DE102011085722B4 - Latent heat storage device with a phase change material and a method for generating a phase change in the phase change material - Google Patents

Latent heat storage device with a phase change material and a method for generating a phase change in the phase change material Download PDF

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Abstract

Latentwärmespeicher (10) mit wenigstens einem formstabilen Speicherbehälter (12), in dem ein Phasenwechselmaterial (16, 18) unterhalb eines Ausdehnungspolsters (22) angeordnet ist, und wenigstens einem Rohr (14) als einer Wärmetauschvorrichtung zur Induzierung von Phasenwechseln in dem Phasenwechselmaterial (16, 18), das, um die Phasenwechsel zu bewirken, von einem Wärmetauschfluid durchströmt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Wärmetauschvorrichtung (14) so konfiguriert und angeordnet ist, dass sich zu jedem Zeitpunkt eines Phasenwechsels von einem festen Zustand in einen flüssigen Zustand der oder die zusammenhängenden Bereiche flüssiger Phase (18) in Kontakt mit dem Ausdehnungspolster (22) befinden, und
der Zulauf des Wärmetauschfluids in das Phasenwechselmaterial (16, 18) auf der Seite des Ausdehnungspolsters (22) angeordnet ist.

Figure DE102011085722B4_0000
Latent heat storage (10) with at least one dimensionally stable storage container (12), in which a phase change material (16, 18) is arranged below an expansion pad (22), and at least one tube (14) as a heat exchange device for inducing phase changes in the phase change material (16) , 18) through which a heat exchange fluid flows in order to bring about the phase change,
characterized in that
the heat exchange device (14) is configured and arranged in such a way that at any point in time of a phase change from a solid state to a liquid state, the contiguous region or regions of liquid phase (18) are in contact with the expansion cushion (22), and
the inlet of the heat exchange fluid into the phase change material (16, 18) is arranged on the side of the expansion cushion (22).
Figure DE102011085722B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen Latentwärmespeicher mit einem Phasenwechselmaterial (englisch: phase change material, im Folgenden abgekürzt PCM) nach Anspruch 1 und ein Verfahren zur Erzeugung eines Phasenwechsels oder Phasenübergangs in dem PCM nach Anspruch 12.The invention relates to a latent heat store with a phase change material (English: phase change material, hereinafter abbreviated to PCM) according to claim 1 and a method for generating a phase change or phase transition in the PCM according to claim 12.

Ein Latentwärmespeicher ist ein Wärmespeicher, der thermische Energie ohne signifikante Temperaturerhöhung des PCMs, verlustarm, mit vielen Wiederholungszyklen speichern kann. Latentwärmespeicher funktionieren durch Ausnutzung der Enthalpie reversibler thermodynamischer Zustandsänderungen erster Ordnung (zum Beispiel des Phasenübergangs flüssig → fest) eines Speichermediums, des oben bereits erwähnten PCMs, wobei für unterschiedliche Temperaturbereiche unterschiedliche Materialien Anwendung finden. Beim „Aufladen“ kommerzieller Latentwärmespeicher (zum Beispiel „Taschenwärmer“) werden meist als PCM verwendete spezielle Salze, Salzhydrate oder Paraffine verflüssigt oder geschmolzen, die dabei sehr viel Wärmeenergie (Schmelzwärme) aufnehmen. Da dieser Vorgang reversibel ist, gibt das PCM genau die hierbei zugeführte Wärme beim Erstarren wieder ab. Für technische Anwendungen als Latentwärmespeicher ist in der Regel eine Kristallisation kurz unterhalb der Schmelztemperatur erwünscht. Dafür wird dem PCM ein geeigneter Keimbildner zugesetzt, der eine Unterkühlung der Schmelze verhindert.A latent heat store is a heat store that can store thermal energy without a significant temperature increase in the PCM, with little loss and with many repetitive cycles. Latent heat storage systems function by utilizing the enthalpy of reversible thermodynamic changes in state of the first order (for example the phase transition liquid → solid) of a storage medium, the PCM mentioned above, whereby different materials are used for different temperature ranges. When “charging” commercial latent heat storage devices (for example “pocket warmers”), special salts, salt hydrates or paraffins used as PCMs are usually liquefied or melted, which absorb a great deal of thermal energy (heat of fusion). Since this process is reversible, the PCM gives off exactly the heat supplied during solidification. For technical applications as latent heat storage, crystallization just below the melting temperature is generally desired. For this purpose, a suitable nucleating agent is added to the PCM, which prevents the melt from undercooling.

Bei den meisten Materialien nimmt die Dichte beim Übergang vom festen zum flüssigen Aggregatszustand ab, d. h. sie dehnen sich dabei aus (Ausnahmen sind z.B. Wasser (Anomalie des Wassers) und Kaliumfluorid-Tetrahydrat), wobei eine Volumenzunahme von 10 % bis 15 % typisch ist. Um eine Schmelzpunkterhöhung von 1 K zu erreichen, muss ein Druck von mehreren kbar auf das Material ausgeübt werden. Dies bedeutet umgekehrt, dass Drücke im kbar-Bereich auftreten können, wenn das Material eingeschlossen ist und 1 Kelvin über den Schmelzpunkt erwärmt wird. Solche Drücke sind in bekannten Wärmespeichern mit starrem Speicherbehälter, in dem das PCM aufgenommen ist, nicht zu handhaben und führen zu dessen Zerstörung.For most materials, the density decreases on transition from the solid to the liquid state, i.e. H. they expand (exceptions are e.g. water (anomaly of the water) and potassium fluoride tetrahydrate), whereby an increase in volume of 10% to 15% is typical. In order to increase the melting point by 1 K, a pressure of several kbar must be exerted on the material. Conversely, this means that pressures in the kbar range can occur if the material is enclosed and heated 1 Kelvin above the melting point. Such pressures cannot be handled in known heat accumulators with a rigid storage container in which the PCM is accommodated and lead to its destruction.

