DE102014225620A1 - Latent heat storage - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Latentwärmespeicher (1) zur Speicherung von latenter Wärme vorgeschlagen, der wenigstens zwei Graphitplatten (2) und eine Führungsvorrichtung (8) mit einer Längsachse (100) umfasst. Erfindungsgemäß weist jede Graphitplatte (2) eine Aussparung (12) auf, durch welche sich die Führungsvorrichtung (8) erstreckt, wobei die Graphitplatten (2) durch einen Zwischenraum (6) beabstandet entlang der Längsachse (100) der Führungsvorrichtung (8) angeordnet sind und der Zwischenraum (6) ein Phasenwechselmaterial (4) umfasst. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Latentwärmespeichers (1).A latent heat store (1) for storing latent heat is proposed which comprises at least two graphite plates (2) and a guide device (8) with a longitudinal axis (100). According to the invention, each graphite plate (2) has a recess (12) through which the guide device (8) extends, wherein the graphite plates (2) are spaced apart by a gap (6) along the longitudinal axis (100) of the guide device (8) and the gap (6) comprises a phase change material (4). The invention further relates to a method for producing a latent heat accumulator (1).
Description
Die Erfindung betrifft einen Latentwärmespeicher, der ein Phasenwechselmaterial umfasst sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Latentwärmespeichers. The invention relates to a latent heat accumulator comprising a phase change material and a method for producing a latent heat accumulator.
Nach dem Stand der Technik werden Latentwärmespeicher, die ein Phasenwechselmaterial umfassen, als thermische Energiespeicher eingesetzt. Hierbei bieten Latentwärmespeicher den Vorteil, dass sie thermische Energie, das heißt Wärme, verborgen und verlustarm mit vielen Wiederholzyklen über einen längeren Zeitraum speichern. Zur latenten Speicherung der Wärme einer Wärmequelle ist der Latentwärmespeicher, typischerweise über eine Kontaktfläche, mit der Wärmequelle thermisch gekoppelt. According to the prior art, latent heat accumulators, which comprise a phase change material, are used as thermal energy stores. This latent heat storage have the advantage that they heat energy, that is heat, hidden and low-loss with many Wiederholzyklen over a longer period of time. For the latent storage of the heat of a heat source, the latent heat storage, typically via a contact surface, is thermally coupled to the heat source.
Insbesondere bei einer kurzfristigen Aufnahme von Wärme weisen die nach dem Stand der Technik bekannten Latentwärmespeicher den Nachteil auf, dass das Phasenwechselmaterial des Latentwärmespeichers nur an der Kontaktfläche aufschmilzt. Das ist deshalb der Fall, da typischerweise die interne Wärmeleitfähigkeit des Latentwärmespeichers nicht ausreichend ist. Insbesondere bei einer Speicherung von elektrischer Verlustwärme, beispielsweise bei zyklisch belasteten elektronischen Bauteilen, ist dies von Nachteil. Particularly in the case of a short-term absorption of heat, the latent heat accumulators known from the prior art have the disadvantage that the phase change material of the latent heat accumulator melts only at the contact surface. This is the case because typically the internal thermal conductivity of the latent heat storage is not sufficient. In particular, when storing electrical heat loss, for example in cyclically loaded electronic components, this is disadvantageous.
Durch die Einbringung von Graphitpulver oder Metallpartikeln in den Latentwärmespeicher kann die interne Wärmeleitfähigkeit des Latentwärmespeichers verbessert werden. Allerdings ist hiermit eine Verbesserung der internen Wärmeleitfähigkeit über 20 W/(m·K) typischerweise nicht möglich. The incorporation of graphite powder or metal particles in the latent heat storage, the internal thermal conductivity of the latent heat storage can be improved. However, an improvement of the internal thermal conductivity above 20 W / (m · K) is typically not possible.
