DE102010025297A1 - Verfahren zur Herstellung eines Latentwärmespeicherkörpers - Google Patents

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Dr. Waschull Jörg
Roland Müller
Günther Wenske
Gerd Schöne
Gunter Böttcher
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Latentwärmespeicherkörpers, welcher vorzugsweise als Schüttgut in einem von einem Wärmeträgermedium durchströmten Wärmetauscher-Behälter verwendbar ist, mit einer Kapsel und einer, zumindest ein Phasenwechselspeichermaterial (Phase Chance Material-PCM) aufweisenden Kapselfüllung, wobei die Kapselfüllung in eine dicht zu verschließende Kapsel aus elastischem Kapselmaterial eingebracht wird. Es wird vorgeschlagen, dass beim Einbringen die Kapselfüllung in fester Phase als ein geformter Füllkörper (2 bis 2''') vorliegt und die Kapsel (5 bis 5''') aus konform zur Außenkontur des Füllkörpers (2 bis 2''') ausgebildeten Kapselteilen (3 bis 3''', 4 bis 4''') zusammengefügt wird, wobei die Kapselteile (3 bis 3''', 4 bis 4''') den Füllkörper (2 bis 2''') formschlüssig umgeben.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Latentwärmespeicherkörpers, welcher vorzugsweise als Schüttgut in einem von einem Wärmeträgermedium durchströmten Wärmetauscher-Behälter verwendbar ist, mit einer Kapsel und einer, zumindest ein Phasenwechselspeichermaterial (Phase Chance Material-PCM) aufweisenden Kapselfüllung, wobei die Kapselfüllung in eine dicht zu verschließende Kapsel aus elastischem Kapselmaterial eingebracht wird.
  • Makroskopische Latentwärmespeicherkörper der genannten Art dienen der Speicherung von latenter Wärme durch die Nutzung der Umwandlungsenthalpie des eingeschlossenen Speichermaterials (PCM) beim Phasenübergang (fest-flüssig). Sie werden vorzugsweise in einem Wärmetauscher-Behälter verwendet, der von einem Wärmeträgermedium (z. B. Luft, Wasser) durchströmt wird. Dazu werden Latentwärmespeicherkörper in losen Schüttungen in den Wärmetauscher-Behälter eingebracht und befinden sich dort im direkten Kontakt und Wärmeaustausch mit dem Wärmeträgermedium. Die Kapseln der Latentwärmespeicherkörper müssen daher dicht verschlossen, strapazierfähig und resistent gegenüber dem Wärmeträgermedium sein. Die Größe der Latentwärmespeicherkörper in einer solchen Schüttung beträgt üblicherweise ca. 1 bis 25 cm. Für eine nutzbare Wärmeübertragungsleistung bei einem hohen Energiespeichervermögen des Wärmetauscher-Behälters müssen entsprechend viele Latentwärmespeicherkörper enthalten sein.
  • Aus dem Stand der Technik sind makroskopische, gekapselte Latentwärmespeicherkörper mit einer Kapsel aus Kunststoff oder Metall bekannt. Zur Herstellung dieser Latentwärmespeicherkörper wird das flüssige oder pulverförmige PCM in die vorgefertigte Kapsel eingefüllt und der Füllstutzen anschließend mit einem Pfropfen dicht verschlossen. Diese Latentwärmespeicherkörper können jedoch nur teilweise mit dem PCM gefüllt werden, weil die starre Kunststoff- bzw. Metallhülle einen Lufteinschluss erfordert, welcher bei der mit dem Phasenwechsel verbundenen Volumenänderung des PCM als kompressibles Ausgleichselement wirkt und eine Zerstörung der Kapsel durch den ansteigenden Innendruck verhindert. Die Größe dieses für den Wärmeaustausch nicht nutzbaren Volumens liegt bei etwa 10% bis 25% des Kapsel-Innenvolumens. Dieser Gaseinschluss verringert das nutzbare Speichervolumen des Latentwärmespeicherkörpers und führt insbesondere bei der Vielzahl der in Tankschüttungen angewendeten Latentwärmespeicherkörper zu einer signifikanten Verringerung der volumenbezogenen Energiespeicherdichte im Wärmetauscher-Behälter.
  • In den Druckschriften US 4 283 925 und DE 103 02 769 A1 werden Latentwärmespeicherkörper mit Kapseln aus elastischem Material beschrieben. Die Verwendung von elastischem Material für die Kapseln, hat den Vorteil, dass sich die elastische Kapsel der Volumenänderung des PCM beim Phasenwechsel anpassen und so den Innendruck ausgleichen kann. Somit kann auf einen Gaseinschluss zur Dehnungskompensation verzichtet werden. In den Druckschriften ist jedoch nicht offenbart, wie die Herstellung solcher Latentwärmespeicherkörper, insbesondere die Fertigung der elastischen Kapsel und deren gasfreien Befüllung, im Einzelnen erfolgen soll.
  • Mit der Druckschrift DE 10058101 A1 wird ein Latentwärmespeicherkörper mit einer Füllung aus Latentwärmespeichermaterial und einem Schalenkörper aus einem Hart- oder Weichkunststoff, wie z. B. einem thermoplastischen Elastomer, offenbart. Der Latentwärmespeicherkörper wird in einem Zweikomponenten-Spritzverfahren hergestellt, bei dem die Füllung dem zuvor in eine Kavität eingespritzten Materialkomponente für den Schalenkörper spritztechnisch hinzugefügt wird. Das Material für den Schalenkörper wird gegen die Wandung der Kavität verdrängt und somit der Schalenkörper geformt, während das Latentwärmespeichermaterial das Innere des Schalenkörpers ausfüllt. Zum Verschließen des Latentwärmespeicherkörpers wird anschließend nochmals Material für den Schalenkörper eingespritzt, so dass sich ein geschlossener Schalenkörper ergibt, der die Füllung vollständig umgibt. Dieses Verfahren erzeugt allerdings eine sehr inhomogene Kapselung des Latentwärmespeicherkörpers. Die Schichtdicke der Kapsel ist nicht kontrolliert herstellbar und erwartungsgemäß sehr ungleichmäßig. In der Folge ergibt sich bei der bestimmungsgemäßen Verwendung des Latentwärmespeicherkörpers eine beträchtliche Rissgefahr an dünnen Schichtabschnitten, wogegen sich an dicken Schichtabschnitten des Schalenkörpers der Wärmeübergang verschlechtert.
