DE102009052304A1 - Thermochemical heat storage and method for receiving, converting, storing and releasing heat of reaction - Google Patents

Thermochemical heat storage and method for receiving, converting, storing and releasing heat of reaction Download PDF

Info

Publication number
DE102009052304A1
DE102009052304A1 DE102009052304A DE102009052304A DE102009052304A1 DE 102009052304 A1 DE102009052304 A1 DE 102009052304A1 DE 102009052304 A DE102009052304 A DE 102009052304A DE 102009052304 A DE102009052304 A DE 102009052304A DE 102009052304 A1 DE102009052304 A1 DE 102009052304A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
reaction
heat
solid
storage
reaction space
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.)
Ceased
Application number
DE102009052304A
Other languages
German (de)
Inventor
Franziska Schaube
Rainer Dr. Tamme
Paul Cetin
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.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Universitaet Stuttgart
Original Assignee
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 Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV filed Critical Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority to DE102009052304A priority Critical patent/DE102009052304A1/en
Priority to PCT/EP2010/065830 priority patent/WO2011054676A2/en
Publication of DE102009052304A1 publication Critical patent/DE102009052304A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F28D20/003—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using thermochemical reactions
    • 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
    • C09K5/16—Materials undergoing chemical reactions when used
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/002—Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H7/00—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release
    • F24H7/02—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid
    • F24H7/04—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid with forced circulation of the transfer fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/14—Solar energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/16—Waste heat
    • 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
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20—Solar thermal
    • 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
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • 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

Abstract

Die Erfindung betrifft einen thermochemischen Wärmespeicher (1, 22) zur Aufnahme, Umwandlung, Speicherung und Abgabe von Reaktionswärme durch reversible Umsetzung eines ersten partikulären Feststoffs (13) zu einem zweiten partikulären Feststoff (14) und einem Reaktionsfluid (19), wobei der Wärmespeicher (1, 22) wenigstens einen Reaktionsraum (2), eine hieran angeschlossene Reaktionsfluidleitung (7, 29) und wenigstens einen Wärmetauscher (9) aufweist, über den mittels einer externen Energiequelle oder eines Verbrauchers Energie zu- oder abgeführt werden kann, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass an den wenigstens einen Reaktionsraum (2) über Feststoffleitungen (3, 4) zwei Feststoffspeicher (5, 6) zur jeweiligen Speicherung der partikulären Feststoffe (13, 14) angeschlossen sind und zumindest eine Feststofffördereinrichtung (15) vorgesehen ist, um die partikulären Feststoffe (13, 14) zwischen Reaktionsraum (2) und den Feststoffspeichern (5, 6) unter Ausbildung eines Partikelstroms im Reaktionsraum (2) zu fördern.The invention relates to a thermochemical heat store (1, 22) for receiving, converting, storing and releasing heat of reaction by reversibly converting a first particulate solid (13) into a second particulate solid (14) and a reaction fluid (19), the heat store ( 1, 22) has at least one reaction chamber (2), a reaction fluid line (7, 29) connected to it and at least one heat exchanger (9), via which energy can be supplied or removed by means of an external energy source or a consumer, which is characterized in that that to the at least one reaction space (2) via solid lines (3, 4) two solid stores (5, 6) are connected for the respective storage of the particulate solids (13, 14) and at least one solids conveying device (15) is provided to the particulate Solids (13, 14) between the reaction chamber (2) and the solids storage (5, 6) with the formation of a particle stream in the Promote reaction space (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen thermochemischen Wärmespeicher und ein Verfahren zur Aufnahme, Umwandlung, Speicherung und Abgabe von Reaktionswärme durch reversible Umsetzung eines ersten partikulären Feststoffs zu einem zweiten partikulären Feststoff und einem Reaktionsfluid, wobei der Wärmespeicher wenigstens einen Reaktionsraum, eine hieran angeschlossene Reaktionsfluidleitung und wenigstens einen Wärmetauscher aufweist, über den mittels einer externen Energiequelle oder eines Verbrauchers Energie zu- oder abgeführt werden kann.The present invention relates to a thermochemical heat storage and a method for receiving, converting, storing and releasing heat of reaction by reversibly reacting a first particulate solid to a second particulate solid and a reaction fluid, wherein the heat storage at least one reaction space, a reaction fluid line connected thereto and at least one Having heat exchanger, via the means of an external power source or a consumer energy can be added or removed.

Bei der thermochemischen Energiespeicherung wird die Reaktionswärme einer chemischen oder physikalischen Umsetzung gemäß der Gleichgewichtsreaktion AB + ΔHR ⇔ A + B gespeichert. Für die technische Anwendbarkeit einer solchen Wärmespeicherung ist es wesentlich, dass die jeweilige Reaktion vollständig reversibel abläuft und eine hohe Zyklenzahl ohne stärkere Einbußen bezüglich der Speicherkapazität realisiert werden kann.In the thermochemical energy storage, the heat of reaction of a chemical or physical reaction according to the equilibrium reaction AB + ΔH R ⇔ A + B saved. For the technical applicability of such heat storage, it is essential that the respective reaction is completely reversible and a high number of cycles can be realized without major losses in terms of storage capacity.

Thermochemische Wärmespeicher sind aus dem Stand der Technik bekannt. Eine Anlage zur Speicherung von Wärmeenergie wird beispielsweise in der DE 43 33 829 beschrieben, bei der zur Speicherung von Wärmeenergie diese über einen Solarkollektor gewonnen und über einen Wärmeträger zum Speichermedium transportiert wird. Dort wird die eingebrachte Wärmeenergie in Form von Adsorptions- und Desorptionsenergie auf das Speichermedium übertragen bzw. aus diesem rückgewonnen. Als Speichermaterialien werden Molekularsiebe vorgeschlagen, an denen Wasserdampf ad- bzw. desorbiert wird.Thermochemical heat storage are known from the prior art. A plant for storing heat energy is used for example in the DE 43 33 829 described, in which for the storage of heat energy, this is obtained via a solar collector and transported via a heat transfer medium to the storage medium. There, the introduced heat energy in the form of adsorption and desorption energy is transferred to the storage medium or recovered from this. As storage materials molecular sieves are proposed, where water vapor is ad- or desorbed.

Aus der DE 35 32 093 ist weiterhin ein thermochemischer Wärmespeicher bekannt, bei dem mittels Adsorptions- und Desorptionsprozessen von Wasser oder Ammoniak an Zeolith oder Silicagel Wärmeenergie gespeichert bzw. abgerufen werden kann. Bei beiden zuvor genannten Vorrichtungen befinden sich die Adsorptions- bzw. Desorptionsmedien in einem Reaktionsbehälter, in dem sie mittels eines Wärmetauschers erhitzt werden können, um den adsorbierten Stoff, d. h. Wasser oder Ammoniak abzuspalten, wodurch der thermochemische Wärmespeicher geladen wird. Die desorbierte Substanz wird anschließend aus dem Reaktionsbehälter entfernt. Um die gespeicherte Wärmeenergie zurück zu gewinnen, wird der desorbierte Stoff, also das Wasser bzw. der Ammoniak wieder mit dem im Reaktionsbehälter befindlichen Feststoff in Kontakt gebracht, wodurch Adsorptionswärme frei wird, die dann über den Wärmetauscher an einen Verbraucher, beispielsweise eine Heizung oder einen Warmwasseraufbereiter, abgegeben wird.From the DE 35 32 093 Furthermore, a thermochemical heat storage is known in which by means of adsorption and Desorptionsprozessen of water or ammonia on zeolite or silica gel heat energy can be stored or retrieved. In both of the aforementioned devices, the adsorption or desorption media are in a reaction vessel in which they can be heated by a heat exchanger to split off the adsorbed material, ie, water or ammonia, thereby charging the thermochemical heat storage. The desorbed substance is then removed from the reaction vessel. In order to recover the stored heat energy, the desorbed substance, so the water or the ammonia is brought back into contact with the solid located in the reaction vessel, which heat of adsorption is released, which then through the heat exchanger to a consumer, such as a heater or a Water heater, is discharged.

Schließlich ist in der EP 1 975 219 ein thermochemischer Wärmetauscher sowie ein Heizsystem mit einem solchen Wärmespeicher beschrieben, bei dem in einem Reaktionsraum Magnesiumamid bereitgestellt wird, das durch Eintrag von Wärmeenergie über einen Wärmetauscher in einer chemischen Reaktion Ammoniakgas unter Bildung von Magnesiumnitrid freisetzt, wobei der Wärmespeicher geladen wird. Das gebildete Ammoniakgas wird mittels einer Pumpe bzw. eines Verdichters in einen Fluidspeicher überführt, wo es unter Druck verflüssigt werden kann. Zum Entladen des Wärmespeichers wird das Ammoniakgas wieder in den Reaktionsraum überführt, wo es mit dem Magnesiumnitrid in einer exothermen Reaktion zu Magnesiumamid reagiert, wobei die Reaktionswärme über den Wärmetauscher an einen Verbraucher abgegeben werden kann. Als Energiequelle zum Laden des Wärmespeichers dient beispielsweise ein Solarkollektor oder die Wärme eines Abgasstroms in einem Kraftfahrzeug.Finally, in the EP 1 975 219 a thermochemical heat exchanger and a heating system with such a heat storage is described in which magnesium amide is provided in a reaction chamber, which releases by introducing heat energy through a heat exchanger in a chemical reaction ammonia gas to form magnesium nitride, wherein the heat storage is charged. The ammonia gas formed is transferred by means of a pump or a compressor into a fluid reservoir, where it can be liquefied under pressure. To discharge the heat storage, the ammonia gas is transferred back into the reaction space, where it reacts with magnesium nitride in an exothermic reaction to magnesium amide, the heat of reaction can be discharged through the heat exchanger to a consumer. For example, a solar collector or the heat of an exhaust gas flow in a motor vehicle serves as the energy source for charging the heat accumulator.

