiteten Fluid 15' mit Wärme beladen, sondern auch über ein Rohrleitungssystem 11, das ein entsprechend heißes Arbeitsmedium 14 führt.The direct introduction of a fluid into a device according to the invention can also be combined with the previously described embodiments of the invention, that is, the storage medium 6 In these cases, it is not just the fluid that has been introduced directly 15 ' loaded with heat, but also via a piping system 11 , which is a correspondingly hot working medium 14 leads.

Die 18 bis 21 zeigen Anlagen, die aus zwei oder mehr der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtungen zusammengesetzt sind. 18 offenbart dabei eine Anordnung zweier erfindungsgemäßer Vorrichtungen, die von dem Arbeitsmedium 14 nacheinander durchflossen werden. Dies wird erreicht, indem der Ablauf 13 der zunächst durchflossenen Vorrichtung in den Zulauf 12 der nachfolgenden Vorrichtung mündet. Bei einer solchen Anordnung werden die zuerst durchströmten einzelnen Vorrichtungen zuerst mit der vollen thermischen Energie beladen, so dass dort zu einem verhältnismäßig frühen Zeitpunkt die maximale Temperatur erreicht wird und daher auch entsprechend früh wieder abgerufen werden kann.The 18 to 21 show plants which are composed of two or more of the inventive devices described above. 18 discloses an arrangement of two devices according to the invention, of the working medium 14 be flowed through in succession. This is achieved by the process 13 the initially flowed through device in the inlet 12 the subsequent device opens. In such an arrangement, the first through-flow of individual devices are first loaded with the full thermal energy, so that there at a relatively early time, the maximum temperature is reached and therefore can be retrieved correspondingly early again.

Davon unterscheiden sich die in den 19 und 20 dargestellten Ausführungsformen durch eine Parallelschaltung der einzelnen erfindungsgemäßen Vorrichtungen, die über eine gemeinsame, als Verteiler wirkende Zuleitung 12 mit Arbeitsmedium 14 versorgt werden. Von der Zuleitung 12 zweigen jeweils Rohrleitungen 10 in den ersten Teilbereich A einer jeden Vorrichtung ab. Auf der gegenüberliegenden Seite des Arbeitsmediums 6 münden die Rohrleitungen 10 in eine gemeinsame, als Sammelleitung wirkende Ableitung 13. Während in 19 die Zuleitung 12 und Ableitung 13 innerhalb des Gehäuses 1 verlaufen, zeigt 20 eine Ausführungsform, bei der die Zuleitung 12 und Ableitung 13 außerhalb des Gehäuses 1 geführt sind.Of these, the differences in the 19 and 20 illustrated embodiments by a parallel connection of the individual devices according to the invention, via a common, acting as a distributor supply line 12 with working medium 14 be supplied. From the supply line 12 each branch pipes 10 into the first subarea A of each device. On the opposite side of the working medium 6 the pipes open 10 in a common, acting as a manifold derivation 13 , While in 19 the supply line 12 and derivative 13 inside the case 1 run, shows 20 an embodiment in which the supply line 12 and derivative 13 outside the case 1 are guided.

In 21 ist eine zellenartig aufgebaute Anlage zu sehen, wobei die Zellen jeweils von einer unter den 1 bis 17 beschriebenen Vorrichtung gebildet sind, die zur Bildung der Anlage in Reihen dicht nebeneinander angeordnet sind. Über großvolumige Verteilerleitungen 38, von denen aus Zuleitungen 12 zu den einzelnen ersten Teilbereichen A führen, werden die Zellen in der zuvor beschriebenen Art und Weise mit thermischer Energie beschickt und beladen. Über die Ableitungen 13 und die Sammelleitungen 39 wird das Arbeitsmedium 14 wieder zurück geführt. Auf diese Weise ergibt sich eine Parallelschaltung aller an dieselbe Verteilerleitung 38 bzw. Sammelleitung 39 angeschlossenen Zellen.In 21 is a cell-like structure to see, with the cells of each one of the 1 to 17 described apparatus are formed, which are arranged to form the system in rows next to each other. About large-volume distribution lines 38 , from which supply lines 12 lead to the individual first sections A, who which charges and charges the cells with thermal energy in the manner previously described. About the derivatives 13 and the manifolds 39 becomes the working medium 14 led back again. In this way results in a parallel connection all to the same distribution line 38 or manifold 39 connected cells.

