DE102011118106A1

DE102011118106A1 - Wärmespeichermodul und modularer Wärmespeicher

Info

Publication number: DE102011118106A1
Application number: DE102011118106A
Authority: DE
Inventors: Dirk Möhring; Johann Dichtl; Daniel Hofer; Manfred Möller
Original assignee: Westinghouse Electric Germany GmbH
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2011-11-10
Publication date: 2013-05-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wärmespeichermodul, umfassend wenigstens eine Leitung (2) zur Aufnahme und Führung wenigstens eines Arbeitsmediums (3), sowie ein Speichermedium (1), wobei das Speichermedium mehrere seriell, beziehungsweise in Reihe, und benachbart angeordnete und aus einem Material mit vergleichsweise hoher Wärmeleitfähigkeit und -kapazität, wie beispielsweise Stahlguss, gebildete Wärmespeicherelemente (1b) aufweist, und dass ein Isolationsmedium (4) zur thermischen Isolierung der einzelnen Speicherelemente (1b) vorgesehen ist, wobei die jeweiligen Wärmespeicherelemente zur Bewirkung und Erreichung einer Temperaturschichtung oder eines Temperaturgradienten beziehungsweise -verlaufs innerhalb des Wärmespeichermoduls voneinander thermisch getrennt oder thermisch isoliert angeordnet sind. Weiterhin beansprucht wird ein modularer Wärmespeicher mit einem oder mehreren derartigen Modulen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmespeichermodul sowie einen modularen Wärmespeicher gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie des Anspruchs 16, mit welchen auch bei Verwendung eines mit hohem Druck beaufschlagten Arbeitsmediums die Aufrechterhaltung einer Temperaturschichtung innerhalb des Wärmespeichers ermöglicht und ein effizienter Wärmeübertrag und damit vergleichsweise hoher Wirkungsgrad erreichbar ist.
Ein Wärmespeicher bezeichnet dabei im Allgemeinen eine Einrichtung zur Speicherung von Wärme beziehungsweise thermischer Energie. Dabei kann zwischen Langzeit- und Kurzzeitspeichern differenziert werden, wobei als Langzeitspeicher Wärmespeicher bekannt geworden sind, die thermische Energie über einen längeren Zeitraum von einigen Wochen oder Monaten oder noch länger zu speichern vermögen. Demgegenüber vermögen Kurzzeitspeicher die Wärme oder thermische Energie nur für wenige Stunden oder Tage zu speichern und kommen vorwiegend dann zum Einsatz, wenn diskontinuierlich Wärme anfällt, die eher kurzfristig gespeichert und wieder abgegeben wird. Derartige Kurzzeitspeicher werden insbesondere in der Prozessindustrie, wie beispielsweise in der Eisen- oder Stahlindustrie, oder Kraftwerkstechnik eingesetzt, wo sehr große Abwärmemengen anfallen. Grundsätzlich werden dabei unterschiedliche Speicherkonzepte angewendet, wie beispielsweise das Konzept der direkten Speicherung, bei welcher der Wärmeträger beziehungsweise das Arbeitsmedium gleichzeitig als Speichermedium dient und das Konzept der indirekten Speicherung, bei welcher Zwei- oder Mehrstoff-Speichersysteme zum Einsatz kommen, wie beispielsweise flüssig-flüssig (Wärmeträger flüssig und Speichermedium flüssig), flüssig-fest (Wärmeträger flüssig und Speichermedium fest) oder Latentwärmespeicher.
Bei bekannten Wärmespeicherkonzepten ist die Verwendung unter hohem Druck stehender beziehungsweise mit hohem Druck beaufschlagter Arbeitsmedien oftmals mit Einschränkungen oder Problemen behaftet.
So kann eine Temperaturschichtung bei derartigen Wärmespeichern in aller Regel aufgrund der herrschenden Druckverhältnisse nur bedingt oder gar nicht erreicht werden, wobei zudem vergleichsweise große, den eigentlichen Speicher umschließende druckbeaufschlagte und/oder den Innendruck abfangende oder abtragende Behältnisse notwendig sind, um den von innen durch das jeweilige Arbeitsmedium wirkenden Druck zu kompensieren und/oder auszugleichen und den jeweiligen Wärmespeicher und die in ihm vorgesehenen Leitungsbahnen zu stabilisieren. Alternativ oder auch ergänzend zu vorgenanntem Behältnis sind Leitungsrohre mit vergleichsweise großen Wandstärken oder -dicken einzusetzen, um den innerhalb des Leitungsnetzes herrschenden Druck abzutragen.
Nachteilig beeinträchtigen große Wanddicken beziehungsweise -stärken der Leitungsrohre jedoch den Wärmeübertrag vom strömenden Arbeitsmedium auf das jeweilige Speichermedium, der, zur Erreichung eines hohen Wirkungsgrades möglichst schnell und effizient erfolgen sollte, so dass die maximale Temperaturdifferenz zwischen Arbeitsmedium und Speichermedium letztlich möglichst gering sein sollte.
Derartige Wärmespeicher sind vergleichsweise komplex aufgebaut, aufwendig in der Herstellung und müssen aufgrund der druckbeaufschlagten Einhüllung auf die jeweilige Anwendung und den Einzelfall abgestimmt, dimensioniert und ausgelegt werden. Ein flexibler Einsatz und eine flexible Verwendung derartiger Wärmespeicher ist auf diese Weise jedoch nicht ermöglicht.
Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde einen flexibel einsetzbaren und dimensionierbaren Wärmespeicher zur Speicherung von Wärme anzugeben, welcher auch bei Einsah eines mit vergleichsweise hohem Druck beaufschlagten Arbeitsmediums und vorzusehender Temperaturschichtung einen vergleichsweise hohen Wirkungsgrad erreicht und einen effizienten Wärmeübertrag auf das Speichermedium ermöglicht.
Diese Aufgabe wird mittels eines Wärmespeichermoduls mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Moduls sowie ein daraus gebildeter modularer Wärmespeicher sind in weiteren Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben.