  • Mit dem Ziel, dass das Latentspeichermaterial den Schalenkörper im Temperatur-Arbeitsbereich des Phasenwechsels zwischen flüssig und fest vollständig ausfüllt, wird nach vorstehend genannter Druckschrift vorgeschlagen, das Latentwärmespeichermaterial mit einer Temperatur weit oberhalb der Phasenwechseltemperatur und zugleich mit hohem Druck einzubringen.
  • Eine derartige Erhitzung des Phasenwechselmaterials ist jedoch sehr nachteilig. Bei organischen PCM kann es dabei zu Zersetzungserscheinungen kommen, bei der Verwendung von Salzhydraten als PCM wird die Erhitzung zu einem Verlust des Kristallwassers aus der Schmelze führen. Beide Erscheinungen vermindern das Speichervermögen des eingesetzten PCMs deutlich. Außerdem ist eine Komprimierung der Materialien für den Schalenkörper und das Phasenwechselmaterial, durch die die vollständige Ausfüllung des Schalenkörpers auch beim volumenmindernden Erstarren des Latentspeichermaterials erhalten bleiben soll, nicht oder nur mit einem außerordentlich hohen Vordruck möglich. Derartige hohe Drücke sind apparativ nicht praktikabel und allenfalls nur mit einem unverhältnismäßigen hohen Aufwand erzielbar.
  • Zudem ist davon auszugehen, dass die vollständig mit flüssigem PCM gefüllten Latentwärmespeicherkörper wegen des elastischen Kapselmaterials beim Phasenwechsel des PCMs in den festen Zustand zu undefiniert geformten Körpern schrumpfen, die ungünstige Schüttungseigenschaften mit sich bringen und folglich eine geringe volumenbezogene Energiespeicherdichte im Wärmetauscher-Behälter ergeben.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Latentwärmespeicherkörpers für die Verwendung als Schüttgut bereitzustellen, das die Nachteile des Standes der Technik beseitigt.
  • Insbesondere soll ein geeignetes Verfahren bereitgestellt werden, mit dem ein Latentwärmespeicherkörper hergestellt werden kann, der verbesserte Schüttungs- und Wärmespeichereigenschaften aufweist, vor allem eine verbesserte volumenbezogene Speicherdichte in einem Wärmespeicher-Behälter erzielt. Gleichzeitig soll der Latentwärmespeicherkörper mit einfachen technischen Mitteln herstellbar sein.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß damit gelöst, dass beim Einbringen die Kapselfüllung in fester Phase als ein geformter Füllkörper vorliegt und die Kapsel aus konform zur Außenkontur des Füllkörpers ausgebildeten Kapselteilen zusammengefügt wird, wobei die Kapselteile den Füllkörper formschlüssig umgeben.
  • Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein formfester Füllkörper aus dem Phasenwechselspeichermaterial vorgefertigt, welcher die Kapselform definiert vorgibt. Die Form der Kapselteile wird korrespondierend zur Außenkontur des vorgegebenen Füllkörpers erzeugt. Das kann vorzugsweise durch eine separate Fertigung der passenden Kapselteile mittels eines, die Außenkontur des Füllkörpers abbildenden Formwerkzeugs oder durch eine Anfertigung der Kapselteile unmittelbar am Füllkörper erfolgen. In jedem Fall wird beim Zusammenfügen der Kapselteile zugleich der Füllkörper bündig gekapselt, d. h. unter vollständigem, und im Wesentlichen hohlraumlosem Formschluss zwischen den Kapselteilen und dem Füllkörper.
  • Damit können Latentwärmespeicherkörper mit einer gasfrei umschlossenen PCM-Füllung erzeugt werden, die auch beim Phasenwechsel des PCMs im Wesentlichen ihre definierte Form behalten. Die Volumenänderung beim Phasenwechsel des PCMs wird hierbei durch die elastischen Eigenschaften des Kapselmaterials ausgeglichen. Im Phasenübergang des PCMs von festen zum flüssigen Zustand, der mit einer Volumenzunahme der PCM-Füllung verbunden ist, dehnt sich zum Druckausgleich die Kapsel unter Beibehaltung der Form gleichmäßig aus. Umgekehrt bildet sich die Kapsel im Phasenübergang des PCMs von flüssigen zum festen Zustand volumenmindernd unter der gleichmäßigen Dehnungsspannung der elastischen Kapsel gleichförmig zurück, so dass der Latentwärmespeicherkörper wieder seine Ausgangsgröße erreicht. Da sich das Phasenwechselspeichermaterial bei der formschlüssigen Verkapselung mit der elastischen Kapsel in seiner dichtesten Phase befindet, bleibt auch deshalb der Füllkörper beim Durchlaufen der Phasenwechsel in die weniger dichte, flüssige Phase und zurück formstabil.
  • Die dauerhafte Gasfreiheit des auf diese Weise hergestellten Latentwärmespeicherkörpers bewirkt ein hohes spezifisches Speichervermögen des einzelnen Latentwärmespeicherkörpers. In Zusammenhang mit seiner zuverlässigen Formstabilität gewährleistet der Latentwärmespeicherkörper in der Vielfach-Verwendung als Schüttung eine hohe volumenbezogene Speicherdichte mit einer definierten Packungsdichte im Wärmetauscher-Behälter. Der Wärmetauscher-Behälter erhält dadurch eine hohe Energieeffizienz, was die Kosten für das gesamte Wärmespeichersystem minimiert.
  • Das der Herstellung des Latentwärmespeicherkörpers zugrunde liegende Verfahrensprinzip ist technisch unkompliziert und kann mit geringem apparativem Aufwand ausgeführt werden.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen hervor.
  • Wird eines oder mehrere der an den Füllkörper angepassten Kapselteile separat vorgefertigt, kann die Herstellung durch Spritzgießen erfolgen, womit sehr maßhaltige Kapselteile entstehen, die beim Verkapseln des Füllkörpers einen sehr genauen Formschluss mit der Außenkontur des Füllkörpers gewährleisten. Außerdem bietet das Spritzgießen der Kapselteile unter Verwendung von entsprechend ausgebildeten Spritzguss-Formwerkzeugen die Möglichkeit, die Kapselteile mit einer geringen, aber sehr gleichmäßigen Schichtdicke herzustellen. Damit kann ein sehr guter und gleichmäßiger Wärmeübergang über die Kapsel ermöglicht werden und der Rissgefahr vorgebeugt werden.
