DE102010046243A1 - Triggering unit for initiating crystallization of molten salt, and for use in heat storage unit of heat storage system in motor vehicle, has activation mechanism to mechanically deform trigger element for crystallization process - Google Patents

Triggering unit for initiating crystallization of molten salt, and for use in heat storage unit of heat storage system in motor vehicle, has activation mechanism to mechanically deform trigger element for crystallization process Download PDF

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Abstract

The triggering unit has a mechanically deformable trigger element (40) which initiates a crystallization process. An activation mechanism is provided, by which the trigger element is mechanically deformable for the crystallization process. The activation mechanism or trigger element is configured such that the mechanical deformation occurs abruptly. Independent claims are also included for the following: (1) a heat storage unit with a container; and (2) a heat storage system.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Auslöseeinheit zur Initiierung der Kristallisation eines Mediums, insbesondere eines Latentwärmespeichermediums.The present invention relates to a triggering unit for initiating the crystallization of a medium, in particular a latent heat storage medium.

Aus dem Stand der Technik gemäß der DE 10 2009 012 318 A1 ist eine Latentwärmespeichereinheit aus mehreren Speicherbehältern bekannt, die sich insbesondere zur stationären Langzeitspeicherung und zur verbrauchsbezogenen Bereitstellung von Wärme eignen.From the prior art according to the DE 10 2009 012 318 A1 a latent heat storage unit from a plurality of storage containers is known, which are particularly suitable for stationary long-term storage and for the consumption-related provision of heat.

Als Latentwärmespeichermedium können beispielsweise Salzschmelzen bzw. Salzhydrate etc. verwendet werden, die im aufgeschmolzenen Zustand die Wärme über lange Zeit in einer vorzugsweise unterkühlten Schmelze speichern können.As latent heat storage medium, for example, salt melts or salt hydrates, etc. can be used, which can store the heat in the molten state for a long time in a preferably supercooled melt.

Soll die Wärme abgegeben werden, ist es erforderlich, eine Auslöseeinheit bereitzustellen, die zuverlässig die Kristallisation des kristallisationsfähigen Mediums, d. h. des Latentwärmespeichermediums initiiert. Gleichzeitig ist anzustreben, dass sichergestellt wird, dass eine spontane ungewollte Auslösung der Kristallisation ausgeschlossen ist oder zumindest unwahrscheinlich ist und dass des Weiteren keine Passivierung der Auslöseeinheit erfolgt, dass also sichergestellt ist, dass die Kristallisation erfolgt, wenn dies beabsichtigt ist.If the heat is to be dissipated, it is necessary to provide a trip unit which reliably monitors the crystallization of the crystallisable medium, i. H. initiated the latent heat storage medium. At the same time it is desirable to ensure that a spontaneous unwanted triggering of the crystallization is excluded or at least unlikely and that further no passivation of the trip unit takes place, so that it is ensured that the crystallization takes place, if this is intended.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Auslöseeinheit bereitzustellen, mittels derer eine zuverlässig einsetzende Kristallisation erreicht werden kann.The present invention is therefore based on the object to provide a trip unit, by means of which a reliable onset of crystallization can be achieved.

Diese Aufgabe wird durch eine Auslöseeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist vorgesehen, dass wenigstens ein Auslöseelement vorgesehen ist, dass den Kristallisationsvorgang initiiert und das mechanisch verformbar ist. Des Weiteren weist die erfindungsgemäße Auslöseeinheit wenigstens einen Aktivierungsmechanismus auf, mittels dessen das Auslöseelement zum Zwecke der Kristallisation mechanisch verformbar ist.This object is achieved by a trip unit having the features of claim 1. Thereafter, it is provided that at least one triggering element is provided which initiates the crystallization process and which is mechanically deformable. Furthermore, the tripping unit according to the invention has at least one activation mechanism by means of which the tripping element is mechanically deformable for the purpose of crystallization.

Das Auslöseelement besteht vorzugsweise aus Metall oder weist Metall auf.The triggering element is preferably made of metal or has metal.

Es kann beispielsweise als Plättchen ausgeführt sein, das derart ausgeführt ist, dass es bei entsprechender Betätigung durch den Aktivierungsmechanismus schlagartig von einer Form in eine andere Form übergeht. Derartige Plättchen sind beispielsweise von sogenannten Taschenwärmern bekannt. Sie sind von einer stabilen oder metastabilen Form in eine andere stabile oder metastabile Form verformbar.It may for example be designed as a plate which is designed such that it passes abruptly from one mold to another form with appropriate actuation by the activation mechanism. Such platelets are known, for example, from so-called pocket warmers. They are deformable from one stable or metastable form to another stable or metastable form.