Bei den zuvor genannten Vorrichtungen kann es als nachteilig empfunden werden, dass der eingesetzte Feststoff insbesondere mit zunehmender Zahl der Lade- und Entladezyklen teilweise zusammenbacken kann, wodurch sich dessen aktive Oberfläche reduziert. Dies erschwert den Zutritt des Reaktionspartners, wodurch der Wärmespeicher nicht mehr vollständig geladen werden kann und mit zunehmender Betriebsdauer an Wärmekapazität verliert.In the case of the abovementioned devices, it can be considered to be disadvantageous that the solid used can partially cake together, in particular as the number of charging and discharging cycles increases, as a result of which the active surface thereof is reduced. This complicates the access of the reaction partner, whereby the heat storage can not be fully charged and loses heat capacity with increasing operating time.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen thermochemischen Wärmespeicher zu schaffen, der über eine Vielzahl von Lade- und Entladezyklen seine ursprüngliche Wärmeaufnahme- und Abgabeleistung weitestgehend unverändert beibehält.The object of the present invention is to provide a thermochemical heat storage, which retains its original heat absorption and output largely unchanged over a variety of charging and discharging cycles.

Diese Aufgabe wird bei einem thermochemischen Wärmespeicher der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass an den wenigstens einen Reaktionsraum über Feststoffleitungen zwei Feststoffspeicher zur jeweiligen Speicherung der partikulären Feststoffe angeschlossen sind und zumindest eine Feststofffördereinrichtung vorgesehen ist, um die partikulären Feststoffe zwischen Reaktionsraum und den Feststoffspeichern unter Ausbildung eines Partikelstroms im Reaktionsraum zu fördern. Ebenfalls wird die vorstehende Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Reaktanden und die Reaktionsprodukte jeweils zwischen zwei Feststoffspeichern mittels wenigstens einer Feststofffördereinrichtung wenigstens einem Reaktionsraum zugeführt oder aus diesem abgeführt werden, wobei die während der Umsetzung in dem wenigstens einen Reaktionsraum freiwerdende oder aufgenommene Energie über einen Wärmetauscher an einen externen Verbraucher abgegeben oder von einer externen Energiequelle bezogen wird.This object is achieved in a thermochemical heat storage of the type mentioned in that at least one reaction space via solid lines two solid reservoirs for each storage of particulate solids are connected and at least one solids conveyor is provided to the particulate solids between the reaction chamber and the solid reservoirs under training to promote a particle flow in the reaction space. Also, the above object is achieved in a method of the type mentioned in that the reactants and the reaction products are each supplied between two solid storage by means of at least one solid material delivery at least one reaction chamber or removed from this, wherein during the reaction is released in the at least one reaction space released or absorbed energy via a heat exchanger to an external consumer or based on an external energy source.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, den oder die Reaktionsräume als Durchflussreaktor(en) auszugestalten, dem die Reaktionspartner aus separaten Speichern zugeführt werden und aus dem die Reaktionsprodukte in entsprechende Speicher abgeführt werden. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass die Feststoffe in partikulärer Form verbleiben und damit über zahlreiche Lade- und Entladezyklen eine große Reaktionsoberfläche bereitstellen, die eine weitestgehend unveränderte Speicherkapazität des Wärmespeichers sicherstellt. Hierfür kommen beispielsweise Öfen, insbesondere Schachtofen, Etagenöfen oder Drehöfen, sowie Wanderbett-, Rieselwolken- oder gegebenenfalls mehrstufige Wirbelschichtreaktoren zum Einsatz.The present invention is based on the consideration to design the one or more reaction spaces as a flow reactor (s) to which the reactants are supplied from separate storage and from which the reaction products are discharged into corresponding memory. This configuration ensures that the solids remain in particulate form and thus provide a large reaction surface over numerous charging and discharging cycles, which ensures a largely unchanged storage capacity of the heat accumulator. For this purpose, for example, ovens, in particular shaft furnace, deck ovens or rotary furnaces, as well as moving bed, trickle cloud or optionally multi-stage fluidized bed reactors are used.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Wärmespeichers besteht darin, dass zur Erhöhung der Gesamt-Speicherkapazität keine unmittelbare Vergrößerung des Reaktionsraums erfolgen muss. Da weder die Edukte noch die Produkte im Reaktionsraum gelagert werden, sondern in separaten Speicherbehältern, wird die Gesamtkapazität des Wärmespeichers nicht durch die Größe des Reaktionsraums, sondern nur durch die Größe der Edukt- bzw. Produktspeicher bestimmt. Dieser Umstand ermöglicht eine deutlich kostengünstigere Anpassung des Wärmespeichers an die geforderte Speicherkapazität. Außerdem verringert die kleinere Dimensionierung des Reaktionsraums bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung den Wärmeverlust.Another advantage of the heat accumulator according to the invention is that to increase the total storage capacity no immediate enlargement of the reaction space must be made. Since neither the reactants nor the products are stored in the reaction space, but in separate storage tanks, the total capacity of the heat storage is not determined by the size of the reaction space, but only by the size of the Edukt- or product storage. This fact allows a much more cost-effective adaptation of the heat storage to the required storage capacity. In addition, the smaller dimensions of the reaction space in the device according to the invention reduces the heat loss.

Ein weiterer hieraus erwachsender Vorteil ist der, dass mit zunehmener Größe des Reaktionsraums auch Inhomogenitäten in der Temperaturverteilung auftreten können, die mit dem erfindungsgemäßen Aufbau vermieden werden. Dies macht sich vor allem dann bemerkbar, wenn die Betriebstemperaturen im Reaktor verhältnismäßig hoch liegen, also beispielsweise bei 300°C oder darüber. Verstärkt wird dieser Umstand durch die regelmäßig geringe Wärmeleitfähigkeit der eingesetzten Feststoffe.Another advantage deriving from this is that with increasing size of the reaction space also inhomogeneities in the temperature distribution can occur, which are avoided with the structure according to the invention. This is especially noticeable when the operating temperatures in the reactor are relatively high, ie for example at 300 ° C or above. This circumstance is reinforced by the regularly low thermal conductivity of the solids used.

Der erfindungsgemäße Aufbau ermöglicht außerdem ein gleichmäßiges Wärmeabgabeprofil, da die erzeugte und abgegebene Wärme im Idealfall nur durch die Menge an in den Reaktionsraum eingebrachten Reaktanden bestimmt wird. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Festbettreaktoren tritt jedoch zu Beginn der Einspeisung der Reaktionsfluids in der Regel eine Temperaturspitze auf, da der reaktive Feststoff sofort an seiner Oberfläche abreagiert. Mit zunehmender Einspeisung von Reaktionsfluid nimmt die Geschwindigkeit der Reaktion dann immer weiter ab, da das Fluid zunächst durch den bereits abreagierten Feststoff diffundieren muss, um zum darunterliegenden Reaktanden gelangen zu können. Diese Verzögerungen lassen sich schwer vorhersagen und aus diesem Grunde auch regelungstechnisch schlecht kompensieren.The structure of the invention also allows a uniform heat output profile, since the generated and emitted heat is determined in the ideal case only by the amount of introduced into the reaction space reactants. In the fixed bed reactors known from the prior art, however, a temperature peak usually occurs at the beginning of the feed of the reaction fluid, since the reactive solid immediately reacts on its surface. With increasing supply of reaction fluid, the speed of the reaction then continues to decrease, since the fluid must first diffuse through the already reacted solid in order to be able to reach the underlying reactant. These delays are difficult to predict and, for this reason, they are also difficult to compensate for in terms of control engineering.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt einen oder auch mehrere Reaktionsräume, wie beispielsweise zwei oder mehr, drei oder mehr oder vier oder mehr. Beim Einsatz mehrerer Reaktionsräume werden diese zweckmäßigerweise parallel geschaltet. Sie können dabei voneinander separtiert oder über Leitungen untereinander verbunden sein. Die einzelnen Reaktionsräume können außerdem über separate Leitungen jeweils mit den beiden Feststoffspeichern verbunden sein. Der Einsatz mehrerer Reaktionsräume ermöglicht es, eine größere Wärmemenge in derselben Zeit umzusetzen. Außerdem können auf diese Weise einzelne Reaktionsräume separat gereinigt werden, ohne dass hierfür die gesamte Vorrichtung außer Betrieb genommen werden müsste. Zu diesem Zweck können an sämtlichen Leitungen der einzelnen Reaktionsräume Absperrvorrichtungen vorgesehen sein. Im Folgenden wird aus Vereinfachungsgründen der Begriff des Reaktionsraums im Singular benutzt auch wenn die weiteren Ausgestaltungen grundsätzlich auch mehrere Reaktionsräume vorsehen können.The device of the invention has one or more reaction spaces, such as two or more, three or more, or four or more. When using several reaction spaces, these are expediently connected in parallel. They can be separated from each other or connected to each other via lines. The individual reaction chambers can also be connected via separate lines in each case with the two solid reservoirs. The use of multiple reaction chambers makes it possible to convert a larger amount of heat in the same time. In addition, individual reaction spaces can be cleaned separately in this way, without the entire device would have to be taken out of service. For this purpose, shut-off devices can be provided on all lines of the individual reaction spaces. In the following, the term of the reaction space in the singular is used for reasons of simplification even if the further embodiments can in principle also provide several reaction spaces.

Bei Anordnung der Wärmetauscher innerhalb der Reaktionsräume ist eine der Anzahl der Reaktionsräume entsprechende Zahl an Wärmetauschern vorgesehen. Bei Anordnung des Wärmetauschers außerhalb der Reaktionsräume genügt prinzipiell ein Wärmetauscher, der über Leitungen mit den einzelnen Reaktionsräumen verbunden ist.When arranging the heat exchangers within the reaction chambers, a number of heat exchangers corresponding to the number of reaction spaces is provided. When the heat exchanger is arranged outside the reaction chambers, a heat exchanger which is connected via lines to the individual reaction chambers is basically sufficient.

Als erfindungsgemäß einsetzbare partikuläre Feststoffe kommen prinzipiell sämtliche Verbindungen in Frage, die mit einem Fluid zusammen in einer reversiblen Reaktion einen zweiten partikulären Feststoff liefern. Die Natur der Reaktion kann dabei sämtliche Möglichkeiten umfassen, wie beispielsweise Adsorption und Desorption, Einlagerung und Auslagerung im Kristallgitter des Feststoffs sowie auch reversible chemische Reaktionen.In principle, all compounds which can be used together with a fluid in a reversible reaction to give a second particulate solid are suitable as particulate solids which can be used according to the invention. The nature of the reaction may include all possibilities, such as adsorption and desorption, storage and removal in the crystal lattice of the solid as well as reversible chemical reactions.