Demnach weist das erfindungsgemäße Wärmespeichermodul wenigstens einen Zulauf sowie einen Ablauf auf, welche über wenigstens eine Leitung zur Aufnahme und Führung wenigstens eines Arbeitsmediums strömungstechnisch miteinander verbunden sind. Weiterhin ist ein Speichermedium, welches sich dadurch auszeichnet, dass es mehrere seriell, beziehungsweise in Reihe, sowie parallel angeordnete und aus einem Material mit vergleichsweise hoher Wärmeleitfähigkeit und -kapazität, wie beispielsweise Stahlguss, gebildete Wärmespeicherelemente aufweist, sowie ein Isolationsmedium zur thermischen Isolierung der einzelnen Speicherelemente vorgesehen, wobei die jeweiligen Speicherelemente zur Bewirkung und Erreichung einer Temperaturschichtung oder eines Temperaturgradienten beziehungsweise -verlaufs innerhalb des Wärmespeichers gegeneinander thermisch getrennt oder thermisch isoliert angeordnet sind und von wenigstens einer Leitung oder wenigstens einem Kanal derart durchgriffen beziehungsweise durchzogen sind, dass die Speicherelemente vom jeweilig temperaturführenden Arbeitsmedium durchströmbar sind und ein Wärmeübertrag vom Arbeitsmedium auf das Speichermedium und die einzelnen eingesetzten Speicherelemente bewirkt ist.
Der Ausdruck Speichermedium bezeichnet dabei die Gesamtheit der eingesetzten Speicherelemente.
Weiterhin handelt es sich bei der wenigstens einen Leitung um eine Leitung zur Aufnahme und Führung sowie Weiterleitung von Volumenströmen von flüssigen oder gasförmigen Medien.
In vorteilhafter Ausgestaltung sind der Zu- und der Ablauf flanschartig ausgebildet und/oder umfassen Befestigungsmittel zur lösbaren Verbindung jeweils zweier Wärmespeichermodule.
In einer weiteren Ausgestaltung sind Passtücke vorgesehen, welche zwischen den Wärmespeicherelementen angeordnet sind und diese gegeneinander beabstandet fixieren und abstützen.
Weiterbildend sind die zwischen den Wärmespeicherelementen angeordneten Passstücke thermisch isoliert und erstrecken sich über zumindest einen Teilbereich des jeweiligen Wärmespeicherelementes.
Auch ist vorgesehen, dass durch die vorgesehenen Passstücke zwischen jeweils zwei zueinander beabstandet angeordneten Wärmespeicherelementen eine Art Spalt ausgebildet ist.
Weiterhin ist vorsehbar, dass der jeweilige Spalt zumindest teilbereichsweise durch die eingesetzten Passstücke und ein Isolationsmedium, insbesondere Luft oder ein anderes Inertgas, wie beispielsweise Xenon oder Stickstoff, gefüllt ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Arbeits- oder Austauschmedium in dünnwandigen Leitungen, insbesondere in dünnwandigen Rohren oder Kanälen geführt oder in diesen geleitet, wobei die Rohre oder Kanäle vorzugsweise aus Material mit einer vergleichsweisen hohen Wärmeleitfähigkeit gebildet sind.
Weiterbildend ist vorsehbar dass das jeweilige Wärmespeicherelement und/oder das jeweilige Passstück wenigstens eine Ausnehmung oder einen Durchbruch zur Durchführung oder zum Durchgriff der Leitungen beziehungsweise Leitungsbahnen oder wenigstens eine als Kanal ausgebildete Ausnehmung oder Durchbruch zur Aufnahme und Leitung des Austausch- oder Arbeitsmediums aufweist.
In einer weiteren Ausgestaltung ist wenigstens ein Wärmespeicherelement als perforierte Platte oder mit Ausnehmungen oder Durchbrüchen versehene Platte ausgebildet.
Weiterhin ist vorsehbar, dass zwischen den Wärmespeicherelementen und insbesondere zwischen den Platten, die zur Leitung und Führung des Austausch- oder Arbeitsmediums vorgesehenen Leitungen, insbesondere dünnwandige Rohre, oder Kanäle durch die thermisch isolierten Passstücke gestützt oder mitgebildet sind, wobei die Passstücke dabei auch als Abstandshalter zwischen den einzelnen Speicherelementen und insbesondere Platten dienen.
Vorteilhaft sind die Passstücke als Abstandshalter zwischen den einzelnen Wärmespeicherelementen und/oder die dünnwandigen Rohre lediglich zum druckdichten Einschluss und der Leitung des jeweiligen Arbeitsmediums vorgesehen und eingesetzt.
Auch ist eine Abstützung gegen den anliegenden Innendruck und damit eine Stabilisierung sowohl der einzelnen Speicherelemente als auch des gesamten Wärmespeichers durch die einzelnen Wärmespeicherelemente und die jeweils zwischen zwei Wärmespeicherelementen eingesetzten Passstücke bewirkbar.
Der Abstand der Wärmespeicherelemente und insbesondere der Platten und damit die Spaltbreite ist vorteilhaft derart gewählt, dass im jeweiligen Spalt zwischen zwei Wärmespeicherelemente keine relevante Konvektion auftritt.
Weiterhin ist vorsehbar, dass der jeweilige Spalt dabei vorteilhaft mit Luft oder einem anderen Inertgas zur thermischen Isolation gefüllt ist.
Auch ist vorsehbar, dass der jeweilige Spalt alternativ oder ergänzend mit nichttragendem Isoliermaterial, wie beispielsweise Stein- oder Mineralwolle, gefüllt ist.
Durch die vorgeschlagene Lösung ist die Abtragung der Innendruckreaktionskräfte durch das jeweilige Speicherelement und die isolierten Passstücke bewirkbar und erreichbar, wobei die jeweiligen Leitungselemente oder -bahnen, insbesondere die dünnwandigen Rohre, durch den Innendruck gegen die jeweiligen Speicherelemente und insbesondere Platten, und die tragenden Passstücke gepresst werden oder gepresst sind und lediglich die Dichtigkeit sicherstellen.
Es ist erkannt worden, dass für einen wirkungsgradoptimierten Wärmeprozess eine ortsabhängige Schichtung im Speichermedium vorteilhaft ist, insbesondere wenn die Temperatur des Arbeitsmediums während eines Zyklus stark schwankt, beispielsweise wenn die entstehende Wärme von instationären Kompressions- und Expansionsprozessen bei Druckspeicherkraftwerken gespeichert werden soll. Dies wird hier durch die parallele Anordnung der Wärmespeicherelemente und insbesondere der Platten erreicht, die weitestgehend thermisch voneinander getrennt sind.