Durch ein solches „Klick-Plättchen” oder mehrerer derartiger Plättchen kann der Kristallisationsvorgang initiiert werden.By such a "click-plate" or more of such platelets, the crystallization process can be initiated.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Aktivierungsmechanismus und/oder das Auslöseelement derart ausgeführt sind, dass die mechanische Verformung plötzlich, d. h. schlagartig eintritt. Insbesondere auf diese Weise ist es möglich, eine Druckwelle bzw. eine Stoßwelle zu generieren, die die Kristallisation in Gang setzt und/oder unterstützt. Von der Erfindung ist jedoch auch der Fall umfaßt, Besonders bevorzugt ist es, wenn das Auslöseelement als Feder, insbesondere als Schraubenfeder, Kegelfeder oder Spiralfeder ausgeführt ist oder wenigstens eine Feder umfasst. Durch Bewegen dieser Feder mittels des Aktivierungsmechanismus wird besonders zuverlässig die Kristallisation des Mediums erreicht.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the activation mechanism and / or the trigger element are designed such that the mechanical deformation suddenly, d. H. abruptly. In particular, in this way it is possible to generate a pressure wave or a shock wave, which sets the crystallization in motion and / or supported. However, the invention also includes the case. It is particularly preferred if the triggering element is designed as a spring, in particular as a helical spring, conical spring or spiral spring, or comprises at least one spring. By moving this spring by means of the activation mechanism, the crystallization of the medium is achieved particularly reliably.

Dabei ist der Aktivierungsmechanismus vorzugsweise derart ausgebildet, dass er die Feder derart verformt, dass sich der Abstand wenigstens zweier Windungen zueinander verändert. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass der Aktivierungsmechanismus die Feder auseinanderzieht oder auch zusammendrückt oder auch biegt, was jeweils alternativ oder kumulativ möglich ist und ebenfalls zur Folge hat, dass der Abstand wenigstens zweier Windungen der Feder zueinander geändert wird.In this case, the activation mechanism is preferably designed such that it deforms the spring in such a way that the distance of at least two turns from one another changes. This can be done, for example, that the activation mechanism pulls the spring apart or compresses or even bends, which is alternatively or cumulatively possible and also has the consequence that the distance between at least two turns of the spring is changed to each other.

Diese Verformung des Plättchens bzw. der Feder führt vorzugsweise zu einem Druckstoß bzw. einer Druckwelle, die die Keimbildung initiiert bzw. die Kristallisation auslöst. Zusätzlich dazu ist es denkbar, an dem Auslöseelement mikrokristalline Strukturen vorzusehen, die die Keimbildung initiieren bzw. fördern. Denkbar ist es, die Oberfläche des Auslöseelementes so zu gestalten, dass diese mikrokristallinen Strukturen sich daran gut ausbilden können, etwa dadurch, dass die Oberfläche eine Rauhigkeit aufweist und/oder Vertiefungen und/oder Erhebungen aufweist. Die mikrokristallinen Strukturen können nutzer- bzw. herstellerseitig vorgesehen sein oder sich im Laufe der Nutzung des Auslösemechanismus ausbilden.This deformation of the plate or of the spring preferably leads to a pressure surge or a pressure wave, which initiates the nucleation or triggers the crystallization. In addition, it is conceivable to provide microcrystalline structures on the triggering element which initiate or promote nucleation. It is conceivable to design the surface of the triggering element such that these microcrystalline structures can form well thereon, for example by the surface having a roughness and / or depressions and / or elevations. The microcrystalline structures may be provided by the user or the manufacturer or may be formed during use of the triggering mechanism.

Somit besteht ein weiterer Vorteil beim Einsatz einer Feder oder auch des genannten Plättchens darin, dass in der Oberfläche des Materials des Plättchens oder der Feder bei deren Verformung gegebenenfalls Mikrorisse oder dergleichen auftreten können, die ihrerseits ebenfalls als Kristallisationskeime dienen und damit die Kristallisation bzw. deren zuverlässige Einleitung fördern. Vorzugsweise wird somit als Material für den Auslösemechanismus ein Material gewählt, dass bei seiner mechanischen Verformung solche Mikrorisse ausbildet.Thus, another advantage of using a spring or platelets is that, if necessary, micro-cracks or the like may occur in the surface of the platelet or spring material, which in turn also serve as nucleation sites and thus crystallization or their promote reliable initiation. Preferably, therefore, a material is selected as the material for the triggering mechanism, which forms such micro-cracks during its mechanical deformation.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Aktivierungsmechanismus wenigstens eine Antriebseinheit und wenigstens ein Verbindungselement, insbesondere wenigstens ein Gestänge oder dergleichen aufweist, das die Antriebseinheit mit dem Auslöseelement verbindet. Wird die Antriebseinheit beispielsweise manuell oder maschinell bzw. automatisiert aktiviert, kann diese über das genannte Verbindungselement, wie beispielsweise eine Zugstange oder dergleichen das Auslöseelement verformen. Im Falle einer Feder ist es beispielsweise denkbar, dass die Feder mittels der Antriebseinheit und dem Verbindungselement auseinandergezogen wird oder gebogen wird, wodurch die Kristallisation initiiert wird. In a further embodiment of the invention it is provided that the activation mechanism has at least one drive unit and at least one connecting element, in particular at least one linkage or the like, which connects the drive unit with the triggering element. If the drive unit is activated, for example, manually or mechanically or automatically, it can deform the triggering element via said connecting element, such as, for example, a pull rod or the like. In the case of a spring, it is conceivable, for example, that the spring is pulled apart or bent by means of the drive unit and the connecting element, whereby the crystallization is initiated.

Das Verbindungselement kann als eigenes, separates Bauteil ausgeführt sein oder fester oder integraler Bestandteil der Antriebseinheit.The connecting element can be designed as a separate, separate component or a fixed or integral part of the drive unit.

