DE102010004358A1 - Latent heat accumulator for use as e.g. overheating protection device in open solar receiver system of solar power station, has cells are made of high temperature-steady material and limit at channel, where fluid flows through channel - Google Patents

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Abstract

The accumulator has fine-cellular cells (13) provided with phase change material (PCM) (14) that is enclosed by ceramics or graphite, where each cell stays in heat exchange with heat transfer fluid. The phase change material is formed as metal or salt, where fusion temperature of the phase change material is greater 800 degree Celsius. The cells are made of high temperature-steady material and limit at a channel, where the heat transfer fluid flows through the channel. The cells are formed as parallel channels (11, 12) in a body, where width of the cells is maximally 2 cm.

Description

Die Erfindung betrifft einen Latentwärmespeicher mit einem Phasenwechselmaterial (PCM), das in feinzelligen Zellen abgeschlossen enthalten ist, wobei jede der Zellen an mindestens einen Kanal angrenzt, der von einem Wärmeträgerfluid durchströmt ist.The invention relates to a latent heat accumulator with a phase change material (PCM), which is contained in finely divided cells, wherein each of the cells adjacent to at least one channel, which is flowed through by a heat transfer fluid.

Bei der technischen Nutzung von Wärme zu Heizzwecken oder für industrielle Prozesse tritt häufig das Problem der Speicherung auf, weil Wärmeangebot und -nachfrage zeitlich differieren. Um das Volumen technischer Wärmespeicher zu minimieren, werden neben sensibler Wärmespeicherung auch Latentwärmespeicher oder thermochemische Speicher eingesetzt. Latentwärmespeicher nutzen die Schmelzenthalpie bzw. die Kristallisationswärme von Festkörpern. Beim Beladen des Speichers wird ein als Phasenwechselmaterial (PCM) verwendeter Stoff geschmolzen, bei der Entnahme von Wärme aus dem Speicher verfestigt sich das PCM wieder und gibt die Kristallisationswärme an den Verbraucher ab. Latentwärmespeicher weisen im Vergleich zu sensiblen Wärmespeichern ein erheblich kleineres Volumen auf.In the technical use of heat for heating purposes or for industrial processes, the problem of storage often occurs because heat supply and demand differ in time. In order to minimize the volume of technical heat storage, latent heat storage or thermochemical storage are used in addition to sensitive heat storage. Latent heat storage devices use the enthalpy of fusion or the heat of crystallization of solids. When loading the memory, a material used as a phase change material (PCM) is melted, when removing heat from the memory, the PCM solidifies again and releases the heat of crystallization to the consumer. Latent heat storage devices have a significantly smaller volume compared to sensitive heat storage devices.

Latentwärmespeicher werden hauptsächlich auf dem Gebiet der Raumheizung eingesetzt. In DE 10 2006 057 845 A1 ist ein Heiz- oder Brauchwasserwärmespeicher beschrieben, der mit einer Emulsion aus Wasser und mikroverkapseltem Paraffin gefüllt ist. Die Schmelztemperatur der Paraffine liegt zwischen 30 und 90°C. Das Paraffin ist in kleinen Kügelchen mit einem Durchmesser von 1–20 μm und einer Wandstärke von deutlich kleiner als 200 nm umschlossen (Mikroverkapselung). Die Schmelztemperatur des PCS kann individuell in einem Bereich zwischen 6 und 65°C eingestellt werden.Latent heat storage are mainly used in the field of space heating. In DE 10 2006 057 845 A1 a heating or domestic water heat storage is described, which is filled with an emulsion of water and microencapsulated paraffin. The melting temperature of the paraffins is between 30 and 90 ° C. The paraffin is enclosed in small beads with a diameter of 1-20 μm and a wall thickness of significantly smaller than 200 nm (microencapsulation). The melting temperature of the PCS can be set individually in a range between 6 and 65 ° C.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Latentwärmespeicher für den Hochtemperaturbereich zu schaffen, der im Stande ist, die gespeicherte Energie schnell an ein Wärmeträgermedium (WTM) abzugeben. Dadurch sollen neue Anwendungsgebiete für einen Latentwärmespeicher erschlossen werden.The invention has for its object to provide a latent heat storage for the high temperature range, which is able to deliver the stored energy quickly to a heat transfer medium (WTM). As a result, new applications for a latent heat storage to be developed.