Es ist auch erkannt worden, dass zur Erreichung eines optimalen Wirkungsgrads der Wärmeübergang vom strömenden Arbeitsmedium auf das Speichermedium möglichst schnell erfolgen sollte und die maximale Temperaturdifferenz zwischen Arbeitsmedium und Speichermedium möglichst gering sein sollte. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Wärmeleitfähigkeit innerhalb eines Wärmespeicherelementes, insbesondere einer Platte, sowie in der Leitung, insbesondere im jeweiligen im Rohr, durch geeignete Werkstoffauswahl möglichst hoch ist. Diesbezüglich wird daher vorzugsweise auf dünnwandige Rohre zurückgegriffen.
Um eine möglichst hohe Energiedichte innerhalb des Speichermediums und damit auch eine möglichst hohe Speicherkapazität innerhalb des Speichermediums zu erreichen, ist ein Werkstoff mit möglichst hoher volumenspezifischer Wärmekapazität, wie beispielsweise Stahlguss, zu verwenden. Grundsätzlich sind auch andere Materialien, wie beispielsweise Beton oder eine Kombination mehrerer Materialien verwendbar.
Dieses Speicherkonzept erlaubt damit den Betrieb mit einem Arbeitsmedium unter hohem Druck und gewährleistet gleichzeitig eine Temperaturschichtung innerhalb des Speichers, die über einen relativ langen Zeitraum aufrechterhalten werden kann. Darüber hinaus wird durch die dünnwandigen Rohre ein schneller und effizienter Wärmeübertrag auf das Speichermedium ermöglicht.
Die Führung des Arbeitsmediums in Leitungen, insbesondere durch Rohre oder Kanäle garantiert zudem einen geringen Strömungswiderstand zwischen den Anschlüssen des jeweiligen Wärmespeichers.
Weiterbildend ist ein Wärmespeichermodul vorsehbar, welches mehrere Speicherplatten, im Speichermedium mehrere parallel geführte Rohre und Passstücke zur Führung der Rohre und Beabstandung der einzelnen Speicherplatten aufweist. Zur thermischen Isolation zwischen den einzelnen Platten ist Mineral-Glas- oder Steinwolle vorsehbar. Alternativ oder ergänzend sind die Spalte darüber hinaus mit Luft oder einem anderen Inert- oder Edelgas füllbar.
Auch sind dünne Platten bzw. Leitungsbleche zur Abdichtung des Arbeitsmediums vorsehbar, wobei auf Mediumsseite Abstandshalter für die nötige strukturelle Integrität und die Führung des Arbeitsmediums sorgen. Die einzelnen Speicherelemente des Wärmespeichermediums sind vorteilhaft als Balken oder Block ausgeführt und auf der Rückseite der Leitungsbleche angeordnet. Diese Balken oder Blöcke sind durch eine thermische Isolierung voneinander thermisch getrennt angeordnet, wobei die Isolierung und thermische Trennung das Einstellen einer Temperaturschichtung bei Betrieb des Wärmespeichermoduls sowie eines damit gebildeten Wärmespeichers gewährleistet.
In einer weiteren alternativen Ausführung ist vorgesehen, dass die Leitungen, insbesondere Rohre, im jeweiligen Modul derart ausreichend dimensioniert sind, dass der Innendruck ohne weitere stabilisierende Elemente abtragbar ist. Bei dieser Ausführung kann auf die bereits vorgestellten Passstücke verzichtet werden. Der zur thermischen Isolation der Speicherelemente, insbesondere der Platten, dienende Spalt könnte hier durch konstruktive Elemente, wie beispielweise bearbeitete Gussaugen oder Anformungen an den Speicherelementen sichergestellt und bewirkt werden. Bei dieser Ausführung ist allerdings eine höhere Wärmeleitung längs der jeweiligen Leitung, insbesondere der Rohre, zu erwarten, dafür reduziert sich jedoch der Herstellungsaufwand des Wärmespeichermoduls und damit des gesamten Wärmespeichers durch die reduzierte Teileanzahl, den vereinfachten Zusammenbau sowie keine oder geringere Kosten für die nicht vorzusehenden isolierten Passstücke.
Weiterhin gelöst wird die gestellte Aufgabe durch einen Wärmespeicher, welcher wenigstens eines, insbesondere jedoch zwei oder mehr der vorgenannten Wärmespeichermodule aufweist.
Für die Auslegung von Wärmespeichern unterschiedlicher Leistungsklassen können die Module parallel und/oder seriell angeordnet werden. Somit lassen sich mittels einheitlicher Module Wärmespeicher für verschiedene Massendurchsätze, Gesamtenergiespeichermengen, Zyklusdauern, Temperaturniveaus und Temperaturdifferenzen realisieren.
Die Wärmespeichermodule können je nach Aufstellungsart entweder in horizontaler oder vertikaler Richtung ausgerichtet werden. Bei vertikaler Ausrichtung der einzelnen Module ist darauf zu achten, dass sich der wärmere Anschluss (höhere Temperatur des Arbeitsmediums) oben befindet, damit sich die Temperaturschichtung nicht durch natürliche Konvektion in den Rohren oder Kanälen abbaut.
Beim Lade- oder Aufladeprozess werden die Module vom wärmeren Anschluss (Zulauf) zum kühleren Anschluss (Ablauf) durchströmt. Dabei gibt das das Modul durchströmende Arbeitsmedium Wärme an die einzelnen Speicherelemente und damit das Wärmespeichermedium ab. Infolge der fortlaufenden Abkühlung des Arbeitsmediums während der Durchströmung des Speichermoduls stellt sich eine Temperaturschichtung sowohl innerhalb des einzelnen Wärmespeichermoduls als auch des aus mehreren Modulen gebildeten Wärmespeichers ein.