Die Antriebseinheit, wie als Zugeinheit oder als Druckeinheit ausgeführt sein kann, d. h. auf die Feder oder das sonstige Auslöseelement eine Zug- oder Druckkraft aufbringt, kann beispielsweise elektromechanisch arbeiten, d. h. durch einen Elektromagneten die gewünschte Bewegung des Verbindungselementes bzw. des Gestänges hervorrufen. Auch andere Antriebsmittel, wie pneumatische, hydraulische, elektrische oder auch piezoelektrische Antriebseinheiten bzw. Zugelemente sind denkbar und von der Erfindung mitumfasst.The drive unit, as may be designed as a traction unit or as a printing unit, d. H. can apply a tensile or compressive force on the spring or other triggering element, for example, can work electromechanically, d. H. cause the desired movement of the connecting element or the linkage by an electromagnet. Other drive means, such as pneumatic, hydraulic, electrical or piezoelectric drive units or tension elements are conceivable and mitumfasst of the invention.

Das Verbindungselement kann beispielsweise eine Zugstange bzw. ein Zuggestänge umfassen. Ebenso ist es denkbar, das Verbindungselement als Druckstange bzw. Druckgestänge auszuführen, beispielsweise um eine Feder auseinanderzuziehen, zusammenzudrücken, zu biegen oder das Plättchen oder ein sonstiges Auslöseelement in der gewünschten Weise zu verformen.The connecting element may comprise, for example, a pull rod or a pull rod. It is also conceivable to carry out the connecting element as a push rod or pressure rod, for example, to pull apart a spring, compress, bend or deform the plate or any other triggering element in the desired manner.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auslöseeinheit wenigstens ein vorzugsweise kanal- oder rohrförmiges Element aufweist, in dem sich das Auslöseelement teilweise oder vollständig befindet, wobei das Element eine oder mehrere Öffnungen aufweist, die den Innenraum des Elementes mit dem das Element umgebenden Außenraum verbinden. Dieses Element kann im Querschnitt kreisförmig, oval, eckig oder dergleichen ausgebildet sein. Es dient in erster Linie dazu, dem Gesamtsystem die mechanische Stabilität zu verleihen und das Auslöseelement in dem Kristallisationsmedium zu halten.In a further embodiment of the invention it is provided that the trip unit comprises at least one preferably channel or tubular element in which the trigger element is partially or completely, wherein the element has one or more openings surrounding the interior of the element with the element surrounding Connect outdoor space. This element can be circular, oval, angular or the like in cross-section. It serves primarily to give the overall system the mechanical stability and to keep the trigger element in the crystallization medium.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das rohrförmige Element bzw. das Auslöseelement in das kristallisationsfähige Medium hineinragt, und zwar vorzugsweise soweit, dass auch bei unterschiedlichen Füllständen des kristallisationsfähigen oder kristallisierten Mediums in dem Speicherbehältnis der Wärmespeichereinheit sichergestellt ist, dass das Auslöseelement teilweise oder vollständig von dem fraglichen Medium umgeben ist.Preferably, it is provided that the tubular element or the triggering element protrudes into the crystallizable medium, and preferably so far that is ensured even at different levels of crystallizable or crystallized medium in the storage container of the heat storage unit that the triggering element partially or completely of the question Medium is surrounded.

Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren eine Wärmespeichereinheit mit wenigstens einem Behältnis, das zur Aufnahme wenigstens eines kristallisationsfähigen oder kristallisierten Mediums, d. h. eines Latentwärmespeichers geeignet ist oder ein solches Medium enthält, wobei die Wärmespeichereinheit mit wenigstens einer Auslöseeinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgeführt ist oder in Verbindung steht.The present invention further relates to a heat storage unit having at least one container, which is for receiving at least one crystallizable or crystallized medium, d. H. a latent heat accumulator is suitable or contains such a medium, wherein the heat storage unit is designed with at least one trip unit according to one of claims 1 to 9 or is in communication.

Bei dem kristallisationsfähigen Medium kann es sich beispielsweise um eine Salzschmelze bzw. um ein Salzhydrat oder dergleichen handeln. Das kristallisationsfähige Medium dient als Latentwärmespeicher, der bei der Kristallisation Wärme abgibt und beim Schmelzvorgang Wärme aufnimmt.The crystallisable medium may be, for example, a molten salt or a salt hydrate or the like. The crystallizable medium serves as a latent heat storage, which releases heat during crystallization and absorbs heat during the melting process.

Von der Erfindung ist sowohl der Fall umfaßt, dass nur die latente Wärme des Mediums genutzt wird als auch der, dass alternativ oder zusätzlich die sensible Wärme, d. h. die Wärme, die ohne einen Phasenwechsel abgeführt oder zugeführt werden kann, genutzt wird. Dies gilt für die Zufuhr von Wärme und/oder für die Abfuhr von Wärme aus dem Medium.The invention includes both the case that only the latent heat of the medium is used and that, alternatively or additionally, the sensible heat, i. H. the heat that can be dissipated or supplied without a phase change is used. This applies to the supply of heat and / or for the removal of heat from the medium.