Als konkrete Beispiele seien die Adsorption und Desorption von Gasen oder Flüssigkeiten, insbesondere von Ammoniak oder Wasser an Silikaten, vor allem an Silicagel, Molekularsieben und Zeolithen sowie an Aktivkohle genannt.Specific examples which may be mentioned are the adsorption and desorption of gases or liquids, in particular of ammonia or water, on silicates, in particular on silica gel, molecular sieves and zeolites, and also on activated charcoal.

Ein Beispiel für die reversible Einlagerung eines Fluids in einem Kristallgitter ist die Hydratation bzw. Dehydration von Magnesiumsulfat gemäß: MgSO4 × 7H2O ⇔ MgSO4 + 7H2O An example of the reversible incorporation of a fluid in a crystal lattice is the hydration or dehydration of magnesium sulfate according to: MgSO 4 .7H 2 O. MgSO 4 + 7H 2 O

Weitere Beispiele sind die entsprechenden Reaktionen von Calciumchlorid-Dihydrat, Kupfersulfat-Pentahydrat, Kupfersulfat-Monohydrat, Calciusulfat-Dihydrat oder Calciumsulfat-Halbhydrat. Further examples are the corresponding reactions of calcium chloride dihydrate, copper sulfate pentahydrate, copper sulfate monohydrate, calcium sulfate dihydrate or calcium sulfate hemihydrate.

Die Dehydratation von Kupfersulfat-Pentahydrat und Calziumsulfat-Dihydrat kann je nach Temperaturführung im Reaktionsraum, auf der Stufe des Mono- bzw. Halbhydrates gestoppt oder bis zum Anhydrid bzw. Anhydrit unter Abspaltung des gesamten Kristallwassers durchgeführt werden.Depending on the temperature control, the dehydration of copper sulfate pentahydrate and calcium sulfate dihydrate can be stopped in the reaction space, at the monohydrate or hemihydrate stage, or can be carried out until the anhydride or anhydrite is removed with elimination of the entire water of crystallization.

Als Beispiel für eine reversible chemische Reaktion sei die Reaktion von CaO + H2O ⇔ Ca(OH)2 genannt. Analog kann die Umsetzung auch mit Magnesiumoxid erfolgen. Des Weiteren kommt auch die Decarboxylierung von Metallcarbonaten, insbesondere von Alkali- und Erdalkalimetallcarbonaten in Frage: CaO + CO2 ⇔ CaCO3 An example of a reversible chemical reaction is the reaction of CaO + H 2 O ⇔ Ca (OH) 2 called. Analogously, the reaction can also be carried out with magnesium oxide. Furthermore, the decarboxylation of metal carbonates, in particular of alkali metal and alkaline earth metal carbonates comes into question: CaO + CO 2 ⇔ CaCO 3

Eine weitere Möglichkeit eröffnet sich in der reversiblen Desoxigenierung von Metalloxiden, insbesondere von Alkali- und Erdalkalimetalloxiden: 4K2O + ¾O2 ⇔ KO2 bzw. BaO + ½O2 ⇔ BaO2 Another possibility opens up in the reversible deoxygenation of metal oxides, in particular of alkali metal and alkaline earth metal oxides: 4K 2 O + ¾O 2 ⇔ KO 2 or BaO + ½O 2 ⇔ BaO 2

Chemische Reaktionen haben gegenüber der Kristallwassereinlagerung oder der reinen Physisorption an Feststoffen in der Regel den Vorteil, dass sie größere Energiemengen pro Mol des Feststoffs aufnehmen bzw. freisetzen können. So verläuft die oben dargestellte Reaktion von Calziumoxid mit Wasser stark exotherm unter Freisetzung von etwa ΔH = –100 kJ/mol. Auf diese Weise können verhältnismäßig große Energiemengen in einer geringen Menge an Feststoff gespeichert werden, wodurch sich der thermochemische Wärmespeicher mit einer geringeren Baugröße realisieren lässt.Chemical reactions have the advantage that they can absorb or release larger amounts of energy per mole of the solid compared to the crystallization of water or the pure physisorption on solids in general. Thus, the above reaction of calcium oxide with water is highly exothermic with the release of about ΔH = -100 kJ / mol. In this way, relatively large amounts of energy can be stored in a small amount of solid, whereby the thermochemical heat storage can be realized with a smaller size.

Bei dem zuvor genannten Beispiel wird durch Reaktion eines Feststoffs mit einem Reaktionsfluid zu einem anderen Feststoff Energie an die Umgebung abgegeben. Es ist jedoch ebenso möglich, dass bei dieser Reaktion Energie von der Umgebung aufgenommen wird, d. h., dass diese Reaktion endotherm verläuft.In the aforementioned example, energy is released to the environment by reacting a solid with a reaction fluid to another solid. However, it is also possible that energy is absorbed by the environment during this reaction, i. h., That this reaction is endothermic.

Als erste partikuläre Feststoffe, also in der Regel die Edukte zur Bildung des zweiten partikulären Feststoffs und des Reaktionsfluids, kommen beispielsweise LiO2, NaO2, KO2, Li2O2, Na2O2, K2O2, Mg(OH)2, MgSO4 × 7H2O, Ca(OH)2, CaCO3, CaSO4 × 2H2O, CaCl2 × 2H2O, BaCO3, BaO2, CuSO4 × 5H2O, Mg(NH2)2 oder deren Mischungen in Frage.The first particulate solids, that is, generally the starting materials for forming the second particulate solid and the reaction fluid, are, for example, LiO 2 , NaO 2 , KO 2 , Li 2 O 2 , Na 2 O 2 , K 2 O 2 , Mg (OH ) 2 , MgSO 4 .7H 2 O, Ca (OH) 2 , CaCO 3 , CaSO 4 .2H 2 O, CaCl 2 .2H 2 O, BaCO 3 , BaO 2 , CuSO 4 .5H 2 O, Mg (NH 2 ) 2 or mixtures thereof.

Erfindungsgemäß einsetzbare zweite Feststoffe zur Reaktion mit einem Reaktionsfluid sind beispielsweise Li2O, Na2O, K2O, MgO, CaO, BaO, CaSO4, CaSO4 × 0,5H2O, MgSO4, CaCl2 × H2O, CuSO4 × H2O, CuSO4, Mg3N2 oder Mischungen hiervon.Examples of second solids which can be used according to the invention for reaction with a reaction fluid are Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, MgO, CaO, BaO, CaSO 4 , CaSO 4 .5H 2 O, MgSO 4 , CaCl 2 .H 2 O , CuSO 4 .H 2 O, CuSO 4 , Mg 3 N 2 or mixtures thereof.

Als mit diesen zweiten partikulären Feststoffen zur Reaktion zu bringenden Reaktionsfluide kommen beispielsweise H2O, CO2, CO, O2, Cl2, Br2, NH3 oder Mischungen von diesen zum Einsatz. Neben der Eigenschaft als Recktand kann dem Reaktionsfluid auch eine wärmeübertragende Funktion zum bzw. vom Wärmetauscher zukommen.H 2 O, CO 2 , CO, O 2 , Cl 2 , Br 2 , NH 3 or mixtures of these are used, for example, as reaction fluids to be reacted with these second particulate solids. In addition to the property as reactant, the reaction fluid can also have a heat-transferring function to or from the heat exchanger.

Das Reaktionsfluid wird über die Reaktionsfluidleitung in den Reaktionsraum gefördert bzw. aus diesem entfernt. Hierzu kann beispielsweise feuchte Luft aus der Umgebung in den Reaktionsraum eingebracht werden für den Fall, dass Wasser im Rahmen der Reaktion benötigt wird. Umgekehrt wird dann feuchte Luft mit aus der Reaktion stammendem Wasser über die Reaktionsleitung an die Umgebung abgegeben.The reaction fluid is conveyed via the reaction fluid line into the reaction space or removed therefrom. For this purpose, for example, moist air from the environment can be introduced into the reaction space in the event that water is needed in the context of the reaction. Conversely, humid air with water resulting from the reaction is then released via the reaction line to the environment.

Zusätzlich zum Reaktionsfluid kann ein Wärmeträgerfluid verwendet werden, das sich im Inneren des Wärmespeichers befindet. Mit diesem, vorzugsweise nicht an der Reaktion beteiligten Fluid, kann der Wärmeübergang zum Wärmetauscher erleichtert werden. Besonders geeignet sind dabei reaktionsträge Gase mit einer großen Wärmekapazität wie Edelgase, beispielsweise Argon, Stickstoff, Schwefelhexafluorid, Distickstoffmonoxid, Luft oder Mischungen hiervon.In addition to the reaction fluid, a heat transfer fluid can be used, which is located in the interior of the heat accumulator. With this, preferably not involved in the reaction fluid, the heat transfer to the heat exchanger can be facilitated. Particularly suitable are inert gases with a large heat capacity such as noble gases, such as argon, nitrogen, sulfur hexafluoride, nitrous oxide, air or mixtures thereof.

Der erfindungsgemäß vorgesehene Reaktionsraum wird als kontinuierlicher Reaktor betrieben, d. h. die Edukte werden diesem aus den jeweiligen Speichern zugeführt, im Reaktionsraum zu den Produkten umgesetzt, welche dann anschließend in die jeweiligen Speicher abtransportiert werden. Auch eine stufenweise Zufuhr ist möglich.The inventively provided reaction space is operated as a continuous reactor, d. H. the educts are supplied to this from the respective memories, reacted in the reaction space to the products, which are then subsequently transported away in the respective memory. Even a gradual supply is possible.