Weiterhin ist es bekannt, ein poröses Metall oder einen Graphitschaum in das Phasenwechselmaterial einzubetten. Dadurch kann die interne Wärmeleitfähigkeit des Latentwärmespeichers typischerweise auf 100 W/(m·K) gesteigert werden. Jedoch ist die Herstellung eines solchen Latentwärmespeichers, insbesondere bei einer Verwendung von porösen Graphitschäumen, technisch aufwendig. Furthermore, it is known to embed a porous metal or a graphite foam in the phase change material. As a result, the internal thermal conductivity of the latent heat accumulator can typically be increased to 100 W / (m · K). However, the production of such a latent heat storage, especially when using porous Graphitschäumen, technically complex.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Latentwärmespeicher bereitzustellen, der eine hohe interne Wärmeleitfähigkeit und eine verbesserte Herstellung aufweist. The present invention has for its object to provide a latent heat storage, which has a high internal thermal conductivity and improved production.
Die Aufgabe wird durch einen Latentwärmespeicher mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 12 gelöst. In den abhängigen Patentansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben. The object is achieved by a latent heat storage with the features of independent claim 1 and by a method having the features of
Der erfindungsgemäße Latentwärmespeicher zur Speicherung von latenter Wärme umfasst wenigstens zwei Graphitplatten und eine Führungsvorrichtung. Erfindungsgemäß weist jede Graphitplatte eine Aussparung auf, durch welche sich die Führungsvorrichtung erstreckt, wobei die Graphitplatten durch einen Zwischenraum beabstandet entlang einer Längsachse der Führungsvorrichtung angeordnet sind und der Zwischenraum ein Phasenwechselmaterial (engl. Phase-Change-Material; abgekürzt PCM) umfasst. The latent heat storage device according to the invention for storing latent heat comprises at least two graphite plates and a guide device. According to the invention, each graphite plate has a recess through which the guide device extends, wherein the graphite plates are spaced apart by a gap along a longitudinal axis of the guide device and the gap comprises a phase change material (abbreviated PCM).
Als Graphitplatte wird hierbei eine Platte bezeichnet, die wenigstens Graphit umfasst. Weiterhin umfasst der Begriff Graphitplatte Platten, die eine Beschichtung aus Graphit aufweisen sowie Graphitfolien. As a graphite plate in this case a plate is referred to, which comprises at least graphite. Furthermore, the term graphite plate comprises plates which have a coating of graphite and graphite foils.
Erfindungsgemäß umfasst der Latentwärmespeicher wenigstens zwei, das heißt eine Mehrzahl von Graphitplatten. Die Graphitplatten sind durch den Zwischenraum beabstandet entlang der Längsachse der Führungsvorrichtung stapelartig angeordnet. Der Zwischenraum, der zwischen den zwei Graphitplatten, insbesondere zwischen zwei benachbarten Graphitplatten liegt, ist für eine Befüllung mit dem Phasenwechselmaterial vorgesehen. Erfindungsgemäß wird durch die gestapelten und beabstandet angeordneten Graphitplatten die interne Wärmeleitfähigkeit des Latentwärmespeichers verbessert. Insbesondere bei einer kurzzeitigen und/oder zyklischen Speicherung von Wärme wird durch die eingebrachten Graphitplatten sichergestellt, dass das im Zwischenraum angeordnete Phasenwechselmaterial annähernd vollständig aufschmilzt. According to the invention, the latent heat store comprises at least two, that is, a plurality of graphite plates. The graphite plates are stacked through the gap along the longitudinal axis of the guide device. The gap which lies between the two graphite plates, in particular between two adjacent graphite plates, is intended for filling with the phase change material. According to the invention, the internal thermal conductivity of the latent heat accumulator is improved by the stacked and spaced arranged graphite plates. Especially with a short-term and / or cyclic storage of heat is ensured by the introduced graphite plates, that arranged in the space phase change material almost completely melts.