  • Wird eines oder mehrere Kapselteile unmittelbar am Füllkörper angefertigt, kann zum einen hierdurch eine besonders hohe Passform zwischen dem Füllkörper und der Kapselteile erzielt werden und zum anderen werden die notwendigen Arbeitsschritte bei der Herstellung des Latentwärmespeicherkörpers minimiert, da das Kapselteil bereits bei seiner Herstellung formschlüssig mit dem Füllkörper zusammengefügt wird.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Kapselmaterial in wachs- oder gel-artiger Konsistenz mittels eines Formpresswerkzeuges an den Füllkörper angeformt. Im angeformten Zustand härtet das Kapselmaterial des gebildeten Kapselteils im formschlüssigen Kontakt mit dem Füllkörper aus, wobei es elastisch beschaffen ist. In diesem Falle kann höherviskoses Kapselmaterial, wie zum Beispiel Festsilikon, verarbeitet werden. Dieses Kapselmaterial ist fester und temperaturbeständiger und verfügt somit über besonders günstige mechanische und thermische Eigenschaften für den Einsatz des Latentwärmespeicherkörpers als Schüttgut.
  • Wird das Kapselmaterial in flüssiger Konsistenz mittels eines Spritzguss-Formwerkzeugs an den Füllkörper angegossen, wird ein lunkerfreier Anschluss des Kapselmaterials an der Oberfläche des Füllkörpers erzielt. Das Kapselmaterial des angegossenen Kapselteils härtet nachfolgend im formschlüssigen Kontakt mit dem Füllkörper aus, wobei es elastisch beschaffen ist.
  • Zudem erlaubt die Verwendung von Formwerkzeugen beim Anformen, insbesondere die Verwendung der Spritzguss-Formwerkzeuge und Formpresswerkzeuge, eine dünne und homogene Schichtdicke der Kapselteile einzustellen.
  • Nach einer alternativen Ausgestaltung ist es vorteilhaft, dass ein flächiges Formstück aus Kapselmaterial vorgeformt wird, welches mittels eines Formpresswerkzeuges an den Füllkörper angeformt wird. Das flächige Formstück kann aus elastischem oder zunächst plastischem Kapselmaterial vorgefertigt sein. Besteht das flächige Formstück aus plastischem Material, erhält das aus dem flächigen Formstück entstandene, angeformte Kapselteil seine elastische Beschaffenheit in einer anschließenden Vernetzung oder Vulkanisation. Auch bei dieser Ausführungsform kann höherviskoses Kapselmaterial, wie z. B. Festsilikon, verarbeitet werden. Sie sind i. d. R preiswerter und in einfacheren Technologien zu verarbeiten.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Füllkörper kugelförmig und/oder die Kapsel mit einer kugelförmigen Oberfläche ausgebildet. Die kugelige Formgestaltung des Latentwärmespeicherkörpers gewährleistet eine besonders hohe Packungsdichte und Fließfähigkeit als Schüttgut in der Schüttung gegenüber anderen Schüttgut-Formen. Die kugelige Kapselform gewährt zudem eine gute Durchströmung des Wärmeträgermediums (z. B. Luft, Wasser) durch den Wärmespeicherbehälter. Ist außerdem der Füllkörper kugelförmig ausgebildet, weist zusätzlich der Latentwärmespeicherkörper über dessen Umfang einen gleichmäßig guten Wärmeübergang auf.
  • Vorteilhafter Weise wird der Füllkörper durch Gießen, Spritzgießen oder durch Sintern hergestellt. Beim Gießen oder Spritzgießen wird das Phasenwechselspeichermaterial flüssig in eine Spritzgußform eingespritzt und nach dem Erstarren entformt. Hierbei kann eine exakte Formgebung des Füllkörpers realisiert werden und Gaseinschlüsse im Phasenwechselspeichermaterial vermieden werden. Wird der Füllkörper durch Sintern von pulverförmigen PCM hergestellt, erhält das Phasenwechselspeichermaterial eine hohe Feststoffdichte. Somit kann eine hohe Speicherdichte im Füllkörper erzielt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Kapselteile zueinander formidentisch ausgebildet, was es ermöglicht, ein einheitliches Formwerkzeug für die Herstellung aller Kapselteile der Kapsel zu verwenden. Daraus ergeben sich ökonomische und technologische Vorteile, die einen kostengünstigen Herstellungsprozess ermöglichen. Mit entsprechendem Kostenersparnis werden vorzugsweise zwei gleichgeformte Kapselhälften für die Bildung der Kapsel vorgesehen.
  • Ist das Kapselmaterial, vorzugsweise bis zum Aneinanderfügen der Kapselteile, reaktiv ausgebildet, hat es eine reaktionsfähige Klebeeigenschaft, die während des Bearbeitungsprozesses des Anfertigens und Aneinanderfügen der Kapselteile eine zuverlässige stoffliche Verbindung zwischen den Kapselteilen untereinander und gegebenenfalls auch eine stoffliche Verbindung mit dem Füllkörper bewirkt. Ein zusätzlicher Arbeitsgang des Verklebens bzw. Dichtens der Verbindungsstellen der Fügeteile erübrigt sich hierdurch.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Kapselteile während oder nach dem Aneinanderfügen thermisch behandelt. Somit kann das elastische Kapselmaterial direkt am Füllkörper vernetzt und ausgehärtet bzw. vulkanisiert werden.
  • Vorzugsweise wird während des Aneinanderfügens der Kapselteile eine Behandlungstemperatur unterhalb der Schmelztemperatur des Phasenwechselspeichermaterials gewählt, um ein Austreten des Phasenwechselspeichermaterials zu vermeiden. Erfolgt die thermische Behandlung nach dem Aneinanderfügen der Kapselteile, wenn die Kapsel bereits eine mechanische Ausgangsfestigkeit aufweist, kann die Behandlungstemperatur die Schmelztemperatur des PCM überschreiten. Dies vergrößert die Auswahl der einsetzbaren Kapselmaterialien.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform wird zumindest eine Fügezone des Kapselteils thermisch behandelt. Die Fügezone ist der Randbereich des Kapselteils, der für den Anschluss und das Anfügen an ein benachbartes Kapselteil ausgebildet ist. Durch den lokalen Energieeintrag in der Fügezone kann die stoffliche Verbindung der Kapselteile gezielt unterstützt und verfestigt werden.
  • Wird in den Fügezonen der benachbarten Kapselteile eine dickenverstärkte Fügenaht ausgebildet, kann beim Aneinanderfügen der Kapselteile der Flächenkontakt der Fügeflächen geometrisch vergrößert und somit die Stabilität der Verbindung verbessert werden.
