-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer in einem Latentwärmespeicher mit einem Phasenwechselmaterial gespeicherten Wärmeenergie, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
-
Weiterhin umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Regelung einer Heizung und/oder einer Klimaanlage, wobei ein Verfahren zur Bestimmung einer in einem Latentwärmespeicher mit einem Phasenwechselmaterial gespeicherten Wärmeenergie durchgeführt wird, nach Patentanspruch 9.
-
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Latentwärmespeicher mit Phasenwechselmaterialien (PCM) bekannt. Diese können thermische Energie verlustarm und mit vielen Wiederholzyklen über lange Zeiträume speichern. Hierfür nimmt ein Material Wärme auf und kann sie anschließend wieder abgeben. Als Hauptspeichermedium kommen so genannte Phase Change Materials (PCM) zum Einsatz, insbesondere spezielle Salze oder Paraffine, deren latente Schmelzenthalpie und Lösungsenthalpie wesentlich größer ist, als deren spezifische Wärmekapazität ohne Phasenumwandlungseffekt. Die Enthalpie beschreibt eine physikalische Größe, bei der Bindungskräfte zwischen Molekülen bzw. Atomen überwunden werden, ohne deren kinetische Energie und damit deren Temperatur zu erhöhen.
-
Latentwärmespeicher nutzen diese Enthalpie, indem sie die reversible thermodynamische Zustandsänderung des PCMs ausnutzen. Insbesondere wird der Phasenübergang festflüssig (Erstarren-Schmelzen) genutzt. Beim Aufladen des PCMs wird dieses geschmolzen. Dabei nimmt es sehr viel Wärmeenergie (Schmelzenthalpie) auf. Da dieser Vorgang reversibel ist, gibt das PCM genau diese Wärmemenge beim Erstarren (Lösungsenthalpie) wieder ab. Besonders interessant hierbei ist, dass bestimmte Phasenwechselmaterialien bistabil sind und die Erstarrung nicht selbstständig startet, sondern die Wärmeenergie durch eine Auslösehandlung gezielt zum gewünschten Zeitpunkt abgerufen werden kann.
-
Bekannte Beispiele für derartige Latentwärmespeicher sind Wärmekissen, Kühlakkus oder mit Paraffin gefüllte Speicherelemente in den Tanks von solarthermischen Anlagen. Die Auslösung der Wärmeabgabe von den genannten Wärmekissen erfolgt regelmäßig durch das Drücken eines Metallplättchens im Wärmekissen, wodurch eine Kristallisation ausgelöst wird. Das Kissen erwärmt sich dabei auf ca. 58°C und die Freigabe der latenten Wärme kann sich über eine längere Zeit erstrecken. Solche Wärmekissen werden oft tagelang von Nutzern mitgeführt und erst bei Bedarf aktiviert. Weitere Vorteile dieser Latentwärmespeicher sind eine relativ hohe speicherbare Wärmeenergie pro Masse, sowie der durch die Schmelzenthalpie des eingesetzten Speichermediums festlegbare Temperaturbereich bei der Wärmeabgabe.
-
Diese Vorteile versucht zunehmend auch die Heizungs- und Baustoffindustrie durch den Einsatz wärmepuffernder Baustoffe zu nutzen, um Gebäude energieeffizient zu machen. Hierfür wird PCM z. B. in einer Gebäudewand oder anderen Gebäudebauteilen eingelagert, wo es sich tagsüber durch Sonneneinstrahlung oder erhöhte Umgebungstemperatur erwärmt und die so eingespeicherte Energie nachts wieder abgibt. Nachts können so Wärmemengen reduziert werden, die zur Beheizung des Gebäudes von einer Heizung erzeugt werden. Tagsüber kann dagegen Kühlenergie eingespart werden, die zur Kühlung des Gebäudes aufgewandt werden muss.