Der erfindungsgemäße Latentwärmespeicher ist durch den Patentanspruch 1 definiert. Das Phasenwechselmaterial hat eine Schmelztemperatur im Hochtemperaturbereich (> 800°C). Es handelt sich um ein Metall oder Salz. Auch das Material der Zellen, die das PCM umschließen, ist hochtemperaturbeständig, besteht also beispielsweise aus einer Keramik oder aus Graphit. Die Zellen sind Mikrozellen mit einer Weite von maximal 2 mm. Die Aufteilung des Volumens auf zahlreiche Zellen hat zur Folge, dass eine insgesamt sehr große Oberfläche entsteht, so dass ein guter Wärmeaustausch zwischen dem Innern und dem Äußeren der Zelle stattfindet. Auf diese Weise erfolgt eine schnelle Ladung/Entladung, so dass der Latentwärmespeicher auf Temperaturänderungen des ihn durchströmenden Wärmeträgermediums mit kurzer Reaktionszeit antwortet. Der Latentwärmespeicher eignet sich besonders für die Kurzzeitspeicherung von Solarwärme bei Unterbrechung der Strahlung. Er kann auch eingesetzt werden für eine Begrenzung der Aufheizung des Absorbermoduls bei einem kurzzeitigen Ausfall des – den Absorber durchfließenden – Kühlluftstromes.The latent heat storage according to the invention is defined by the patent claim 1. The phase change material has a melting temperature in the high temperature range (> 800 ° C). It is a metal or salt. Also, the material of the cells that enclose the PCM, is resistant to high temperatures, so for example, consists of a ceramic or graphite. The cells are microcells with a maximum width of 2 mm. The distribution of the volume over numerous cells results in an overall very large surface, so that a good heat exchange between the inside and the outside of the cell takes place. In this way, there is a rapid charge / discharge, so that the latent heat storage responds to changes in temperature of the heat transfer medium flowing through it with a short reaction time. The latent heat storage is particularly suitable for the short-term storage of solar heat when the radiation is interrupted. It can also be used for limiting the heating of the absorber module in the event of a short-term failure of the cooling air flow flowing through the absorber.

Die Erfindung dient dem Zweck, Wärme bei hohen Temperaturen (bis ca. 1100°C) zu speichern und im Bedarfsfall schnell abzuführen.The purpose of the invention is to store heat at high temperatures (up to about 1100 ° C.) and, if necessary, to remove it quickly.

Anwendungsgebiete der Erfindung sind neben solarthermischer Kraftwerkstechnik die konventionelle Kraftwerkstechnik, Wärme-Rekuperation, Wärmeregeneration in der Glas- und Keramikherstellung, Stirlingmotoren, Lufterhitzer, beispielsweise in der Stahlherstellung, und andere.Fields of application of the invention are, in addition to solar thermal power plant technology, conventional power plant technology, heat recuperation, thermal regeneration in glass and ceramic production, Stirling engines, air heaters, for example in steelmaking, and others.

Die Vorteile der Erfindung sind die Möglichkeit der schnellen Ladung/Entladung durch Ausnutzen der Feinzelligkeit des Materials, sowie die Anwendbarkeit bei hohen Temperaturen durch Verwendung spezieller hochtemperaturbeständiger Porenmaterialien und spezieller Stoffe oder Stoffgemische als PWM.The advantages of the invention are the possibility of rapid charge / discharge by utilizing the fineness of the material, as well as the applicability at high temperatures by using special high temperature resistant pore materials and special substances or mixtures as PWM.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Zellen parallele Kanäle in einem Körper. Die Kanäle sind an den Enden abgeschlossen. Jede der Zellen ist von weiteren Kanälen umgeben, die von einem Wärmeträgerfluid durchströmbar sind. Der Körper bildet einen keramischen Wabenkörper, bei dem die zellenbildenden Kanäle zunächst einseitig verschlossen, dann mit dem Phasenwechselmaterial verfüllt und schließlich auch an dem anderen Ende verschlossen sind. Jeder befüllte und verschlossene Kanal steht durch die Kanalwand in wärmeleitendem Kontakt mit dem benachbarten offenen durchströmbaren Kanal.According to a preferred embodiment of the invention, the cells are parallel channels in a body. The channels are closed at the ends. Each of the cells is surrounded by further channels through which a heat transfer fluid can flow. The body forms a ceramic honeycomb body in which the cell-forming channels are first closed on one side, then filled with the phase change material and finally closed at the other end. Each filled and sealed channel is in heat-conducting contact with the adjacent open channel through the channel wall.