Aus der Zusammenschau der EP 0 158 378 A1 und der JP 2001-317 886 A ist ein Latentwärmespeicher mit einem formstabilen Speicherbehälter bekannt, in dem ein Phasenwechselmaterial unterhalb eines Ausdehnungspolsters angeordnet ist, und einem Rohr als Wärmetauschvorrichtung zur Induzierung von Phasenwechseln in dem Phasenwechselmaterial, das, um Phasenwechsel zu bewirken, von einem Wärmetauschfluid durchströmt wird.From the synopsis of the EP 0 158 378 A1 and the JP 2001-317 886 A a latent heat storage device with a dimensionally stable storage container is known in which a phase change material is arranged below an expansion cushion, and a tube as a heat exchange device for inducing phase changes in the phase change material through which a heat exchange fluid flows in order to bring about phase changes.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Latentwärmespeicher mit einem starren Speicherbehälter bereitzustellen, der so ausgelegt ist, dass er durch die Ausdehnung des in dem Speicherbehälter aufgenommenen PCMs bei dessen Übergang von seiner festen zu seiner flüssigen Phase nicht beschädigt wird. Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Induzierung eines Phasenwechsels von der festen Phase zu der flüssigen Phase in einem Phasenwechselmaterial des Latentwärmespeichers vorzuschlagen.The object of the present invention is to provide a latent heat storage device with a rigid storage container which is designed so that it is not damaged by the expansion of the PCM accommodated in the storage container during its transition from its solid to its liquid phase. It is also an object of the present invention to propose a method for inducing a phase change from the solid phase to the liquid phase in a phase change material of the latent heat accumulator.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 12.This object is achieved by the features of claims 1 and 12, respectively.

Gemäß der vorliegenden Erfindung (Anspruch 1) umfasst ein Latentwärmespeicher wenigstens einen formstabilen Speicherbehälter, in dem ein Phasenwechselmaterial angrenzend an [al ein Ausdehnungspolster] angeordnet ist, und [b| wenigstens ein Rohr als eine Wärmetauschvorrichtung] zur Induzierung von [cl Phasenwechseln in dem Phasenwechselmaterial, wobei die Wärmetauschvorrichtung so konfiguriert und angeordnet ist, dass sich zu jedem Zeitpunkt eines Phasenwechsels von einem festen Zustand in einen flüssigen Zustand [dl der oder die zusammenhängenden Bereiche] flüssiger Phase in Kontakt mit dem Ausdehnungspolster befinden] und wobei der Zulauf des Wärmetauschfluids in das Phasenwechselmaterial auf der Seite des Ausdehnungspolsters angeordnet ist.According to the present invention (claim 1), a latent heat accumulator comprises at least one dimensionally stable storage container in which a phase change material is arranged adjacent to [al an expansion cushion], and [b | at least one tube as a heat exchange device] for inducing phase changes in the phase change material, the heat exchange device being configured and arranged in such a way that at each point in time of a phase change from a solid state to a liquid state [dl the connected region or regions] is more liquid Phase are in contact with the expansion cushion] and wherein the inlet of the heat exchange fluid into the phase change material is arranged on the side of the expansion cushion.

Zu [a]. Das Ausdehnungspolster befindet sich innerhalb des Speicherbehälters und ist mechanisch mit dem PCM gekoppelt, d. h. es wird durch die Ausdehnung des PCMs beim Phasenwechsel fest → flüssig komprimiert. Gemäß vorteilhaften Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung kann das Ausdehnungspolster - den in den Ansprüchen 9 und 10 definierten Gegenstand an dieser Stelle vorwegnehmend - entweder nur ein Gas (Anspruch 9), ein Gas in Verbindung mit einer Membran (Anspruch 10) oder ein Gasballon oder dergleichen sein. Das Ausdehnungspolster dient dazu, Raum innerhalb des Speicherbehälters für die Ausdehnung des Phasenwechselmaterials beim Phasenwechsel fest → flüssig bereitzustellen.To [a]. The expansion pad resides within the storage canister and is mechanically coupled to the PCM; H. it is compressed solid → liquid by the expansion of the PCM during the phase change. According to advantageous embodiments of the present invention, the expansion cushion - anticipating the subject matter defined in claims 9 and 10 at this point - be either just a gas (claim 9), a gas in connection with a membrane (claim 10) or a gas balloon or the like . The expansion cushion is used to provide space within the storage container for the expansion of the phase change material during the phase change solid → liquid.

Zu [b]. Gemäß der vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann die Wärmetauschvorrichtung - gemäß Anspruch 8 eine elektrische Heizvorrichtung sein.To [b]. According to the advantageous embodiment of the present invention, the heat exchange device can be an electrical heating device.

Zu [c]. Die erfindungsgemäße Wärmetauschvorrichtung ist dazu geeignet, dem PCM entweder Wärme zuzuführen oder Wärme von dem PCM abzuführen und somit einen Phasenwechsel fest → flüssig bzw. einen Phasenwechsel flüssig → fest zu induzieren. Daher spricht Anspruch 1 davon, dass die Wärmetauschvorrichtung Phasenwechsel (Plural) induziert, geht aber im Weiteren von dem Phasenwechsel fest → flüssig aus.To [c]. The heat exchange device according to the invention is suitable for either supplying heat to the PCM or removing heat from the PCM and thus inducing a phase change solid → liquid or a phase change liquid → solid. Therefore, claim 1 speaks of the fact that the heat exchange device phase change (plural) induced, but continues from the phase change solid → liquid.

Zu [d]. Das Merkmal [d] bedeutet, dass es - beim Phasenwechsel fest → flüssig innerhalb des PCMs keinen „Einschluss einer flüssigen PCM-Phase“ gibt, also keinen Bereich, dessen Temperatur höher als die der ihn vollständig (abgesehen von Elementen der Wärmetauschvorrichtung oder Bereichen des Speicherbehälters) umgebenden festen PCM-Phase ist. Denn dies hätte zur Konsequenz, dass das PCM in diesem Einschluss/Bereich früher als das ihn umgebende PCM schmelzen würde und sich nicht zerstörungsfrei in das Ausdehnungspolster ausdehnen könnte. Ein solcher Fall würde zum Beispiel dann eintreten, wenn die Wärmeaustauschvorrichtung vollständig unterhalb der Oberfläche des PCMs liegen würde (vgl. 2). Das Merkmal [d] spricht ferner von „zusammenhängenden Bereichen“, um die Lesart auszuschließen, wonach zwei getrennte Bereiche als ein Bereich interpretiert werden.To [d]. The feature [d] means that - during the phase change solid → liquid within the PCM there is no “inclusion of a liquid PCM phase”, i.e. no area whose temperature is higher than that of the whole (apart from elements of the heat exchange device or areas of the Storage container) surrounding solid PCM phase. The consequence of this would be that the PCM in this inclusion / area would melt earlier than the PCM surrounding it and could not expand non-destructively into the expansion cushion. Such a case would occur, for example, if the heat exchange device were completely below the surface of the PCM (cf. 2 ). Feature [d] also speaks of “connected areas” in order to exclude the reading according to which two separate areas are interpreted as one area.