-
Problematisch hierbei ist jedoch, dass keine Informationen über die im PCM gespeicherte Wärmeenergie vorliegen, wodurch die Heizung oder die Klimaanlage nicht korrekt geregelt werden können. Gerade für den Einsatz in Kombination mit einer derartigen Gebäudetechnik zur Beheizung und/oder Klimatisierung wäre die Bestimmung der im PCM gespeicherten Wärmeenergie ein großer Vorteil, um die Energieeffizienz eines Gebäudes zu steigern.
-
Zur Bestimmung der Wärmeenergie in einem PCM sind mehrere Verfahren bekannt. Hierzu sieht
CN 101 839 873 A eine Testvorrichtung mit einem Wärmeerzeuger, einer elektronischen Waage, einem Klimaschrank, einem Temperaturfühler, einem papierlosen Rekorder und einem Computer vor. Dabei wird zunächst Wasser in den Klimaschrank eingebracht, der ein thermisch isoliertes System darstellt. Nach einer Erwärmung des Wassers durch den Wärmeerzeuger wird mit dem Temperaturfühler die Temperatur des Wassers sowie mit der elektronischen Waage dessen Gewicht gemessen. Aus diesen Angaben berechnet sich die gesamte Wärmeenergie des heißen Wassers. Anschließend wird das PCM in das heiße Wasser eingebracht. Die gespeicherte Wärmeenergie im PCM bestimmt sich dann über die im Wasser verbleibende Wärmeenergie, die sich aus dessen Temperatur und Masse ergibt.
-
Auch
CN 101 813 651 A betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer gespeicherten Wärmeenergie eines Baumaterials. Die hierfür notwendige Vorrichtung umfasst ein wärmeisoliertes Gefäß, einen Klimaschrank, Temperatursensoren, ein Potentiometer und einen Computer. Die Temperatursensoren sind im wärmeisolierten Gefäß und dem Klimaschrank angeordnet, um die Temperatur des Baumaterials, der Klimakammer und der inneren und äußeren Wand des Gefäßes zu bestimmen. Der Computer steuert über das Potentiometer eine Heizleistung eines Heizstabs. Die Temperatursignale der Temperatursensoren werden vom Computer angezeigt und aufgezeichnet. Dieser wertet anschließend die Wärmespeicherkapazität des Baumaterials anhand der Temperaturdaten der Erwärmung und einer anschließenden Abkühlung aus.
-
Nachteilig ist an den zuvor beschriebenen Verfahren, dass beide nur in einem Labor, insbesondere aufgrund der benötigten Klimaschränke, eingesetzt werden können. Keines der Verfahren ist in der Lage, die gespeicherte Wärmeenergie in einem Baumaterial vor Ort und in der Einbausituation zu bestimmen.
-
JP 11 064 297 A beschreibt ein Verfahren zur automatischen Messung und Kontrolle einer Heizeinrichtung, durch deren Leitung ein PCM-Brei geleitet wird. Dabei wird kontinuierlich die Konzentration und die gespeicherte Wärmeenergie des Breis bestimmt. Hierfür wird ein Ultraschallmessgerät eingesetzt, das in der Mitte der Leitung angeordnet ist. Die Charakteristik des PCM-Breis ist abhängig von dessen Temperatur und dessen Schallwellenübertragungsgeschwindigkeit. Bei dem Vorliegen einer bestimmten Charakteristik, kann auf die gespeicherte Wärmemenge zurückgeschlossen werden.
-
Die Notwendigkeit von Temperatursensoren und eines Ultraschallsensors machen das Verfahren jedoch teuer und unipraktikabel. Zudem müssen die Sensoren unmittelbar im Kontakt zum PCM stehen, da sie ansonsten keine verwertbaren Ergebnisse liefern. Sofern das PCM in einem Baustoff eingelagert wäre, müssten demzufolge auch die Sensoren in diesen Baustoff eingelagert werden, was ebenfalls teuer ist und eine Austauschbarkeit der Sensoren nahezu unmöglich macht. Bei Gebäudestandszeiten von mehreren Jahrzehnten kommt jedoch gerade in der Gebäudetechnik der Austauschbarkeit der Sensoren eine entscheidende Bedeutung zu.