  • Der Latentwärmespeicherkörper erhält durch die vorstehenden Maßnahmen eine besondere Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Belastungen in seiner Verwendung als Schüttgut.
  • Wird das Kapselmaterial transparent ausgebildet, kann der Füllkörper mit Kennzeichnungen, z. B. zum enthaltenen Latentwärmespeichermaterial, versehen werden, die bei entsprechender Kennzeichnungstechnologie nach der Verkapselung sichtbar bleiben und schutzversiegelt sind.
  • Ein besonders günstiges Eigenschaftsverhältnis zwischen dem Wärmewiderstand und der Festigkeit der Kapsel wird erreicht, wenn die Kapsel mit einer Schichtdicke von 0,5 bis 3 mm ausgebildet wird. In diesem Dickenbereich werden besonders niedrige Wärmewiderstandswerte unter Einhaltung der Stabilitätsanforderungen, die an Latentwärmespeicherkörpern in Schüttungen gestellt sind, gewährleistet. Damit können schüttgutgeeignete Latentwärmespeicherkörper mit besonders hoher Wärmeübergangsleistung bereitgestellt werden.
  • Vorzugsweise weist der Latentwärmespeicherkörper einen Durchmesser von 20 bis 200 mm auf. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für die Herstellung von Latentwärmespeicherkörpern in diesem Größenbereich besonders gut. Es können Latentwärmespeicherkörper für Schüttungen mit unterschiedlichen wärmetechnischen Anforderungen bereitgestellt werden. Latentwärmespeicherkörper mit geringem Durchmesser erzielen als Schüttgut in Ladungen von Wärmespeicher-Behältern eine hohe Wärmeleistung pro Ladevolumen, wogegen Latentwärmespeicherkörper mit großem Durchmesser ein großes Wärmespeichervermögen pro Ladevolumen realisieren.
  • Diese und weitere aus den Patentansprüchen, der Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale können jeweils für sich oder in Kombination als vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Latentwärmespeicherkörpers wird nachfolgend an vier Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen jeweils in schematischer Schnittdarstellung eine Anordnung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend der Verfahrensschritte nach dem jeweiligen Ausführungsbeispiel. Dabei zeigt
  • 1a eine Anordnung für einen Verfahrensschritt der Fertigung eines ersten Kapselteils durch Spritzgießen im erfindungsgemäßen Verfahren nach einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 1b eine Anordnung für einen alternativen Verfahrensschritt der Fertigung eines ersten Kapselteils durch Spritzgießen im Herstellungsverfahren nach dem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 1c eine Anordnung für den Verfahrensschritt der Fertigung eines zweiten Kapselteils durch Spritzgießen im Herstellungsverfahren nach dem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 1d eine Draufsicht auf einen fertiggestellten Latentwärmespeicherkörper im Herstellungsverfahren nach dem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 2a eine Anordnung für einen Verfahrensschritt der Fertigung eines ersten Kapselteils durch Formpressen im erfindungsgemäßen Verfahren nach einem zweiten Ausführungsbeispiel,
  • 2b eine Anordnung für einen alternativen Verfahrensschritt der Fertigung eines ersten Kapselteils durch Formpressen im Herstellungsverfahren nach dem zweiten Ausführungsbeispiel,
  • 2c eine Anordnung für den Verfahrensschritt der Fertigung eines zweiten Kapselteils durch Formpressen im Herstellungsverfahren nach dem zweiten Ausführungsbeispiel,
  • 2d eine Anordnung mit dem fertiggestellten Latentwärmespeicherkörper vor der Entformung aus dem Formwerkzeug im Herstellungsverfahren nach dem zweiten Ausführungsbeispiel,
  • 3a eine Anordnung für einen Verfahrensschritt der Fertigung eines ersten und zweiten Kapselteils durch Formpressen im erfindungsgemäßen Verfahren nach einem dritten Ausführungsbeispiel,
  • 3b eine Anordnung mit dem fertiggestellten Latentwärmespeicherkörper vor der Entformung aus dem Formwerkzeug im Herstellungsverfahren nach dem dritten Ausführungsbeispiel,
  • 4a eine Anordnung für einen Verfahrensschritt der Fertigung eines ersten und zweiten Kapselteils durch Formpressen im erfindungsgemäßen Verfahren nach einem vierten Ausführungsbeispiel,
  • 4b eine Draufsicht auf einen fertiggestellten Latentwärmespeicherkörper im Herstellungsverfahren nach dem vierten Ausführungsbeispiel.
  • Im Folgenden werden in vier Verfahrensbeispielen die Herstellung jeweils eines Latentwärmespeicherkörpers 1 mit einem Durchmesser von 32 mm beschrieben. Zur Herstellung der Latentwärmespeicherkörper 1 wird jeweils ein kugelförmiger, formfester Füllkörper 2 mit einem Durchmesser von 30 mm in verschieden Verfahrensweisen aus verschiedenem Latentwärmespeichermaterial vorgefertigt. Zum Zwecke der Übersichtlichkeit werden die in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Verfahrensschritte der Herstellung des formfesten Füllkörpers 2 nicht gesondert dargestellt. Zur Verkapselung des Füllkörpers 2 werden zwei identisch geformte, halbschalenförmige Kapselteile 3, 4 mit einer Schichtdicke von 1 mm in verschiedenen Verfahrensweisen aus elastischem Material gefertigt und zu einer dichtenden Kapsel 5 zusammengefügt, wobei sie den Füllkörper 2 vollständig und formschlüssig umfassen.
  • Im Interesse der Überschaubarkeit wird in jedem der Ausführungsbeispiele nur die Fertigung jeweils eines einzigen Latentwärmespeicherkörpers 1 dargestellt und beschrieben. Zur industriellen Herstellung von Latentwärmespeicherkörpern 1 können die einzelnen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens eines jeden Ausführungsbeispiels in Vervielfachung parallel ausgeführt werden. Dabei sind die nachfolgend beschriebenen Formwerkzeuge jeweils als Mehrfachmatrizen ausgebildet, mit denen eine Vielzahl von Füllkörpern 2 bzw. Kapselteilen 3, 4 gleichzeitig gefertigt werden können.
  • In einem ersten Ausführungsbeispiel nach 1a bis 1d werden die beiden halbschalenförmigen Kapselteile 3, 4 durch Spritzgießen von Flüssigsilikon gefertigt.