Dabei kann der Speicherbehälter ein Rohr oder mehrere Rohre umgeben, so dass das in dem Rohr oder den Rohren geführte Wärmetauschfluid den Speicherbehälter „durch“ strömt (vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung nach Anspruch 2).In this case, the storage container can surround a tube or a plurality of tubes, so that the heat exchange fluid guided in the tube or tubes flows “through” the storage container (advantageous embodiment of the present invention according to claim 2).

Oder es kann - umgekehrt - ein Rohr einen oder mehrere Speicherbehälter umschließen, so dass das Wärmetauschfluid den oder die Speicherbehälter „um“ strömt (vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung nach Anspruch 3). Da das Wärmetauschfluid einige Zeit durch das PCM unterwegs ist und dabei kontinuierlich Wärme an das PCM abgibt und abkühlt, schmilzt das Speichermaterial zuerst am Einströmungsabschnitt des Rohrs in das PCM, d. h. im Bereich der Grenzfläche, und erst später an dessen Ausströmungsabschnitt, so dass kein flüssig gewordenes PCM eingeschlossen wird und sich keine hohen Drücke in dem PCM aufbauen (vgl. die keilförmigen Schraffuren in den Figuren).Or, conversely, a pipe can enclose one or more storage containers so that the heat exchange fluid flows “around” the storage container or containers (advantageous embodiment of the present invention according to claim 3). Since the heat exchange fluid travels through the PCM for some time, continuously giving off heat to the PCM and cooling down, the storage material first melts at the inflow section of the pipe into the PCM, i. H. in the area of the interface, and only later at its outflow section, so that no PCM that has become liquid is enclosed and no high pressures build up in the PCM (cf. the wedge-shaped hatching in the figures).

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung (Anspruch 4) weist das wenigstens eine Rohr einen Einströmungsabschnitt und einen Ausströmungsabschnitt auf, die auf der gleichen Seite des Speicherbehälters dessen Oberfläche durchdringen, während gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung (Anspruch 5) der Einströmungs- und der Ausströmungsabschnitt auf verschiedenen Seiten des Speicherbehälters dessen Oberfläche durchdringen. Beide Ausgestaltungen beziehen sich natürlich auf die Variante, in der ein Fluid, durch ein Rohr oder mehrere Rohre geleitet, das PCM „durch“ strömt. Die Anordnung und Form des wenigstens einen Rohrs sind grundsätzlich beliebig, solange - wie es oben beschrieben ist - beim Schmelzen des PCMs keine Einschlüsse gebildet werden. Wie die unten beschriebenen, bevorzugten Ausführungsformen zeigen, ist die Bandbreite möglicher Konstruktionen sehr groß, so dass der Latentwärmespeicher gemäß der vorliegenden Erfindung flexibel eingesetzt werden kann.According to an advantageous embodiment of the present invention (claim 4), the at least one pipe has an inflow section and an outflow section which penetrate the surface of the storage container on the same side, while according to a further advantageous embodiment of the present invention (claim 5) the inflow section and the outflow portion on different sides of the storage container penetrate its surface. Both configurations naturally relate to the variant in which a fluid, passed through a pipe or several pipes, flows “through” the PCM. The arrangement and shape of the at least one tube are basically arbitrary as long as - as described above - no inclusions are formed when the PCM is melted. As the preferred embodiments described below show, the bandwidth of possible constructions is very large, so that the latent heat storage device according to the present invention can be used flexibly.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung (Anspruch 6) umfasst der Latentwärmespeicher eine Mehrzahl von Rohren, die jeweils einen Einströmungsabschnitt aufweisen, der aus einem Sammeleinströmrohr (Verteiler) abzweigt. Dies hat den Vorteil, dass der Speicherbehälter nur an wenigen Stellen von Rohren durchstoßen wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Wärmeaustausch durch die dünner als das Sammeleinströmrohr dimensionierbaren Rohre schnell erfolgt.According to an advantageous embodiment of the present invention (claim 6), the latent heat accumulator comprises a plurality of tubes, each of which has an inflow section which branches off from a collective inflow tube (distributor). This has the advantage that the storage container is only pierced by pipes at a few points. Another advantage is that the heat exchange takes place quickly through the tubes, which can be thinner than the common inflow tube.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung (Anspruch 7) ist das wenigstens eine Rohr ein Mehrkammerprofilrohr, kurz MPE-Rohr (englisch „multi port extruded aluminium pipe“). Derartige Rohre ermöglichen eine vergleichsweise sehr effiziente Wärmeübertragung und sind daher ideal für den Gebrauch in hoch effektiven Wärmetauschern.According to an advantageous embodiment of the present invention (claim 7), the at least one pipe is a multi-chamber profile pipe, MPE pipe for short (English “multi port extruded aluminum pipe”). Such tubes enable a comparatively very efficient heat transfer and are therefore ideal for use in highly effective heat exchangers.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung (Anspruch 8) ist die Wärmetauschvorrichtung eine elektrische Heizvorrichtung. Die elektrische Heizvorrichtung kann alternativ zu der oben beschriebenen Rohranordnung mit wenigstens einem Rohr oder ergänzend dazu vorgesehen sein. Im Unterschied zu einer Wärmeeinkopplung mit Hilfe der Rohranordnung mit wenigstens einem Rohr, wobei zwar entlang des wenigstens einen Rohres ein Temperaturgefälle des Wärmetauschfluids vorliegt, doch das PCM auch am Ende des Rohres ein wenig aufgewärmt wird, erfolgt die Erwärmung des PCMs mit Hilfe der elektrischen Heizvorrichtung gleichmäßig, d. h. die Temperatur einer Wärme abgebenden Oberfläche der Heizvorrichtung - die als Heizstab oder als Heizplatte oder äquivalenter Heizelemente ausgebildet sein kann - ist über diese Oberfläche im Wesentlichen konstant. Es ist zum Beispiel denkbar, dass die Heizvorrichtung als Platte ausgeführt und in einer Ebene angeordnet ist, die sich parallel zu einer Grenzfläche zwischen dem Ausdehnungspolster und dem PCM erstreckt, so dass - wenn zum Beispiel in dem in 1 gezeigten Latentwärmespeicher eine solche Platte verwendet werden würde - jede zu der Platte parallele Schnittebene durch das PCM eine zweidimensionale Isotherme wäre. Die Heizvorrichungsvariante hat gegenüber der Rohrvariante zum Beispiel die Vorteile, dass kein Wärmetauschfluid zirkulieren muss und somit keine diesbezüglichen Dichtheitsprobleme zu berücksichtigen sind, dass elektrischer Strom statt einer Pumpe verwendet werden kann und somit die Wärmetauschvorrichtung räumlich kleiner ausgelegt werden kann und daher für industrielle oder Laboranwendungen geeigneter ist. Selbstverständlich ist die Heizvorrichtung in Form der Platte so auszulegen, dass das PCM , sich an der Platte vorbei' nach oben ausdehnen kann. Dies kann zum Beispiel dadurch erfolgen, dass die genannte Platte Öffnungen geeigneter Größe und in geeigneten Abständen aufweist. Alternativ kann sich die Heizvorrichtung auch wie das in 1 gezeigte Rohr vertikal durch das PCM erstrecken, zum Beispiel in Form eines Stabes, sofern gewährleistet ist, dass das PCM entlang der Heizvorrichtung gleichzeitig schmilzt.According to an advantageous embodiment of the present invention (claim 8), the heat exchange device is an electrical heating device. The electrical heating device can be provided as an alternative to the pipe arrangement described above with at least one pipe or in addition thereto. In contrast to a heat coupling with the help of the pipe arrangement with at least one pipe, although there is a temperature gradient of the heat exchange fluid along the at least one pipe, but the PCM is also warmed up a little at the end of the pipe, the PCM is heated with the help of the electrical heating device uniform, ie the temperature of a heat-emitting surface of the heating device - which can be designed as a heating rod or as a heating plate or equivalent heating elements - is essentially constant over this surface. It is conceivable, for example, that the heating device is designed as a plate and is arranged in a plane which extends parallel to an interface between the expansion cushion and the PCM, so that - if for example in the in 1 Such a plate would be used - each cutting plane through the PCM parallel to the plate would be a two-dimensional isotherm. The heating device variant has the advantages over the pipe variant, for example, that no heat exchange fluid has to circulate and therefore no related leakage problems need to be taken into account, that electrical power can be used instead of a pump and thus the heat exchange device can be designed spatially smaller and therefore for industrial or laboratory applications is more suitable. Of course, the heating device in the form of the plate is to be designed in such a way that the PCM can expand upwards 'past the plate'. This can be done, for example, in that said plate has openings of suitable size and at suitable intervals. Alternatively, the heating device can also be like that in 1 The tube shown extend vertically through the PCM, for example in the form of a rod, provided that it is ensured that the PCM melts simultaneously along the heating device.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung (Anspruch 9) ist das Ausdehnungspolster (nur) aus einem Gas gebildet. Das Gas nimmt dabei den durch das PCM, die Wärmetauschvorrichtung und den Speicherbehälter begrenzten Raum ein. Bei dieser Variante muss zur Konzipierung der Wärmetauschvorrichtung deren Orientierung - genauer deren „Bereich möglicher Orientierungen“ - im Raum des Latentwärmespeichers im Betrieb festgelegt werden, um die in Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung definierte, Einschlüsse vermeidende räumliche Beziehung zwischen dem PCM und der Wärmetauschvorrichtung zu gewährleisten. Der Ausdruck „Bereich möglicher Orientierungen“ bedeutet, dass die Wärmetauschvorrichtung so konzipiert sein kann, dass die in Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung definierte räumliche Beziehung in einem Bereich von Winkeln, die die Orientierung kennzeichnen, gegeben ist, was als „Orientierungstoleranz“ bezeichnet werden könnte.According to an advantageous embodiment of the present invention (claim 9), the expansion cushion is (only) formed from a gas. The gas takes up the space limited by the PCM, the heat exchange device and the storage container. In this variant, in order to design the heat exchange device, its orientation - more precisely its "area of possible orientations" - must be determined in the space of the latent heat storage device during operation in order to ensure the spatial relationship between the PCM and the heat exchange device that avoids inclusions as defined in claim 1 of the present invention . The expression “range of possible orientations” means that the heat exchange device can be designed in such a way that the spatial relationship defined in claim 1 of the present invention is given in a range of angles that characterize the orientation, which could be referred to as “orientation tolerance” .