Alternativ können die Zellen aus separaten Hohlkörpern bestehen, die ein Schüttgut bilden, wobei jeder Hohlkörper mit einem PCM gefüllt ist. Die Hohlkörper bestehen aus hochtemperaturbeständigem Material, insbesondere aus Keramik. Vorzugsweise sind sie kugelförmig. Durch die Hohlräume zwischen den Hohlkörpern entsteht ein offenporiges durchströmbaren Gerüst aus Festkörpermaterial. Je kleiner die Hohlkörper sind, desto größer ist die wärmeübertragende Oberfläche. Die Hohlkörper mit den zwischen ihnen gebildeten Poren bilden einen durchströmbaren Latentwärmespeicher.Alternatively, the cells may consist of separate hollow bodies forming a bulk material, each hollow body being filled with a PCM. The hollow bodies are made of high-temperature-resistant material, in particular of ceramic. Preferably, they are spherical. Through the cavities between the hollow bodies creates an open-pore permeable framework of solid state material. The smaller the hollow bodies are, the larger the heat transferring surface. The hollow body with the pores formed between them form a flow-through latent heat storage.

Eine wichtige Anwendung des Latentwärmespeichers ergibt sich bei der kommerziellen bzw. industriellen Stromerzeugung aus Solarenergie, wie sie beispielsweise in DE 197 44 541 C2 (DLR) beschrieben ist. Ein Solarempfänger wird mit konzentrierter Solarstrahlung beauftragt und dadurch bis in den Hochtemperaturbereich aufgeheizt. Der Solarempfänger ist ein poröser Körper, der von Luft als Wärmeträgermedium durchströmt wird. Die aufgeheizte Luft bildet das Wärmeträgermedium, das einem Wärmeverbraucher zur Stromerzeugung zugeführt werden kann. Der erfindungsgemäße Latentwärmespeicher ist im Stande, die im Hochtemperaturbereich anfallende Wärmeenergie mit kurzer Reaktionszeit zu speichern. Der Latentwärmespeicher eignet sich als Überhitzungsschutz für das Receiversystem eines Solarkraftwerks sowie auch als Kurzzeitspeicher bei einem Ausbleiben ausreichender Solarstrahlung.An important application of the latent heat storage results in the commercial or industrial power generation from solar energy, such as in DE 197 44 541 C2 (DLR) is described. A solar receiver is charged with concentrated solar radiation and thus heated up to the high temperature range. The solar receiver is a porous body, which is traversed by air as a heat transfer medium. The heated air forms the heat transfer medium, which can be supplied to a heat consumer for power generation. The latent heat storage device according to the invention is able to store the heat energy produced in the high-temperature range with a short reaction time. The latent heat storage is suitable as overheating protection for the receiver system of a solar power plant as well as a short-term storage in the absence of sufficient solar radiation.

Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.In the following, embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings.

Es zeigen:Show it:

1 eine Stirnansicht einer ersten Ausführungsform des Latentwärmespeichers, 1 an end view of a first embodiment of the latent heat storage,

2 einen Schnitt entlang der Linie II/II von 1, 2 a section along the line II / II of 1 .

3 eine zweite Ausführungsform eines Latentwärmespeichers mit einem aus Hohlkörpern bestehenden Schüttgut, 3 A second embodiment of a latent heat accumulator with a bulk material consisting of hollow bodies,

4 eine weitere Ausführungsform mit einem Festkörpergerüst und zwei getrennten Kreisläufen für Wärmeträgermedium. 4 a further embodiment with a solid skeleton and two separate circuits for heat transfer medium.

Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 weist der Latentwärmespeicher einen quaderförmigen Körper 10 aus hochtemperaturbeständigem Material, insbesondere Siliziumkarbit, auf. Derartiges Material wird in der Automobilindustrie als Katalysatorträger oder Partikelfilter und in der solaren Turmtechnologie als Luftreceiver eingesetzt. Der Körper 10 ist quaderförmig. Er ist im Extrusionsverfahren hergestellt und enthält zahlreiche längslaufende parallele Kanäle 11, 12. Eine erste Gruppe von Kanälen 11 bildet Zellen 13, die das Phasenwechselmaterial PCM 14 enthalten. Die Kanäle 11 sind an ihren beiden Enden durch Stirnwände 15, 16 verschlossen, so dass die Zelle 13 einen abgedichteten Raum bildet, der mit PCM gefüllt ist. Die Zellen 13 sind feinzellig, d. h. ihr Innendurchmesser ist nicht größer als 2 mm. Das Prinzip besteht darin, in einem Porenkörper einen Teil der Poren (Kanäle) mit Phasenwechselmaterial zu füllen und diese anschließend so zu verschließen, dass kein Stoffaustausch zwischen dem Phasenwechselmaterial und dem umgebenden Trägerfluid stattfinden kann. Die Kanäle 11, 12 sind durch undurchlässige Wände, die jedoch wärmeleitend sind, voneinander getrennt.In the embodiment of the 1 and 2 the latent heat store has a cuboid body 10 made of high-temperature resistant material, in particular silicon carbide, on. Such material is used in the automotive industry as a catalyst carrier or particle filter and in solar tower technology as an air receiver. The body 10 is cuboid. It is manufactured by extrusion and contains numerous longitudinal parallel channels 11 . 12 , A first group of channels 11 forms cells 13 containing the phase change material PCM 14 contain. The channels 11 are at both ends by end walls 15 . 16 closed, leaving the cell 13 forms a sealed space filled with PCM. The cells 13 are fine-celled, ie their inner diameter is not greater than 2 mm. The principle is to fill some of the pores (channels) in a pore body with phase change material and then to close them so that no mass transfer between the phase change material and the surrounding carrier fluid can take place. The channels 11 . 12 are separated from one another by impermeable walls, which, however, are heat-conducting.

Wie sich aus 2 ergibt, befindet sich jeweils zwischen zwei Zellen 13 ein Kanal 12, der von einem Wärmeträgermedium durchströmt wird. Die Kanäle 11 und 12 sind jeweils von gleichem Querschnitt und gleichem Durchmesser. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bilden sie ein Schachbrettmuster. Die Zellen 13 werden zunächst einseitig mit einem keramischen Füllstoff verschlossen, dann mit einem PCM gefüllt, das beispielsweise zunächst in Pulverform vorliegt, und schließlich auf der gegenüberliegenden Seite ebenfalls mit keramischem Füllstoff verschlossen. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem zahlreiche Zellen 13 als separate kugelförmige Hohlkörper vorgesehen sind, die ein Schüttgut bilden. Jede Zelle 13 ist mit einem PCM 14 gefüllt. Durch die Hohlräume zwischen den Zellen 13 entsteht ein offenporiges durchströmbares Gerüst aus Festkörpermaterial. Je kleiner die Partikel sind, umso größer ist die wärmeübertragende Oberfläche. Vorzugsweise beträgt der Außendurchmesser der Zellen 13 maximal 2,8 mm. Die Pfeile 17 bezeichnen die Strömung des Wärmeträgerfluids, bei dem es sich beispielsweise um Heißluft handelt.As it turned out 2 results, is in each case between two cells 13 a channel 12 , which is flowed through by a heat transfer medium. The channels 11 and 12 are each of the same cross-section and the same diameter. In the present embodiment, they form a checkerboard pattern. The cells 13 are first closed on one side with a ceramic filler, then filled with a PCM, which, for example, initially in powder form, and finally closed on the opposite side also with ceramic filler. 3 shows an embodiment in which numerous cells 13 are provided as separate spherical hollow body, which form a bulk material. Every cell 13 is with a PCM 14 filled. Through the cavities between the cells 13 The result is an open-pored, flow-through framework made of solid material. The smaller the particles are, the larger the heat transferring surface. Preferably, the outer diameter of the cells 13 maximum 2.8 mm. The arrows 17 denote the flow of heat transfer fluid, which is, for example, hot air.