  • Der separat gefertigte kugelförmige Füllkörper 2 besteht aus gesinterter Dicarbonsäure. Dazu wird pulverförmige Dicarbonsäure in ein kugelförmiges Formwerkzeug eingefüllt und mit einem über den Einfüllkanal geführten Stempel zu einer festkörperartigen Kugel verdichtet.
  • Zur Fertigung der Kapselteile 3, 4 wird ein Spritzguss-Formwerkzeug 6, bestehend aus einem einheitlichen Werkzeug-Oberteil 7 mit einem Einspritzkanal 8 und zwei verschieden geformten Werkzeug-Unterteilen 9, 10, verwendet. Das Werkzeug-Oberteil 7 weist eine halbschalenförmige Ausnehmung mit einem Radius von 16 mm auf. Zur Fertigung des ersten Kapselteils 3 wird nach 1a das Werkzeug-Oberteil 7 mit einem halbkugelförmigen Werkzeug-Unterteil 9, welches einen Radius von 15 mm aufweist, dicht verschlossen und der sich bildende Gießraum 11 vollständig mit Flüssigsilikon ausgespritzt.
  • Alternativ kann nach 1b anstelle dieses halbkugelförmigen Werkzeug-Unterteils 9 auch der kugelförmige Füllkörper 2 selbst als Teil des Spritzguss-Formwerkzeugs 6 dienen, wobei der Füllkörper 2 in ein passendes halbschalenförmiges Unterteil 12 mit einem Radius von 15 mm eingelegt wird, so dass dieses Werkzeug-Unterteil 12, der Füllkörper 2 und das Werkzeug-Oberteil 7 den Gießraum 11 für das erste Kapselteil 3 bilden. Hierbei wird das Flüssigsilikon direkt an den Füllkörper 2 angegossen und somit das erste Kapselteil 3 unmittelbar im formschlüssigen Kontakt mit dem Füllkörper 2 gefertigt.
  • Das Flüssigsilikon wird beim Einspritzen in den Einspritzkanal 8 des Werkzeug-Oberteils 7 aus zwei Komponenten gemischt und dadurch stofflich aktiviert. Während eines Reaktionsprozesses härtet das Flüssigsilikon und erhält dabei eine ausreichende Ausgangsfestigkeit zur Weiterverarbeitung. Sobald das Silikon eine gewisse mechanische Anfangsfestigkeit erreicht hat, kann das nach 1a gegossene Kapselteil 3 bzw. das nach 1b gegossene, mit dem Füllkörper 2 verbundene Kapselteil 3 entformt werden und in das weitere Werkzeug-Unterteil 10, welches eine halbschalenförmige Ausnehmung mit einem Radius von 16 mm aufweist, eingelegt werden (s. 1c). Wurde das erste Kapselteil 3 separat gegossen, wird in einem weiteren Arbeitsgang der kugelförmige Füllkörper 2 formschlüssig in das Kapselteil 3 eingefügt.
  • Zur Fertigung des zweiten halbschalenförmigen Kapselteils 4 wird nach 1c das mit dem ersten Kapselteil 3 und dem Füllkörper 2 gefüllte Werkzeug-Unterteil 10 des Spritzguss-Formwerkzeugs 6 durch das Werkzeug-Oberteil 7 verschlossen. Das erste Kapselteil 3, der darin eingebettete Füllkörper 2 und das Werkzeug-Oberteil 7 bilden nun den Gießraum 13 des Spritzguss-Formwerkzeugs 6 für das zweite Kapselteil 4, in welchen erneut das aus Mischkomponenten aktivierte Flüssigsilikon eingespritzt wird. Das Flüssigsilikon verbindet sich nach kurzer Haltezeit stofflich mit dem Silikon des ersten Kapselteils 3 zu einer geschlossenen Kapsel 5 mit einer gleichmäßigen Schichtdicke von 1 mm. Dabei erhält auch das entstehende zweite Kapselteil 4 eine ausreichende Ausgangsfestigkeit. Es entsteht ein kugelförmiger Latentwärmespeicherkörper 1 mit einem festem, kugelförmigen Füllkörper 2 aus Dicarbonsäure, gasfrei umschlossen von einer dünnen, elastischen und homogenen Kapsel 5 aus Silikon, wie in 1d dargestellt. Durch Vulkanisierung der elastischen Kapsel 5, bei der die Kapsel 5 in einer vorgeschriebenen Zeit auf eine bestimmte Temperatur erwärmt wird, wird das Silikon des ersten und zweiten Kapselteils 3, 4 miteinander fest vernetzt und ausgehärtet, wodurch die Kapsel 5 ihr endgültiges Eigenschaftsprofil erhält. Da die Kapsel 5 bereits vor der Vulkanisierung eine formstabile, haltbare Ausgangsfestigkeit aufweist, kann auch eine Temperatur zur Nachvernetzung oberhalb der Schmelztemperatur des Füllkörpers 2 gewählt werden. Aus gleichem Grunde ist es möglich, dass die thermische Nachbehandlung der Kapsel 5 nach dem Entformen des Latentwärmespeicherkörpers 1 und in rationeller Weise auch für viele Latentwärmespeicherkörper gemeinsam erfolgt. Nach dem Entformen können die beim Aneinanderfügen der beiden Kapselteilen 3, 4 in der Fügezone gegebenenfalls entstandenen Grate am Latentwärmespeicherkörpers 1 zum Beispiel durch Trommeln mit geringem Aufwand entfernt werden. Dazu wird eine Vielzahl derartig hergestellter Latentwärmespeicherkörper 1 gemeinsam in einem nicht dargestellten Mischbehälter bewegt, wobei sich die Grate abreiben.
  • Nach dem zweiten Ausführungsbeispiel, dargestellt in 2a bis 2d, werden die beiden halbschalenförmigen Kapselteile 3', 4' durch Formpressen gefertigt. Dieses Formpressen erfolgt mittels eines Formpresswerkzeugs 14, bestehend aus einem einheitlichen Werkzeug-Unterteil 15 und zwei verschieden geformten Werkzeug-Oberteilen 16, 17. Das Werkzeug-Unterteil 15 weist eine halbschalenförmige Ausnehmung mit einem Radius von 16 mm auf.
  • Der kugelförmige Füllkörper 2' des Latentwärmespeicherkörpers 1' wird in einem Gießvorgang hergestellt, bei dem ein kugelförmiges Formwerkzeug mit Zuckeralkohol in flüssiger Phase unter Zusatz eines Keimbildners vollständig gefüllt wird. Damit der Füllkörper 2' beim Erstarren des Zuckeralkohols seine kugelförmige Form behält, wird der hierbei auftretende Volumenschwund durch Nachspeisen von flüssigem Zuckeralkohol ausgeglichen.