Die Führungsvorrichtung des Latentwärmespeichers ist bevorzugt mit einer Wärmequelle, dessen thermische Energie, das heißt deren Wärme, wenigstens teilweise mittels des Latentwärmespeichers gespeichert werden soll, thermisch gekoppelt. Die thermische Energie der Wärmequelle wird mittels der Führungsvorrichtung auf das Phasenwechselmaterial übertragen. Vorteilhafterweise wird durch die gestapelte Anordnung der Graphitplatten eine gleichmäßige Übertragung der Wärme auf das im Zwischenraum angeordnete Phasenwechselmaterial ermöglicht. Dadurch erfolgt ein räumlich annähernd gleichmäßiges Aufschmelzen des Phasenwechselmaterials. Zudem wird durch den erfindungsgemäßen Latentwärmespeicher die thermische Kontaktfläche zwischen der Wärmequelle und dem Phasenwechselmaterial vergrößert. The guiding device of the latent heat accumulator is preferably thermally coupled with a heat source whose thermal energy, that is to say its heat, is to be stored at least partially by means of the latent heat accumulator. The thermal energy of the heat source is transmitted to the phase change material by means of the guide device. Advantageously, a uniform transfer of heat to the phase change material arranged in the intermediate space is made possible by the stacked arrangement of the graphite plates. This results in a spatially approximately uniform melting of the phase change material. In addition, the thermal contact area between the heat source and the phase change material is increased by the latent heat storage device according to the invention.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Latentwärmespeichers ist, dass dieser durch die gestapelte Anordnung der Graphitplatten entlang der Längsachse der Führungsvorrichtung ein technisch effizientes und kostensparendes Herstellungsverfahren ermöglicht. A further advantage of the latent heat accumulator according to the invention is that it allows a technically efficient and cost-saving production process by the stacked arrangement of the graphite plates along the longitudinal axis of the guide device.
Besonders bevorzugt sind Graphitplatten, welche eine anisotrope Wärmeleitfähigkeit aufweisen. So ist es von Vorteil, wenn die Wärmeleitfähigkeit innerhalb der Graphitplattenebene, das heißt senkrecht zur Längsachse der Führungsvorrichtung, erhöht ist. Auch die Verwendung von Graphitplatten, die eine annähernd isotrope Wärmeleitfähigkeit aufweisen ist denkbar. Generell ist beispielsweise eine Wärmeleitfähigkeit von wenigstens 50 W/(m·K), insbesondere wenigstens 1000 W/(m·K), von Vorteil. Particularly preferred are graphite plates which have an anisotropic thermal conductivity. Thus, it is advantageous if the thermal conductivity within the graphite plate plane, that is perpendicular to the longitudinal axis of the guide device, is increased. The use of graphite plates, which have an approximately isotropic thermal conductivity is conceivable. In general, for example, a thermal conductivity of at least 50 W / (m · K), in particular at least 1000 W / (m · K), is advantageous.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung eines Latentwärmespeichers vorgeschlagen, bei dem wenigstens zwei Graphitplatten und eine Führungsvorrichtung, die eine Längsachse aufweist, bereitgestellt werden, bei dem die Graphitplatten mittels Aussparungen der Graphitplatten derart auf die Führungsvorrichtung aufgesteckt werden, dass sich die Führungsvorrichtung entlang ihrer Längsachse durch die Aussparungen erstreckt und bei dem ein Zwischenraum zwischen den zwei Graphitplatten wenigstens teilweise mit einem Phasenwechselmaterial befüllt wird. According to the invention, a method for producing a latent heat accumulator is proposed in which at least two graphite plates and a guide device having a longitudinal axis are provided, in which the graphite plates are cut onto the guide device by recesses of the graphite plates in such a way that the guide device extends along its longitudinal axis extends the recesses and in which a gap between the two graphite plates is at least partially filled with a phase change material.
Erfindungsgemäß ermöglicht das Verfahren eine technisch effiziente und kostensparende Herstellung eines Latentwärmespeichers, bei dem die Graphitplatten entlang der Längsachse der Führungsvorrichtung gestapelt angeordnet werden. Der Zwischenraum zwischen zwei benachbart angeordneten Graphitplatten wird mit dem Phasenwechselmaterial befüllt. Dadurch wird vorteilhafterweise die Herstellung des Latentwärmespeichers vereinfacht und insbesondere die thermischen Eigenschaften sowie die mechanische Stabilität des Latentwärmespeichers verbessert. According to the invention, the method enables a technically efficient and cost-saving production of a latent heat accumulator, in which the graphite plates are arranged stacked along the longitudinal axis of the guide device. The space between two adjacently arranged graphite plates is filled with the phase change material. This advantageously simplifies the production of the latent heat accumulator and in particular improves the thermal properties and the mechanical stability of the latent heat accumulator.