Beim Entladeprozess werden die Module vom kälteren Anschluss zum wärmeren Anschluss durchströmt, wobei das Arbeitsmedium thermische Energie von den Speichermedien aufnimmt. Durch die Temperaturschichtung im Wärmespeicher findet eine fortlaufende Erwärmung des Arbeitsmediums an den immer wärmeren Speichermedien statt. Es erhitzt sich auf annähernd jene Temperatur, die das Arbeitsmedium beim Einspeichern hatte. Für die Anwendung, beispielsweise in Druckspeicherkraftwerken oder bei Gasspeichern lässt sich auf diese Weise ein annähernd reversibler Ein- und Ausspeicherprozess für den Wärmespeicher darstellen und damit ein hoher Wirkungsgrad sowohl der einzelnen Module aus auch des gesamten Speichers erreichen.
Die weitere Darlegung der Erfindung sowie vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen erfolgt anhand einiger Figuren und Ausführungsbeispiele.
Es zeigen:
1 beispielhafter Aufbau eines erfindungsgemäßen Wärmespeichermoduls
2 beispielhaft ausgebildetes erfindungsgemäßes Wärmespeichermodul
3 isoliertes Passstück mit Stabilisierungsfunktion
4 beispielhafter Aufbau eines erfindungsgemäßen Wärmespeichermoduls
Das aus 1 bekannte erfindungsgemäß ausgestaltete Wärmespeichermodul umfasst mehrere seriell sowie parallel angeordnete Wärmespeicherelemente 1b, die unter anderem als perforierte Platten ausgeführt sein können.
Das jeweilige Wärmespeicherelement 1b besteht aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit und -kapazität, wie beispielsweise Stahlguss. Aber auch eine Ausführung aus beispielsweise Zink, Bronze, Messing oder Kupfer oder einem anderen Metall oder einer Kombination daraus ist vorsehbar. Es dient hierbei sowohl zur Wärmespeicherung, als auch zum Abtragen oder Abfangen des Systeminnendrucks im Arbeitsmedium 3. Die jeweiligen Wärmespeicherelemente 1b des Moduls werden dabei voneinander thermisch getrennt angeordnet, damit sich eine Temperaturschichtung beziehungsweise ein Temperaturgradient oder -verlauf innerhalb des Moduls einstellen kann.
Das temperaturführende Arbeitsmedium 3 befindet sich in dünnwandigen Rohren oder Kanälen (im Nachfolgenden Rohre genannt) 2 beziehungsweise wird durch oder in dünnwandigen Rohren oder Kanälen geleitet, welche aus Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise Stahl, oder Aluminium gebildet sind und welche durch die Wärmespeicherelemente 1b, welche beispielsweise als perforierte Platten beziehungsweise mit Ausnehmungen oder Durchbrüchen versehene Platten ausgeführt sind. Zwischen den Platten 1b werden Rohre 2 durch thermisch isolierte Elemente, welche im Nachfolgenden auch als Passstücke 4b bezeichnet werden, gestützt. Die Passstücke 4b dienen dabei auch als Abstandshalter zwischen den einzelnen Platten 1b. Die Rohre 2 dienen vornehmlich dem druckdichten Einschluss und der Leitung des Arbeitsmediums 3.
Eine Abstützung gegen den anliegenden Innendruck und damit eine Stabilisierung auch des gesamten Speichers wird durch die Wärmespeicherelemente 1b und die eingesetzten Passstücke 4b bewirkt. Der Abstand der Wärmespeicherelemente und insbesondere der Platten ist vorteilhaft derart gewählt, dass im jeweiligen Spalt 5 keine relevante Konvektion auftritt. Auch kann der jeweilige Spalt 5 alternativ oder ergänzend mit nichttragendem Isoliermaterial, wie beispielsweise Stein-Mineral oder Glaswolle, gefüllt sein.
Durch die Passstücke 4b, den jeweiligen Spalt 5, sowie die dünnwandig ausgebildeten Rohre 2, beispielsweise kann die Wandstärke 2 mm betragen, durch welche eine vergleichsweise geringe thermische Leitfähigkeit in Längsrichtung bewirkt ist, sind die jeweiligen Wärmespeicherelemente 1b, im hier gezeigten Beispiel Platten, thermisch weitestgehend voneinander getrennt beziehungsweise isoliert. Gleichzeitig ist durch die dünne Rohrwand 2 ein guter und gleichmäßiger Wärmefluss zwischen dem Arbeitsmedium und den Wärmespeicherelementen 1 gewährleistet.
Es ist bekannt, dass für einen wirkungsgradoptimierten Wärmeprozess eine ortsabhängige Schichtung im Speicherelement 1b vorteilhaft ist, insbesondere wenn die Temperatur des Arbeitsmediums während eines Zyklus stark schwankt, beispielsweise wenn die entstehende Wärme von instationären Kompressions- und Expansionsprozessen bei Druckspeicherkraftwerken gespeichert werden soll. Dies wird hier durch die parallele Anordnung der Platten 1b, die weitestgehend thermisch voneinander getrennt sind, erreicht.
Es ist auch bekannt, dass für einen optimalen Wirkungsgrad der Wärmeübergang vom strömenden Arbeitsmedium 3 auf das Speichermedium 1 möglichst schnell erfolgen sollte und die maximale Temperaturdifferenz zwischen Arbeitsmedium 3 und Speichermedium 1 möglichst gering sein sollte. Dies wird hier dadurch erreicht, dass die Wärmeleitfähigkeit innerhalb einer Platte 1b und im Rohr 2 durch geeignete Werkstoffauswahl möglichst hoch ist, beispielsweise 42 W/mK bei Stahl.
Um eine hohe Energiedichte im Speichermedium 1 zu erreichen, wird ein Werkstoff mit hoher volumenspezifischer Wärmekapazität, wie beispielsweise Stahlguss verwendet.
Eine wesentliche Neuerung des erfindungsgemäßen Wärmespeichers gemäß 1 ist die Abtragung der Innendruckreaktionskräfte durch das Speichermedium und die thermisch isolierten Passtücke 4b. Die dünnwandig ausgebildeten Rohre 2 werden dazu durch den Innendruck gegen die Platten 1b und die tragenden Passstücke 4b gepresst und stellen lediglich die Dichtigkeit sicher.