  • Zur Fertigung des ersten Kapselteils 3' wird in das Werkzeug-Unterteil 15 eine gewichtsbestimmte Menge an wachsartigem Kapselmaterial aus plastischem Silikon-Festkautschuk eingelegt und mit einem halbkugelförmigen Werkzeug-Oberteil 16, welches einen Radius von 15 mm aufweist, unter einer Presskraft zu einem halbschalenförmigen Kapselteil 3' geformt (2a). Feine Kanäle, die in dem Werkzeug-Unterteil 15 und -Oberteil 16 ausgefräßt sind, ermöglichen das Abfließen von überschüssigem Kapselmaterial (nicht dargestellt).
  • Alternativ kann nach 2b anstelle des halbkugelförmigen Werkzeug-Oberteils 16 auch der separat gefertigte kugelförmige Füllkörper 2' als Werkzeug-Oberteil des Formpresswerkzeugs 14 dienen. Hierbei wird der Silikon-Festkautschuk direkt an den Füllkörper 2' angeformt und somit das erste Kapselteil 3' unmittelbar im formschlüssigen Kontakt mit dem Füllkörper 2' gefertigt.
  • Der plastische Silikon-Festkautschuk enthält einen Vernetzer, welcher während des anschließenden Härtungsprozesses durch Temperierung oberhalb der Aktivierungstemperatur die Vernetzung startet. Dadurch härtet der Silikon-Festkautschuk im Formpresswerkzeug 14 zunächst bis zur Druckbelastbarkeit des ersten Kapselteils 3' vor. Wird das erste Kapselteil 3' separat geformt, wird in einem weiteren Arbeitsgang das Werkzeug-Oberteil 16 entfernt und der kugelförmige Füllkörper 2' formschlüssig in das gefertigte erste Kapselteil 3' eingefügt.
  • Zur Fertigung des zweiten Kapselteils 4' wird eine weitere gewichtsbestimmte Menge an wachsartigem Kapselmaterial 18 aus plastischem Silikon-Festkautschuk auf den Füllkörper 2' platziert und mittels eines weiteren Werkzeug-Oberteils 17, welches eine halbschalenförmige Ausnehmung mit einem Radius von 16 mm aufweist unter einer Presskraft an den Füllkörper 2' angeformt (2c). Auch hier ermöglichen feine Kanäle im Werkzeug-Oberteil 17 und -Unterteil 15 das Abfließen von überschüssigem Kapselmaterial. Gleichzeitig verbinden sich die Kapselteile 3', 4' miteinander zu einer geschlossenen Kapsel 5' mit einer gleichmäßigen Schichtdicke von 1 mm (vgl. 2d). Durch anschließende Temperierung oberhalb der Aktivierungstemperatur wird der zuvor angeformte, plastische Silikon-Festkautschuk aktiviert, so dass das zweite Kapselteils 4' zumindest bis zu seiner Formstabilität härtet. Es entsteht ein kugelförmiger, formstabiler Latentwärmespeicherkörper 1', analog dem Latentwärmespeicherkörper 1 in 1d, ohne jeglichen Gaseinschluss und mit einer dünnen, homogenen und elastischen Kapsel 5'. Vorzugsweise nach der Entformung des Latentwärmespeicherkörpers 1' wird die Kapsel 5', wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, thermisch nachbehandelt, wobei das Kapselmaterial der Kapselteile 3', 4' nachvernetzt wird und die Kapsel 5' endgültig aushärtet. Anschließend kann der Latentwärmespeicherkörper 1' analog dem ersten Ausführungsbeispiel durch Trommeln mit mehreren, derart gefertigten Latentwärmespeicherkörpern 1' entgratet werden.
  • In einem dritten Ausführungsbeispiel nach 3a und 3b werden die beiden halbschalenförmigen Kapselteile 3'', 4'' in einem zum Formpressen des vorstehenden Ausführungsbeispiels alternativen Formpressvorgang gefertigt. Dazu wird ein Formpresswerkzeug 19 mit identischem Werkzeug-Unterteil 20 und Werkzeug-Oberteil 21 verwendet, die jeweils eine halbschalenförmige Ausnehmung mit einem Radius von 16 mm und eine umlaufende Verschlusskante 22 aufweisen.
  • In das Werkzeug-Unterteil 20 wird eine flexible Platte 23 aus Kapselmaterial mit einer Schichtdicke von 1 mm eingelegt. Dieses plattenförmige Formstück 23 wird aus einer Masse aus plastischem, mit einem Vernetzer versehenem Silikon-Festkautschuk flächig ausgewalzt und zugeschnitten.
  • In die entstehende Mulde wird ein kugelförmiger Füllkörper 2'' aus Polyethylen eingelegt, welcher separat durch Spritzgießen in einer kugelförmigen Spritzguss-Form vorgefertigt wird.
  • Dieser Füllkörper 2'' wird anschließend mit einer weiteren Platte 24 aus Silikon-Festkautschuk bedeckt. Werkzeug-Oberteil 21 und -Unterteil 20 des Formpresswerkzeugs 19 werden unter einer Presskraft und bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des Latentwärmespeichermaterials (Polyethylen) zusammengepresst. Dabei werden die Platten 23, 24 aus Silikon-Festkautschuk formschlüssig an den Füllkörper 2'' angeformt, die Kapselteile 3'', 4'' gebildet und zugleich die entstehenden Kapselteile 3'', 4'' miteinander vernetzt. Überschüssiges Kapselmaterial wird an den Verschlusskanten 22 des Formpresswerkzeugs 19 abgetrennt. Zusätzlich kann die umlaufende Verschlusskante 22 beheizbar ausgebildet sein, womit das Kapselmaterial der Kapselteile 3'', 4'' in der Fügezone, in der sie aneinandergefügt werden, besonders gut miteinander vernetzt werden kann.
  • Im Ergebnis entsteht wiederum ein kugelförmiger, formstabiler Latentwärmespeicherkörper 1'', analog dem Latentwärmespeicherkörper 1 in 1d, ohne jeglichen Gaseinschluss und mit einer dünnen, homogenen, elastischen Kapsel 5''.