Vorzugsweise liegt das Medium in Form einer unterkühlten Schmelze vor, die bei Bedarf durch den Auslösemechanismus teilweise oder vollständig kristallisiert.Preferably, the medium is in the form of a supercooled melt which partially or completely crystallizes as needed by the triggering mechanism.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auslöseeinheit derart angeordnet ist, dass das Auslöseelement teilweise oder vollständig von dem kristallisationsfähigen Medium umgeben ist. Entsprechendes gilt für das genannte kanal- oder rohrförmige Element, das vorzugsweise ebenfalls derart angeordnet ist, dass es bzw. das Auslöseelement teilweise oder vollständig in dem Medium befindet.In a further embodiment of the invention it is provided that the trip unit is arranged such that the trigger element is partially or completely surrounded by the crystallizable medium. The same applies to said channel or tubular element, which is preferably also arranged such that it or the trigger element is partially or completely located in the medium.

Dabei ist bevorzugt, dass das Element bzw. das Auslöseelement soweit in das Medium hineinragen, dass auch bei Pegelschwankungen des Mediums stets gewährleistet ist, dass die Auslöseeinheit zumindest teilweise in das kristallisationsfähige Medium hineinragt, so dass bei Bedarf zuverlässig die Kristallisation eingeleitet werden kann.It is preferred that the element or the triggering element protrude so far into the medium, that even with level fluctuations of the medium is always ensured that the trip unit protrudes at least partially into the crystallizable medium, so that if necessary, the crystallization can be initiated reliably.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wärmespeichereinheit wenigstens einen Wärmetauscher aufweist oder mit einem Wärmetauscher in Verbindung steht, mittels dessen Wärme in das kristallisationsfähige Medium bzw. in das kristallisierte Medium eintragbar ist. Dieser Wärmetauscher dient dementsprechend dazu, nach der erfolgten Kristallisation Wärme in die Wärmespeichereinheit bzw. in das darin befindliche Medium einzutragen, so dass dieses wieder aufgeschmolzen wird.In a further embodiment of the invention, it is provided that the heat storage unit has at least one heat exchanger or is in communication with a heat exchanger, by means of which heat can be introduced into the crystallizable medium or into the crystallized medium. This Accordingly, the heat exchanger serves, after the crystallization has taken place, to introduce heat into the heat storage unit or into the medium contained therein, so that it is melted again.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Wärmespeichereinheit bzw. der Wärmetauscher mit wenigstens einer Energiequelle, insbesondere mit einer Solaranlage oder mit einem Brenner, beispielsweise zur Verbrennung von Holz, Holzpellets, Öl oder Gas in Verbindung steht.It is preferably provided that the heat storage unit or the heat exchanger with at least one energy source, in particular with a solar system or with a burner, for example for the combustion of wood, wood pellets, oil or gas is in communication.

Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Wärmespeichersystem mit wenigstens einer Wärmespeichereinheit nach einem der Ansprüche 10 bis 15, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das System des Weiteren wenigstens eine Wärmequelle, insbesondere wenigstens eine Solaranlage oder wenigstens einen Brenner oder wenigstens eine sonstige Wärmequelle umfasst, die mit der Wärmespeichereinheit derart in Verbindung steht, dass die in der Wärmequelle erzeugte Wärme dem in der Wärmespeichereinheit befindlichen Medium vorzugsweise über den genannten Wärmetauscher zuführbar ist.The present invention further relates to a heat storage system with at least one heat storage unit according to one of claims 10 to 15, which is characterized in that the system further comprises at least one heat source, in particular at least one solar system or at least one burner or at least one other heat source, the is in communication with the heat storage unit in such a way that the heat generated in the heat source is preferably supplied to the medium in the heat storage unit via said heat exchanger.

Die Erfindung betrifft schließlich ein Gebäude oder eine mobile Einheit, die einen Wohnwagen, Kfz und dergleichen mit wenigstens einem Wärmespeichersystem nach Anspruch 16.Finally, the invention relates to a building or a mobile unit comprising a caravan, motor vehicle and the like with at least one heat storage system according to claim 16.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.Further details and advantages of the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing.

Die einzige Figur zeigt eine Prinzipskizze einer Auslöseeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.The single figure shows a schematic diagram of a trip unit according to the present invention.

Mit dem Bezugszeichen 10 ist eine Antriebseinheit gekennzeichnet, die beispielsweise elektromagnetisch, pneumatisch, hydraulisch, piezoelektrisch, elektrisch etc. arbeiten kann. Diese Antriebseinheit 10 ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als Zugeinheit ausgeführt, die auf eine Zugstange bzw. auf ein Zuggestänge 20 bei Bedarf, d. h. wenn die Kristallisation erfolgen soll, eine Zugkraft ausübt, die in dem hier dargestellten Beispiel nach oben gerichtet ist. Ebenso ist es denkbar, die Antriebseinheit so auszubilden, dass auf die Stange 20 eine nach unten gerichtete Kraft ausgeübt wird, d. h die Stange als Druckstange bzw. Druckgestänge ausgeführt ist, für die die folgenden Ausführungen entsprechend gelten.With the reference number 10 is a drive unit characterized, for example, can operate electromagnetically, pneumatically, hydraulically, piezoelectrically, electrically, etc. This drive unit 10 is executed in the embodiment shown here as a traction unit on a pull rod or on a pull rod 20 if necessary, that is, when the crystallization is to take place, exerts a tensile force, which is directed upward in the example shown here. It is also conceivable, the drive unit in such a way that on the rod 20 a downward force is exerted, d. h the rod is designed as a push rod or pressure rod, for which the following statements apply accordingly.