Auch eine kombinierte Reihen-/Parallelschaltung der Zellen ist möglich, beispielsweise indem das Arbeitsmedium 14 einer Sammelleitung 39 in eine Verteilerleitung 38 eingeleitet wird. Diese Variante wird durch die in 21 strichlierte Linie 40 angedeutet.A combined series / parallel connection of the cells is possible, for example by the working medium 14 a manifold 39 into a distribution line 38 is initiated. This variant is determined by the in 21 dashed line 40 indicated.

Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die konkreten Merkmalskombinationen der einzelnen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern auch Kombinationen von in unterschiedlichen Ausführungsformen offenbarten Merkmalen mit umfasst, sofern sie an den Sinn und Zweck der Erfindung anschließen.It It is understood that the invention is not limited to the specific feature combinations the individual embodiments limited is, but also combinations of in different embodiments disclosed features, provided they are to the purpose connect the invention.

Claims (36)

Vorrichtung zum Zwischenspeichern thermischer Energie – mit einem ersten Teilbereich (A), der von mindestens einem Rohrleitungssystem (11, 11') durchzogen ist, in dem ein Arbeitsmedium (14, 14') zur Zu- und Abführung der thermischen Energie strömt, – mit einem zweiten Teilbereich (B), in dem ein thermisch be- und entladbares Speichermedium (6) angeordnet ist und – mit einem Fluid (15) das zur Übertragung der thermischen Energie zwischen Rohrleitungssystem (11, 11') und Speichermedium (6) während des Be- bzw. Entladens des Speichermediums (6) den ersten Teilbereich (A) und den zweiten Teilbereich (B) der Vorrichtung durchströmt, – wobei das Speichermedium (6) Strömungsräume (9, 17, 18) zur Durchleitung des Fluids (15) aufweist.Device for buffering thermal energy - having a first portion (A) of at least one piping system ( 11 . 11 ' ), in which a working medium ( 14 . 14 ' ) flows to the supply and removal of the thermal energy, - with a second portion (B), in which a thermally loading and unloading storage medium ( 6 ) and - with a fluid ( 15 ) for the transmission of thermal energy between piping system ( 11 . 11 ' ) and storage medium ( 6 ) during loading or unloading of the storage medium ( 6 ) flows through the first portion (A) and the second portion (B) of the device, - wherein the storage medium ( 6 ) Flow spaces ( 9 . 17 . 18 ) for the passage of the fluid ( 15 ) having. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich (A) und der zweite Teilbereich (B) innerhalb der Vorrichtung unmittelbar benachbart zueinander angeordnet sind.Device according to claim 1, characterized in that that the first portion (A) and the second portion (B) within the device are arranged immediately adjacent to each other. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich (A) entlang einer Achse angeordnet ist und über seinen Umfang vom zweiten Teilbereich (B) umschlossen ist.Device according to Claim 1 or 2, characterized the first subarea (A) is arranged along an axis and over its circumference is enclosed by the second portion (B). Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich (A) entlang einer Ebene angeordnet ist und der zweite Teilbereich (B) im wesentlichen planparallel entlang einer Seite des ersten Teilbereichs (A), vorzugsweise entlang beider Seiten des ersten Teilbereichs (A) angeordnet ist.Device according to Claim 1 or 2, characterized the first subarea (A) is arranged along a plane and the second portion (B) substantially plane-parallel along one side of the first portion (A), preferably along both Pages of the first portion (A) is arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die die Strömungsräume (9, 17, 18) begrenzenden Flächen Rippen (24, 31) oder Profilierungen zur Verbesserung des Wärmeübergangs aufweisen.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the flow spaces ( 9 . 17 . 18 ) bounding surfaces ribs ( 24 . 