  • Die Kapsel 5'' des nach diesem Ausführungsbeispiel erzeugten Latentwärmespeicherkörpers 1'' wird, wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschrieben, thermisch nachbehandelt, um das Kapselmaterial der Kapselteile 3'', 4'' nachzuvernetzen und der Kapsel 5'' ihr endgültiges Eigenschaftsprofil zu verleihen.
  • Die abgetrennten Plattenreste werden erneut durch Walzen in Plattenform gebracht und können so für die weitere Produktion von Latentwärmespeicherkörpern wieder verwendet werden.
  • In einem vierten Ausführungsbeispiel nach 4a und 4b werden die beiden halbschalenförmigen Kapselteile 3''', 4''' in einem weiteren, alternativen Formpressvorgang gefertigt, bei dem ebenfalls zwei flexible, plattenförmige Formstücke 23', 24' aus Kapselmaterial vorgefertigt werden. Die Formstücke 23', 24' werden aus thermoplastischem Elastomer mit einer Schichtdicke von 1 mm hergestellt.
  • Dazu wird ein Formpresswerkzeug 25 verwendet, das ein plattenförmiges Werkzeug-Unterteil 26 mit einer kreisrunden Öffnung 27 aufweist. Entsprechend des zu fertigenden Latentwärmespeicherkörpers 1''' hat die Öffnung 27 einem Durchmesser von 32 mm. Das Werkzeug-Unterteil 26 ist mit einem die Öffnung umlaufenden, beheizbaren Rand 28 ausgestattet, der die Fläche des plattenförmigen Werkzeug-Unterteils 26 mit einer Trennkante 29 überragt. Das Gegenformwerkzeug des Formpresswerkzeugs 25 ist ein Andrückelement 30, das beispielsweise eine Walze 30 nach 4 oder ein Stempel sein kann.
  • Der kugelförmige Füllkörper 2''' des Latentwärmespeicherkörpers 1''' wird separat in einem Gießvorgang aus Paraffin gefertigt, das in flüssiger Phase in eine Kugelform gegossen wird. Damit der Füllkörper 2''' beim Erstarren seine kugelförmige Form behält, wird über Zuführungskanäle flüssiges Paraffin nachgefüllt.
  • Zur Fertigung des Latentwärmespeicherkörpers 1''' wird auf das Werkzeug-Unterteil 26 eine erste flexible Platte 23' aus thermoplastischem Elastomer aufgelegt. In die entstehende Mulde wird der vorgefertigte kugelförmige Füllkörper 2''' eingelegt und mit einer zweiten flexiblen Platte 24' aus thermoplastischem Elastomer bedeckt. Der umlaufende Rand 28 wird kurzzeitig auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Elastomers erhitzt und nachfolgend der abgedeckte Füllkörper 2''' mittels der Walze 30 durch die kreisförmige Öffnung 27 hindurchgedrückt, wobei die überstehenden Plattenreste an der Trennkante 29 des Randes 28 abgetrennt werden. Bei diesem Vorgang werden die untere und oberen Platte 23', 24' aus Elastomer an den Füllkörper 2''' angeformt, gleichzeitig jeweils das erste und zweite Kapselteil 3''', 4''' ausgebildet und diese in der Fügezone miteinander zu einer dichten Kapsel 5''' verschmolzen (4b).
  • Bei diesem Formpressvorgang wird außerdem eine die Kapsel 5''' umlaufende, verstärkte Kapselnaht 31 ausgebildet, die die Dicke der homogenen Kapsel 5''' geringfügig überragt und für eine stabile Verbindung der Kapselteile 3''', 4''' sorgt.
  • Im Ergebnis entsteht mit wenigen Fertigungsschritten ein kugelförmiger Latentwärmespeicherkörper 1''', gemäß der 4b, ohne jeglichen Gaseinschluss und mit einer dünnen, homogenen und elastischen Kapsel 5'''.
  • Die in den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Verfahrensschritte für die Herstellung des Füllkörpers 2 bis 2''' und der einzelnen Kapselteile 3 bis 3''', 4 bis 4''' können untereinander kombiniert werden und ergeben weitere denkbare Ausführungsbeispiele, die als von der Erfindung umfasst gelten.
  • Ebenso ist die erfindungsgemäße Herstellung des Füllkörpers 2 bis 2''' nicht auf die beschriebenen Latentspeichermaterialien und die erfindungsgemäße Herstellung der Kapselteile 3 bis 3''', 4 bis 4''' nicht auf die beschriebenen elastischen Materialien beschränkt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Latentwärmespeicherkörper
    2
    Füllkörper aus Phasenwechselmaterial
    3
    erstes Kapselteil
    4
    zweites Kapselteil
    5
    Kapsel
    6
    Spritzguss-Formwerkzeug
    7
    Werkzeug-Oberteil des Spritzguss-Formwerkzeugs
    8
    Einspritzkanal
    9
    halbkugelförmiges Werkzeug-Unterteil des Spritzguss-Formwerkzeugs
    10
    halbschalenförmiges Werkzeug-Unterteil des Spritzguss-Formwerkzeugs
    11
    Gießraum des Spritzguss-Formwerkzeugs
    12
    halbschalenförmiges Werkzeug-Unterteil des Spritzguss-Formwerkzeugs
    13
    Gießraum des Spritzguss-Formwerkzeugs
    14
    Formpresswerkzeug
    15
    Werkzeug-Unterteil des Formpresswerkzeugs
    16
    halbkugelförmiges Werkzeug-Oberteil des Formpresswerkzeugs
    17
    halbschalenförmiges Werkzeug-Oberteil des Formpresswerkzeugs
    18
    wachsartiges Kapselmaterial
    19
    Formpresswerkzeug
    20
    Werkzeug-Unterteil des Formpresswerkzeugs
    21
    Werkzeug-Oberteil des Formpresswerkzeugs
    22
    Verschlusskante
    23
    Platte, plattenförmiges Formstück aus Kapselmaterial
    24
    Platte, plattenförmiges Formstück aus Kapselmaterial
    25
    Formpresswerkzeug
    26
    plattenförmiges Werkzeug-Unterteil des Formpresswerkzeugs
    27
    Öffnung des plattenförmiges Werkzeug-Unterteils
    28
    Rand der Öffnung
    29
    Trennkante
    30
    Andrückelement des Formpresswerkzeugs, Walze
    31
    verstärkte Kapselnaht
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 4283925 [0004]
    • DE 10302769 A1 [0004]
    • DE 10058101 A1 [0005]