Weiterhin ergeben sich zum bereits genannten Latentwärmespeicher gleichartige und gleichwertige Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens. Furthermore, similar and equivalent advantages of the method according to the invention arise for the already mentioned latent heat store.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens eine der Aussparungen als Stanzaussparung ausgebildet. According to an advantageous embodiment of the invention, at least one of the recesses is formed as a punched recess.
Als Stanzaussparung wird eine Aussparung bezeichnet, die mittels eines Stanzverfahrens hergestellt oder gebildet worden ist. Vorteilhafterweise kann durch das Stanzen der einen Aussparung die Herstellung des Latentwärmespeichers weiter verbessert werden. Insbesondere können dadurch genormte Graphitplatten zur Herstellung des Latentwärmespeichers verwendet werden. Dadurch wird vorteilhafterweise ein kostensparendes und effektives Massenproduktionsherstellungsverfahren des Latentwärmespeichers ermöglicht. Besonders bevorzugt werden hierbei vorab genormte Graphitplatten verwendet. Weiterhin können die Aussparungen sowie die Graphitplatten mittels eines Stanzverfahrens hergestellt sein. As a punching recess, a recess is referred to, which has been produced or formed by means of a stamping process. Advantageously, the production of the latent heat accumulator can be further improved by punching the one recess. In particular, standardized graphite plates can thus be used to produce the latent heat accumulator. This advantageously enables a cost-saving and effective mass production manufacturing process of the latent heat storage. Particularly preferred here are previously standardized graphite plates used. Furthermore, the recesses and the graphite plates can be produced by means of a stamping process.
Bevorzugt weist hierbei wenigstens eine der Aussparungen einen Stanzgrat auf, wobei die Graphitplatten mittels des Stanzgrates gegeneinander beabstandet sind. Preferably, in this case at least one of the recesses on a burr, wherein the graphite plates are spaced apart by means of the punching burr.
Mit anderen Worten wird die Aussparung unter Beibehaltung ihres herstellungsbedingten Stanzgrates gestanzt. Als Stanzgrat wird hierbei der Grat bezeichnet, der sich beim Stanzen der Aussparung herstellungsbedingt ergibt. Vorteilhafterweise wird der Stanzgrat, welcher aus der Graphitplatte in Richtung der Längsachse der Führungsvorrichtung hervorsteht, als Abstandshalter für die Graphitplatten verwendet. Dadurch wird vorteilhafterweise das Herstellungsverfahren des Latentwärmespeichers weiter verbessert. In other words, the recess is punched while maintaining its production-related burr. In this case, the burr is referred to as the burr, which results from the production of the blank when punching the recess. Advantageously, the punching burr, which protrudes from the graphite plate in the direction of the longitudinal axis of the guide device, is used as a spacer for the graphite plates. This advantageously further improves the manufacturing process of the latent heat accumulator.
Weiterhin erfolgt durch den Stanzgrat eine thermische Kopplung zwischen den zwei Graphitplatten, sodass die in den Latentwärmespeicher eingebrachte Wärme innerhalb des Latentwärmespeichers, insbesondere zwischen den zwei Graphitplatten, verbessert verteilt wird. Furthermore, a thermal coupling between the two graphite plates is effected by the punching burr, so that the heat introduced into the latent heat store is distributed in an improved manner within the latent heat store, in particular between the two graphite plates.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens eine der Aussparungen als Bohrung ausgebildet, wobei sich die Bohrung durch die gesamte Dicke der jeweiligen Graphitplatte erstreckt. According to an advantageous embodiment of the invention, at least one of the recesses is formed as a bore, wherein the bore extends through the entire thickness of the respective graphite plate.