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung (Anspruch 10) umfasst das Ausdehnungspolster (a) ein Gas und (b) eine Membran, die auf dem Phasenwechselmaterial aufliegt, das Gas von dem Phasenwechselmaterial räumlich abtrennt und fest mit dem Speicherbehälter verbunden ist. Dies hat den Vorteil, dass eine funktional optimal ausgelegte Konstruktion des Latentwärmespeichers, wie sie z. B. in 1 gezeigt ist, gewählt werden kann, ohne die spätere Einbaulage wesentlich berücksichtigen zu müssen, da sich die relative Position der Wärmetauschvorrichtung bezüglich des PCMs aufgrund der elastischen Membran nicht stark ändert. Die „Orientierungstoleranz“, um den oben eingeführten Begriff aufzugreifen, ist hier demnach höher. Wird zum Beispiel in einem Latentwärmespeicher, der einen einzigen Speicherbehälter mit einem einzigen Rohr umfasst, wie er in 1 gezeigt ist, das Phasenwechselmaterial in der in 1 gezeigten, aufrechten Position des Latentwärmespeichers erstarrt (kristallisiert) und das Phasenwechselmaterial anschließend in einer um 90° nach links gedrehten Position des Latentwärmespeichers bzw. des Speicherbehälters geschmolzen (ein Phasenübergang zwischen dem festen und dem flüssigen Aggregatszustand durchgeführt), so wird sich das Phasenwechselmaterial ausdehnen und die darauf aufliegende Membran nach links und - schwerkraftbedingt - unten in den Gasraum wölben. Dieser Vorgang ist allerdings u. U. nicht vollständig reversibel, insofern als er sich beim Erstarren des Phasenwechselmaterials u. U. nicht vollständig umkehrt, da die Membran in der Regel kaum wieder exakt ihre ursprünglich ebene Form annimmt. Bei entsprechender Auslegung und Materialwahl der Membran ist deren bei flüssigem Aggregatszustand des Phasenwechselmaterials angenommene gewölbte Form wohl definiert, und die in Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung definierte, Einschlüsse vermeidende räumliche Beziehung zwischen dem PCM und der Wärmetauschvorrichtung kann gewährleistet werden.According to an advantageous embodiment of the present invention (claim 10), the expansion cushion comprises (a) a gas and (b) a membrane that rests on the phase change material, spatially separates the gas from the phase change material and is firmly connected to the storage container. This has the advantage that a functionally optimally designed construction of the latent heat accumulator, as it z. B. in 1 is shown, can be selected without having to consider the later installation position significantly, since the relative position of the heat exchange device with respect to the PCM does not change significantly due to the elastic membrane. The “orientation tolerance”, to use the term introduced above, is therefore higher here. For example, it is used in a latent heat storage device that comprises a single storage container with a single tube, as shown in FIG 1 is shown, the phase change material in the in 1 shown, upright position of the latent heat storage solidifies (crystallizes) and the phase change material is then melted in a position of the latent heat storage or the storage container rotated 90 ° to the left (a phase transition between the solid and the liquid state of aggregation is carried out), the phase change material will expand and the membrane resting on it to the left and - due to gravity - arch down into the gas space. However, this process is u. U. not completely reversible, insofar as it is u during the solidification of the phase change material. U. not completely reversed, since the membrane usually hardly takes on its original flat shape again. With an appropriate design and choice of material for the membrane, its arched shape assumed in the liquid state of aggregation of the phase change material is well defined, and the spatial relationship between the PCM and the heat exchange device, which avoids inclusions, can be ensured, as defined in claim 1 of the present invention.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung (Anspruch 11) ist das Ausdehnungspolster zur Begrenzung eines Druckanstiegs in dem Latentwärmespeicher beim Phasenwechsel von dem festen Zustand in den flüssigen Zustand durch eine Öffnung in dem Speicherbehälter im Bereich des Ausdehnungspolsters mit einer Umgebung des Latentwärmespeichers verbunden. Die genannte „Öffnung“ ist dahingehend allgemein zu verstehen, als diese entweder einfach ein Loch oder dergleichen oder aber ein Ventil, das eine Regelung des Druckanstiegs ermöglicht, sein kann. In diesem Sinne ist auch der Ausdruck „Begrenzung eines Druckanstiegs“ zu verstehen: Bei einer lochartigen Öffnung erfolgt ein vollständiger Druckausgleich mit der Umgebung des Latentwärmespeichers, so dass beim Phasenwechsel keine Druckveränderung erfolgt, also kein Druckanstieg bei einem Phasenwechsel flüssig → fest. Durch ein geeignetes Ventil kann wiederum zum Beispiel ein maximaler Druck in dem von dem Ausdehnungspolster eingenommenen Raum eingestellt werden.According to an advantageous embodiment of the present invention (claim 11), the expansion cushion for limiting a pressure increase in the latent heat storage device during the phase change from the solid state to the liquid state is connected to the surroundings of the latent heat storage device through an opening in the storage container in the area of the expansion cushion. The aforementioned “opening” is to be understood in general as it can either simply be a hole or the like or else a valve that enables the pressure increase to be regulated. The expression "limitation of a pressure increase" is to be understood in this sense: In the case of a hole-like opening, there is complete pressure equalization with the surroundings of the latent heat accumulator, so that there is no pressure change during a phase change, i.e. no pressure increase during a phase change liquid → solid. By means of a suitable valve, for example, a maximum pressure can in turn be set in the space occupied by the expansion cushion.