31 ) or profilings to improve the heat transfer. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichermedium (6) von mindestens einem Körper mit fester Außenfläche gebildet ist.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the storage medium ( 6 ) is formed by at least one body with a fixed outer surface. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper als einstückiger Feststoffkörper (20) ausgebildet ist und die Strömungsräume von Strömungskanälen (9) oder Strömungsschlitzen im Feststoffkörper (20) gebildet sind.Apparatus according to claim 6, characterized in that the body as a one-piece solid body ( 20 ) is formed and the flow spaces of flow channels ( 9 ) or flow slots in the solid body ( 20 ) are formed. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper von einer Vielzahl aneinandergereihter Formkörper (16) mit Strömungskanälen (17) gebildet ist, und die Strömungskanäle (17) der einzelnen Formkörper (16) zusammengesetzt die Strömungsräume ergeben.Apparatus according to claim 6, characterized in that the body of a plurality of juxtaposed molded body ( 16 ) with flow channels ( 17 ) is formed, and the flow channels ( 17 ) of the individual shaped bodies ( 16 ) resulting in the flow spaces. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper von einer Vielzahl von Formkörpern (16) gebildet ist, die durch Anordnung in gegenseitigem Abstand Strömungsspalte (18) bilden, die zusammengesetzt den Strömungsraum ergeben.Apparatus according to claim 6 or 8, characterized in that the body of a plurality of moldings ( 16 ) formed by arrangement at a mutual distance flow gaps ( 18 ), which together make up the flow space. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsräume einen mäandrierenden Verlauf aufweisen.Device according to claim 9, characterized in that that the flow spaces one meandering Have history. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkörper (16) eine ausgeprägte Längserstreckungsrichtung besitzen und lagenweise unter Bildung von Strömungsspalten (18) in seitlichem Abstand zueinander angeordnet sind, wobei die Formkörper (16) benachbarter Ebenen über Kreuz gelegt sind.Device according to claim 9, characterized in that the shaped bodies ( 16 ) have a pronounced longitudinal direction and in layers to form flow gaps ( 18 ) are arranged at a lateral distance from one another, wherein the shaped bodies ( 16 ) of adjacent levels are crossed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Körper aus Beton, Schamott, Gestein, Keramik oder einem festen Salz besteht.Device according to one of claims 6 to 11, characterized that the body concrete, fireclay, stone, ceramics or a solid salt. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper von Schüttgut (27) gebildet ist und die Zwischenräume im Schüttgut (27) die Strömungsräume bilden.Apparatus according to claim 6, characterized in that the body of bulk material ( 27 ) is formed and the spaces in the bulk material ( 27 ) form the flow spaces. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Schüttgut (27) aus mineralischem Material besteht.Apparatus according to claim 13, characterized in that the bulk material ( 27 ) consists of mineral material. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das mineralische Material eine einheitlichen Körnung aufweist.Device according to claim 14, characterized in that that the mineral material has a uniform grain size. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Schüttgut (27) aus Schlacken, Metallen oder bei Betriebstemperatur festen Salzen besteht.Apparatus according to claim 13, characterized in that the bulk material ( 27 ) consists of slags, metals or solid salts at operating temperature. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Schüttgut (27) in einer oder mehreren fluiddurchströmten Gabionen (28) vorliegt.Device according to one of claims 13 to 16, characterized in that the bulk material ( 27 ) in one or more fluid-flowed gabions ( 28 ) is present. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper bei Betriebstemperatur feste Zusätze zur Erhöhung der thermischen Leitfähigkeit aufweist, beispielsweise Graphit, Bauxit, Aluminiumoxid, Metalle, Natriumchlorid, Kaliumchlorid oder andere Stoffe mit einer Wärmeleitfähigkeit von mehr als 3 W/(m·K).Device according to one of claims 6 to 17, characterized that the body solid additives at operating temperature to increase the thermal conductivity graphite, bauxite, alumina, metals, Sodium chloride, potassium chloride or other substances with a thermal conductivity of more than 3 W / (m · K). Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper von mindestens einem Behältnis (33) gebildet ist, das bei Betriebtemperatur des Speichermediums (6) mit einer Flüssigkeit gefüllt ist.Apparatus according to claim 6, characterized in that the body of at least one container ( 33 ) formed at operating temperature of the storage medium ( 6 ) is filled with a liquid. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis (33) mit flüssigem Schwefel, Flüssigsalz oder Thermoöl gefüllt ist.Device according to claim 19, characterized in that the container ( 33 ) is filled with liquid sulfur, liquid salt or thermal oil. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmedium (14, 14') von Gas und/oder Flüssigkeit gebildet ist, vorzugsweise von Öl, Wasser, Dampf oder feuchter Luft.Device according to one of claims 1 to 20, characterized in that the working medium ( 14 . 14 ' ) is formed of gas and / or liquid, preferably of oil, water, steam or moist air. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (10) des Rohrleitungssystems (11, 11') zumindest über einen Teil ihrer Länge in Schlaufen gelegt sind.Device according to one of claims 1 to 21, characterized in that the tubes ( 10 ) of the pipeline system ( 11 . 11 ' ) are placed in loops at least over part of their length. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (10) des Rohrleitungssystems (11, 11') an ihrer Außenseite Rippen (24, 31) oder Profilierungen zur Verbesserung des Wärmeübergangs aufweisen.Device according to one of claims 1 to 22, characterized in that the tubes ( 10 ) of the pipeline system ( 11 . 11 ' ) on its outside ribs ( 24 . 31 ) or profilings to improve the heat transfer. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass Zulauf (12) und Ablauf (13) des Rohrleitungssystem (11, 11') an einer Seite des Speichermediums (6) angeordnet sind, vorzugsweise an der oberen Seite, so dass das Rohrleitungssystem (11, 11') nach dieser Seite der Vorrichtung entnehmbar ist.Device according to one of claims 1 to 23, characterized in that feed ( 12 ) and expiration ( 13 ) of the piping system ( 11 . 11 ' ) on one side of the storage medium ( 6 ) are arranged, preferably on the upper side, so that the piping system ( 11 . 11 ' ) is removable to this side of the device. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich (A) von dem Fluid (15) im wesentlichen vertikal durchströmt ist.Device according to one of claims 1 to 24, characterized in that the first portion (A) of the fluid ( 15 ) is flowed through substantially vertically. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass Fluid (15) und Arbeitsmedium (14, 14') den ersten Teilbereich (A) entgegengesetzt durchströmen.Device according to one of claims 1 to 25, characterized in that fluid ( 15 ) and working medium ( 14 . 14 ' ) flow through the first portion (A) in opposite directions. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, gekennzeichnet durch eine erzwungene Konvektion des Fluids (15) innerhalb der Vorrichtung.Device according to one of claims 1 to 26, characterized by forced convection of the fluid ( 15 ) within the device. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, gekennzeichnet durch eine natürliche Konvektion des Fluids (15) innerhalb der Vorrichtung.Device according to one of claims 1 to 26, characterized by a natural convection of the fluid ( 15 ) within the device. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, gekennzeichnet, durch eine Kreislaufströmung des Fluids (15) zwischen dem ersten Teilbereich (A) und dem zweiten Teilbereich (B).Device according to one of claims 1 to 28, characterized by a circulation flow of the fluid ( 15 ) between the first portion (A) and the second portion (B). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, gekennzeichnet durch Strömungsleiteinrichtungen zur Lenkung und/oder Regulierung der Fluidströmung (15).Device according to one of claims 1 to 29, characterized by flow guiding devices for guiding and / or regulating the fluid flow ( 15 ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid (15) von einer Schwefelschmelze, Salzschmelze, Flüssigsalz, Nitratsalz, Chloriden, Luft, Helium, Wasserstoff, einem Wasserstoff-Heliumgemisch oder Dampf oder einem Wärmeträgeröl gebildet ist.Device according to one of claims 1 to 30, characterized in that the fluid ( 15 ) of a sulfur melt, molten salt, liquid salt, nitrate salt, chlorides, air, helium, hydrogen, a hydrogen-helium mixture or steam or a heat transfer oil is formed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung neben dem Rohrleitungssystem (11, 11') mit Arbeitsmedium (14, 14') weitere Mittel zur direkten Beschickung oder Entladung des Speichermediums (6) mit thermischer Energie besitzt.Device according to one of claims 1 to 31, characterized in that the device next to the piping system ( 11 . 11 ' ) with working medium ( 14 . 14 ' ) further means for direct loading or unloading of the storage medium ( 6 ) with thermal energy. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Teilbereich (A) ein weiteres Rohrleitungssystem (11') angeordnet ist, wobei das eine Rohrleitungssystem (11) zum Beladen des Speichermediums (6) mit thermischer Energie bestimmt ist und das weitere Rohrleitungssystem (11') zum Entladen.Device according to one of claims 1 to 32, characterized in that in the first subarea (A) another piping system ( 11 ' ), wherein the one piping system ( 11 ) for loading the storage medium ( 6 ) is determined with thermal energy and the further piping system ( 11 ' ) for unloading. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung von einer Wärmedämmung (21) umgeben ist.Device according to one of claims 1 to 33, characterized in that the device of a thermal insulation ( 21 ) is surrounded. Anlage zum Zwischenspeichern thermischer Energie mit mindestens zwei Vorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 34.Plant for temporary storage of thermal energy with at least two devices according to one of claims 1 to 34th Anlage nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Vorrichtungen zum Be- und/oder Entladen des Speichermediums (6) in Reihe oder parallel zueinander geschaltet sind.Plant according to claim 35, characterized in that the at least two devices for loading and / or unloading the storage medium ( 6 ) are connected in series or in parallel with each other.
DE102009036550A 2008-11-01 2009-08-10 Device for intermediate storage of thermal energy, comprises a first part area that is traversed by a tube guide system, and a second part area in which a thermal unloadable and reloadable storage medium is arranged Withdrawn DE102009036550A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009036550A DE102009036550A1 (en) 2008-11-01 2009-08-10 Device for intermediate storage of thermal energy, comprises a first part area that is traversed by a tube guide system, and a second part area in which a thermal unloadable and reloadable storage medium is arranged
PCT/EP2009/007833 WO2010060524A1 (en) 2008-11-01 2009-11-02 Device and installation for the intermediate storage of heat energy
EP09760092.8A EP2350549B1 (en) 2008-11-01 2009-11-02 Device and installation for the intermediate storage of heat energy