Hierbei kann die Aussparung, die als Bohrung ausgebildet ist, mittels eines Stanzverfahrens oder Bohrverfahrens gebildet werden. Als Bohrung wird eine Öffnung der Graphitplatte bezeichnet, deren Seitenflächen vollständig durch die Graphitplatte gebildet sind und die sich durch die gesamte Dicke der genannten Graphitplatte erstreckt. Im Gegensatz zu einer Bohrung können die Seitenflächen einer Aussparung nur teilweise von der Graphitplatte gebildet sein. In this case, the recess which is formed as a bore can be formed by means of a stamping process or drilling process. As a bore, an opening of the graphite plate is designated, whose side surfaces are completely formed by the graphite plate and which extends through the entire thickness of said graphite plate. In contrast to a bore, the side surfaces of a recess may be only partially formed by the graphite plate.
Die wenigstens eine Graphitplatte kann mittels eines Bohrverfahrens durchbohrt werden, wobei sich die Führungsvorrichtung durch die Bohrung erstreckt. Dadurch kann die wenigstens eine Graphitplatte auf die Führungsvorrichtung aufgesteckt und beabstandet zur weiteren Graphitplatten angeordnet werden. Vorteilhafterweise ergibt sich dadurch eine kostensparende sowie effektive Herstellung des Latentwärmespeichers. The at least one graphite plate may be pierced by a drilling process, with the guide device extending through the bore. As a result, the at least one graphite plate can be placed on the guide device and arranged at a distance from the further graphite plates. Advantageously, this results in a cost-saving and effective production of the latent heat storage.
Bevorzugt ist die Führungsvorrichtung als Rohr ausgebildet. Preferably, the guide device is designed as a tube.
Dadurch kann vorteilhafterweise die als Rohr ausgebildete Führungsvorrichtung durch die Bohrungen der Graphitplatten, beispielsweise formschlüssig, eingeschoben werden. Weiterhin kann zur Übertragung der Wärme von der Wärmequelle auf den Latentwärmespeicher ein Wärmeträgermedium vorgesehen sein, das durch das Rohr, das heißt durch die Führungsvorrichtung, strömt. Dadurch wird vorteilhafterweise eine gleichmäßige sowie thermisch effiziente Wärmeübertragung von der Wärmequelle auf den Latentwärmespeicher, insbesondere auf das innerhalb des Latentwärmespeichers angeordnete Phasenwechselmaterial, ermöglicht. As a result, advantageously designed as a pipe guide device through the holes of the graphite plates, for example, positively inserted. Furthermore, to transfer the heat from the heat source to the latent heat storage a heat transfer medium may be provided, through the pipe, that is through the guide device, flows. As a result, a uniform and thermally efficient heat transfer from the heat source to the latent heat accumulator, in particular to the phase change material arranged within the latent heat accumulator, is advantageously made possible.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Führungsvorrichtung ein Gewinde auf. In a further advantageous embodiment of the invention, the guide device has a thread.
Vorteilhafterweise kann durch das Gewinde eine Mutter an der Führungsvorrichtung angeordnet werden, die die Graphitplatten mechanisch ein- oder verspannt. Dadurch wird vorteilhafterweise die mechanische Stabilität des Latentwärmespeichers verbessert. Weiterhin kann die auf das Gewinde aufgeschraubte Mutter als Abstandshalter für die Graphitplatten vorgesehen sein. Advantageously, a nut can be arranged on the guide device by the thread, which mechanically engages or braces the graphite plates. This advantageously improves the mechanical stability of the latent heat accumulator. Furthermore, the nut screwed onto the thread can be provided as a spacer for the graphite plates.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Latentwärmespeicher wenigstens eine Spannplatte, die in einem Endbereich der Führungsvorrichtung angeordnet und zur mechanischen Verspannung der Graphitplatten vorgesehen ist. According to a particularly preferred embodiment of the invention, the latent heat storage comprises at least one clamping plate, which is arranged in an end region of the guide device and provided for the mechanical clamping of the graphite plates.
Dadurch werden vorteilhafterweise die gestapelten Graphitplatten mechanisch weiter stabilisiert. Hierbei kann die Spannplatte ein mechanisch stabiles Material, beispielsweise Aluminium, umfassen. Weiterhin sollte das mechanisch stabile Material gegenüber dem Phasenwechselmaterial chemisch beständig sein. As a result, the stacked graphite plates are advantageously further mechanically stabilized. In this case, the clamping plate may comprise a mechanically stable material, for example aluminum. Furthermore, the mechanically stable material should be chemically resistant to the phase change material.