Gemäß der vorliegenden Erfindung (Anspruch 12) befinden sich in einem Verfahren zur Erzeugung eines Phasenwechsels von einer festen zu einer flüssigen Phase des PCMs des oben beschriebenen Latentwärmespeichers zu jedem Zeitpunkt des Phasenwechsels der oder die zusammenhängenden Bereiche flüssiger Phase in Kontakt mit dem Ausdehnungspolster. Durch dieses Verfahren wird der Phasenwechsel des PCMs so durchgeführt, dass darin keine Einschlüsse flüssiger Phase entstehen und somit das zu schmelzende PCM keine Drücke auf den es aufnehmenden Speicherbehälter ausübt.According to the present invention (claim 12) in a method for generating a phase change from a solid to a liquid phase of the PCM of the latent heat storage device described above, the continuous region or regions of the liquid phase is in contact with the expansion cushion at any point in time of the phase change. With this method, the phase change of the PCM is carried out in such a way that no inclusions of liquid phase occur therein and thus the PCM to be melted does not exert any pressure on the storage container receiving it.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen sind:

  • 1 eine schematische Schnittansicht eines Latentwärmespeichers mit einem einzigen, formstabilen Speicherbehälter und einem einzigen Rohr gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine schematische Schnittansicht eines Latentwärmespeichers, der gleich aufgebaut ist, wie der in 1 dargestellte, wobei jedoch die Strömungsrichtung des in dem Rohr strömenden Fluids umgekehrt ist (Gegenbeispiel und somit nicht Teil der vorliegenden Erfindung);
  • 3 eine schematische Schnittansicht eines Latentwärmespeichers mit einem einzigen, formstabilen Speicherbehälter und einem einzigen Rohr gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 4 eine schematische Schnittansicht eines Latentwärmespeichers mit einem einzigen, formstabilen Speicherbehälter und einer Mehrzahl von Rohren gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 5 eine schematische Schnittansicht eines Latentwärmespeichers mit einem einzigen, formstabilen Speicherbehälter und einem einzigen Rohr gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 6 eine schematische Schnittansicht eines Latentwärmespeichers mit einer Mehrzahl formstabiler Speicherbehälter und einem einzigen Rohr gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 7 eine schematische Schnittansicht eines Latentwärmespeichers mit einem einzigen, formstabilen Speicherbehälter und einer Mehrzahl von Rohren gemäß einer sechsten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 8 eine schematische Schnittansicht eines Latentwärmespeichers mit einer Mehrzahl von formstabilen Speicherbehältern mit jeweils einem einzigen Rohr gemäß einer siebten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Further details, features and advantages of the invention emerge from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. In the drawings are:
  • 1 a schematic sectional view of a latent heat accumulator with a single, dimensionally stable storage container and a single tube according to a first preferred embodiment of the present invention;
  • 2 a schematic sectional view of a latent heat storage, which is constructed the same as that in 1 shown, but the direction of flow of the fluid flowing in the tube is reversed (counterexample and thus not part of the present invention);
  • 3 a schematic sectional view of a latent heat accumulator with a single, dimensionally stable storage container and a single tube according to a second preferred embodiment of the present invention;
  • 4th a schematic sectional view of a latent heat accumulator with a single, dimensionally stable storage container and a plurality of tubes according to a third preferred embodiment of the present invention;
  • 5 a schematic sectional view of a latent heat accumulator with a single, dimensionally stable storage container and a single tube according to a fourth preferred embodiment of the present invention;
  • 6th a schematic sectional view of a latent heat accumulator with a plurality of dimensionally stable storage containers and a single tube according to a fifth preferred embodiment of the present invention;
  • 7th a schematic sectional view of a latent heat accumulator with a single, dimensionally stable storage container and a plurality of tubes according to a sixth preferred embodiment of the present invention; and
  • 8th a schematic sectional view of a latent heat storage device with a plurality of dimensionally stable storage containers, each with a single tube according to a seventh preferred embodiment of the present invention.