Zur Erzeugung des Partikelstroms aus Edukten bzw. Produkten ist erfindungsgemäß eine Feststofffördereinrichtung vorgesehen. Hierfür kommen prinzipiell sämtliche denkbaren Fördereinrichtungen in Frage, mit denen sich partikuläre Feststoffe transportieren lassen. Insbesondere eignen sich Fördereinrichtungen mit einem Gebläse, durch das der aus dem Speicher geförderte partikuläre Feststoff in dem Reaktionsraum fein verteilt werden kann, so dass die entsprechende Reaktion während einer kurzen Verweilzeit im Reaktionsraum ablaufen kann. Eine Wärmeisolierung der Wärmetauscherleitungen ist ebenfalls zweckmäßig.In order to generate the particle stream from educts or products, a solids conveying device is provided according to the invention. For this purpose, in principle, all possible conveyors come into question, which can be transported with particulate solids. In particular, conveying devices are suitable with a blower, through which the particulate solid conveyed from the store can be finely distributed in the reaction space, so that the corresponding reaction can take place in the reaction space during a short residence time. A thermal insulation of the heat exchanger lines is also appropriate.

Der erfindungsgemäß vorgesehene Reaktionsraum ist ausreichend dicht und stabil ausgebildet und weist ferner ein Volumen auf, welches für eine entsprechende endotherme bzw. exotherme Reaktion ausreichend bemessen ist. Zur Reduzierung bzw. Verhinderung eines ungewünschten Wärmeverlustes über die Behälterwandungen des Reaktionsraums kann dieser mit einer Wärmeisolierung versehen sein. The inventively provided reaction space is sufficiently dense and stable and also has a volume which is sufficiently dimensioned for a corresponding endothermic or exothermic reaction. To reduce or prevent undesired heat loss via the container walls of the reaction space, it can be provided with thermal insulation.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorgesehen, dass der Wärmetauscher entweder in dem Reaktionsraum angeordnet oder an diesen angeschlossen ist. Im erstgenannten Fall ist der Wärmetauscher beispielsweise in Form einer spiral- oder schlangenartig im Reaktionsraum geführten Rohrleitung ausgebildet, durch die ein Energieträgerfluid gepumpt wird. Als solches kommen beispielsweise Wasser, wässrige Salzlösungen, Salzschmelzen, wie beispielsweise eutektische Gemische aus Kalium- und Natriumnitrat, Öle, Gase, insbesondere Luft oder Wasserdampf zum Einsatz.In the device according to the invention, it is provided that the heat exchanger is either arranged in the reaction space or connected to this. In the former case, the heat exchanger is formed for example in the form of a spiral or snake-like guided in the reaction space pipeline through which an energy carrier fluid is pumped. As such, for example, water, aqueous salt solutions, molten salts, such as eutectic mixtures of potassium and sodium nitrate, oils, gases, in particular air or steam are used.

Bei Anordnung des Wärmetauschers außerhalb des Reaktionsraums ist der Wärmetauscher über Rohrleitungen mit dem Reaktionsraum verbunden. Als Energieträgerfluid fungiert in diesem Fall die Gasatmosphäre des Reaktionsraums, d. h. das Reaktionsfluid selbst bzw. eine Mischung aus diesem und einem der zuvor genannten zusätzlichen Wärmeträgerfluide. Auch in diesem Fall kann der Wärmetauscher als spiralartig ausgeführte Rohrleitung ausgestaltet sein. Eine Anordnung des Wärmetauschers außerhalb des Reaktionsraums hat den Vorteil, dass der Wärmetauscher nicht durch Feststoffe im Reaktionsraum verunreinigt wird.When the heat exchanger is arranged outside the reaction space, the heat exchanger is connected via pipes to the reaction space. As the energy carrier fluid acts in this case, the gas atmosphere of the reaction space, d. H. the reaction fluid itself or a mixture of this and one of the aforementioned additional heat transfer fluids. Also in this case, the heat exchanger can be configured as a spiral running pipeline. An arrangement of the heat exchanger outside the reaction space has the advantage that the heat exchanger is not contaminated by solids in the reaction space.

Die Energieabgabe erfolgt erfindungsgemäß über einen Wärmetauscher an einen Verbraucher. Der Wärmetauscher kann jedoch auch selbst der Verbraucher sein. Beispielsweise kann ein außerhalb des Reaktionsraums angeordneter Wärmetauscher durch einen Heizkörper gebildet sein, der mit der Reaktionswärme betrieben wird, indem das Reaktionsfluid bzw. eine Mischung aus diesem und einem zusätzlichen Wärmeträgerfluid durch den Heizkörper hindurchgeführt wird.The energy is output according to the invention via a heat exchanger to a consumer. However, the heat exchanger can also be the consumer itself. For example, a heat exchanger arranged outside the reaction space can be formed by a heating body which is operated with the heat of reaction by the reaction fluid or a mixture of this and an additional heat transfer fluid being passed through the heating body.

Zur Aufladung des thermochemischen Wärmespeichers wird dieser von einer externen Energiequelle mit thermischer Energie versorgt. Hierfür kommen insbesondere eine solarthermische Energiequelle, ein Ofen oder andere Wärmequellen wie beispielsweise eine Abgasleitung einer Verbrennungsmaschine, insbesondere eines Fahrzeugmotors, oder Prozesswärme in Frage.To charge the thermochemical heat storage this is supplied by an external energy source with thermal energy. For this purpose, in particular a solar thermal energy source, an oven or other heat sources such as an exhaust pipe of an internal combustion engine, in particular a vehicle engine, or process heat in question.

Beim Entladen des thermochemischen Energiespeichers gibt dieser über den Wärmetauscher die Energie an einen Verbraucher ab. Dies kann das Heizungssystem eines Gebäudes, einer Fernwärmeeinrichtung oder auch die Heizung eines Fahrzeugs, insbesondere in Form einer Standheizung, sein.When discharging the thermochemical energy storage this gives off the energy to a consumer via the heat exchanger. This may be the heating system of a building, a district heating device or the heating of a vehicle, in particular in the form of a heater.

Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die wenigstens eine Feststofffördereinrichtung an einer der beiden Feststoffleitungen angeordnet ist. Die Feststofffördereinrichtungen können grundsätzlich bidirektional betrieben werden.A development of the device according to the invention provides that the at least one solids conveying device is arranged on one of the two solids lines. The solids conveying devices can in principle be operated bidirectionally.

Es ist ferner insbesondere vorgesehen, dass wenigstens zwei Feststofffördereinrichtungen vorgesehen sind, welche bevorzugt jeweils an einer der beiden Feststoffleitungen angebracht sind. Auf diese Weise kann ein besonders effizienter Transport und eine gleichmäßige Ausbildung des Feststoffpartikelstroms im Reaktionsraum realisiert werden.It is further provided in particular that at least two solids conveying devices are provided, which are preferably each attached to one of the two solid lines. In this way, a particularly efficient transport and a uniform formation of the solid particle stream in the reaction space can be realized.

Des Weiteren kann an der Reaktionsfluidleitung wenigstens eine Reaktionsfluidfördereinrichtung, insbesondere in Form einer Pumpe oder eines Verdichters vorgesehen sein. Auf diese Weise kann der Abtransport oder die Einbringung des Reaktionsfluids in den Reaktionsraum in exakt dosierter Weise erfolgen. Insbesondere kann so die Menge an gefördertem Reaktionsfluid an die im Reaktionsraum eingebrachte Feststoffmenge in gewünschter Weise angepasst werden. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, dass im Reaktionsraum dauerhaft ein stöchiometrisches Verhältnis von Reaktionsfluid und hiermit umzusetzendem partikulären Feststoff eingestellt wird oder auch ein gezielt überstöchiometrisches Verhältnis in Bezug auf das Reaktionsfluid.Furthermore, at least one reaction fluid delivery device, in particular in the form of a pump or a compressor, may be provided on the reaction fluid line. In this way, the removal or the introduction of the reaction fluid into the reaction space can take place in a precisely metered manner. In particular, the amount of reaction fluid conveyed can thus be adapted to the amount of solids introduced in the reaction space in the desired manner. This can be done, for example, in such a way that a stoichiometric ratio of reaction fluid and particulate solid to be reacted therewith is permanently set in the reaction space, or else a deliberately superstoichiometric ratio with respect to the reaction fluid.

In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann an die Reaktionsfluidleitung ein Reaktionsfluidspeicher angeschlossen sein. In dieser Ausgestaltung wird das Reaktionsfluid nicht aus der Umgebung in den Reaktionsraum eingebracht oder abgeführt, sondern in einem geschlossenen System vorgehalten. Bei Verwendung mehrerer Reaktionsräume können diese über separate Reaktionsfluidleitungen mit einem Reaktionsfluidspeicher verbunden sein.In a further development of the device according to the invention, a reaction fluid reservoir can be connected to the reaction fluid line. In this embodiment, the reaction fluid is not introduced or removed from the environment in the reaction chamber, but kept in a closed system. If multiple reaction spaces are used, these can be connected to a reaction fluid reservoir via separate reaction fluid lines.