Vorzugsweise ist in jedem Endbereich der Führungsvorrichtung eine Spannplatte angeordnet. Dadurch wird vorteilhafterweise eine mechanische Verspannung der Graphitplatten sowie des zwischen den Graphitplatten angeordneten Phasenwechselmaterials ermöglicht. Die Graphitplatten sowie das Phasenwechselmaterial werden hierdurch weiter mechanisch stabilisiert und zusammengehalten. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch die mechanische Verspannung der Füllfaktor des Latentwärmespeichers vergrößert werden kann. Preferably, a clamping plate is arranged in each end region of the guide device. As a result, a mechanical tensioning of the graphite plates and the phase change material arranged between the graphite plates is advantageously made possible. The graphite plates and the phase change material are thereby further mechanically stabilized and held together. Another advantage is that can be increased by the mechanical strain of the fill factor of the latent heat storage.
Bevorzugt weist die Spannplatte eine Aussparung oder eine Bohrung auf, durch welches sich die Führungsvorrichtung erstreckt. Preferably, the clamping plate has a recess or a bore through which the guide device extends.
Dadurch kann vorteilhafterweise die Spannplatte auf die Führungsvorrichtung aufgesteckt werden. Mit anderen Worten ergibt sich ein geschichteter oder gestapelter Aufbau des Latentwärmespeichers, bei dem bevorzugt erst eine Spannplatte, dann anschließend wenigstens zwei Graphitplatten und eine weitere Spannplatte auf die Führungsvorrichtung aufgesteckt werden. Im Zwischenraum zwischen den zwei aufgesteckten Graphitplatten ist wiederum das Phasenwechselmaterial angeordnet. Vorteilhafterweise wird dadurch eine mechanische Stabilisierung der Graphitplatten sowie des Phasenwechselmaterials ermöglicht. As a result, advantageously, the clamping plate can be attached to the guide device. In other words, results in a layered or stacked structure of the latent heat storage, in which preferably first a clamping plate, then subsequently at least two graphite plates and another clamping plate are attached to the guide device. In the space between the two plugged graphite plates turn the phase change material is arranged. Advantageously, this enables mechanical stabilization of the graphite plates and the phase change material.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Phasenwechselmaterial in eine fluiddichte Ummantelung eingebettet. In a further advantageous embodiment of the invention, the phase change material is embedded in a fluid-tight sheath.
Dadurch wird vorteilhafterweise ein Auslaufen von verflüssigten Phasenwechselmaterial verhindert. As a result, leakage of liquefied phase change material is advantageously prevented.
Weiterhin ist eine fluiddichte Verkapselung des Phasenwechselmaterials vorstellbar. Dadurch wird ein Auslaufen des Phasenwechselmaterials, beispielsweise aus dem Zwischenraum und/oder aus den Graphitplatten, verhindert. Vorzugsweise erfolgt die Verkapselung mittels eines Metallgehäuses, wobei die Spannplatten einen axialen Abschluss des Metallgehäuses ausbilden. Hierbei kann das Metallgehäuse Aluminium umfassen und thermisch und/oder chemisch gegenüber dem Phasenwechselmaterial beständig sein. Die Verkapselung kann stoffschlüssig mittels eines Schweißverfahrens, welches Kunststofffolien umfasst, mittels Vergießens in einem Vergussmaterial und/oder mittels Lackierung erfolgen. Furthermore, a fluid-tight encapsulation of the phase change material is conceivable. This prevents leakage of the phase change material, for example from the intermediate space and / or from the graphite plates. Preferably, the encapsulation is effected by means of a metal housing, wherein the clamping plates form an axial end of the metal housing. Here, the metal housing may comprise aluminum and be thermally and / or chemically resistant to the phase change material. The encapsulation can take place cohesively by means of a welding process, which comprises plastic films, by means of potting in a potting material and / or by means of painting.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Graphitplatten wenigstens teilweise porös. According to a particularly preferred embodiment of the invention, the graphite plates are at least partially porous.