Dieses Speicherkonzept erlaubt damit den Betrieb mit einem Arbeitsmedium 3 unter hohem Druck und gewährleistet gleichzeitig eine Temperaturschichtung innerhalb eines Moduls, die über einen relativ langen Zeitraum aufrechterhalten werden kann.
Die Führung des Arbeitsmediums 3 durch Rohre 2 oder Kanäle garantiert zudem einen geringen Strömungswiderstand zwischen den Anschlüssen 11, 12 des Wärmespeichermoduls.
Das jeweilige Wärmespeicherelement 1b besteht aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit und -kapazität, wie beispielsweise Stahlguss und ist hier als Festkörper beziehungsweise aus Feststoff gebildet. Aber auch eine Ausführung aus beispielsweise Schwerbeton oder einem anderen Material oder einer Kombination mehrerer Materialien ist vorsehbar. Es dient hierbei sowohl zur Wärmespeicherung, als auch zum Abtragen oder Abfangen des Systeminnendrucks im Arbeitsmedium 3. Die jeweiligen Wärmespeicherelemente 1b des Moduls werden dabei voneinander thermisch getrennt angeordnet, damit sich eine Temperaturschichtung beziehungsweise ein Temperaturgradient oder -verlauf innerhalb des Moduls einstellen kann.
Das temperaturführende Arbeitsmedium 3 befindet sich in dünnwandigen Rohren oder Kanälen (im Nachfolgenden zur Vereinfachung auch lediglich Rohre genannt) 2 beziehungsweise wird durch oder in dünnwandigen Rohre oder Kanäle, geleitet, welche aus Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise Stahl oder Aluminium gebildet sind und welche durch die Wärmespeicherelemente 1b, welche beispielsweise als perforierte Platten beziehungsweise mit Ausnehmungen oder Durchbrüchen versehene Platten ausgeführt sind. Zwischen den Platten 1b werden Rohre 2 durch thermisch isolierte Elemente, welche im Nachfolgenden auch als Passstücke 4b bezeichnet werden, gestützt. Die Passstücke 4b dienen dabei auch als Abstandshalter zwischen den einzelnen Platten 1b. Die Rohre 2 dienen vornehmlich dem druckdichten Einschluss und der Leitung des Arbeitsmediums 3.
Eine Abstützung gegen den anliegenden Innendruck und damit eine Stabilisierung auch des gesamten Speichers wird durch die Wärmespeicherelemente 1 und die eingesetzten Passstücke 4 bewirkt. Der Abstand der Wärmespeicherelemente und insbesondere der Platten ist vorteilhaft derart gewählt, dass im jeweiligen Spalt 5 keine relevante Konvektion auftritt. Auch kann der jeweilige Spalt 5 alternativ oder ergänzend mit nichttragendem Isoliermaterial, wie beispielsweise Stein-Mineral oder Glaswolle, gefüllt sein.
Durch die Passstücke 4, den jeweiligen Spalt 5, sowie die dünnwandig ausgebildeten Rohre 2 (beispielsweise beträgt die Wandstärke 2 mm), durch welche eine vergleichsweise geringe thermische Leitfähigkeit in Längsrichtung bewirkt ist, sind die jeweiligen Wärmespeicherelemente 1b, im hier gezeigten Beispiel Platten, thermisch weitestgehend voneinander getrennt beziehungsweise isoliert. Gleichzeitig ist durch die dünne Rohrwand 2 ein guter und gleichmäßiger Wärmefluss zwischen dem Arbeitsmedium und den Wärmespeicherelementen 1b gewährleistet.
Es ist bekannt, dass für einen wirkungsgradoptimierten Wärmeprozess eine ortsabhängige Schichtung im Speicherelement 1b vorteilhaft ist, insbesondere wenn die Temperatur des Arbeitsmediums während eines Zyklus stark schwankt, beispielsweise wenn die entstehende Wärme von instationären Kompressions- und Expansionsprozessen bei Druckspeicherkraftwerken gespeichert werden soll. Dies wird hier durch die parallele Anordnung der Platten 1b, die weitestgehend thermisch voneinander getrennt sind, erreicht.
Es ist auch bekannt, dass für einen optimalen Wirkungsgrad der Wärmeübergang vom strömenden Arbeitsmedium 3 auf das Speichermedium 1 möglichst schnell erfolgen sollte und die maximale Temperaturdifferenz zwischen Arbeitsmedium 3 und Speichermedium 1 möglichst gering sein sollte. Dies wird hier dadurch erreicht, dass die Wärmeleitfähigkeit innerhalb einer Platte 1b und im Rohr 2 durch geeignete Werkstoffauswahl möglichst hoch ist, beispielsweise 42 W/mK bei Stahl.
Um eine hohe Energiedichte im Speichermedium 1 zu erreichen, wird ein Werkstoff mit hoher volumenspezifischer Wärmekapazität, wie beispielsweise Stahlguss oder Schwerbeton verwendet.
Eine mögliche Bauform für ein einzelnes Modul, gebildet mit einem Speichermedium 1 mit mehreren Wärmespeicherelementen 1b in der Art von Speicherplatten mit Ausnehmungen zum Durchgriff der Rohrleitungen 2, Passstücken 4b sowie weiteren Komponenten, ist in 2 dargestellt. Das hier gezeigte Wärmespeichermodul 1, 2, 3, 4, 5, umfasst einen Zulauf als Anschluss mit höherer Temperatur 11 sowie einen Ablauf als Anschluss mit niedrigerer Temperatur 12 und sich von Zulauf sowie Ablauf aus verzweigenden mehreren Leitungen 2 zur Aufnahme und Führung wenigstens eines Arbeitsmediums 3. Des Weiteren ist ein Speichermedium 1 vorgesehen. Die Leitungen sind durch das Speichermedium 1 hindurchgeführt, wobei das Speichermedium 1 mehrere seriell, beziehungsweise in Reihe, und zueinander benachbart, und insbesondere parallel, angeordnete und aus einem Material mit vergleichsweise hoher Wärmeleitfähigkeit und -kapazität, wie beispielsweise Stahlguss, gebildete Wärmespeicherplatten 1b aufweist. Auch ist ein Isolationsmaterial 7 wie Mineral- oder Steinwolle, zur thermischen Isolierung der einzelnen Speicherplatten 1b vorgesehen, welche in den durch die thermisch isolierten Passstücke 4b gebildeten Spalten 5 zwischen jeweils zwei Platten 1b angeordnet ist. Die jeweiligen Wärmespeicherelemente 1b zur Bewirkung und Erreichung einer Temperaturschichtung oder eines Temperaturgradienten beziehungsweise -verlaufs innerhalb des Wärmespeichermoduls sind somit voneinander thermisch getrennt oder thermisch isoliert angeordnet.