Die im Folgenden beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unterscheiden sich in (a) der Anzahl der Speicherbehälter, die der jeweilige Latentwärmespeicher umfasst, (b) der Anzahl der Rohre pro Speicherbehälter und (c) in Form und Anordnung des Rohrs bzw. der Rohre. Alle gezeigten Anordnungen können zudem die oben beschriebene Membran umfassen, obwohl diese in den Figuren nicht dargestellt und nicht detailliert beschrieben ist.The preferred embodiments of the present invention described below differ in (a) the number of storage containers that the respective latent heat storage comprises, (b) the number of tubes per storage container and (c) in the shape and arrangement of the tube or tubes. All of the arrangements shown can also include the membrane described above, although this is not shown in the figures and is not described in detail.

1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Latentwärmespeichers 10 in vertikaler Anordnung, mit einem einzigen, formstabilen Speicherbehälter 12 und einem einzigen Rohr 14 gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Speicherbehälter 12 ist in Form eines geraden Kreiszylinders mit einer Höhe von 50 cm und einem Durchmesser von 10 cm ausgebildet. Durch den Speicherbehälter 12 erstreckt sich axial das Rohr 14 (DN15) als Wärmetauschvorrichtung, mittels der Wärme von außerhalb des Speicherbehälters 12 in ein darin aufgenommenes PCM 16, 18 eingekoppelt und aus diesem wieder nach außen abgeführt werden kann. Der Speicherbehälter 12 ist von einem Boden 20 des Speicherbehälters 12 bis auf eine Höhe h mit dem PCM 16, 18 gefüllt. Über dem PCM 16, 18 befindet sich ein Gasraum 22 als Ausdehnungspolster, in dem ein Gas aufgenommen ist. Der Speicherbehälter 12 steht aufrecht und das Wärmeträgerfluid strömt zum Schmelzen des PCMs von oben in den Speicherbehälter 12 ein, so dass es durch den Gasraum 22 hindurch in den Bereich des Speicherbehälters 12 gelangt, in dem sich das zu schmelzende PCM befindet. Dadurch kann sich das flüssig werdende PCM in den Gasraum 12 ausdehnen. In 1 ist durch eine Rechtsschraffur das noch feste PCM 16 und durch eine Linksschraffur keilförmig das schon geschmolzene PCM 18 dargestellt. Wie in 1 zu sehen ist, ist der das Rohr 14 umgebende Bereich des geschmolzenen PCMs 18 mit dem Gasraum 22 direkt verbunden, so dass keine Drücke auf den Speicherbehälter 12 ausgeübt werden. Die in der Schnittdarstellung von 1 gezeigte Grenzlinie zwischen dem noch nicht geschmolzenen PCM 16 und dem bereits geschmolzenen PCM 18 wandert in 1 während des Phasenwechsels stetig nach unten und rechts, bis das gesamte PCM in flüssiger Form vorliegt. Da sich bei dem umgekehrten Phasenwechsel flüssig → fest das PCM 18, der durch Wärmeabtransport durchgeführt wird, zusammenzieht, ist die Strömungsrichtung (durch einen Pfeil von oben nach unten im oberen Bereich in 1 gezeigt) für diesen Phasenwechsel unerheblich. 1 shows a schematic sectional view of a latent heat store 10 in a vertical arrangement, with a single, dimensionally stable storage container 12 and a single pipe 14th according to a first preferred embodiment of the present invention. The storage container 12 is designed in the form of a straight circular cylinder with a height of 50 cm and a diameter of 10 cm. Through the storage container 12 axially extends the tube 14th (DN15) as a heat exchange device, using the heat from outside the storage tank 12 into a PCM incorporated therein 16 , 18th can be coupled in and discharged from this again to the outside. The storage container 12 is from a bottom 20th of the storage tank 12 up to a height h with the PCM 16 , 18th filled. Above the PCM 16 , 18th there is a gas compartment 22nd as an expansion cushion in which a gas is absorbed. The storage container 12 stands upright and the heat transfer fluid flows into the storage tank from above to melt the PCM 12 one so that it is through the gas space 22nd through into the area of the storage container 12 where the PCM to be melted is located. This allows the liquid PCM to enter the gas space 12 expand. In 1 is the still fixed PCM through right hatching 16 and the already melted PCM in a wedge shape through left hatching 18th shown. As in 1 you can see it is the pipe 14th surrounding area of the molten PCM 18th with the gas compartment 22nd directly connected, so that no pressure on the storage tank 12 be exercised. In the sectional view of 1 Boundary line shown between the not yet melted PCM 16 and the already melted PCM 18th migrates in 1 steadily downwards and to the right during the phase change until all of the PCM is in liquid form. Since the reverse phase change is liquid → solid, the PCM 18th , which is carried out by heat removal, is the direction of flow (indicated by an arrow from top to bottom in the upper area in 1 shown) is irrelevant for this phase change.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das keine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist. Der Aufbau entspricht dem des ersten Ausführungsbeispiels in 1, mit dem Unterschied, dass das heiße Wärmeträgerfluid zum Schmelzen des Speichermaterials von unten in den Speicher geleitet wird (durch einen Pfeil von unten nach oben im unteren Bereich von 1 gezeigt). Folglich durchströmt das Wärmetauschfluid nicht zuerst den Gasraum 12, bevor es durch das PCM 16, 18 geleitet wird, so dass das schmelzende Speichermaterial 18 zwischen dem Speicherbehälter 12 und noch festem PCM 16 eingeschlossen ist. Dadurch entsteht in diesem Bereich ein hoher Druck, der auf die Wand des Speicherbehälters 12 und die Wärmetauschvorrichtung 14 übertragen wird. Dies kann zu einer Beschädigung des Speicherbehälters 12 oder der Wärmetauschvorrichtung 14 führen. 2 Fig. 10 shows an embodiment that is not an embodiment according to the present invention. The structure corresponds to that of the first exemplary embodiment in FIG 1 , with the difference that the hot heat transfer fluid to melt the storage material is fed into the storage tank from below (by an arrow from bottom to top in the lower area of 1 shown). Consequently, the heat exchange fluid does not flow through the gas space first 12 before it goes through the PCM 16 , 18th is directed so that the melting storage material 18th between the storage tank 12 and still firm PCM 16 is included. This creates a high pressure in this area, which is applied to the wall of the storage tank 12 and the heat exchange device 14th is transmitted. This can damage the storage container 12 or the heat exchange device 14th to lead.