Zusätzlich zu der Reaktionsfluidfördereinrichtung kann an der Reaktionsfluidleitung ein Ventil vorgesehen sein. Mit diesem kann die Einbringung des Reaktionsfluids in den Reaktionsraum gesteuert werden, insbesondere, wenn das Reaktionsfluid mithilfe eines Kompressors beim Entfernen aus dem Reaktionsraum verflüssigt oder zumindest komprimiert wurde und bei der Abgabe in den Reaktionsraum automatisch verdampft bzw. entspannt. In diesem Fall kann alleine der Druckunterschied zwischen Reaktionsfluidspeicher und Reaktionsraum ausgenutzt werden, um das Reaktionsfluid mit Hilfe des Ventils in gewünschter Weise zu dosieren.In addition to the reaction fluid delivery device, a valve may be provided on the reaction fluid line. With this, the introduction of the reaction fluid into the reaction space can be controlled, in particular if the reaction fluid was liquefied or at least compressed by means of a compressor during removal from the reaction space and automatically evaporated or expanded during the discharge into the reaction space. In this case, only the pressure difference between the reaction fluid reservoir and the reaction space can be utilized in order to dose the reaction fluid in the desired manner with the aid of the valve.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wärmespeichers sieht vor, dass in zumindest einer der Feststoffleitungen und der Reaktionsfluidleitung eine Heiz-/Kühleinrichtung vorgesehen ist. Auf diese Weise lassen sich durch die entsprechenden Leitungen in den Reaktionsraum eingespeisten bzw. aus diesem abgeführten Substanzen auf die jeweils gewünschte Temperatur bringen. So lässt sich beispielsweise im Reaktionsraum gebildeter Wasserdampf mithilfe einer Kühleinrichtung vor dem Eintritt in den Reaktionsfluidspeicher verflüssigen. Umgekehrt kann flüssiges Wasser vor dem Einbringen in den Reaktionsraum verdampft werden, damit sich dieses gleichmäßiger im Reaktionsraum verteilen lässt. Außerdem kann durch die vorherige Verdampfung des Wassers die Bildung von Ablagerungen durch Niederschlagbildung mit dem partikulären Feststoff im Reaktionsraum verhindert werden. Die Heiz-/Kühleinrichtung kann dabei in den Wärmetransportkreislauf der Vorrichtung in der Weise integriert werden, dass die beim Kühlen anfallende Wärme an den angeschlossenen Verbraucher abgegeben wird. Analog kann die für das Vorwärmen erforderliche Wärme von der externen Energiequelle, also beispielsweise von einem Solarkollektor bezogen werden. A development of the heat accumulator according to the invention provides that a heating / cooling device is provided in at least one of the solid lines and the reaction fluid line. In this way, can be brought by the corresponding lines in the reaction space or discharged from this substances to the particular desired temperature. Thus, for example, water vapor formed in the reaction space can be liquefied by means of a cooling device before it enters the reaction fluid reservoir. Conversely, liquid water can be vaporized prior to introduction into the reaction space so that it can be distributed more uniformly in the reaction space. In addition, the formation of deposits by precipitation with the particulate solid in the reaction space can be prevented by the previous evaporation of the water. The heating / cooling device can be integrated into the heat transport circuit of the device in such a way that the heat generated during cooling is delivered to the connected consumer. Analogously, the heat required for preheating can be obtained from the external energy source, that is, for example, from a solar collector.

Der Aufbau und die Funktionsweise eines erfindungsgemäßen thermochemischen Wärmespeichers werden im Folgenden mittels zweier Ausführungsbeispiele anhand der 1 bis 4 näher erörtert. Dabei zeigtThe structure and operation of a thermochemical heat storage device according to the invention are described below by means of two embodiments with reference to FIG 1 to 4 discussed in more detail. It shows

1 den schematischen Aufbau eines ersten erfindungsgemäßen Wärmespeichers mit im Reaktionsraum befindlichem Wärmetauscher während des Ladens; 1 the schematic structure of a first heat accumulator according to the invention with located in the reaction chamber heat exchanger during charging;

2 den in 1 dargestellten Wärmespeicher beim Entladevorgang; 2 the in 1 illustrated heat storage during the discharge process;

3 eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmespeichers, bei dem der Wärmetauscher außerhalb des Reaktionsraums angeordnet ist beim Ladevorgang sowie 3 an alternative embodiment of a heat accumulator according to the invention, in which the heat exchanger is arranged outside the reaction chamber during the charging process and

4 den Wärmespeicher gemäß 3 während der Entladung. 4 the heat storage according to 3 during the discharge.

Im Detail ist in den 1 und 2 ein erfindungsgemäßer thermochemischer Wärmespeicher 1 dargestellt. Dieser umfasst einen Reaktionsraum 2, an den über Feststoffleitungen 3 und 4 zwei Feststoffspeicher 5 und 6 sowie über eine Reaktionsfluidleitung 7 ein Reaktionsfluidspeicher 8 angeschlossen sind.In detail is in the 1 and 2 an inventive thermochemical heat storage 1 shown. This includes a reaction space 2 , on the over solid lines 3 and 4 two solid stores 5 and 6 as well as via a reaction fluid line 7 a reaction fluid reservoir 8th are connected.

Im Reaktionsraum 2 ist ein Wärmetauscher 9 angeordnet, der über Leitungen 10 und 11 mit einer aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellten Energiequelle, beispielsweise mit einem Solarkollektor, oder einem Verbraucher, beispielsweise einem Heizregister verbunden ist. Der Reaktionsraum 2 kann zur Unterstützung der Wärmeübertragung mit einem Wärmeträgerfluid 12 wie Stickstoff befällt sein.In the reaction room 2 is a heat exchanger 9 arranged by lines 10 and 11 is connected to an energy source, not shown for reasons of simplification, for example with a solar collector, or a consumer, for example a heating coil. The reaction space 2 can assist in heat transfer with a heat transfer fluid 12 to be like nitrogen.

In den Feststoffspeichern 5 und 6 befinden sich partikuläre Feststoffe 13 und 14, vorliegend Calciumhydroxid 13 und Calciumoxid 14. Diese Feststoffe 13, 14 können zwischen den jeweiligen Feststoffspeichern 5 und 6 und dem Reaktionsraum 2 mit Hilfe von an den Feststoffleitungen 3, 4 angeordneten Feststofffördereinrichtungen 15, 16 und Heiz-/Kühleinrichtungen 17, 18 unter Ausbildung eines Partikelstroms transportiert und dabei vorgewärmt bzw. abgekühlt werden.In the solids stores 5 and 6 are particulate solids 13 and 14 , in this case calcium hydroxide 13 and calcium oxide 14 , These solids 13 . 14 can be between the respective solids stores 5 and 6 and the reaction space 2 with the help of on the solid lines 3 . 4 arranged solids conveyors 15 . 16 and heating / cooling facilities 17 . 18 transported while forming a particle stream and thereby preheated or cooled.

Der Reaktionsfluidspeicher 8 ist mit einem Reaktionsfluid, vorliegend Wasser 19 befüllt, das durch die Reaktionsfluidleitung 7 mittels einer daran angeordneten Reaktionsfluidfördereinrichtung 20 und einer Heiz-/Kühleinrichtung 21 zwischen Reaktionsraum 2 und Reaktionsfluidspeicher 8 unter Vorwärmung bzw. Abkühlung befördert werden kann. Die Vorwärmung bzw. Abkühlung umfasst dabei eine Änderung des Aggregatzustandes.The reaction fluid reservoir 8th is with a reaction fluid, in this case water 19 filled by the reaction fluid line 7 by means of a reaction fluid delivery device arranged thereon 20 and a heating / cooling device 21 between reaction space 2 and reaction fluid storage 8th can be transported under preheating or cooling. The preheating or cooling comprises a change in the state of matter.

Die Heiz-/Kühleinrichtungen 17, 18 und 21 können zum Heizen an dieselbe externe Energiequelle bzw. zum Kühlen an denselben Verbraucher angeschlossen werden, mit dem auch der Wärmetauscher 9 verbunden ist.The heating / cooling devices 17 . 18 and 21 can be connected for heating to the same external energy source or for cooling to the same consumer, with which also the heat exchanger 9 connected is.

Beim Betrieb des in den 1 und 2 dargestellten thermochemischen Wärmespeichers 1 wird bei diesem während des Ladevorgangs das in einem ersten der beiden Feststoffspeicher 5 gelagerte partikuläre Calciumhydroxid 13 mit Hilfe der Feststofffördereinrichtung 15 über die Feststoffleitung 3 in den Reaktionsraum 2 eingebracht und dabei durch die Heiz-/Kühleinrichtung 17 vorgewärmt, die an einen externen Solarkollektor als Energiequelle angeschlossen ist.When operating in the 1 and 2 shown thermochemical heat storage 1 is in this during the charging process in a first of the two solid reservoirs 5 stored particulate calcium hydroxide 13 with the help of the solids conveyor 15 over the solid line 3 in the reaction space 2 introduced and thereby by the heating / cooling device 17 preheated, which is connected to an external solar collector as an energy source.

Im Reaktionsraum 2 tritt das Calciumhydroxid 13 in Kontakt mit dem Wärmetauscher 9, der durch die externe Energiequelle beheizt wird und die für die thermochemische Reaktion erforderliche Energie liefert, wodurch das Calciumhydroxid 13 unter Aufnahme von Wärme und Abspaltung von Wasser 19 in Calciumoxid 14 reagiert. Aufgrund der hohen Temperaturen im Reaktionsraum 2 fällt das Wasser gasförmig an.In the reaction room 2 occurs the calcium hydroxide 13 in contact with the heat exchanger 9 which is heated by the external energy source and provides the energy required for the thermochemical reaction, thereby reducing the calcium hydroxide 13 with absorption of heat and elimination of water 19 in calcium oxide 14 responding. Due to the high temperatures in the reaction space 2 the water is gaseous.

Das entstandene Calciumoxid 14 wird mit Hilfe der Feststofffördereinrichtung 16 aus dem Reaktionsraum 2 durch die Feststoffleitung 4 in den zweiten Feststoffspeicher 6 überführt und dabei durch die Heiz-/Kühleinrichtung 18 abgekühlt. Der gebildete Wasserdampf wird aus dem Reaktionsraum 2 über die Reaktionsfluidleitung 7 mit Hilfe der Reaktionsfluidfördereinrichtung 20 entfernt, durch die Heiz-/Kühleinrichtung 21 zu flüssigem Wasser 19 kondensiert und in den Reaktionsfluidspeicher 8 befördert.The resulting calcium oxide 14 is using the solids conveyor 16 from the reaction space 2 through the solid line 4 in the second solid storage 6 transferred and thereby by the heating / cooling device 18 cooled. The water vapor formed is from the reaction space 2 over the reaction fluid line 7 with the aid of the reaction fluid delivery device 20 removed by the heating / cooling device 21 to liquid water 19 condensed and into the reaction fluid reservoir 8th promoted.

Der Ladevorgang des thermochemischen Wärmespeichers 1 ist abgeschlossen, wenn die gesamte Menge an im ersten Feststoffspeicher 5 enthaltenen Cacliumhydroxid 13 umgewandelt wurde. Wahlweise kann der Ladevorgang jedoch zu jedem beliebigen Zeitpunkt gestoppt bzw. temporär unterbrochen werden.The charging process of the thermochemical heat storage 1 is complete when the entire amount of in the first solid storage 5 contained caclium hydroxide 13 was converted. Optionally, however, the charging process can be stopped or temporarily interrupted at any time.