-
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, und ein einfaches und kostengünstiges Verfahren bereitzustellen, mittels dem eine in einem Phasenwechselmaterial (PCM) gespeicherte Wärmeenergie kontinuierlich und in einer Einbausituation bestimmbar ist, wobei hierfür verwendete Bauteile einfach austauschbar und langlebig sein sollten. Zudem sollte das Verfahren geeignet dazu sein, die Effizienz einer Heizung und/oder Klimaanlage steigern zu können.
-
Erfindungsgemäß wird dies mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer in einem Latentwärmespeicher mit einem Phasenwechselmaterial gespeicherten Wärmeenergie, bei dem eine Auswerteeinheit den Aggregatzustand oder Anteile der Aggregatzustände des Phasenwechselmaterials bestimmt, sowie mit dem bestimmten Aggregatzustand oder dessen Anteilen und einem hinterlegten Mengenwert des Phasenwechselmaterials die gespeicherte Wärmeenergie ermittelt.
-
Der Aggregatzustand eines Phasenwechselmaterials gibt Auskunft darüber, ob latente Wärme in diesem gespeichert ist oder nicht. Die absolute gespeicherte Wärmeenergie hängt dabei von der Menge des Phasenwechselmaterials ab. Diese Menge könnte beispielsweise aus Angaben eines Baustoffherstellers oder durch Messen/Wiegen bestimmt und in der Auswerteeinheit hinterlegt werden. Meist ist es ausreichend, dies einmalig durchzuführen. Als Mengenwerte eignet sich z. B. das Volumen aber insbesondere die Masse des PCMs. Letzterer eignet sich besser, da die Masse unabhängig von der Temperatur und Dichte ist.
-
Weil die latente gespeicherte Wärmeenergie des PCMs um ein Vielfaches höher sein kann als die Wärmeenergie, die aufgrund der spezifischen Wärmekapazität gespeichert ist, kann darauf verzichtet werden, eine zusätzliche Temperaturmessung am PCM vorzunehmen. Wichtig ist nur, eine repräsentative Position für die Bestimmung des Aggregatzustandes auszuwählen, um auf die gesamte Wärmeenergie rückschließen zu können. Insbesondere sind beispielsweise bei einem Gebäude und einer Einlagerung von PCM in dessen Gebäudebauteilen, schattige und sonnige Expositionen zu berücksichtigen.
-
Es ergibt sich ein einfaches und kostengünstiges Verfahren, mit dem die in dem PCM gespeicherte Wärmeenergie kontinuierlich und in einer Einbausituation bestimmbar ist. Die zur Bestimmung notwendigen Bauteile sind einfach austauschbar und langlebig. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann nunmehr die Effizienz einer Heizung und/oder Klimaanlage gesteigert werden.
-
Eine wichtige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Auswerteeinheit mittels eines Radarsignals eines Radarsensors den Aggregatzustand oder die Anteile der Aggregatzustände des Phasenwechselmaterials bestimmt.
-
Ein solches Radarsignal, bestehend aus elektromagnetischen Wellen, wird in Richtung des PCMs gesendet und durch das PCM verändert. Dabei ist die Veränderung abhängig vom Aggregatzustand des PCMs, da die Dielektrizitätszahl des PCMs abhängig von dessen Aggregatzustand ist. Die Veränderung betrifft dabei sowohl die Durchstrahlung als auch die Reflexion der elektromagnetischen Wellen. Eine Empfangseinheit des Radarsensors kann deshalb sowohl auf der gleichen Seite des PCMs angeordnet sein wie dessen Sendeeinheit oder aber auf der gegenüberliegenden Seite. Die veränderte elektromagnetische Strahlung wird anschließend vom Radarsensor registriert und von der Auswerteeinheit ausgewertet. Hierfür ist beispielsweise eine Korrelation in der Auswerteeinheit hinterlegbar, die einen Zusammenhang zwischen einem resultierenden Signal und dem Aggregatzustand des PCMs beschreibt.