Die vorgesehenen Leitungen, hier dünnwandige Rohre 2, sind dabei derart durch die Speicherelemente 1b beziehungsweise deren Ausnehmungen hindurchgeführt, dass ein Wärmeübertrag vom jeweilig temperaturführenden durch die Leitungen 2 strömenden Arbeitsmedium 3 auf die Speicherelemente 1b oder von den temperaturführenden Speicherelementen 1b auf das durch die Leitungen 2 strömenden Arbeitsmedium 3 bewirkt ist.
Das Speichermedium 1b und die isolierten Passstücke 4b tragen dabei den Innendruck des Arbeitsmediums 3 ab, wohingegen die dünnwandigen Leitungen 2 lediglich den Einschluss und Führung des Arbeitsmediums 3 gewährleisten. Im hier gezeigten Beispiel sind die einzelnen Speicherplatten 1b durch die vorgesehenen Passstücke 4b voneinander beabstandet angeordnet und im Wesentlichen parallel zueinander ausgesichtet. Die Speicherplatten 1b sowie das von Ihnen eingeschlossene Isoliermaterial sowie die Passstücke 4b werden von zwei miteinander mit Verspannungselementen 10, beispielsweise verschraubte Gewindestangen, verspannten perforierten beziehungsweise mit Ausnehmungen versehenen äußeren Abschlussplatten begrenzt oder eingeschlossen und in Form gehalten, wobei Abschlussplatten 6, Speicherplatten 1b und Passstücke 4b gegeneinander gepresst und zueinander fixiert angeordnet sind. Das hier dargelegte Wärmespeichermodul zeigt in der Durchflussrichtung (durch den Pfeil angegeben) beziehungsweise in axialer Richtung entlang der Rohrleitungen 2 eine Art Schichtanordnung, wobei sich Isolierschichten mit Spalten 5 mit Passstücken 4b und Speicherschichten mit jeweils wenigstens einem Wärmespeicherelement, hier eine perforierte Speicherplatte 1b, abwechseln und eine quaderartige Anordnung bilden. Vorgenannte Anordnung ist in einem den Innendruck nicht abtragenden Behälter 9 angeordnet, der zwei Ausnehmungen zum Durchgriff des Zulaufs sowie des Ablaufs aufweist. Endseitig am Zulauf 11 sowie am Ablauf 12 ist außerhalb des Behälters jeweils ein Flansch angeordnet, mit welchen jeweils zwei Wärmespeichermodule miteinander, insbesondere strömungstechnisch, verbindbar und fixierbar sind, um beispielsweise einen modularen Wärmespeicher mit mehreren Modulen auszubilden. Der im Behälter 9 zunächst verbliebene freie Raum zwischen Behälterinnenwand und den vorgesehenen Einbauten, wie Speicherelemente 1b, Passstücke 4b und dergleichen ist mit nichttragendem Isoliermaterial 7, beispielsweise Stein- oder Mineralwolle ausgefüllt. Zur weiten thermischen Abschirmung ist die gebildete quaderartige Anordnung an ihrer Ober- und Unterseite durch ein Isolierblech 8 begrenzt, welches wiederum thermisch gegen die Speicherelemente 1b isoliert ist.
Eine mögliche Bauform eines isolierten Passstücks 4b sowie dessen Einbau zwischen zwei Platten 1b ist in 3 als Detail dargestellt. Das Passstück 4b ist dabei als Stahlhülse 13 ausgebildet, deren Innen- und Mantelfläche derart mit einer thermischen Isolierschicht 14, beispielsweise aus Kunststoff oder Keramik, überzogen ist, dass die Hülse 13 an den Berührstellen thermisch gegen das Rohr oder die Leitung 2 sowie die benachbart angeordneten Wärmespeicherelemente 1b isoliert ist. Die Isolierschicht zeigt dabei eine Art U-förmigen Querschnitt. Die lichte Weite der Hülse 13 ist dabei auf den Außendurchmesser des jeweiligen Rohres oder der jeweiligen Leitung 2 angepasst. Die Länge der Hülse bestimmt die Breite des Spaltes 5 und den Abstand zweier benachbarter Wärmespeicherelemente 1b. Die Hülse ist dabei beispielhaft über das jeweilige Rohr oder die Leitung 2 geführt oder gestülpt. Die Wanddicke beziehungsweise die Materialdicke der Hülse (Unterschied zwischen Innen- und Außendurchmesser) richtet sich nach dem abzutragenden Druck des Arbeitsmediums 3 und der Dicke der Leitungen 2.
Eine weitere mögliche Bauform für ein Wärmespeichermodul oder einen modularen Wärmespeicher ist in 4 dargestellt. Hierbei dienen dünne Platten bzw. Bleche 16 der Abdichtung des Arbeitsmediums 3, welches flüssig oder gasförmig sein kann. Auf Mediumsseite sorgen Abstandshalter 15, im Wesentlich längserstreckte rechteckige Stege oder Balken, für die nötige strukturelle Integrität und die Führung des Arbeitsmediums 3. Durch jeweils zwei Leitungsbleche 16 und mehrere zwischen den Blechen angeordnete Abstandshalter 15 sind mehrere Leitungsbahnen oder Kanäle 2 gebildet in welchen das Arbeitsmedium 3 an den Speicherelementen 1b vorbei- und/oder zwischen diesen hindurchgeführt wird oder ist. Das Wärmespeichermodul wird dabei oben – deckelseitig- und unten – bodenseitig- durch jeweils ein Leitungsblech 16 begrenzt und abgeschlossen.