Das in 2 dargestellte Schaubild zeigt den erfindungsgemäßen Wärmetauscher 1 aus der 1 während des Entladevorgangs. Zur Entnahme der thermochemisch gespeicherten Wärme wird mittels der Feststofffördereinrichtung 16 Calciumoxid 14 aus dem Feststoffspeicher 6 über die Feststoffleitung 4 in den Reaktionsraum 2 eingebracht. Gleichzeitig wird das in dem Reaktionsfluidspeicher 8 befindliche flüssige Wasser 19 mithilfe der Reaktionsfluidfördereinrichtung 20 durch die Reaktionsfluidleitung 7 gefördert, dabei durch die Heiz-/Kühleinrichtung 21 erhitzt und als Wasserdampf in den Reaktionsraum 2 eingebracht.This in 2 The diagram shows the heat exchanger according to the invention 1 from the 1 during the unloading process. To remove the thermochemically stored heat is by means of the solids conveyor 16 calcium oxide 14 from the solid storage 6 over the solid line 4 in the reaction space 2 brought in. At the same time, this becomes in the reaction fluid reservoir 8th located liquid water 19 using the reaction fluid conveyor 20 through the reaction fluid line 7 promoted, thereby by the heating / cooling device 21 heated and as water vapor in the reaction space 2 brought in.

Im Reaktionsraum 2 findet die Umsetzung von Calciumoxid 14 mit Wasserdampf 19 zu Calciumhydroxid 13 unter Freisetzung von Wärme statt, welche über den Wärmetauscher 9 an einen über die Leitungen 10 und 11 angeschlossenen Verbraucher abgegeben wird. Das während der Umsetzung gebildete Calciumhydroxid 13 wird über die Feststoffleitung 3 mittels der Feststofffördereinrichtung 15 aus dem Reaktionsraum 2 in den Feststoffspeicher 5 transportiert, wobei es über die Heiz-/Kühleinrichtung 17 heruntergekühlt wird. Die in Heiz-/Kühleinrichtung 17 anfallende Wärme kann ebenfalls an den Verbraucher abgegeben werden.In the reaction room 2 finds the conversion of calcium oxide 14 with water vapor 19 to calcium hydroxide 13 with release of heat taking place via the heat exchanger 9 to one over the lines 10 and 11 connected consumer. The calcium hydroxide formed during the reaction 13 is over the solid line 3 by means of the solids conveyor 15 from the reaction space 2 in the solid storage 5 transported, passing through the heating / cooling device 17 is cooled down. The in heating / cooling device 17 accumulating heat can also be given to the consumer.

In den 3 und 4 ist eine alternative Ausführungsform 22 des erfindungsgemäßen thermochemischen Wärmespeichers 1 dargestellt, der sich von der in 1 und 2 abgebildeten Ausführungsform darin unterscheidet, dass der Wärmetauscher 9 außerhalb des Reaktionsraums 2 angeordnet und über eine Wärmetauscherzulaufleitung 23 und eine Wärmetauscherrücklaufleitung 24 mit dem Reaktionsraum 2 verbunden ist.In the 3 and 4 is an alternative embodiment 22 the thermochemical heat storage of the invention 1 represented by the in 1 and 2 illustrated embodiment therein that the heat exchanger 9 outside the reaction space 2 arranged and via a heat exchanger supply line 23 and a heat exchanger return line 24 with the reaction space 2 connected is.

Eine in der Wärmetauscherzulaufleitung 23 vorgesehene Umwälzpumpe 25 fördert ein Gemisch aus einem Wärmeträgerfluid, beispielsweise Stickstoff, sowie dem Reaktionsfluid 19 aus dem Reaktionsraum 2 in den Wärmetauscher 9, der an eine hier aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellte externe Energiequelle angeschlossen ist und aus dem Wärmetauscher 9 zurück in den Reaktionsraum 2.One in the heat exchanger supply line 23 provided circulation pump 25 promotes a mixture of a heat transfer fluid, such as nitrogen, and the reaction fluid 19 from the reaction space 2 in the heat exchanger 9 , which is connected to an external energy source, not shown here for reasons of simplification and from the heat exchanger 9 back to the reaction room 2 ,

In der Wärmetauscherzulaufleitung 23 des thermochemischen Wärmespeichers 22 können zwei 3-Wegeventile 26 und 27 vorgesehen sein, an die die Leitungen 28 und 29 angeschlossen sind. Über diese Leitungen 28 und 29 kann alternativ oder zusätzlich zu der Reaktionsfluidleitung 7 ein Reaktionsfluid 19 ggf. in Kombination mit einem Wärmeträgerfluid aus der Umgebung zu- oder abgeführt werden. Das bedeutet, dass bei einer solchen Ausführungsform auf den Reaktionsfluidspeicher 8 verzichtet werden könnte. In diesem Fall wird der thermochemischen Wärmespeicher 22 als offenes System betrieben.In the heat exchanger supply line 23 the thermochemical heat storage 22 can use two 3-way valves 26 and 27 be provided, to which the lines 28 and 29 are connected. About these lines 28 and 29 may alternatively or in addition to the reaction fluid line 7 a reaction fluid 19 if necessary in combination with a heat transfer fluid from the environment to be supplied or removed. That is, in such an embodiment, the reaction fluid reservoir 8th could be waived. In this case, the thermochemical heat storage 22 operated as an open system.

Die 3 zeigt den alternativen Wärmespeicher 22 während des Ladevorgangs, welcher analog zu den Darstellungen zur 1 verläuft mit dem Unterschied, dass der Wärmeaustausch über den außerhalb des Reaktionsraums 2 angeordneten Wärmetauscher 9 vollzogen wird.The 3 shows the alternative heat storage 22 during the charging process, which is analogous to the illustrations for 1 proceeds with the difference that the heat exchange over the outside of the reaction space 2 arranged heat exchanger 9 is done.

Soll der thermochemische Wärmespeicher 22 als offenes System betrieben werden, werden die 3-Wegeventile 26 und 27 in der mit den Pfeilen angedeuteten Richtung um 90° gedreht und auf diese Weise Leitungen 28 und 29 angekoppelt und die Wärmetauscherzulaufleitung 23 zwischen den 3-Wegeventile 26 und 27 unterbrochen. Die Leitung 28 fungiert nun als Zulaufleitung, über die Außenluft in die Wärmetauscherzulaufleitung 23 gefördert wird. Die Luft wird im Wärmetauscher 9 erhitzt und über die Wärmetauscherrücklaufleitung 24 in den Reaktionsraum 2 gefördert, wo sie die nötige Energie für die Dehydratation des Calciumhydroxids liefert, wobei die freiwerdende Feuchtigkeit an die Luft abgegeben wird. Über die Wärmetauscherzulaufleitung 23 wird die Luft anschließend über das 3-Wegeventil 27 und die Leitung 29, die als Reaktionsfluidleitung fungiert, aus dem thermochemischen Wärmespeicher 22 entfernt.Should the thermochemical heat storage 22 be operated as an open system, the 3-way valves 26 and 27 in the direction indicated by the arrows rotated by 90 ° and in this way lines 28 and 29 coupled and the heat exchanger supply line 23 between the 3-way valves 26 and 27 interrupted. The administration 28 now acts as a supply line, via the outside air into the heat exchanger supply line 23 is encouraged. The air is in the heat exchanger 9 heated and over the heat exchanger return line 24 in the reaction space 2 where it provides the energy needed to dehydrate the calcium hydroxide, releasing the released moisture into the air. Via the heat exchanger supply line 23 The air is then via the 3-way valve 27 and the line 29 , which acts as a reaction fluid line, from the thermochemical heat storage 22 away.

In der 4 ist der Energieentnahmeprozess aus dem in 3 dargestellten Wärmespeicher 22 abgebildet. Dieser vollzieht sich analog zu den Ausführungen zu 2, wobei die anfallende Wärmeenergie mittels des wie in 3 beschriebenen Wärmetauschervorgangs vonstatten geht.In the 4 is the energy extraction process from the in 3 illustrated heat storage 22 displayed. This takes place analogously to the explanations 2 , wherein the resulting heat energy by means of as in 3 described heat exchanger process proceeds.

Wird der thermochemische Wärmespeicher 22 als offenes System betrieben, werden wiederum die 3-Wegeventile 26 und 27 in der mit den Pfeilen angedeuteten Richtung um 90° gedreht und auf diese Weise Leitungen 28 und 29 angekoppelt und die Wärmetauscherzulaufleitung 23 zwischen den 3-Wegeventile 26 und 27 unterbrochen. Die Leitung 29 fungiert nun als Reaktionsfluidleitung, über die feuchte Außenluft in die Wärmetauscherzulaufleitung 23 und von dort in den Reaktionsraum 2 gefördert wird. Im Reaktionsraum 2 findet die Umsetzung zwischen dem Wasser der feuchten Außenluft und dem Calciumoxid statt, wobei die Luft die entstehende thermische Energie aufnimmt und über die Wärmetauscherrücklaufleitung 24 zum Wärmetauscher 9 transportiert. Dort wird die Wärme abgegeben und die Luft über das 3-Wegeventil 26 und die Leitung 28 an die Umgebung abgegeben.Will the thermochemical heat storage 22 operated as an open system, turn the 3-way valves 26 and 27 in the direction indicated by the arrows rotated by 90 ° and in this way lines 28 and 29 coupled and the heat exchanger supply line 23 between the 3-way valves 26 and 27 interrupted. The administration 29 now acts as a reaction fluid line, through the humid outside air into the heat exchanger supply line 23 and from there into the reaction room 2 is encouraged. In the reaction room 2 The reaction takes place between the water of the moist outside air and the calcium oxide, whereby the air is the resulting absorbs thermal energy and via the heat exchanger return line 24 to the heat exchanger 9 transported. There, the heat is released and the air via the 3-way valve 26 and the line 28 delivered to the environment.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 4333829 [0003] DE 4333829 [0003]
  • DE 3532093 [0004] DE 3532093 [0004]
  • EP 1975219 [0005] EP 1975219 [0005]

Claims (10)