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008043380.2 2008-11-01
DE102008043380 2008-11-01
DE102009001390.3 2009-03-08
DE102009001390 2009-03-08
DE102009036550A DE102009036550A1 (en) 2008-11-01 2009-08-10 Device for intermediate storage of thermal energy, comprises a first part area that is traversed by a tube guide system, and a second part area in which a thermal unloadable and reloadable storage medium is arranged

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009036550A1 true DE102009036550A1 (en) 2010-05-06

Family

ID=42063177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009036550A Withdrawn DE102009036550A1 (en) 2008-11-01 2009-08-10 Device for intermediate storage of thermal energy, comprises a first part area that is traversed by a tube guide system, and a second part area in which a thermal unloadable and reloadable storage medium is arranged

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009036550A1 (en)

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010022088A1 (en) 2010-05-31 2011-12-01 Peter Wolf Base load energy storage power plant with process water treatment
FR2965341A1 (en) * 2010-09-27 2012-03-30 Areva Solar Inc Heat energy storage system for use in e.g. power plant, for capturing heat, has heat exchanger exchanging heat between working liquid in overheating amplifier and energy transfer fluid in energy storage device
NO20110839A1 (en) * 2011-06-09 2012-12-10 Nest As Thermal energy storage and plant, procedure and use thereof
DE102011107315A1 (en) * 2011-07-14 2013-01-17 Heinz Barth Device for storing energy i.e. electrical energy, from e.g. energy production device, has energy storage element comprising mixture of solid element and fluid element comprising thermal oil or liquid salt for energy storage and recovery
DE102012007432A1 (en) 2012-04-13 2013-10-17 Heinz Barth Apparatus for storing thermal energy, and particularly electrical energy, has energy storage element formed as hybrid energy storage element, which comprises substantially homogeneous mixture for energy storage and recovery of energy
WO2014003577A1 (en) * 2012-06-28 2014-01-03 Nest As Plant for energy production
WO2014044254A3 (en) * 2012-09-18 2015-03-19 Technische Universität Chemnitz System for producing hot water and/or steam having a high-temperature reservoir for use in a gas turbine power station
WO2015036318A1 (en) * 2013-09-13 2015-03-19 Jess Gmbh Energiespeichersysteme High-temperature heat accumulator
CN104833253A (en) * 2015-05-19 2015-08-12 北京工业大学 Single-tank heat storage device with phase change heat storage function and use method thereof
WO2016099289A1 (en) * 2014-12-19 2016-06-23 Energynest As High temperature thermal energy storage, a method of building and a method of operating said storage
NO339952B1 (en) * 2014-12-19 2017-02-20 Energynest As Thermal energy storage and heat exchanger
NO339948B1 (en) * 2013-12-20 2017-02-20 Energynest As Thermal energy storage element
CN107003033A (en) * 2014-10-23 2017-08-01 玻点太阳能有限公司 The regenerative apparatus and the system and method for correlation occurred for solar steam
US20180320986A1 (en) * 2014-10-21 2018-11-08 Bright Energy Storage Technologies, Llp Concrete and tube hot thermal exchange and energy store (txes) including temperature gradient control techniques
US10364978B2 (en) 2016-02-01 2019-07-30 Glasspoint Solar, Inc. Separators and mixers for delivering controlled-quality solar-generated steam over long distances for enhanced oil recovery, and associated systems and methods
US10411180B2 (en) 2013-01-07 2019-09-10 Glasspoint Solar, Inc. Systems and methods for selectively producing steam from solar collectors and heaters for processes including enhanced oil recovery
DE202019105940U1 (en) * 2019-10-25 2020-10-27 Thomas Piller Heat storage unit
EP3642548A4 (en) * 2017-06-21 2021-04-14 Westinghouse Electric Company Llc Energy storage device
CN113654385A (en) * 2021-08-31 2021-11-16 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 Clip structure of high-efficiency solid heat storage device
US11692778B2 (en) 2017-06-21 2023-07-04 Westinghouse Electric Company Llc Energy storage device
DE102022106951A1 (en) 2022-03-24 2023-09-28 Thomas Piller Heat storage unit