-
Zusätzlich sind die wesentlichen elektrischen Eigenschaften des PCMs, vor allem die dielektrische Leitfähigkeit und die magnetische Durchdringbarkeit, abhängig von der Frequenz des Radarsignals. Es besteht somit die Möglichkeit, das PCM mittels elektromagnetischer Wellen unterschiedlicher Wellenlänge zu bestrahlen, um ein genaues und zuverlässiges Ergebnis des Aggregatzustands oder dessen Anteilen zu erzielen. Dies kann sequenziert oder simultan erfolgen.
-
Insbesondere bei einer Einlagerung von PCM in einem Gebäudebauteil, kann es aufgrund der Trägheit der Temperaturschwankungen ausreichend sein, die Bestimmung in einer Taktung vorzunehmen. Die Taktlänge kann durchaus mehrere Minuten betragen.
-
Dabei kann vorgesehen sein, dass der Radarsensor als Radarsignal ultrabreitbandige elektromagnetische Wellen (UWB) sendet.
-
UWB Signale sind aufgrund eines geringen Stromaufwands kostengünstig generierbar und hierfür notwendige Radarsensoren sind preiswert erwerbbar. Dabei erlauben sie eine präzise Messung auch bei einer Beabstandung des Radarsensors zum PCM. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Signal zusätzlich gepulst gesendet wird. Dementsprechend ist der Stromaufwand gering. Geeignet für das Pulsen wäre ein Pulsgenerator. Eine hierdurch resultierende geringere Erwärmung des Radarsensors verlängert auch dessen Lebensdauer.
-
Weiterhin könnte der Radarsensor als Radarsignal hochfrequente elektromagnetische Wellen senden.
-
Alternative Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmen mit der Auswerteeinheit mittels eines kapazitiven Messverfahrens, oder mittels eines optischen Messverfahrens, oder mittels einer Messung der elektrischen Leitfähigkeit den Aggregatzustand oder die Anteile der Aggregatzustände des Phasenwechselmaterials.
-
Bei einem kapazitiven Messverfahren ist das PCM zwischen zwei Platten eines Plattenkondesators positioniert. Durch die Änderung des Aggregatzustandes des PCM verändert sich die Kapazität des Plattenkondensators. Dadurch kann eine Korrelation zwischen dem Aggregatzustand und der Kapazitätsänderung aufgestellt und in der Auswerteeinheit hinterlegt werden. Mittels dieser Korrelation kann später von der Kapazitätsänderung auf den Aggregatzustand des PCMs zurückgeschlossen werden. Ein solches Verfahren eignet sich insbesondere für definiert ausgebildete Latentwärmespeicher, z. B. für in einem Speicherbehälter angeordnetes PCM.
-
Ein optisches Messverfahren nutzt die Permeabilität des PCMs für Licht. Hierfür muss ein optischer Sensor so positioniert sein, dass die verwendete Lichtwellenlänge zum PCM gelangen kann und das PCM darf wenigstens in einem Aggregatzustand nicht unpermeabel für das Licht sein. Ein solches Verfahren kann dann z. B. in einem Speicherbehälter oder einer Durchflussleitung eingesetzt werden.
-
Auf eine Bestimmung des Aggregatzustands mittels der Messung der elektrischen Leitfähigkeit kann dann zurückgegriffen werden, wenn das PCM für wenigstens zwei Messspitzen zugänglich ist, z. B. in einem Speicherbehältnis. Durch das Anlegen einer elektrischen Spannung kann dann über den elektrischen Widerstand auf den Aggregatzustand zurückgeschlossen werden, da die elektrische Leitfähigkeit des PCMs abhängig von diesem ist.