Thermochemischer Wärmespeicher (1, 22) zur Aufnahme, Umwandlung, Speicherung und Abgabe von Reaktionswärme durch reversible Umsetzung eines ersten partikulären Feststoffs (13) zu einem zweiten partikulären Feststoff (14) und einem Reaktionsfluid (19), wobei der Wärmespeicher (1, 22) wenigstens einen Reaktionsraum (2), eine hieran angeschlossene Reaktionsfluidleitung (7, 29) und wenigstens einen Wärmetauscher (9) aufweist, über den mittels einer externen Energiequelle oder eines Verbrauchers Energie zu- oder abgeführt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass an den wenigstens einen Reaktionsraum (2) über Feststoffleitungen (3, 4) zwei Feststoffspeicher (5, 6) zur jeweiligen Speicherung der partikularen Feststoffe (13, 14) angeschlossen sind und zumindest eine Feststofffördereinrichtung (15) vorgesehen ist, um die partikulären Feststoffe (13, 14) zwischen Reaktionsraum (2) und den Feststoffspeichern (5, 6) unter Ausbildung eines Partikelstroms im Reaktionsraum (2) zu fördern.Thermochemical heat storage ( 1 . 22 ) for the uptake, conversion, storage and release of heat of reaction by reversible reaction of a first particulate solid ( 13 ) to a second particulate solid ( 14 ) and a reaction fluid ( 19 ), wherein the heat storage ( 1 . 22 ) at least one reaction space ( 2 ), a reaction fluid line connected thereto ( 7 . 29 ) and at least one heat exchanger ( 9 ), via which energy can be supplied or removed by means of an external energy source or a consumer, characterized in that the at least one reaction space ( 2 ) via solid lines ( 3 . 4 ) two solid stores ( 5 . 6 ) for the respective storage of the particulate solids ( 13 . 14 ) and at least one solids conveying device ( 15 ) is provided to the particulate solids ( 13 . 14 ) between reaction space ( 2 ) and the solid storage ( 5 . 6 ) with formation of a particle stream in the reaction space ( 2 ) to promote. Wärmespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als externe Energiequelle eine solarthermische Energiequelle, ein Ofen oder eine andere Wärmequelle, insbesondere eine Abgasleitung einer Verbrennungsmaschine, vorzugsweise eines Fahrzeugmotors, oder Prozesswärme vorgesehen ist.Heat storage according to claim 1, characterized in that as external energy source, a solar thermal energy source, an oven or other heat source, in particular an exhaust pipe of an internal combustion engine, preferably a vehicle engine, or process heat is provided. Wärmespeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Feststofffördereinrichtung (15) an einer der beiden Feststoffleitungen (3, 4) angeordnet ist, insbesondere, dass wenigstens zwei Feststofffördereinrichtungen (15, 16) vorgesehen sind, die vorzugsweise jeweils an einer der beiden Feststoffleitungen (3, 4) angebracht sind.Heat accumulator according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one solids conveying device ( 15 ) on one of the two solids lines ( 3 . 4 ), in particular that at least two solids conveying devices ( 15 . 16 ) are provided, which are preferably each on one of the two solid lines ( 3 . 4 ) are mounted. Wärmespeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Reaktionsfluidleitung (7, 29) wenigstens eine Reaktionsfluidfördereinrichtung (20), insbesondere in Form einer Pumpe oder eines Verdichters, vorgesehen ist und/oder an die Reaktionsfluidleitung (7) ein Reaktionsfluidspeicher (19) angeschlossen ist.Heat accumulator according to one of the preceding claims, characterized in that on the reaction fluid line ( 7 . 29 ) at least one reaction fluid delivery device ( 20 ), in particular in the form of a pump or a compressor, is provided and / or to the reaction fluid line ( 7 ) a reaction fluid reservoir ( 19 ) connected. Wärmespeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einer der Feststoffleitungen (3, 4) und der Reaktionsfluidleitung (7, 29) eine Heiz-/Kühleinrichtung (17, 18, 21) vorgesehen ist.Heat accumulator according to one of the preceding claims, characterized in that at least in one of the solid lines ( 3 . 4 ) and the reaction fluid line ( 7 . 29 ) a heating / cooling device ( 17 . 18 . 21 ) is provided. Wärmespeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (9) außerhalb des Reaktionsraums (2) angeordnet und mit diesem über eine an den Reaktionsraum (2) angeschlossene Wärmetauscherzulaufleitung (23) und eine Wärmetauscherrücklaufleitung (24) verbunden ist.Heat accumulator according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger ( 9 ) outside the reaction space ( 2 ) and with this via a to the reaction space ( 2 ) connected heat exchanger feed line ( 23 ) and a heat exchanger return line ( 24 ) connected is. Verfahren zur Aufnahme, Umwandlung, Speicherung und Abgabe von Reaktionswärme durch reversible Umsetzung eines ersten partikulären Feststoffs (13) zu einem zweiten partikulären Feststoff (14) und einem Reaktionsfluid (19) in einem thermochemischen Wärmespeicher (1, 22), dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktanden und die Reaktionsprodukte jeweils zwischen zwei Feststoffspeichern (5, 6) mittels wenigstens einer Feststofffördereinrichtung (15) wenigstens einem Reaktionsraum (2) zugeführt oder aus diesem abgeführt werden, wobei die während der Umsetzung in dem wenigstens einen Reaktionsraum (2) freiwerdende oder aufgenommene Energie über einen Wärmetauscher (9) an einen externen Verbraucher abgegeben oder von einer externen Energiequelle bezogen wird.Process for the uptake, conversion, storage and release of heat of reaction by reversible reaction of a first particulate solid ( 13 ) to a second particulate solid ( 14 ) and a reaction fluid ( 19 ) in a thermochemical heat storage ( 1 . 22 ), characterized in that the reactants and the reaction products in each case between two solid stores ( 5 . 6 ) by means of at least one solids conveying device ( 15 ) at least one reaction space ( 2 ) or removed therefrom, which during the reaction in the at least one reaction space ( 2 ) released or absorbed energy via a heat exchanger ( 9 ) is delivered to an external consumer or obtained from an external source of energy. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die partikulären Feststoffe (13, 14) und/oder das Reaktionsfluid (14) außerhalb des Reaktionsraums (2) gekühlt oder erwärmt werden.Process according to claim 7, characterized in that the particulate solids ( 13 . 14 ) and / or the reaction fluid ( 14 ) outside the reaction space ( 2 ) are cooled or heated. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass für den Transport der bei der Umsetzung freiwerdenden oder aufgenommenen wärme zum Wärmetauscher (9) ein Wärmeträgerfluid (12) verwendet wird, welches insbesondere ausgewählt ist aus Edelgasen, vorzugsweise Argon, Stickstoff, Schwefelhexafluorid, Distickstoffmonoxid, Luft oder Mischungen hiervon.A method according to claim 7 or 8, characterized in that for the transport of the heat released during the reaction or absorbed heat to the heat exchanger ( 9 ) a heat transfer fluid ( 12 ), which is in particular selected from noble gases, preferably argon, nitrogen, sulfur hexafluoride, nitrous oxide, air or mixtures thereof. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsfluid (19) aus einem Reaktionsfluidspeicher (8) dem Reaktionsraum (2) zugeführt oder aus dem Reaktionsraum (2) in den Reaktionsfluidspeicher (8) abgeführt wird.Method according to one of claims 7 to 9, characterized in that the reaction fluid ( 19 ) from a reaction fluid reservoir ( 8th ) the reaction space ( 2 ) or from the reaction space ( 2 ) into the reaction fluid reservoir ( 8th ) is discharged.
DE102009052304A 2009-11-09 2009-11-09 Thermochemical heat storage and method for receiving, converting, storing and releasing heat of reaction Ceased DE102009052304A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009052304A DE102009052304A1 (en) 2009-11-09 2009-11-09 Thermochemical heat storage and method for receiving, converting, storing and releasing heat of reaction
PCT/EP2010/065830 WO2011054676A2 (en) 2009-11-09 2010-10-20 Thermochemical heat accumulator and method for receiving, converting, storing and releasing reaction heat

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009052304A DE102009052304A1 (en) 2009-11-09 2009-11-09 Thermochemical heat storage and method for receiving, converting, storing and releasing heat of reaction

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009052304A1 true DE102009052304A1 (en) 2011-05-26

Family

ID=43639892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009052304A Ceased DE102009052304A1 (en) 2009-11-09 2009-11-09 Thermochemical heat storage and method for receiving, converting, storing and releasing heat of reaction

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102009052304A1 (en)
WO (1) WO2011054676A2 (en)

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012103427A1 (en) 2012-04-19 2013-10-24 Cic Energigune Forming reaction medium that is used as heat storage medium, by coating portion of surface of particles of powdered base material with coating material, where base material chemically/physically reacts with reactant material using heat
WO2014053224A1 (en) * 2012-10-02 2014-04-10 Linde Aktiengesellschaft Method for storing energy in salt melts
DE102013203619A1 (en) * 2013-03-04 2014-09-04 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Heat accumulator device for use in passenger car to store and provide heat, has feed device supplying liquid reactant mediums to heat accumulator mediums, where accumulator and reactant mediums exothermically react with one another
DE102014101987A1 (en) 2014-02-17 2015-01-22 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Method for storing heat
DE102014202266A1 (en) * 2014-02-07 2015-08-13 Siemens Aktiengesellschaft Method for operating an energy store
DE102014002678A1 (en) * 2014-02-28 2015-09-03 Bw-Energiesysteme Gmbh Method and device for storing energy in caustic
DE102015101214A1 (en) * 2015-01-28 2016-07-28 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Energy storage device and method for storing and / or providing energy
DE102015212395A1 (en) * 2015-07-02 2017-01-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Process for heat storage
DE102015212406A1 (en) * 2015-07-02 2017-01-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Device for heat storage
DE202017000671U1 (en) 2017-02-08 2017-03-29 Heinz Sause System for the latent storage of exhaust heat from diesel engines
DE102016200921A1 (en) * 2016-01-22 2017-07-27 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Method for transferring heat and heat exchangers
DE102018109185A1 (en) * 2018-04-18 2019-10-24 Vaillant Gmbh Method for the lossless storage of thermal energy in adsorptive microparticles
DE102018131408A1 (en) 2018-12-07 2020-06-10 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Coating to stabilize thermochemical energy storage materials
DE102018132467A1 (en) * 2018-12-17 2020-06-18 ELMESS-Thermosystemtechnik GmbH & Co. KG Method and device for loading and unloading a thermochemical heat storage medium
DE102019107440A1 (en) * 2019-03-22 2020-09-24 Otto-Von-Guericke-Universität Magdeburg Solid reactor, system and method for separating carbon dioxide
EP3795936A1 (en) 2019-09-23 2021-03-24 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Storage system for the thermochemical storage of energy and method for operating a storage system
DE202021001986U1 (en) 2020-06-12 2021-09-14 enerma - gesellschaft für energiedienstleistungen mbH Heating system with thermochemical energy storage materials