In den 4 bis 6 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, das weitgehend dem ersten Ausführungsbeispiel gleicht, mit dem Unterschied, dass außer den endseitig geschlossenen Kanälen 11, die die Zellen 13 bilden, und den Kanälen 12 für ein Wärmeträgermedium noch weitere Kanäle 20 vorgesehen sind. Die Kanäle 12 gehören zu einem ersten Kreislauf für Wärmeträgermedium und die Kanäle 20 gehören zu einem zweiten Kreislauf für Wärmeträgermedium. Beispielsweise werden die Kanäle 20 von einem heißen Medium durchströmt und die Kanäle 12 von einem kalten Medium. In 5 ist die Strömung des heißen Mediums durch durchgezogene Pfeile bezeichnet und die Strömung des kalten Mediums durch gestrichelte Pfeile. In einer Spalte des Körpers 10 wechseln Kanäle 12 und Kanäle 20 einander ab (5). In einer benachbarten Spalte wechseln Kanäle 12 und Zellen 13 einander ab (6). Jede Zelle 13 (Kanal 11) ist an zwei gegenüberliegenden Seiten durch Kanäle 12 mit kaltem Medium und an den beiden anderen gegenüberliegenden Seiten durch Kanäle 20 mit heißem Medium begrenzt bzw. flankiert. Durch geeignete Steuerung der Kreisläufe kann ausgewählt werden, ob die jeweilige Zelle 13 (bzw. der Kanal 11) der Wirkung des warmen Mediums oder des heißen Mediums ausgesetzt wird, um den Wärmespeicher zu entladen oder zu beladen.In the 4 to 6 an embodiment is shown, which is similar to the first embodiment, with the difference that except the end closed channels 11 that the cells 13 form, and the channels 12 for a heat transfer medium even more channels 20 are provided. The channels 12 belong to a first cycle for heat transfer medium and the channels 20 belong to a second cycle for heat transfer medium. For example, the channels become 20 flows through a hot medium and the channels 12 from a cold medium. In 5 is the flow of the hot medium indicated by solid arrows and the flow of the cold medium by dashed arrows. In a column of the body 10 switch channels 12 and channels 20 each other off ( 5 ). Channels change in an adjacent column 12 and cells 13 each other off ( 6 ). Every cell 13 (Channel 11 ) is on two opposite sides through channels 12 with cold medium and at the other two opposite sides by channels 20 bounded or flanked with hot medium. By suitable control of the circuits can be selected whether the respective cell 13 (or the channel 11 ) is exposed to the action of the warm medium or the hot medium to discharge or charge the heat storage.

Die Erfindung eignet sich für die Wärmespeicherung in der Katalysatortechnik, der konventionellen Kraftwerkstechnik, insbesondere jedoch in der solarthermischen Kraftwerkstechnik, für die Wärme-Rekuperation, die Wärmeregeneration in der Glas- und Keramikherstellung, Stirlingmotoren, Lufterhitzer in der Stahlherstellung und ähnliches.The invention is suitable for heat storage in catalyst technology, conventional power plant technology, but especially in solar thermal power plant technology, for heat recuperation, heat regeneration in the glass industry. and ceramic production, Stirling engines, air heaters in steel making and the like.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102006057845 A1 [0003] DE 102006057845 A1 [0003]
  • DE 19744541 C2 [0011] DE 19744541 C2 [0011]

Claims (7)