-
Besonders bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren dann eingesetzt, wenn der Latentwärmespeicher in oder an einem Gebäudebauteil angeordnet ist. Somit kann kontinuierlich oder regelmäßig die gespeicherte Wärmeenergie im PCM in dem Gebäudebauteil ermittelt werden. Hierdurch erhält man wichtige Erkenntnisse über den Klimahaushalt des Gebäudes und kann diese Erkenntnisse gezielt dazu einsetzen, eine Heizung oder Klimaanlage effizient zu betreiben. Bevorzugt liegt der Radarsensor hierfür auf dem Gebäudebauteil auf. Er könnte jedoch auch beabstandet zum Gebäudebauteil positioniert sein. Gebäudebauteile im Sinne dieser Schrift sollen wenigstens Gebäudewände, Decken, Böden und Gebäudedächer umfassen.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt auch eine Bestimmung der im PCM gespeicherten Wärmeenergie, wenn der Latentwärmespeicher eine Vielzahl an Mikrokapseln aufweist, in denen Phasenwechselmaterial enthalten ist. Aufgrund der kleinen Größe der Kapseln und der fehlenden Homogenität des PCMs waren herkömmliche Methoden nicht dazu geeignet, den Aggregatzustand oder dessen Anteile in der Einbausituation zu bestimmen. Derartige Mikrokapseln werden jedoch vermehrt in Rigipsplatten, Wandfarbe, Wandputz, vorgefertigten Wandelementen, Steinen, Beton und Estrich eingebracht. So sind beispielsweise Gipskartonplatten mit 5–10% PCM-Anteil erhältlich. Die Bestimmung der gespeicherten Wärmeenergie in diesen Mikrokapseln hat in der Gebäudetechnik deshalb eine zunehmende Bedeutung. Vor allem ein Einsatz eines Radarsensors ist sehr flexibel hinsichtlich der Position der Mikrokapseln und kann die bisher bestehenden Probleme überwinden.
-
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Latentwärmespeicher einen Speicherbehälter für das Phasenwechselmaterial auf. Ein solcher Speicherbehälter kann z. B. als Rohre eingelagert in einer Gebäudewand ausgebildet oder aber z. B. ein freistehender Speicherbehälter sein. Das Volumen eines solchen kann dabei relativ groß sein, z. B. ähnlich dem eines Pufferspeichers in der Gebäudetechnik. Er könnte sogar als Pufferspeicher eingesetzt werden. Wenn das Phasenwechselmaterial zudem in Mikrokapseln eingelagert ist, kann selbst bei einem erstarrten Aggregatzustand des PCMs eine Fließfähigkeit des so bestehenden Mikrokapsel-Breis aufrecht erhalten werden. Folglich könnte das PCM von einer Wärmequelle zu einer Wärmesenke transportiert werden, um einen Wärmetransport zwischen diesen zwei Orten vorzunehmen. So könnte das PCM z. B. in einer Heizung erstarren und anschließend über einen Rücklauf zurück zum Speicherbehälter oder einer Wärmequelle transportiert werden. Hierbei ist die Kenntnis des Aggregatzustands besonders wichtig, da eine einfache Temperaturmessung wie z. B. bei einer Heizung mit Wasserkreislauf nicht ausreichend ist, um die gespeicherte Wärmeenergie des Mikrokapsel-Breis zu bestimmen.
-
Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Regelung einer Heizung und/oder einer Klimaanlage, bei dem ein Verfahren zur Bestimmung einer in einem Latentwärmespeicher mit einem Phasenwechselmaterial gespeicherten Wärmeenergie durchgeführt wird, wobei eine Auswerteeinheit den Aggregatzustand oder Anteile der Aggregatzustände des Phasenwechselmaterials bestimmt, sowie mit dem bestimmten Aggregatzustand oder dessen Anteilen und einem hinterlegten Mengenwert des Phasenwechselmaterials die gespeicherte Wärmeenergie ermittelt, und wobei die Auswerteeinheit die ermittelte gespeicherte Wärmeenergie an eine Regeleinheit übermittelt, mit der die Heizung und/oder die Klimaanlage geregelt werden.