Das Wärmespeichermodul zeigt dabei eine Art Schichtstruktur (durch gestrichelte Linien angedeutet), mit einer ersten Schicht und einer zweiten Schicht, wobei es sich bei der ersten Schicht jeweils um eine Speicherschicht mit zueinander beabstandet angeordneten Speicherelementen 1b handelt, im hier gezeigten Beispiel jeweils drei nebeneinander benachbart angeordnete Wärmespeicherelemente 1b mit – bei durchströmendem temperaturführendem Arbeitsmedium- gegebener Temperaturschichtung unterschiedlichen Temperaturen T₁, T₂, T₃, wobei die Temperatur in Strömungsrichtung (Pfeil) von T₃ nach T₁ hin abfällt. Bei der zweiten Schicht handelt es sich demgegenüber um eine Leitungsschicht mit durch zwei Leitungsbleche 16 und Abstandshalter 15 gebildeten Kanälen zur Führung und Leitung des Arbeitsmediums 3.
Das Wärmespeichermedium 1 umfasst als Balken oder Quader ausgeführte Speicherelemente 1b, welche auf der dem Arbeitsmedium abgewandten Seite (Rückseite) des jeweiligen Leitungsbleches 16 angeordnet sind. Zwischen jeweils zwei benachbarten Speicherelementen 1b sind rechteckige Passstücke 4b angeordnet, durch welche die Breite des Isolationsspaltes 5 sowie in der Leitungsschicht und dem Arbeitsmedium herrschende Druck abgetragen wird.
Diese Balken 1b sind durch eine thermische Isolierung 4, 4b, 5 voneinander getrennt angeordnet, die das Einstellen einer Temperaturschichtung bei Betrieb des Wärmespeichermoduls gewährleistet. Für die Auslegung von Wärmespeichern unterschiedlicher Leistungsklassen können die jeweiligen Module parallel und/oder seriell angeordnet werden. Somit lassen sich mit vergleichsweise geringem Aufwand mittels einheitlicher Wärmespeichermodule Wärmespeicher für verschiedene Massendurchsätze, Gesamtenergiespeichermengen, Zyklusdauern, Temperaturniveaus und Temperaturdifferenzen realisieren.
Die längserstreckten Speicherelemente 1b sind dabei in Längsrichtung vorzugsweise senkrecht zur Strömungsrichtung des Arbeitsmediums 3 und/oder innerhalb einer Schicht parallel zueinander ausgerichtet.
Auch die Abstandshalter 15 sind in Strömungsrichtung und vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtet.
Die gebildeten Wärmespeichermodule können je nach Aufstellungsart entweder in horizontaler oder vertikaler Richtung ausgerichtet werden. Bei der vertikalen Ausrichtung sollte darauf geachtet werden, dass sich der wärmere Anschluss 11 oben befindet, damit sich die Temperaturschichtung nicht durch natürliche Konvektion in den Rohren 2 abbaut.
Beim Ladeprozess werden die Module vom wärmeren Anschluss 11 zum kühleren Anschluss 12 durchströmt. Dabei gibt das Arbeitsmedium 3 Wärme an die Wärmespeichermedien 1 ab.
Infolge der fortlaufenden Abkühlung des Arbeitsmediums 3 während der Durchströmung des Speichermoduls stellt sich eine Temperaturschichtung im Wärmespeicher ein.
Beim Entladeprozess werden die Module vom kälteren Anschluss 12 zum wärmeren Anschluss 11 durchströmt. Dabei nimmt das Arbeitsmedium 3 Energie von den Speichermedien 1 auf. Durch die Temperaturschichtung im Wärmespeicher findet eine fortlaufende Erwärmung des Speichermediums 3 an den immer wärmeren Speichermedien 1 statt. Es erhitzt sich auf annähernd jene Temperatur, die das Arbeitsmedium 3 beim Einspeichern hatte. Für die Anwendung, zum Beispiel in Druckspeicherkraftwerken oder bei Gasspeichern, lässt sich auf diese Weise ein annähernd reversibler Ein- und Ausspeicherprozess für den Wärmespeicher darstellen.
Eine weitere Bauvariation für die Module in der die Rohre 2 ausreichend dimensioniert sind, um den Innendruck ohne stabilisierende Elemente abtragen zu können, ist ebenfalls möglich. Bei dieser Bauvariation kann auf die Passtücke 4b verzichtet werden. Der Spalt 5 zwischen den Platten 1b könnte hier durch konstruktive Elemente z. B. bearbeitete Gussaugen oder zu Abstandhaltern geformte Isoliermaterialen an den Platten 1b sichergestellt werden. Bei dieser Bauvariation ist allerdings eine höhere Wärmeleitung längs der Rohre 2 zu erwarten, dafür fallen jedoch keine oder geringere Kosten für die isolierten Passstücke 4b an.
Eines oder mehrere derartige Module können zu einem modularen Wärmespeicher zusammengefügt werden, wobei mehrere Wärmespeichermodule strömungstechnisch in Reihe hintereinander angeordnet und verbunden sein können oder aber mehrere Wärmespeichermodule oder mehrere Reihen strömungstechnisch verbundener und hintereinander angeordneter Wärmespeichermodule können strömungstechnisch parallel zueinander angeordnet und verbunden sein.
Die vorliegende Erfindung umfasst dabei auch beliebige Kombinationen bevorzugter Ausführungsformen sowie einzelner Ausgestaltungsmerkmale oder Weiterbildungen, sofern diese sich nicht gegenseitig ausschließen.