Durch die Antriebseinheit 10 ist die Stange 20 nach oben und nach unten bewegbar, wie dies durch den Doppelpfeil angedeutet ist.By the drive unit 10 is the rod 20 movable up and down, as indicated by the double arrow.

Wie dies aus der Figur weiter hervorgeht, befindet sich die Zugstange bzw. das Zuggestänge 20 in einem Aufnahmerohr 30 und ist darin längsbeweglich verschiebbar bzw. bewegbar aufgenommen.As can be seen from the figure, there is the drawbar or Zuggestänge 20 in a pick-up tube 30 and is longitudinally movably slidably and movably received.

Die Zugstange bzw. das Zuggestänge 20 steht seinerseits mit einem Auslöseelement 40 in Verbindung, bei dem es sich beispielsweise um eine Druckfeder, eine Zugfeder, ein Klickelement oder dergleichen handeln kann.The drawbar or drawbar 20 is in turn with a trigger element 40 in conjunction, which may be, for example, a compression spring, a tension spring, a click element or the like.

Denkbar ist es, das Auslöseelement 40 als Schraubenfeder auszuführen, die derart ausgeführt ist, dass deren Windungen im Ruhezustand, d. h. wenn keine Kristallisation gewünscht ist, aneinanderliegen.It is conceivable, the trigger element 40 designed as a helical spring, which is designed such that their turns in the rest state, ie, when no crystallization is desired, abut each other.

Wie dies weiter aus der Figur hervorgeht, befinden sich im unteren Bereich des Aufnahmerohrs 30 beispielsweise als Längsschlitze oder auf sonstige Weise ausgebildete Öffnungen 32. Im übrigen ist das Aufnahmerohr 30 unten offen.As can be seen further from the figure, are located in the lower part of the receiving tube 30 for example, as longitudinal slots or otherwise formed openings 32 , Incidentally, the recording tube 30 open at the bottom.

Im Betriebszustand ragt das Aufnahmerohr 30 soweit in die nicht dargestellte Salzschmelze bzw. in das zu kristallisierende bzw. kristallisierte Medium hinein, dass dieses durch die Öffnungen 32 in den Innenraum des Aufnahmerohrs 30 eindringen kann. Es umgibt das Auslöseelement 40 dabei teilweise oder vollständig, so dass sichergestellt ist, dass bei Betätigung des Auslöseelementes über die Antriebseinheit 10 und das Verbindungselement 20 tatsächlich ein Kristallisationsvorgang initiiert wird.In operation, the receiving tube protrudes 30 as far as in the salt melt, not shown, or in the crystallized or crystallized medium in that this through the openings 32 into the interior of the receiving tube 30 can penetrate. It surrounds the trigger element 40 thereby partially or completely, so that it is ensured that upon actuation of the triggering element via the drive unit 10 and the connecting element 20 indeed a crystallization process is initiated.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Auslöseelement 40 so ausgeführt ist, dass ein geformtes Material so bewegt wird, dass eine Stoßwelle einerseits freigesetzt wird und gegebenenfalls mikrokristalline Strukturen oder auch Mikrorisse oder beides, die eine Keimbildung fördern oder initiieren, freigelegt werden.It is preferably provided that the triggering element 40 is designed so that a shaped material is moved so that a shock wave is released on the one hand and possibly microcrystalline structures or microcracks or both, which promote or initiate nucleation, are exposed.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass im Falle des Einsatzes einer Feder als Auslöseelement 40 die Aktivierung bzw. die Auslösung so erfolgt, dass der Abstand der Windungen der Feder zueinander bei der Aktivierung des Auslöseelementes geändert wird.It has proven to be advantageous that in the case of using a spring as a triggering element 40 the activation or the triggering takes place in such a way that the spacing of the turns of the spring from one another is changed during the activation of the triggering element.

In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es somit beispielsweise denkbar, dass die Feder mittels des Gestänges 20 auseinandergezogen wird, das also der Abstand der Windungen voneinander sich vergrößert. So ist es möglich, dass die Windungen der Feder im Ruhezustand aneinanderliegen und dass die Feder bei der Betätigung durch das Aktivierungselement, d. h. durch die Antriebseinheit 10 und das Gestänge 20 auseinandergezogen oder gebogen wird.In the embodiment described here, it is thus conceivable, for example, that the spring by means of the linkage 20 is pulled apart, so that increases the distance of the turns from each other. Thus, it is possible that the windings of the spring abut each other in the rest state and that the spring when actuated by the activation element, ie by the drive unit 10 and the linkage 20 pulled apart or bent.

Ebenso wäre es denkbar, als Auslöseelement eine Feder zu verwenden, die im Ruhezustand, d. h. wenn keine Kristallisation gewünscht ist, in einem ersten Zustand vorliegt, in dem die Windungen der Feder nicht aneinanderliegen und die zum Zwecke der Auslösung zusammengedrückt wird, gegebenenfalls soweit, dass die Windungen der Feder aneinander liegen.Likewise, it would be conceivable to use as a triggering element a spring which, when at rest, ie, if no crystallization is desired, in a first state in which the turns of the spring do not abut each other and which is compressed for the purpose of triggering, if necessary so far that the turns of the spring abut each other.