3 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Latentwärmespeichers gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die sich von der Ausführungsform der 1 dadurch unterscheidet, dass das Rohr 14 durch eine obere Behälterwand 24 in das Speichergehäuse 12 eintritt, innerhalb des PCMs umgelenkt wird und wieder nach oben aus dem PCM austritt, bevor es den Speicherbehälter 12 durch die obere Behälterwand 24 wieder verlässt. In dieser Ausführungsform kann die Fließrichtung des Wärmeträgermediums umgekehrt werden. 3 FIG. 11 shows a schematic sectional view of a latent heat storage device according to a second preferred embodiment of the present invention, which differs from the embodiment of FIG 1 differs in that the pipe 14th through an upper container wall 24 into the storage enclosure 12 enters, is diverted within the PCM and exits the PCM upwards again before it enters the storage container 12 through the upper container wall 24 leaves again. In this embodiment, the direction of flow of the heat transfer medium can be reversed.

4 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Latentwärmespeichers gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die sich von der Ausführungsform der 1 dadurch unterscheidet, dass mehrere Rohre 14 verwendet werden, um das PCM 16 in den flüssigen Zustand zu überführen. Diese Rohre 14 zweigen von einem innerhalb des Speicherbehälters 12 sich befindenden Sammeleinströmrohr 26 ab. Dieses Sammeleinströmrohr 26 ist oberhalb des PCMs 16, 18 im Gasraum 22 angeordnet, und jedes der Rohre 14 führt durch den es Gasraum 22, bevor in das PCM 16, 18 eintaucht. Dies ist deshalb wichtig, da Verteiler wie das Sammeleinströmrohr 26 meistens eine höhere Wandstärke als die Rohre 14 aufweisen und deshalb hier der Wärmeübergang in das PCM schlechter ist und das PCM am Rohr 14 früher schmelzen kann als am Sammeleinströmrohr 26. 4th FIG. 11 shows a schematic sectional view of a latent heat storage device according to a third preferred embodiment of the present invention, which differs from the embodiment of FIG 1 differs in that several pipes 14th used to run the PCM 16 to transfer to the liquid state. These pipes 14th branches from one inside the storage tank 12 located collecting inflow pipe 26th from. This collecting inflow pipe 26th is above the PCM 16 , 18th in the gas compartment 22nd arranged, and each of the tubes 14th leads through the gas space 22nd before going into the PCM 16 , 18th immersed. This is important because manifolds like the manifold inflow pipe 26th usually a higher wall thickness than the pipes 14th and therefore the heat transfer into the PCM is worse here and the PCM on the pipe 14th can melt earlier than at the collecting inlet pipe 26th .

5 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Latentwärmespeichers gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die sich von der Ausführungsform von 1 dadurch unterscheidet, dass das Rohr 14 keinen Abschnitt aufweist, der vollständig von dem Gas in dem Gasraum 22 umschlossen ist. Vielmehr ist das Rohr 14 von einer Seitenfläche 26 des Speicherbehälters 12 eingeführt und erstreckt sich in einem waagrechten Abschnitt entlang der Oberfläche des PCM, wobei es auf diesem Abschnitt in das PCM eintaucht. Auch in dieser Ausführungsform ist zu jedem Zeitpunkt jeder im Schmelzen befindliche PCM-Bereich mit dem Gasraum 22 in Verbindung und kann sich dorthin ausdehnen, obwohl dies in 5 nicht unmittelbar ersichtlich ist. Doch der waagrechte Abschnitt des Rohrs 14 erwärmt den ihn umgebenden Bereich des PCM bis zu dessen oder von dessen Oberfläche. 5 FIG. 11 shows a schematic sectional view of a latent heat storage device according to a fourth preferred embodiment of the present invention, which differs from the embodiment of FIG 1 differs in that the pipe 14th does not have a section which is completely covered by the gas in the gas space 22nd is enclosed. Rather, the pipe is 14th from a side face 26th of the storage tank 12 introduced and extends in a horizontal section along the surface of the PCM, whereupon it dips into the PCM. In this embodiment too, every PCM area that is melting is at all times with the gas space 22nd in connection and can expand there, although this in 5 is not immediately apparent. But the horizontal section of the pipe 14th heats the area of the PCM surrounding it up to or from its surface.

6 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Latentwärmespeichers gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei mehrere Speicherbehälter 12 in einem einzigen Rohr 14 angeordnet sind, die alle von dem in dem Rohr 14 strömenden Wärmetauschfluid „um“ strömt werden. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform können die Speicherbehälter zum Beispiel Platten mit einer Stärke von 2 cm und einer Länge bzw. Breite von etwa 50 cm sein. 6th shows a schematic sectional view of a latent heat accumulator according to a fifth preferred embodiment of the present invention, wherein a plurality of storage containers 12 in a single tube 14th are arranged, all of which is in the tube 14th flowing heat exchange fluid "around". According to this preferred embodiment, the storage containers can for example be plates with a thickness of 2 cm and a length or width of approximately 50 cm.

7 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Latentwärmespeichers gemäß einer sechsten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Latentwärmespeicher gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform ist mit dem von 1 identisch, mit der Ausnahme, dass statt nur einem Rohr 14 vier Rohre 14 innerhalb des Speichergehäuses 12 angeordnet sind. 7th shows a schematic sectional view of a latent heat store according to a sixth preferred embodiment of the present invention. The latent heat storage according to this preferred embodiment is with that of 1 identical, except that instead of just one tube 14th four tubes 14th inside the storage enclosure 12 are arranged.