Latentwärmespeicher mit einem Phasenwechselmaterial (PCM), das in feinzelligen Zellen (13) abgeschlossen enthalten ist, wobei jede der Zellen im Wärmeaustausch mit einem Wärmeträgerfluid steht, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenwechselmaterial ein Metall oder Salz ist, dessen Schmelztemperatur im Hochtemperaturbereich (> 800°C) liegt, und dass die Zellen (13) aus hochtemperaturbeständigem Material bestehen und jede Zelle an mindestens einen Kanal grenzt, der von Wärmeträgerfluid durchströmt ist.Latent heat storage with a phase change material (PCM), which is used in fine-cell cells ( 13 ), wherein each of the cells is in heat exchange with a heat transfer fluid, characterized in that the phase change material is a metal or salt whose melting temperature is in the high temperature range (> 800 ° C), and in that the cells ( 13 ) consist of high temperature resistant material and each cell adjacent to at least one channel, which is flowed through by heat transfer fluid. Latentwärmespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen (13) parallele Kanäle (11) in einem Körper (10) sind, die an den Enden abgeschlossen sind, und dass jede der Zellen (13) von weiteren Kanälen (12) umgeben ist, die von einem Wärmeträgerfluid durchströmbar sind.Latent heat store according to claim 1, characterized in that the cells ( 13 ) parallel channels ( 11 ) in a body ( 10 ), which are closed at the ends, and that each of the cells ( 13 ) of further channels ( 12 ) is surrounded, which are flowed through by a heat transfer fluid. Latentwärmespeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Zellen (13) an mindestens einen Kanal (12) angrenzt, der zu einem ersten Kreislauf von Wärmeträgermedium gehört, und an mindestens einen weiteren Kanal (20), der zu einem zweiten Kreislauf von Wärmeträgermedium gehört.Latent heat store according to claim 2, characterized in that each of the cells ( 13 ) to at least one channel ( 12 ), which belongs to a first cycle of heat transfer medium, and to at least one further channel ( 20 ), which belongs to a second cycle of heat transfer medium. Latentwärmespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen (13) schüttfähige bzw. rieselfähige Mikrokörper sind.Latent heat store according to claim 1, characterized in that the cells ( 13 ) are free-flowing or free-flowing microbodies. Latentwärmespeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch seine Anwendung in einem offenen solaren Receiversystem, bei dem Luft als Wärmeträgermedium einen solaraufgeheizten porösen Receiverkörper durchströmt, wobei die Luft bis in den Hochtemperaturbereich aufgeheizt wird.Latent heat store according to one of claims 1 to 4, characterized by its application in an open solar receiver system in which air flows through a solar-heated porous receiver body as the heat transfer medium, wherein the air is heated up in the high temperature range. Latentwärmespeicher nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch seine Verwendung als Überhitzungsschutz für das Receiversystem.Latent heat store according to claim 5, characterized by its use as overheating protection for the receiver system. Latentwärmespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch seine Anwendung in einem offenen solaren Receiversystem als Kurzzeitspeicher beim Ausbleiben ausreichender Solarstrahlung.Latent heat store according to one of the preceding claims, characterized by its use in an open solar receiver system as a short-term memory in the absence of sufficient solar radiation.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103644655A (en) * 2013-11-04 2014-03-19 李洪伟 Solar light condensation and storage flat plate collector
FR2996630A1 (en) * 2012-10-09 2014-04-11 Commissariat Energie Atomique METHOD OF MAKING A HEAT EXCHANGER CONTAINING PHASE CHANGE MATERIAL, EXCHANGER OBTAINED AND HIGH TEMPERATURE USES.
WO2014086462A1 (en) * 2012-12-03 2014-06-12 Bernhard Sixt Latent heat store and method for the production thereof
CH707324A1 (en) * 2012-12-13 2014-06-13 Airlight Energy Ip Sa A method for generating a stream of heat-transport fluid and thermal storage for the process.
WO2015018907A1 (en) * 2013-08-08 2015-02-12 Fraunhofer Gesellschaft Zur Förderung Der Angew. Forschung E.V. Apparatus and process for production of fermented food and drink products
DE102014226282A1 (en) * 2014-12-17 2016-06-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Reactor for the dehydrogenation of liquid hydrogen carrier materials
EP3093603A4 (en) * 2014-11-10 2017-09-27 NGK Insulators, Ltd. Container housing heat storage material
WO2018201193A1 (en) * 2017-05-03 2018-11-08 Climate Change Technologies Pty Ltd Thermal energy storage apparatus
CN112934491A (en) * 2021-01-29 2021-06-11 塔里木大学 Separation device for producing oil from walnut endophytic bacterium HB1310 fermentation cotton stalk hydrolysis sugar liquid