Die Bewegung der Feder oder auch eines Plättchens oder eines sonstigen Auslöseelementes hat den Vorteil, dass unter Umständen Mikrorisse oder Mikrostrukturen in der Oberfläche entstehen, die den Kristallisationsvorgang fördern oder auslösen.The movement of the spring or else of a small plate or of another triggering element has the advantage that, under certain circumstances, microcracks or microstructures develop in the surface, which promote or trigger the crystallization process.

Im montierten Zustand befindet sich die in der Figur dargestellte Auslöseeinheit an oder in einem (nicht dargestellten) Speicherbehältnis, das ein Latentwärmespeichermedium enthält, das zu kristallisieren ist bzw. bereits im kristallisierten Zustand vorliegt.In the assembled state, the triggering unit shown in the figure is located on or in a storage container (not shown) which contains a latent heat storage medium which is to be crystallized or is already present in the crystallized state.

Dabei ist es denkbar, dass das Aufnahmerohr 30 durch eine Ausnehmung im Speicherbehältnis für das Latentwärmespeichermedium hindurchragt, so dass es teilweise außerhalb und teilweise innerhalb des Behälters vorliegt. Vorzugsweise befindet sich die Antriebseinheit 10 außerhalb des Behälters, so dass sie einerseits gut bedienbar ist und andererseits nicht den in dem Behälter herrschenden Bedingungen ausgesetzt ist.It is conceivable that the receiving tube 30 protrudes through a recess in the storage container for the latent heat storage medium, so that it is partially outside and partially within the container. Preferably, the drive unit is located 10 outside the container so that it is both easy to operate and on the other hand is not exposed to the conditions prevailing in the container.

Der Durchbruch im Behälter zur Aufnahme des Aufnahmerohrs 30 kann abgedichtet sein, so dass die im Behälter herrschenden Bedingungen erhalten bleiben. Dies gilt beispielsweise für Druck und Temperatur, die im Behälter in vorteilhafter Weise eingestellt werden können, sofern dies für die Kristallisation geeignet bzw. gewünscht ist.The breakthrough in the container for receiving the receiving tube 30 can be sealed so that the conditions prevailing in the container remain intact. This applies, for example, for pressure and temperature, which can be adjusted in an advantageous manner in the container, if this is suitable or desired for the crystallization.

Somit kann im Inneren des Aufnahmerohres 30 ein Mittel vorliegen, das verhindert, dass etwa ein Überdruck im Behälter sich bis zu der Antriebseinheit 10 hin erstreckt. Auch kann in dem Aufnahmerohr 30 eine Wärmedämmung dahingehend angeordnet sein, dass die Temperatur im Speicherbehältnis sich nicht auf die Antriebseinheit 10 überträgt.Thus, inside the pickup tube 30 a means exist that prevents about a pressure in the container up to the drive unit 10 extends. Also, in the pickup tube 30 a thermal insulation should be arranged so that the temperature in the storage container is not on the drive unit 10 transfers.

Wie ausgeführt, kann als Auslöseelement 40 vorzugsweise ein sogenanntes Klick-Plättchen oder auch eine Feder eingesetzt werden. Die Auslösung erfolgt vorzugsweise dadurch, dass eine Feder gezogen oder gebogen wird. Denkbar ist es auch, eine Druckfeder zu spannen und zu entlasten, um den gewünschten Kristallisationseffekt zu erzielen.As stated, can be used as a triggering element 40 preferably a so-called click-plate or a spring can be used. The triggering is preferably carried out by pulling or bending a spring. It is also conceivable to tension and relieve a compression spring in order to achieve the desired crystallization effect.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass ein Zugelement über ein Gestänge ein geeignetes und geformtes Material so bewegt, dass eine Stoßwelle einerseits freigesetzt wird und mikrokristalline Strukturen, die eine Keimbildung initiieren, freigelegt werden.Preferably, it is provided that a tension element via a linkage a suitable and shaped material moves so that a shock wave is released on the one hand and microcrystalline structures that initiate nucleation exposed.

Die Auslöseeinheit, die in der Figur dargestellt ist, ist wie ausgeführt Bestandteil eines Speicherbehältnisses oder mit einem Speicherbehältnis zur Aufnahme des kristallisationsfähigen Mediums verbunden. Denkbar ist es, nicht nur eines, sondern mehrere dieser Speicherbehältnisses zu verwenden, wie dies in der DE 10 2009 012 318 A1 offenbar ist. Auf diese Druckschrift wird hiermit Bezug genommen und deren Offenbarungsgehalt vollumfänglich auch zum Gegenstand der vorliegenden Patentanmeldung gemacht.The trip unit, which is shown in the figure, is as stated part of a storage container or connected to a storage container for receiving the crystallizable medium. It is conceivable to use not just one, but several of these storage containers, as shown in the DE 10 2009 012 318 A1 apparently. This publication is hereby incorporated by reference and its disclosure content also fully made the subject of the present patent application.

So ist es beispielsweise möglich, dass die Wärmespeichereinheit aus einem Hybrid-Röhren-Wärmetauscher besteht bzw. diesen umfasst und/oder zwei unabhängige und getrennte Kreisläufe, vorzugsweise Hydraulikkreisläufe umfasst.For example, it is possible that the heat storage unit consists of or comprises a hybrid tube heat exchanger and / or comprises two independent and separate circuits, preferably hydraulic circuits.