-
Dies hilft entscheidend, vorausschauend auf Temperaturschwankungen reagieren zu können, und die Effizienz der Heizung und/oder der Klimaanlage zu verbessern.
-
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Regeleinheit eine über die Heizung und/oder die Klimaanlage zuzuführende oder abzuführende Wärmemenge in Abhängigkeit der im Phasenwechselmaterial gespeicherten Wärmeenergie verändert. Es ist so insbesondere möglich, die zuzuführende oder abzuführende Wärmenergie insgesamt aufeinander abzustimmen und exakt auf eine gewünschte Solltemperatur zu regeln, z. B. auf eine Solltemperatur in einem Gebäude oder einem Fahrzeug.
-
Sofern das Phasenwechselmaterial bistabil ist, kann zusätzlich vorgesehen sein, dass die Regeleinheit mit einer Auslösevorrichtung verbunden ist, mittels der eine Wärmeabgabe des Phasenwechselmaterials auslösbar ist, wobei die Wärmeabgabe von der Regeleinheit ausgelöst wird, wenn Wärmenergie im Phasenwechselmaterial gespeichert ist und abgegeben werden soll.
-
Die Auslösungsvorrichtung ist zur Generierung eines Kristallisationskeims geeignet, der den Erstarrungsvorgang des PCMs einleitet. Eine solche gezielt terminierbare Wärmeabgabe erhöht die Flexibilität und Effizienz einer Beheizung und/oder Klimatisierung erheblich. So kann die Wärmeabgabe des PCMs beispielsweise in Zeiträume verlegt werden, in denen andere Wärmequellen, z. B. ein Solarkollektor, keine Wärmeenergie bereitstellen können. Außerdem könnte auch ein Latentwärmespeicher in einem Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor dazu eingesetzt werden, einen Kaltstartvorgang zu optimieren, oder generell der Fahrgastinnenraum eines Kraftfahrzeugs schneller erwärmt werden.
-
Die Zeichnungen stellen Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und zeigen in:
-
1 in einer Gebäudewand angeordnetes PCM und eine Auswerteeinheit mit einem Radarsensor zur Bestimmung des Aggregatzustands des PCMs; und
-
2 ein Gebäude mit Heizung und Klimaanlage, sowie in der Gebäudewand angeordnetes PCM, dessen Aggregatzustand mit einer Auswerteeinheit mit einem Radarsensor ermittelt wird.
-
1 zeigt ein Gebäudebauteil 31, in dem ein Phasenwechselmaterial (PCM) 2 angeordnet ist. Das PCM 2 ist als Latentwärmespeicher 1 nutzbar. Dabei kann das PCM 2 einen festen Aggregatzustand T oder einen flüssigen Aggregatzustand F oder aber eine Mischung aus beidem aufweisen. Mittels eines an oder in dem Gebäudebauteil 31 angeordneten Radarsensors 10 ist der Aggregatzustand T, F oder dessen Anteile bestimmbar. Hierfür sendet eine Sendeeinheit 11 des Radarsensors 10 eine von einem Generator 13 erzeugte elektromagnetische Welle S in Richtung des PCMs 2. Die durch das PCM 2 veränderte und reflektierte elektromagnetische Welle wird als resultierendes Signal R von einer Empfangseinheit 12 des Radarsensors 10 empfangen. Sendeeinheit 11 und Empfangseinheit 12 sind dabei auf der gleichen Seite des Gebäudebauteils 31 angeordnet. Das empfangene resultierende Signal R wird anschließend von einer Auswerteeinheit 20 ausgewertet, um die gespeicherte Wärmemenge im PCM 2 zu bestimmen. Die Auswerteeinheit 20 ist hierfür auch mit dem Pulsgenerator 13 verbunden, um Informationen hinsichtlich des gesendeten Radarsignals S zu erhalten, oder dieses selbst zu steuern.