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014126592A1 (en) * 2013-02-18 2014-08-21 Poole Ventura, Inc. Thermal diffusion chamber with cooling tubes
FR3004245B1 (en) * 2013-04-09 2015-05-15 Commissariat Energie Atomique THERMAL STORAGE SYSTEM BY THERMOCHEMICAL PATHWAY
FR3004246A1 (en) * 2013-04-09 2014-10-10 Commissariat Energie Atomique THERMOCHEMICAL STORAGE SYSTEM HAVING IMPROVED STORAGE EFFICIENCY
FR3030706B1 (en) 2014-12-19 2019-04-05 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives STORAGE DEVICE FOR A THERMAL ENERGY PRODUCTION PLANT AND METHOD OF USE
FR3037872B1 (en) * 2015-06-23 2017-06-23 Renault Sas DEVICE FOR HEATING A BATTERY COMPRISING AT LEAST ONE BATTERY
DE102015223997A1 (en) * 2015-12-02 2017-06-08 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for storing hydrogen
DE102016217090A1 (en) * 2016-09-08 2018-03-08 Siemens Aktiengesellschaft Method and system for storing and recovering heat energy in a power plant
WO2021136959A1 (en) * 2019-12-30 2021-07-08 Trebuchet B.V. Method and device for generating and storing heat

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3532093C1 (en) 1985-09-09 1987-04-09 Schiedel Gmbh & Co Discontinuous sorption storage device with solid absorber
DE4333829A1 (en) 1993-09-30 1995-04-06 Auf Adlershofer Umweltschutzte Method and system for storing thermal energy (heat energy)
WO1999053257A1 (en) * 1998-04-15 1999-10-21 Progetto Fa.Ro. S.R.L. System for thermo-chemical accumulation of heat
EP1975219A2 (en) 2007-03-28 2008-10-01 Robert Bosch GmbH Thermochemical heat reservoir and heating system with a thermochemical heat reservoir

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4303121A (en) * 1978-04-24 1981-12-01 Institute Of Gas Technology Energy storage by salt hydration
FR2505992A1 (en) * 1981-05-13 1982-11-19 Amselem Elbas Moise Heat partic. solar energy storage and regeneration process - using reactants in chemical equilibrium with their prod., e.g. acetaldehyde and paraldehyde

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3532093C1 (en) 1985-09-09 1987-04-09 Schiedel Gmbh & Co Discontinuous sorption storage device with solid absorber
DE4333829A1 (en) 1993-09-30 1995-04-06 Auf Adlershofer Umweltschutzte Method and system for storing thermal energy (heat energy)
WO1999053257A1 (en) * 1998-04-15 1999-10-21 Progetto Fa.Ro. S.R.L. System for thermo-chemical accumulation of heat
EP1975219A2 (en) 2007-03-28 2008-10-01 Robert Bosch GmbH Thermochemical heat reservoir and heating system with a thermochemical heat reservoir

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012103427B4 (en) * 2012-04-19 2017-03-23 Cic Energigune Process for the preparation of a reaction medium, reaction medium and use of a reaction medium
DE102012103427A1 (en) 2012-04-19 2013-10-24 Cic Energigune Forming reaction medium that is used as heat storage medium, by coating portion of surface of particles of powdered base material with coating material, where base material chemically/physically reacts with reactant material using heat
WO2014053224A1 (en) * 2012-10-02 2014-04-10 Linde Aktiengesellschaft Method for storing energy in salt melts
DE102013203619A1 (en) * 2013-03-04 2014-09-04 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Heat accumulator device for use in passenger car to store and provide heat, has feed device supplying liquid reactant mediums to heat accumulator mediums, where accumulator and reactant mediums exothermically react with one another
DE102014202266A1 (en) * 2014-02-07 2015-08-13 Siemens Aktiengesellschaft Method for operating an energy store
DE102014101987A1 (en) 2014-02-17 2015-01-22 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Method for storing heat
DE102014002678A1 (en) * 2014-02-28 2015-09-03 Bw-Energiesysteme Gmbh Method and device for storing energy in caustic
DE102014002678B4 (en) * 2014-02-28 2017-05-24 Bw-Energiesysteme Gmbh Process for storing energy in lye
DE102015101214A1 (en) * 2015-01-28 2016-07-28 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Energy storage device and method for storing and / or providing energy
DE102015212395A1 (en) * 2015-07-02 2017-01-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Process for heat storage
DE102015212406A1 (en) * 2015-07-02 2017-01-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Device for heat storage
DE102016200921B4 (en) * 2016-01-22 2020-02-13 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Method of transferring heat, heat exchanger and heat storage device
DE102016200921A1 (en) * 2016-01-22 2017-07-27 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Method for transferring heat and heat exchangers
DE202017000671U1 (en) 2017-02-08 2017-03-29 Heinz Sause System for the latent storage of exhaust heat from diesel engines
DE102018109185A1 (en) * 2018-04-18 2019-10-24 Vaillant Gmbh Method for the lossless storage of thermal energy in adsorptive microparticles
DE102018131408A1 (en) 2018-12-07 2020-06-10 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Coating to stabilize thermochemical energy storage materials
EP3670629A1 (en) 2018-12-07 2020-06-24 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Coating for stabilizing thermochemical energy storage materials
DE102018132467A1 (en) * 2018-12-17 2020-06-18 ELMESS-Thermosystemtechnik GmbH & Co. KG Method and device for loading and unloading a thermochemical heat storage medium
DE102019107440A1 (en) * 2019-03-22 2020-09-24 Otto-Von-Guericke-Universität Magdeburg Solid reactor, system and method for separating carbon dioxide
EP3795936A1 (en) 2019-09-23 2021-03-24 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Storage system for the thermochemical storage of energy and method for operating a storage system
DE102019125540A1 (en) * 2019-09-23 2021-03-25 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Storage system for thermochemical storage of energy and method for operating a storage system
DE202021001986U1 (en) 2020-06-12 2021-09-14 enerma - gesellschaft für energiedienstleistungen mbH Heating system with thermochemical energy storage materials
DE102020003530B3 (en) 2020-06-12 2021-09-30 enerma - gesellschaft für energiedienstleistungen mbH Method for using waste heat for heating purposes by a heating system and heating system with thermochemical energy storage materials

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011054676A3 (en) 2011-12-01
WO2011054676A2 (en) 2011-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009052304A1 (en) Thermochemical heat storage and method for receiving, converting, storing and releasing heat of reaction
RU2395335C2 (en) Storage of high-content ammonia
DE69233044T2 (en) MANUFACTURE OF METHANOL TO REDUCE GASES THAT CAUSE A GREENHOUSE EFFECT
DE102013013835B4 (en) Adsorption heat pump system and method for generating cooling power
EP2536993B1 (en) Method, heat accumulator and heat accumulator system for heating and cooling a working fluid
DE2939423A1 (en) METHOD FOR OPERATING A HEATING SYSTEM CONTAINING AN ABSORBER HEAT PUMP AND HEATING SYSTEM FOR CARRYING OUT THIS METHOD
WO2014173572A2 (en) Power plant system having a thermochemical accumulator
DE102007014846B4 (en) Thermochemical heat storage, heating system with a thermochemical heat storage and use of the heating system
CH629248A5 (en) METHOD FOR STORING AND REMOVING HEATING ENERGY, AND SYSTEM FOR CARRYING OUT THIS METHOD.
DE102014210482A1 (en) Heat transfer particles for solar-powered, thermochemical processes
EP3097368A1 (en) Pipeline system for a solar power plant
DE102014212972A1 (en) Process and plant for hydrogen production
DE102014222919A1 (en) Combustion of electropositive metal in a liquid
EP3080408B1 (en) Method for operating an energy store
DE112018004913T5 (en) Lime milk production device with a waste heat recovery line and lime milk production method using a waste heat recovery line
AT518448B1 (en) Process for thermochemical energy storage
DE102015222695A1 (en) Storage device, energy system and method for storing and / or providing hydrogen
DE2549370A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR GENERATING HYDROGEN FROM WATER
DE3006733A1 (en) Utilising waste heat produced at high temp. - by endothermally expelling water from zeolite which is taken to usage point
DE102011051632B3 (en) Method for transferring heat from e.g. liquid to discharge medium, in industrial plant, involves transferring heat from heat transfer medium to discharge medium by direct contact between transfer and discharge mediums
WO2015007274A1 (en) Adsorption cooling machine having an adsorption agent, a method for generating cold, and the use of a dealuminised zeolite as adsorption agent in an adsorption cooling machine
AT512153B1 (en) Process for recovering carbon dioxide
DE2737059B2 (en) Circular process with a multi-material resource
DE102011014339A1 (en) Process for the recovery of purified halides from halogen-containing carbon carriers
DE102020003530B3 (en) Method for using waste heat for heating purposes by a heating system and heating system with thermochemical energy storage materials

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R082 Change of representative

Representative=s name: PAUL & ALBRECHT PATENTANWALTSSOZIETAET, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: UNIVERSITAET STUTTGART, DE

Free format text: FORMER OWNER: DEUTSCHES ZENTRUM FUER LUFT- UND RAUMFAHRT E.V., 51147 KOELN, DE

Effective date: 20140701

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

Free format text: FORMER OWNER: DEUTSCHES ZENTRUM FUER LUFT- UND RAUMFAHRT E.V., 51147 KOELN, DE

Effective date: 20140701

R082 Change of representative

Representative=s name: PAUL & ALBRECHT PATENTANWALTSSOZIETAET, DE

Effective date: 20140701

Representative=s name: PAUL & ALBRECHT PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE

Effective date: 20140701

R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final