So ist es möglich, über einen dieser Kreisläufe der Wärmespeichereinheit bzw. dem darin befindlichen Medium Wärme zuzuführen und über den anderen Kreislauf ist es möglich, Wärme, die in der Wärmespeichereinheit durch Kristallisation erzeugt wird oder als sensible Wärme vorliegt, abzuführen und beispielsweise zur Beheizung eines Gebäudes oder zur Beheizung von Wasser, insbesondere Brauchwasser bereitzustellen.It is thus possible to supply heat via one of these circuits to the heat storage unit or the medium contained therein, and via the other circuit it is possible to dissipate heat which is generated in the heat storage unit by crystallization or is present as sensible heat and, for example, to heat one Building or for heating water, especially to provide hot water.

Vorzugsweise ist das Behältnis der Wärmespeichereinheit über ein geschlossenes System mit einem Salzhydrat oder mit einem sonstigen geeigneten Latentwärmespeichermedium gefüllt.Preferably, the container of the heat storage unit is filled via a closed system with a salt hydrate or with another suitable latent heat storage medium.

Das Aufschmelzen des Salzhydrates erfolgt vorzugsweise über einen Solarwärmetauscher bzw. über eine Solaranlage, die auf dem Dach eines Wohngebäudes oder eines gewerblichen Gebäudes oder auch an sonstiger Stelle angeordnet sein kann.The melting of the salt hydrate is preferably carried out via a solar heat exchanger or via a solar system, which can be arranged on the roof of a residential building or a commercial building or elsewhere.

Die dort erzeugte Wärme kann genutzt werden, um das kristallisierte Medium zu schmelzen oder um sensible Wärme in das Medium einzutragen. Dazu sind entsprechende Verbindungsleitungen vorgesehen, mittels derer die durch die Solaranlage erzeugte Wärme wenigstens teilweise an das Medium überführt werden kann.The heat generated there can be used to melt the crystallized medium or to introduce sensitive heat into the medium. For this purpose, corresponding connecting lines are provided, by means of which the heat generated by the solar system can be at least partially transferred to the medium.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das kristallisationsfähige Medium bzw. das Salzhydrat in einer unterkühlten Schmelze vorliegt, beispielsweise bei unter 30°C.It is preferably provided that the crystallisable medium or the salt hydrate is present in a supercooled melt, for example at below 30 ° C.

Vorzugsweise kann die Wärmemenge beliebig lange gespeichert werden.Preferably, the amount of heat can be stored as long as desired.

So ist es beispielsweise denkbar, dass die solare Wärmeenergie im Sommerhalbjahr gespeichert und im Winterhalbjahr abgerufen wird. Der erfindungsgemäße, vorzugsweise elektromechanische Auslösemechanismus wird eingesetzt, um zuverlässig und zum gewünschten Zeitpunkt die Wärme durch Kristallisation bereitzustellen.For example, it is conceivable that the solar heat energy is stored in the summer half-year and retrieved in the winter half-year. The inventive, preferably electromechanical trigger mechanism is used to reliable and to provide the heat by crystallization at the desired time.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009012318 A1 [0002, 0050] DE 102009012318 A1 [0002, 0050]

Claims (17)