-
2 stellt ein Gebäude 30 dar, in dessen Gebäudewand 32 ein Phasenwechselmaterial (PCM) 2 angeordnet ist. Das PCM 2 ist als Latentwärmespeicher 1 nutzbar. Dabei kann das PCM 2 einen festen Aggregatzustand T oder einen flüssigen Aggregatzustand F oder aber eine Mischung aus beidem aufweisen. Mittels eines auf der Gebäudewand 32 aufliegenden Radarsensors 10 ist der Aggregatzustand T, F oder dessen Anteile bestimmbar. Hierfür sendet eine Sendeeinheit 11 des Radarsensors 10 eine von einem Generator 13 erzeugte elektromagnetische Welle in Richtung des PCMs 2. Die durch das PCM 2 veränderte und reflektierte elektromagnetische Welle wird als resultierendes Signal von einer Empfangseinheit 12 des Radarsensors 10 empfangen. Sendeeinheit 11 und Empfangseinheit 12 sind dabei auf der gleichen Seite der Gebäudewand 32 angeordnet. Insbesondere ist dies die äußere Seite des Gebäudes 30, was für die Praxis eine eher seltene Position ist, da PCM 2 vor allem im Innenausbau zum Einsatz kommt. Dementsprechend würde dann der Radarsensor 30 bevorzugt an der Innenseite der Gebäudewand 32 angeordnet. Das von der Empfangseinheit 12 empfangene resultierende Signal wird anschließend von einer Auswerteeinheit 20 ausgewertet, um die gespeicherte Wärmemenge im PCM 2 zu bestimmen. Die Auswerteeinheit 20 ist hierfür auch mit dem Generator 13 verbunden, um Informationen hinsichtlich Emittierung und der Frequenz des gesendeten Radarsignals S zu erhalten, oder dieses selbst zu steuern.
-
Das Ergebnis der ermittelten vom PCM 2 gespeicherten Wärmeenergie wird schließlich von der Auswerteeinheit 20 an eine Regeleinheit 40 übermittelt, mit der eine Heizung 41 und eine Klimaanlage 42 geregelt werden. Die Regeleinheit 40 kann nunmehr eine dem Gebäude 30 über die Heizung 41 und/oder die Klimaanlage 42 zuzuführende oder abzuführende Wärmemenge in Abhängigkeit der im PCM 2 gespeicherten Wärmeenergie verändern. Es ist so insbesondere möglich, die zuzuführende oder abzuführende Wärmenergie insgesamt aufeinander abzustimmen und die Temperatur des Gebäudeinneren exakt auf eine gewünschte Solltemperatur zu regeln.
-
Gemäß der Darstellung ist das PCM 2 bistabil und die Regeleinheit 40 mit einer Auslösevorrichtung 50 verbunden, mittels der eine Wärmeabgabe des PCMs 2 auslösbar ist. Die Wärmeabgabe wird von der Regeleinheit 40 ausgelöst, wenn Wärmenergie im PCM 2 gespeichert ist und abgegeben werden soll. Für die Sollzeitpunkte sind in der Regeleinheit 40 verschiedene Kriterien hinterlegbar.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Latentwärmespeicher
- 2
- Phasenwechselmaterial (PCM)
- 10
- Radarsensor
- 11
- Sendeeinheit
- 12
- Empfangseinheit
- 13
- Pulsgenerator
- 20
- Auswerteeinheit
- 30
- Gebäude
- 31
- Gebäudebauteil
- 32
- Gebäudewand
- 40
- Regeleinheit
- 41
- Heizanlage
- 42
- Klimatisierung
- 50
- Auslösevorrichtung
- R
- resultierendes Signal
- S
- Radarsignal
- T, F
- Aggregatzustand
- T
- fester Aggregatzustand
- F
- flüssiger Aggregatzustand
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- CN 101839873 A [0008]
- CN 101813651 A [0009]
- JP 11064297 A [0011]