8 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Latentwärmespeichers gemäß einer sechsten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dem Latentwärmespeicher gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Latentwärmespeicher gemäß der 1 miteinander parallel geschaltet und so zu einer größeren Einheit zusammengefasst. 8th shows a schematic sectional view of a latent heat store according to a sixth preferred embodiment of the present invention. In the latent heat store according to this preferred embodiment, several latent heat stores according to FIG 1 connected in parallel with each other and thus combined into a larger unit.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
LatentwärmespeicherLatent heat storage
1212
SpeicherbehälterStorage tank
1414th
Rohr(e)Tube)
1616
festes PCMsolid PCM
1818th
geschmolzenes PCMmolten PCM
2020th
Boden von 12 Bottom of 12
2222nd
Gasraum / AusdehnungspolsterGas space / expansion pad
2424
Behälterwand (Wand von 12)Container wall (wall of 12 )
2626th
SammeleinströmrohrCollecting inlet pipe

Claims (12)

Latentwärmespeicher (10) mit wenigstens einem formstabilen Speicherbehälter (12), in dem ein Phasenwechselmaterial (16, 18) unterhalb eines Ausdehnungspolsters (22) angeordnet ist, und wenigstens einem Rohr (14) als einer Wärmetauschvorrichtung zur Induzierung von Phasenwechseln in dem Phasenwechselmaterial (16, 18), das, um die Phasenwechsel zu bewirken, von einem Wärmetauschfluid durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschvorrichtung (14) so konfiguriert und angeordnet ist, dass sich zu jedem Zeitpunkt eines Phasenwechsels von einem festen Zustand in einen flüssigen Zustand der oder die zusammenhängenden Bereiche flüssiger Phase (18) in Kontakt mit dem Ausdehnungspolster (22) befinden, und der Zulauf des Wärmetauschfluids in das Phasenwechselmaterial (16, 18) auf der Seite des Ausdehnungspolsters (22) angeordnet ist.Latent heat storage (10) with at least one dimensionally stable storage container (12), in which a phase change material (16, 18) is arranged below an expansion pad (22), and at least one tube (14) as a heat exchange device for inducing phase changes in the phase change material (16) , 18), through which a heat exchange fluid flows in order to bring about the phase change, characterized in that the heat exchange device (14) is configured and arranged in such a way that at any point in time of a phase change from a solid state to a liquid state the or the contiguous areas of liquid phase (18) are in contact with the expansion cushion (22), and the inlet of the heat exchange fluid into the phase change material (16, 18) is arranged on the side of the expansion cushion (22). Latentwärmespeicher (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rohr (14) so ausgebildet ist, dass das Wärmetauschfluid den wenigstens einen Speicherbehälter (12) durchströmt.Latent heat storage (10) after Claim 1 , characterized in that the at least one tube (14) is designed such that the heat exchange fluid flows through the at least one storage container (12). Latentwärmespeicher (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rohr (14) so ausgebildet ist, dass das Wärmetauschfluid den wenigstens einen Speicherbehälter (12) umströmt.Latent heat storage (10) after Claim 1 , characterized in that the at least one tube (14) is designed so that the heat exchange fluid flows around the at least one storage container (12). Latentwärmespeicher (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rohr (14) einen Einströmungsabschnitt und einen Ausströmungsabschnitt aufweist, die auf der gleichen Seite des Speicherbehälters (12) dessen Oberfläche (24) durchdringen.Latent heat storage (10) after Claim 3 , characterized in that the at least one tube (14) has an inflow section and an outflow section which penetrate the surface (24) of the storage container (12) on the same side. Latentwärmespeicher (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rohr (14) einen Einströmungsabschnitt und einen Ausströmungsabschnitt aufweist, die auf verschiedenen Seiten des Speicherbehälters (12) dessen Oberfläche (24) durchdringen.Latent heat storage (10) after Claim 3 , characterized in that the at least one tube (14) has an inflow section and an outflow section which penetrate the surface (24) of the storage container (12) on different sides. Latentwärmespeicher (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Mehrzahl von Rohren (14) umfasst, die jeweils einen Einströmungsabschnitt aufweisen, der aus einem Sammeleinströmrohr (26) abzweigt.Latent heat storage (10) after Claim 3 , characterized in that it comprises a plurality of tubes (14) each having an inflow section which branches off from a common inflow tube (26). Latentwärmespeicher (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rohr (14) ein Mehrkammerprofilrohr ist.Latent heat storage (10) according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that the at least one tube (14) is a multi-chamber profile tube. Latentwärmespeicher (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschvorrichtung eine elektrische Heizvorrichtung ist.Latent heat storage (10) after Claim 1 , characterized in that the heat exchange device is an electrical heating device. Latentwärmespeicher (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausdehnungspolster (22) aus einem Gas gebildet ist.Latent heat storage (10) according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the expansion cushion (22) is formed from a gas. Latentwärmespeicher (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausdehnungspolster (22) (a) ein Gas und (b) eine Membran, die auf dem Phasenwechselmaterial aufliegt und das Gas von dem Phasenwechselmaterial (16, 18) räumlich abtrennt und fest mit dem Speicherbehälter (12) verbunden ist, umfasst.Latent heat storage (10) according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that the expansion cushion (22) (a) a gas and (b) a membrane which rests on the phase change material and spatially separates the gas from the phase change material (16, 18) and is firmly connected to the storage container (12) , includes. Latentwärmespeicher (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausdehnungspolster (22) zur Begrenzung eines Druckanstiegs in dem Latentwärmespeicher (10) beim Phasenwechsel von dem festen Zustand (16) in den flüssigen (18) durch eine Öffnung in dem Speicherbehälter (12) im Bereich des Ausdehnungspolsters (22) mit einer Umgebung des Latentwärmespeichers (12) verbunden ist.Latent heat storage (10) according to one of the Claims 1 to 10 , characterized in that the expansion cushion (22) to limit a pressure increase in the latent heat storage (10) during the phase change from the solid state (16) to the liquid (18) through an opening in the storage container (12) in the area of the expansion cushion (22 ) is connected to the surroundings of the latent heat accumulator (12). Verfahren zur Erzeugung eines Phasenwechsels von einer festen (16) zu einer flüssigen Phase (18) des Phasenwechselmaterials des Latentwärmespeichers (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei sich zu jedem Zeitpunkt des Phasenwechsels der oder die zusammenhängenden Bereiche flüssiger Phase (18) in Kontakt mit dem Ausdehnungspolster (22) befinden.Method for generating a phase change from a solid (16) to a liquid phase (18) of the phase change material of the latent heat storage device (10) according to one of the Claims 1 to 11 wherein, at each point in time of the phase change, the continuous region or regions of the liquid phase (18) are in contact with the expansion cushion (22).
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