Cited By (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010022088A1 (en) 2010-05-31 2011-12-01 Peter Wolf Base load energy storage power plant with process water treatment
WO2012048670A2 (en) 2010-05-31 2012-04-19 Peter Wolf Method and device for storing and releasing energy
FR2965341A1 (en) * 2010-09-27 2012-03-30 Areva Solar Inc Heat energy storage system for use in e.g. power plant, for capturing heat, has heat exchanger exchanging heat between working liquid in overheating amplifier and energy transfer fluid in energy storage device
NO20110839A1 (en) * 2011-06-09 2012-12-10 Nest As Thermal energy storage and plant, procedure and use thereof
US10107563B2 (en) 2011-06-09 2018-10-23 Nest As Thermal energy storage and plant, method and use thereof
DE102011107315A1 (en) * 2011-07-14 2013-01-17 Heinz Barth Device for storing energy i.e. electrical energy, from e.g. energy production device, has energy storage element comprising mixture of solid element and fluid element comprising thermal oil or liquid salt for energy storage and recovery
DE102012007432A1 (en) 2012-04-13 2013-10-17 Heinz Barth Apparatus for storing thermal energy, and particularly electrical energy, has energy storage element formed as hybrid energy storage element, which comprises substantially homogeneous mixture for energy storage and recovery of energy
US9541070B2 (en) 2012-06-28 2017-01-10 Nest As Plant for energy production
CN104603570B (en) * 2012-06-28 2017-08-25 耐斯特公司 Device for energy production
CN104603570A (en) * 2012-06-28 2015-05-06 耐斯特公司 Plant for energy production
WO2014003577A1 (en) * 2012-06-28 2014-01-03 Nest As Plant for energy production
NO337357B1 (en) * 2012-06-28 2016-03-29 Nest As Plant for energy production
WO2014044254A3 (en) * 2012-09-18 2015-03-19 Technische Universität Chemnitz System for producing hot water and/or steam having a high-temperature reservoir for use in a gas turbine power station
US10411180B2 (en) 2013-01-07 2019-09-10 Glasspoint Solar, Inc. Systems and methods for selectively producing steam from solar collectors and heaters for processes including enhanced oil recovery
CN105814371A (en) * 2013-09-13 2016-07-27 耶司储能系统有限责任公司 High-temperature heat accumulator
WO2015036318A1 (en) * 2013-09-13 2015-03-19 Jess Gmbh Energiespeichersysteme High-temperature heat accumulator
NO339948B1 (en) * 2013-12-20 2017-02-20 Energynest As Thermal energy storage element
US10634436B2 (en) * 2014-10-21 2020-04-28 Bright Energy Storage Technologies, Llp Concrete and tube hot thermal exchange and energy store (TXES) including temperature gradient control techniques
US20180320986A1 (en) * 2014-10-21 2018-11-08 Bright Energy Storage Technologies, Llp Concrete and tube hot thermal exchange and energy store (txes) including temperature gradient control techniques
US10288322B2 (en) 2014-10-23 2019-05-14 Glasspoint Solar, Inc. Heat storage devices for solar steam generation, and associated systems and methods
CN107003033A (en) * 2014-10-23 2017-08-01 玻点太阳能有限公司 The regenerative apparatus and the system and method for correlation occurred for solar steam
EP3183512A4 (en) * 2014-10-23 2018-09-05 Glasspoint Solar, Inc. Heat storage devices for solar steam generation, and associated systems and methods
US10767935B2 (en) 2014-12-19 2020-09-08 Energynest As Heat exchanger comprising concrete thermal energy storage elements
AU2015363809B2 (en) * 2014-12-19 2020-09-10 Energynest As Thermal energy storage and heat exchanger
CN107250706A (en) * 2014-12-19 2017-10-13 挪威能源公司 Thermal energy storage and heat exchanger
NO340371B1 (en) * 2014-12-19 2017-04-10 Energynest As HIGH TEMPERATURE THERMAL ENERGY STORAGE, PROCEDURE FOR BUILDING AND PROCEDURE FOR OPERATION OF THIS STOCK
CN107250706B (en) * 2014-12-19 2021-04-30 挪威能源公司 Thermal energy storage and heat exchanger
NO339952B1 (en) * 2014-12-19 2017-02-20 Energynest As Thermal energy storage and heat exchanger
US10591224B2 (en) 2014-12-19 2020-03-17 Energynest As Concrete thermal energy storage containing concrete thermal energy storage elements arranged in cassettes that are self-supporting with respect to transport and installation, method of building and methods of operating said storage
WO2016099289A1 (en) * 2014-12-19 2016-06-23 Energynest As High temperature thermal energy storage, a method of building and a method of operating said storage
EP3247964A4 (en) * 2014-12-19 2018-10-17 Energynest As Thermal energy storage and heat exchanger
CN104833253A (en) * 2015-05-19 2015-08-12 北京工业大学 Single-tank heat storage device with phase change heat storage function and use method thereof