Dadurch wird vorteilhafterweise ein thermisch besonders effizienter Latentwärmespeicher mit einer besonders hohen internen Wärmeleitfähigkeit ermöglicht. Insbesondere für eine kurzfristige und/oder zyklische Speicherung von thermischer Energie ist der Latentwärmespeicher von Vorteil. As a result, a thermally particularly efficient latent heat accumulator with a particularly high internal thermal conductivity is advantageously made possible. In particular, for a short-term and / or cyclic storage of thermal energy of the latent heat storage is advantageous.
Besonders bevorzugt umfassen die porösen oder schaumartigen Graphitplatten das Phasenwechselmaterial. Durch die poröse Struktur der Graphitplatten kann das Phasenwechselmaterial innerhalb der Graphitplatten, das heißt in Hohlräumen, die durch die Porosität der Graphitplatten ausgebildet werden, angeordnet werden. Die Porosität der Graphitplatten liegt bevorzugt im Bereich von 10 % bis 90 %, besonders bevorzugt im Bereich von 10 % bis 75 %. Most preferably, the porous or foamy graphite plates comprise the phase change material. Due to the porous structure of the graphite plates, the phase change material within the graphite plates, that is, in cavities formed by the porosity of the graphite plates can be arranged. The porosity of the graphite plates is preferably in the range of 10% to 90%, more preferably in the range of 10% to 75%.
Bevorzugt wird das Phasenwechselmaterial mittels eines Vakuuminfiltrationsverfahrens in den Zwischenraum und/oder in poröse Graphitplatten eingebracht. Preferably, the phase change material is introduced by means of a vacuum infiltration process in the gap and / or in porous graphite plates.
Insbesondere bei der Verwendung von porösen Graphitplatten ist das Vakuuminfiltrationsverfahrens von Vorteil, da das Phasenwechselmaterial durch die Befüllung mittels des Vakuuminfiltrationsverfahrens in die Hohlräume der Graphitplatten, welche Hohlräume durch die Porosität der Graphitplatten vorhanden sind, eindringt und diese annähernd vollständig ausfüllt. Dadurch wird eine vorteilhafte und thermisch optimierte Verbindung zwischen dem Phasenwechselmaterial und den porösen Graphitplatten ermöglicht. In particular, when using porous graphite plates, the vacuum infiltration process is advantageous because the phase change material by the filling by means of the Vakuuminfiltrationsverfahrens penetrates into the cavities of the graphite plates, which cavities are present by the porosity of the graphite plates, and this almost completely fills. As a result, an advantageous and thermally optimized connection between the phase change material and the porous graphite plates is made possible.
Vorteilhafterweise wird weiterhin die Kontaktfläche zwischen den Graphitplatten und dem Phasenwechselmaterial erhöht, wodurch die gleichmäßige Verteilung der Wärme auf das Phasenwechselmaterial verbessert wird. Somit wird vorteilhafterweise die interne Wärmeleitfähigkeit des Latentwärmespeichers erhöht und weiter verbessert. Advantageously, the contact area between the graphite plates and the phase change material is further increased, whereby the uniform distribution of the heat is improved on the phase change material. Thus, advantageously, the internal thermal conductivity of the latent heat storage is increased and further improved.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen schematisiert: Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the embodiments described below and with reference to the drawings. Shown schematically:
Gleichartige oder äquivalente Elemente können in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Similar or equivalent elements may be provided with the same reference numerals in the figures.
Der Latentwärmespeicher
Bezogen auf die Längsachse
Als axialer Abschluss des Latentwärmespeichers
Die Führungsvorrichtung
Die Graphitplatten
In
Die Graphitplatte
In
Die beim Stanzen der Graphitplatten
Vorteilhafterweise können die Stanzgrate
Die Stanzgrate
In
Die Graphitplatte
Durch jede Bohrung
Durch vier Öffnungen der Graphitplatte
In
Die Graphitplatten
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt oder andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, or other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
Claims (16)
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