Claims (18)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Latentwärmespeicherkörpers, welcher vorzugsweise als Schüttgut in einem von einem Wärmeträgermedium durchströmten Wärmetauscher-Behälter verwendbar ist, mit einer Kapsel und einer, zumindest ein Phasenwechselspeichermaterial (Phase Chance Material-PCM) aufweisenden Kapselfüllung, wobei die Kapselfüllung in eine dicht zu verschließende Kapsel aus elastischem Kapselmaterial eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einbringen die Kapselfüllung in fester Phase als ein geformter Füllkörper (2 bis 2''') vorliegt und die Kapsel (5 bis 5''') aus konform zur Außenkontur des Füllkörpers (2 bis 2''') ausgebildeten Kapselteilen (3 bis 3''', 4 bis 4''') zusammengefügt wird, wobei die Kapselteile (3 bis 3''', 4 bis 4''') den Füllkörper (2 bis 2''') formschlüssig umgeben.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kapselteil (3, 3', 4) mittels eines, die Außenkontur des Füllkörpers (2, 2') abbildenden Formwerkzeugs (6, 7, 9, 14, 15, 16) vorgefertigt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kapselteil (3, 4) durch Spritzgießen vorgefertigt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kapselteil (3 bis 3''', 4 bis 4''') unmittelbar am Füllkörper (2 bis 2''') angefertigt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kapselmaterial (18) in wachs- oder gel-artiger Konsistenz mittels eines Formpresswerkzeuges (14, 15, 17) an den Füllkörper (2') angeformt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kapselmaterial in flüssiger Konsistenz mittels eines Spritzguss-Formwerkzeugs (6, 7, 10) an den Füllkörper (2) angegossen wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein flächiges Formstück (23, 23', 24, 24') aus Kapselmaterial vorgeformt wird, welches mittels eines Formpresswerkzeuges (19, 20, 21, 25, 26, 30) an den Füllkörper (2'', 2''') angeformt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllkörper (2 bis 2''') kugelförmig und/oder die Kapsel (5 bis 5''') mit einer kugelförmigen Oberfläche ausgebildet ist.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllkörper (2 bis 2''') durch Gießen, Spritzgießen oder durch Sintern hergestellt wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kapselmaterial ein Polymer enthält oder aus einem Polymer besteht.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapselteile (3 bis 3''', 4 bis 4''') zueinander formidentisch ausgebildet werden.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kapselmaterial, vorzugsweise bis zum Aneinanderfügen der Kapselteile (3 bis 3'', 4 bis 4''), reaktiv ausgebildet ist.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapselteile (3 bis 3'', 4 bis 4'') während oder nach dem Aneinanderfügen thermisch behandelt werden.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Fügezone des Kapselteils (3'', 3''', 4'', 4''') thermisch behandelt wird.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Fügezonen der benachbarten Kapselteile (3 bis 3''', 4 bis 4''') eine dickenverstärkte Kapselnaht (31) ausgebildet wird.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kapselmaterial transparent ausgebildet wird.
  17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapsel (5 bis 5''') mit einer Schichtdicke von 0,5 bis 3 mm ausgebildet wird.
  18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Latentwärmespeicherkörper (1 bis 1''') einen Durchmesser von 20 bis 200 mm aufweist.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2727646A1 (de) * 2012-11-05 2014-05-07 Flamco B.v. Kapsel mit Phasenwechselmaterial, Anordnung, Wärmepuffer und Verfahren
DE102013005424A1 (de) 2013-03-27 2014-10-02 Egon Schmitz Latentwärmespeicheranordnung
DE102014109165A1 (de) 2013-07-04 2015-01-08 Institut Für Luft- Und Kältetechnik Gemeinnützige Gmbh Verfahren zur Herstellung eines gekapselten Latentwärmespeicherelements
DE102014217394A1 (de) 2014-09-01 2016-03-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Latentwärmespeicher, Verfahren zu dessen Herstellung sowie Verwendung von durch Druckumformen oder Zugdruckumformen hergestellten Behälter zur Einkapselung von Phasenwechselmaterial
DE102015203477A1 (de) * 2015-02-26 2016-09-01 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines Latentwärmespeichers
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

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4283925A (en) 1979-11-15 1981-08-18 Robert Wildfeuer System for cooling
DE10058101A1 (de) 2000-11-23 2002-06-06 Rubitherm Gmbh Latentwärmespeicherkörper, Verfahren zur Herstellung eines Latentwärmespeicherkörpers, Verfahren zur Herstellung eines folienartigen Latenwärmespeicherkörpers und Verfahren zum Beschichten eines Trägermaterials
DE10302769A1 (de) 2003-01-24 2004-07-29 Alfred Pommerenke Kombi-Wärme-Kälte-Latentschichtenspeicher nach dem Kugelreaktor-Prinzip mit Schüttverfahren-Befüllung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4283925A (en) 1979-11-15 1981-08-18 Robert Wildfeuer System for cooling
DE10058101A1 (de) 2000-11-23 2002-06-06 Rubitherm Gmbh Latentwärmespeicherkörper, Verfahren zur Herstellung eines Latentwärmespeicherkörpers, Verfahren zur Herstellung eines folienartigen Latenwärmespeicherkörpers und Verfahren zum Beschichten eines Trägermaterials
DE10302769A1 (de) 2003-01-24 2004-07-29 Alfred Pommerenke Kombi-Wärme-Kälte-Latentschichtenspeicher nach dem Kugelreaktor-Prinzip mit Schüttverfahren-Befüllung

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2727646A1 (de) * 2012-11-05 2014-05-07 Flamco B.v. Kapsel mit Phasenwechselmaterial, Anordnung, Wärmepuffer und Verfahren
WO2014068091A1 (en) 2012-11-05 2014-05-08 Flamco B.V. Core of a capsule comprising phase change material, assembly of capsules, thermal buffer, and method
DE102013005424A1 (de) 2013-03-27 2014-10-02 Egon Schmitz Latentwärmespeicheranordnung
DE102014109165A1 (de) 2013-07-04 2015-01-08 Institut Für Luft- Und Kältetechnik Gemeinnützige Gmbh Verfahren zur Herstellung eines gekapselten Latentwärmespeicherelements
DE102014217394A1 (de) 2014-09-01 2016-03-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Latentwärmespeicher, Verfahren zu dessen Herstellung sowie Verwendung von durch Druckumformen oder Zugdruckumformen hergestellten Behälter zur Einkapselung von Phasenwechselmaterial
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
DE102015203477A1 (de) * 2015-02-26 2016-09-01 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines Latentwärmespeichers

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