Auslöseeinheit zur Initiierung der Kristallisation eines Mediums, insbesondere zur Kristallisation einer Salzschmelze, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinheit wenigstens ein Auslöselement, das den Kristallisationsvorgang einleitet und das mechanisch verformbar ist, sowie wenigstens einen Aktivierungsmechanismus umfasst, mittels dessen das Auslöseelement zum Zwecke der Kristallisation mechanisch verformbar ist.Tripping unit for initiating the crystallization of a medium, in particular for crystallizing a molten salt, characterized in that the tripping unit comprises at least one triggering element, which initiates the crystallization process and which is mechanically deformable, and at least one activation mechanism, by means of which the triggering element for the purpose of crystallization mechanically deformable is. Auslöseeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktivierungsmechanismus und/oder das Auslöselement derart ausgeführt sind, dass die mechanische Verformung schlagartig eintritt.Trip unit according to claim 1, characterized in that the activation mechanism and / or the trigger element are designed such that the mechanical deformation occurs abruptly. Auslöseeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch kennzeichnet, dass das Auslöseelement als Plättchen ausgeführt ist, das derart ausgeführt ist, dass es bei entsprechender Betätigung durch den Aktivierungsmechanismus schlagartig von einer Form in eine andere Form übergeht.Tripping unit according to claim 1 or 2, characterized indicates that the triggering element is designed as a plate which is designed such that it passes abruptly from one mold to another form with appropriate actuation by the activation mechanism. Auslöseeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslöseelement als Feder, insbesondere als Schraubenfeder, Kegelfeder oder Spiralfeder ausgeführt ist.Tripping unit according to one of the preceding claims, characterized in that the triggering element is designed as a spring, in particular as a helical spring, conical spring or coil spring. Auslöseeinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktivierungsmechanismus derart ausgebildet ist, dass er die Feder derart verformt, dass sich der Abstand wenigstens zweier Windungen der Feder zueinander verändert.Trip unit according to claim 4, characterized in that the activation mechanism is designed such that it deforms the spring such that the distance between at least two turns of the spring to each other changed. Auslöseeinheit nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktivierungsmechanismus derart ausgebildet ist, dass er die Feder zum Zwecke der Einleitung des Kristallisationsvorgangs auseinanderzieht und/oder zusammendrückt und/oder biegt.Trip unit according to claim 4 or 5, characterized in that the activation mechanism is designed such that it pulls the spring for the purpose of initiating the crystallization process and / or compresses and / or bends. Auslöseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktivierungsmechanismus wenigstens eine Antriebseinheit und wenigstens ein Verbindungselement, insbesondere wenigstens ein Gestänge aufweist, das die Antriebseinheit mit dem Auslöseelement verbindet.Tripping unit according to one of the preceding claims, characterized in that the activation mechanism has at least one drive unit and at least one connecting element, in particular at least one linkage, which connects the drive unit with the triggering element. Auslöseeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Antriebseinheit um eine elektrische, um eine elektro-magnetische, eine pneumatische oder um eine piezoelektrische Antriebseinheit handelt.Trip unit according to one of the preceding claims, characterized in that the drive unit is an electrical, an electromagnetic, a pneumatic or a piezoelectric drive unit. Auslöseeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinheit wenigstens ein kanal- oder rohrförmiges Element aufweist, in dem sich das Auslöseelement zumindest teilweise befindet, wobei das Element eine oder mehrere Öffnungen aufweist, die den Innenraum des Elementes mit dem das Element umgebenden Außenraum verbinden.Trip unit according to one of the preceding claims, characterized in that the trip unit comprises at least one channel or tubular element in which the trigger element is at least partially, wherein the element has one or more openings which surround the interior of the element with the element surrounding Connect outdoor space. Wärmespeichereinheit mit wenigstens einem Behältnis, das zur Aufnahme wenigstens eines kristallisationsfähigen oder kristallisierten Mediums geeignet ist oder ein solches Medium enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmespeichereinheit mit wenigstens einer Auslöseeinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgeführt ist oder in Verbindung steht.Heat storage unit with at least one container which is suitable for receiving at least one crystallizable or crystallized medium or contains such a medium, characterized in that the heat storage unit is designed with at least one trip unit according to one of claims 1 to 9 or in combination. Wärmespeichereinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Medium um wenigstens eine Salzschmelze handelt.Heat storage unit according to claim 10, characterized in that it is the medium is at least one molten salt. Wärmespeichereinheit nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinheit derart angeordnet ist, dass das Auslöseelement teilweise oder vollständig von dem Medium umgeben ist.Heat storage unit according to claim 10 or 11, characterized in that the triggering unit is arranged such that the triggering element is partially or completely surrounded by the medium. Wärmespeichereinheit nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinheit wenigstens ein kanal- oder rohrförmiges Element aufweist, in dem sich das Auslöseelement teilweise oder vollständig befindet, wobei das Element eine oder mehrere Öffnungen aufweist, die den Innenraum des Elementes mit dem das Element umgebenden Außenraum verbinden und dass sich das Element zumindest teilweise bis in das Medium erstreckt, das in dem Behältnis der Wärmespeichereinheit vorliegt.Heat storage unit according to one of claims 10 to 12, characterized in that the trip unit comprises at least one channel or tubular element in which the trigger element is partially or completely, wherein the element has one or more openings, the interior of the element with the connect the element surrounding outside space and that the element extends at least partially into the medium that is present in the container of the heat storage unit. Wärmespeichereinheit nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmespeichereinheit wenigstens einen Wärmetauscher aufweist oder mit wenigstens einem Wärmetauscher in Verbindung steht, mittels dessen Wärme in das Medium eintragbar ist.Heat storage unit according to one of claims 10 to 13, characterized in that the heat storage unit has at least one heat exchanger or is in communication with at least one heat exchanger, by means of which heat can be introduced into the medium. Wärmespeichereinheit nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmespeichereinheit, insbesondere der Wärmetauscher gemäß Anspruch 14 mit wenigstens einer Energiequelle, insbesondere mit einer Solaranlage oder mit einem Brenner in Verbindung steht oder verbindbar ist.Heat storage unit according to one of claims 10 to 14, characterized in that the heat storage unit, in particular the heat exchanger according to claim 14 with at least one energy source, in particular with a solar system or with a burner in connection or is connectable. Wärmespeichersystem mit wenigstens einer Wärmespeichereinheit nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmespeichersystem wenigstens eine Wärmequelle, insbesondere wenigstens eine Solaranalge oder einen Brenner umfaßt, die mit dem in dem Behältnis der Wärmespeichereinheit befindlichen Medium derart unmittelbar oder mittelbar in Verbindung steht, dass Wärme von der Wärmequelle an das Medium übertragbar ist.Heat storage system having at least one heat storage unit according to one of claims 10 to 15, characterized in that the heat storage system comprises at least one heat source, in particular at least one solar system or a burner which is so directly or indirectly in communication with the medium in the container of the heat storage unit, that heat from the heat source to the medium is transferable. Gebäude oder mobile Einheit, wie Wohnwagen, Kfz oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebäude oder die mobile Einheit wenigstens eine Wärmespeichereinheit nach einem der Ansprüche 10 bis 15 und/oder wenigstens ein Wärmespeichersystem nach Anspruch 16 aufweist oder mit dieser/diesem in Verbindung steht. Building or mobile unit, such as a caravan, motor vehicle or the like, characterized in that the building or the mobile unit has at least one heat storage unit according to one of claims 10 to 15 and / or at least one heat storage system according to claim 16 or in conjunction with this / this ,
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