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0044998A1 (en) * 1980-07-26 1982-02-03 INTERATOM Internationale Atomreaktorbau GmbH Latent heat storage unit with several storage substances
DE3932988A1 (en) * 1988-10-03 1990-04-26 Agency Ind Science Techn HEAT STORAGE UNIT
DE19744541C2 (en) 1997-10-09 2001-05-03 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Solar receiver
DE10149806C2 (en) * 2001-10-09 2003-11-13 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Solar tower power plant
DE102006057845A1 (en) 2005-12-15 2007-06-21 Vaillant Gmbh Heat accumulator for hot- and/or industrial water, comprises a fuel cell heat source and a heat consumer, where the heat accumulator is filled with an emulsion from water and micro-encapsulated paraffin
EP2112451A1 (en) * 2006-01-26 2009-10-28 Nuclear Research Center-Negev Thermal energy storage apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0044998A1 (en) * 1980-07-26 1982-02-03 INTERATOM Internationale Atomreaktorbau GmbH Latent heat storage unit with several storage substances
DE3932988A1 (en) * 1988-10-03 1990-04-26 Agency Ind Science Techn HEAT STORAGE UNIT
DE19744541C2 (en) 1997-10-09 2001-05-03 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Solar receiver
DE10149806C2 (en) * 2001-10-09 2003-11-13 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Solar tower power plant
DE102006057845A1 (en) 2005-12-15 2007-06-21 Vaillant Gmbh Heat accumulator for hot- and/or industrial water, comprises a fuel cell heat source and a heat consumer, where the heat accumulator is filled with an emulsion from water and micro-encapsulated paraffin
EP2112451A1 (en) * 2006-01-26 2009-10-28 Nuclear Research Center-Negev Thermal energy storage apparatus

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2996630A1 (en) * 2012-10-09 2014-04-11 Commissariat Energie Atomique METHOD OF MAKING A HEAT EXCHANGER CONTAINING PHASE CHANGE MATERIAL, EXCHANGER OBTAINED AND HIGH TEMPERATURE USES.
WO2014057411A2 (en) 2012-10-09 2014-04-17 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Method for manufacturing a heat exchanger containing a phase-change material, exchanger obtained and uses at high temperatures
WO2014057411A3 (en) * 2012-10-09 2014-06-12 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Method for manufacturing a heat exchanger containing a phase-change material, exchanger obtained and uses at high temperatures
WO2014086462A1 (en) * 2012-12-03 2014-06-12 Bernhard Sixt Latent heat store and method for the production thereof
CH707324A1 (en) * 2012-12-13 2014-06-13 Airlight Energy Ip Sa A method for generating a stream of heat-transport fluid and thermal storage for the process.
WO2014089717A1 (en) * 2012-12-13 2014-06-19 Airlight Energy Ip Sa Method and apparatus for producing a stream of heat-transporting fluid
WO2015018907A1 (en) * 2013-08-08 2015-02-12 Fraunhofer Gesellschaft Zur Förderung Der Angew. Forschung E.V. Apparatus and process for production of fermented food and drink products
CN103644655B (en) * 2013-11-04 2015-09-09 李洪伟 Salar light-gathering stores flat plate collector
CN103644655A (en) * 2013-11-04 2014-03-19 李洪伟 Solar light condensation and storage flat plate collector
EP3093603A4 (en) * 2014-11-10 2017-09-27 NGK Insulators, Ltd. Container housing heat storage material
US10359236B2 (en) 2014-11-10 2019-07-23 Ngk Insulators, Ltd. Heat storage material container
DE102014226282A1 (en) * 2014-12-17 2016-06-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Reactor for the dehydrogenation of liquid hydrogen carrier materials
US10618808B2 (en) 2014-12-17 2020-04-14 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Catalyst support, recycle reactor and method for releasing hydrogen
WO2018201193A1 (en) * 2017-05-03 2018-11-08 Climate Change Technologies Pty Ltd Thermal energy storage apparatus
AU2018262109B2 (en) * 2017-05-03 2019-09-19 Climate Change Technologies Pty Ltd Thermal energy storage apparatus
US11067344B2 (en) 2017-05-03 2021-07-20 Climate Change Technologies Pty Ltd. Thermal energy storage apparatus
AU2018262109C1 (en) * 2017-05-03 2022-12-15 Climate Change Technologies Pty Ltd Thermal energy storage apparatus
CN112934491A (en) * 2021-01-29 2021-06-11 塔里木大学 Separation device for producing oil from walnut endophytic bacterium HB1310 fermentation cotton stalk hydrolysis sugar liquid
CN112934491B (en) * 2021-01-29 2022-05-24 塔里木大学 Separation device for producing oil from walnut endophytic bacterium HB1310 fermentation cotton stalk hydrolysis sugar liquid

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