Bezugszeichenliste

1: Wärmespeichermedium
1b: Wärmespeicherelement
2: Leitung, z. B. als Rohr oder Kanal
3: Arbeitsmedium (flüssig oder gasförmig)
4: Thermisches Isolationsmedium
4b: Passstücke
5: Spalt (gefüllt mit Luft, Inertgas oder Isoliermaterial)
6: Äußere, verspannte, perforierte Platte (z. B. Stahlguss)
7: Isoliermaterial (nichttragend, z. B. Steinwolle)
8: Isolierblech (mit evtl. thermischer Trennung von den Platten)
9: Umschließendes Behältnis (nicht drucktragend)
10: Verspannungselemente
11: Anschluss mit höherer Temperatur
12: Anschluss mit niedrigerer Temperatur
13: Stahlhülse
14: Wärmeisolierung der Stahlhülse
15: Abstandshalter
16: Leitungsblech

Claims

Wärmespeichermodul, umfassend wenigstens eine Leitung (2) zur Aufnahme und Führung wenigstens eines Arbeitsmediums (3), sowie ein Speichermedium (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Speichermedium mehrere seriell, beziehungsweise in Reihe, und benachbart angeordnete und aus einem Material mit vergleichsweise hoher Wärmeleitfähigkeit und -kapazität, wie beispielsweise Stahlguss, gebildete Wärmespeicherelemente (1, 1b) aufweist, und dass ein Isolationsmedium (4) zur thermischen Isolierung der einzelnen Speicherelemente (1b) vorgesehen ist, wobei die jeweiligen Wärmespeicherelemente zur Bewirkung und Erreichung einer Temperaturschichtung oder eines Temperaturgradienten beziehungsweise -verlaufs innerhalb des Wärmespeichermoduls voneinander thermisch getrennt oder thermisch isoliert angeordnet sind.
Wärmespeichermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Leitung (2), insbesondere wenigstens ein Rohr oder wenigstens ein Kanal, derart durch oder zwischen den Speicherelementen (1b) hindurchgeführt ist, dass ein Wärmeübertrag vom jeweilig temperaturführenden durch die jeweilige Leitung oder den Kanal strömenden Arbeitsmedium (3) auf die Speicherelemente (1b) beziehungsweise das Speichermedium (1) oder von den temperaturführenden Speicherelementen (1b) beziehungsweise dem Speichermedium (1) auf das durch die jeweilige Leitung (2), insbesondere das Rohr oder den Kanal, strömenden Arbeitsmedium (3) bewirkt wird, wobei Speichermedium (1) und/oder Isolierung (4, 5) den Innendruck des Arbeitsmediums (3) abtragen und die wenigstens eine Leitung (2) vornehmlich den Einschluss und Führung des Arbeitsmediums (3) bewirkt.
Wärmespeichermodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Zulauf (11) sowie ein Ablauf (12) vorgesehen ist, welche über wenigstens eine Leitung (2) zur Aufnahme und Führung wenigstens eines Arbeitsmediums (3) strömungstechnisch miteinander verbunden sind und/oder endseitig flanschartige Verbindungsmittel aufweisen.
Wärmespeichermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolationsmedium (4) mindestens zwei unterschiedliche Elemente aufweist, wobei ein erstes Element (4b) die Stützung und Stabilisierung der Leitungen (2) und/oder Beabstandung der Wärmespeicherelemente (1b) bewirkt und ein zweites Element (5, 7) die thermische Isolation der Wärmespeicherelemente (1b) bewirkt.
Wärmespeichermodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliermedium (4) Passtücke (4b) aufweist, welche zwischen den Wärmespeicherelementen (1b) angeordnet sind und welche die Wärmespeicherelemente (1b) gegeneinander beabstandet fixieren und abstützen.
Wärmespeichermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen den Wärmespeicherelementen (1b) angeordneten Passstücke (4b) gegen die Speicherelemente thermisch isoliert sind und/oder sich über zumindest einen Teilbereich des jeweiligen Wärmespeicherelementes (1b) erstrecken.
Wärmespeichermodul nach einem der vorherigen Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die vorgesehenen Passstücke (4b) zwischen jeweils zwei zueinander beabstandet angeordneten Wärmespeicherelementen (1b) eine Art Spalt (5) ausgebildet ist, der zumindest teilbereichsweise durch die eingesetzten Passstücke (4b) gefüllt ist.
Wärmespeichermodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmedium (3) in wenigstens einer als dünnwandiges Rohr oder Kanal ausgebildeten dünnwandigen Leitung (2) geführt oder in dieser geleitet ist, wobei die Leitung (2) vorzugsweise aus Material mit einer vergleichsweisen hohen Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Stahl, gebildet ist.
Wärmespeichermodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Wärmespeicherelement (1b) und/oder das jeweilige Passstück (4b) wenigstens eine Ausnehmung oder einen Durchbruch zur Durchführung oder zum Durchgriff wenigstens einer Leitung (2) und/oder wenigstens eine als Kanal ausgebildete Ausnehmung oder Durchbruch zur Aufnahme und Leitung des Arbeitsmediums (3) aufweist.
Wärmespeichermodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Wärmespeicherelement (1b) als perforierte Speicherplatte und/oder mit wenigstens einer Ausnehmung versehene Platte ausgebildet ist und/oder wenigstens eine Leitung (2) zur Führung des Arbeitsmediums (3) als Rohr oder Kanal in wenigstens einer Perforation oder Ausnehmung der jeweiligen Platte ausgeführt ist.
Wärmespeichermodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermisch entkoppelten Speicherelemente (1b) eine Temperaturschichtung über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten und bewirken.
Wärmespeichermodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherelemente (1b) des Speichermediums (1) als quaderartige massive Festkörper, insbesondere aus Vollmaterial geformte Balken oder Patten, gebildet und/oder thermisch voneinander getrennt angeordnet sind.
Wärmespeichermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen (2) zur Führung des Arbeitsmediums (3) derart dimensioniert und ausgebildet sind, dass eine Abtragung des durch das Arbeitsmedium (3) beaufschlagten Innendrucks ohne stabilisierende Elemente bewirkt ist.
Wärmespeichermodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen (2) derart dimensioniert und ausgebildet sind, dass eine stützende Funktion des Isolationsmedium (4) und insbesondere der Passstücke (4b) verzichtbar ist.
Wärmespeichermodul nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmedium (3) zwischen Leitungsblechen oder Platten (16) und/oder Abstandshalter (15) geführt wird, die schichtweise durch ein Speichermedium (1) oder die Speicherelemente (1b) abgestützt sind.
Modularer Wärmespeicher mit wenigstens einem Wärmespeichermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
Modularer Wärmespeicher nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Wärmespeichermodule strömungstechnisch in Reihe hintereinander angeordnet und verbunden sind.
Modularer Wärmespeicher nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Wärmespeichermodule oder mehrere Reihen strömungstechnisch verbundener und hintereinander angeordneter Wärmespeichermodule strömungstechnisch parallel zueinander angeordnet und verbunden sind.