US10364978B2 (en) 2016-02-01 2019-07-30 Glasspoint Solar, Inc. Separators and mixers for delivering controlled-quality solar-generated steam over long distances for enhanced oil recovery, and associated systems and methods
EP3642548A4 (en) * 2017-06-21 2021-04-14 Westinghouse Electric Company Llc Energy storage device
US11248851B2 (en) 2017-06-21 2022-02-15 Westinghouse Electric Company Llc Energy storage device
US11692778B2 (en) 2017-06-21 2023-07-04 Westinghouse Electric Company Llc Energy storage device
DE202019105940U1 (en) * 2019-10-25 2020-10-27 Thomas Piller Heat storage unit
WO2021078437A1 (en) 2019-10-25 2021-04-29 Thomas Piller Heat storage unit
CN113654385A (en) * 2021-08-31 2021-11-16 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 Clip structure of high-efficiency solid heat storage device
CN113654385B (en) * 2021-08-31 2023-08-08 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 High-efficient solid-state heat storage device's circuit structure
DE102022106951A1 (en) 2022-03-24 2023-09-28 Thomas Piller Heat storage unit
EP4257909A1 (en) 2022-03-24 2023-10-11 Thomas Piller Heat storage unit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009036550A1 (en) Device for intermediate storage of thermal energy, comprises a first part area that is traversed by a tube guide system, and a second part area in which a thermal unloadable and reloadable storage medium is arranged
EP2350549B1 (en) Device and installation for the intermediate storage of heat energy
EP2601456B1 (en) High-temperature heat store for solar-thermal power plants
EP2519798B1 (en) Device and system for the intermediate storage of thermal energy
DE102010055997A1 (en) Method for storing thermal energy in form of high temperature heat in solar-thermal power plant, involves partially filling ambient air with granular and/or porous storage medium, where ambient air is utilized as heat carrier medium
DE2917364A1 (en) TANK CONTAINER
EP2836782A1 (en) Heat store for power plant capacities
EP2427713B1 (en) Heat storage comprising at least one storage element
DE2008311B2 (en) HEAT EXCHANGER
CH657207A5 (en) REGENERATOR WITH A CIRCULATING, REGENERATIVE HEAT EXCHANGER.
EP0031153A1 (en) Heat storage system for storing solar heat or waste heat in several storage tanks
AT510983B1 (en) COLLECTORS AND DISTRIBUTORS FOR A HEATING OR COOLING SYSTEM
WO1999042782A1 (en) Device for storing heat energy
DE3042557C2 (en) Heat exchangers, in particular for solar power plants
DE102015101356A1 (en) Grate bar with coolant channel
EP2015006A2 (en) Heat pump
DE2419778A1 (en) Regenerative heat exchanger for high temperature gases - contains spherical heat carriers in ceramic or steel formed elements
WO1985004468A1 (en) Process and plant for the thermal treatment of trickling material containing aluminosilicate, and swellable or rendered swellable
DE102011118105A1 (en) Heat storage module for arranging in pressure-loadable container in thermal power plant, has heat storage containers arranged adjacent to each other in axial direction, and insulated against each other by thermal isolation units
DE2441706A1 (en) HEATING BOILER WITH CAST-IRON RIBBED PIPES
DE102011100219B4 (en) STORAGE DEVICE
DE202009009101U1 (en) heat storage
DE1501488B2 (en) Storage switchover heat exchanger
EP2348272A2 (en) Regenerative heat exchanger and method for transferring heat between two solids
EP0766264B1 (en) Nuclear reactor installation comprising a cooling device for a molten core catcher

Legal Events

Date Code Title Description
OR8 Request for search as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8105 Search report available
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: DEUTSCHES ZENTRUM FUER LUFT- UND RAUMFAHRT E.V, DE

Free format text: FORMER OWNERS: DEUTSCHES ZENTRUM FUER LUFT- UND RAUMFAHRT E.V. (DLR), 51147 KOELN, DE; ED. ZUEBLIN AG, 70567 STUTTGART, DE

Effective date: 20110516

Owner name: ED. ZUEBLIN AG, DE

Free format text: FORMER OWNERS: DEUTSCHES ZENTRUM FUER LUFT- UND RAUMFAHRT E.V. (DLR), 51147 KOELN, DE; ED. ZUEBLIN AG, 70567 STUTTGART, DE

Effective date: 20110516

Owner name: DEUTSCHES ZENTRUM FUER LUFT- UND RAUMFAHRT E.V, DE

Free format text: FORMER OWNER: DEUTSCHES ZENTRUM FUER LUFT- UND, ED. ZUEBLIN AG, , DE

Effective date: 20110516

Owner name: ED. ZUEBLIN AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: DEUTSCHES ZENTRUM FUER LUFT- UND, ED. ZUEBLIN AG, , DE

Effective date: 20110516

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20120301