DE102017002126A1

DE102017002126A1 - Device for the storage of heat

Info

Publication number: DE102017002126A1
Application number: DE102017002126.0A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-03-08
Filing date: 2017-03-08
Publication date: 2018-09-13
Anticipated expiration: 2037-03-09
Also published as: DE102017002126B4

Abstract

Bei einer Vorrichtung für die Speicherung und Abgabe von Wärme, mit einem mit einem Speichermedium gefüllten Behälter, ist das Speichermedium ein Flüssigsalz oder Flüssigsalzgemisch, weist der Behälter (2) eine Wärme abstrahlende Fläche (6) auf, ist der Behälter (2) im Übrigen wärmeisoliert und sind in dem Behälter (2) Aufnahmen (8) für die Aufnahme von Heizpatronen (3-4) ausgebildet.In a device for storing and releasing heat, with a container filled with a storage medium, the storage medium is a liquid salt or molten salt mixture, the container (2) has a heat radiating surface (6), the container (2) is otherwise thermally insulated and in the container (2) receptacles (8) for receiving heating cartridges (3-4) are formed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Speicherung und Abgabe von Wärme, mit einem mit einem Speichermedium gefüllten Behälter.The invention relates to a device for the storage and release of heat, with a container filled with a storage medium.

Wärmespeicher sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt und bewährt. An die verschiedensten Verwendungszwecke angepasst sind Wärmespeicher von der Größe eines Tennisballs, beispielsweise für das Warmhalten der Hände, bis hin zu gebäudegroßen Wärmespeichern z.B. in Heizkraftwerken bekannt. Darüber hinaus finden verschiedenste Materialien als Speichermedium Verwendung, beispielsweise Wasser wie bei den bekannten Ruths-Speichern oder alternativ auch diverse Schüttgüter.Heat storage are known and proven in various embodiments. Adapted for a variety of uses are heat storage the size of a tennis ball, for example, for keeping hands warm, to building-sized heat storage, for. known in heating plants. In addition, various materials are used as a storage medium, for example, water as in the known Ruths stores or alternatively also various bulk materials.

Die Erfindung macht es sich zur Aufgabe, ein Konzept für einen Wärmespeicher zur Verfügung zu stellen, das sehr vielfältig sowohl im privaten als auch im industriellen Bereich einsetzbar ist.The invention makes it its mission to provide a concept for a heat storage available that can be used very diverse both in the private and in the industrial sector.

Gelöst wird diese technische Problematik durch eine Vorrichtung für die Speicherung und Abgabe von Wärme, mit einem mit einem Speichermedium gefüllten Behälter gemäß des Anspruchs 1 durch die Maßnahmen, dass das Speichermedium ein Flüssigsalz oder Flüssigsalzgemisch ist, dass der Behälter eine Wärme abstrahlende Fläche aufweist, dass der Behälter im Übrigen wärmeisoliert ist und dass in dem Behälter Aufnahmen für die Aufnahme von Heizpatronen ausgebildet sind.This technical problem is solved by a device for the storage and release of heat, with a container filled with a storage medium according to claim 1 by the measures that the storage medium is a liquid salt or liquid salt mixture, that the container has a heat radiating surface that the container is otherwise thermally insulated and in that receptacles for receiving heating cartridges are formed in the container.

Die Vorrichtung nach der Erfindung weist eine Vielzahl von Vorteilen auf. So sind Flüssigsalze und Gemische grundsätzlich von hoher Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität. So weist eine Natriumnitrid und Kaliumnitrid-Mischung im Verhältnis 60:40 eine spezifische Wärmekapazität von 1,53J/kg K auf.The device according to the invention has a number of advantages. Thus, liquid salts and mixtures are basically of high thermal conductivity and heat capacity. For example, a 60:40 sodium nitride and potassium nitride mixture has a specific heat capacity of 1.53J / kgK.

Aber auch eine Vielzahl weiterer Salze bzw. Salzmischungen sind als Wärmespeicher geeignet. Infolgedessen kann durch eine Auswahl von Flüssigsalz bzw. Mischungen mit geeigneten Schmelztemperaturen die Arbeitstemperatur der Vorrichtung nach der Erfindung in optimaler Weise an den Verwendungszweck angepasst werden, beispielsweise bei einem Salzbadhärten bei Temperaturen von 1300°C, bei einem Warmbad in der Härterei bei 540°C, bei solarthermischen Kraftwerken bei ca. 250°C bis 350°C oder bei solarthermischen Kraftwerken bei 550°C.But a variety of other salts or salt mixtures are suitable as heat storage. As a result, by selecting a liquid salt or mixtures with suitable melting temperatures, the working temperature of the device according to the invention can be optimally adapted to the intended use, for example salt bath hardening at temperatures of 1300 ° C, for a hot bath in the hardening shop at 540 ° C , for solar thermal power plants at approx. 250 ° C to 350 ° C or for solar thermal power plants at 550 ° C.

Der Behälter für das Speichermedium weist eine Wärme abstrahlende Fläche auf, deren Gestalt regelmäßig durch den Verwendungszweck bestimmt sein wird. So können beispielsweise Rippen vorgesehen sein, wenn die Vorrichtung als insbesondere transportable Heizung beispielsweise auch im privaten Wohnbereich Verwendung findet.The container for the storage medium has a heat radiating surface, the shape of which will be determined regularly by the intended use. For example, ribs may be provided when the device is used as a particularly portable heating, for example, in private residential use.

Insbesondere bei einer Verwendung der Vorrichtung in industriellen Fertigungsprozessen wird häufig eine ebene Fläche ausgebildet sein, bspw. durch eine Platte aus einem sehr gut wärmeleitenden Material, beispielsweise eine Kupferplatte.In particular, when using the device in industrial manufacturing processes, a flat surface will often be formed, for example. By a plate of a very good heat conducting material, such as a copper plate.

Eine solche Vorrichtung kann in vielen Fällen einen Ofen in einem Fertigungsprozess ersetzen.Such a device can in many cases replace a furnace in a manufacturing process.

In dem Behälter sind weiter Aufnahmen für Heizpatronen ausgebildet. Es stellt damit die Vorrichtung nach der Erfindung ein in sich geschlossenes System dar. Ein Austausch von Speichermedien findet nicht statt. Vielmehr erfolgt lediglich ein Aufheizen des Speichermediums durch die eingebrachten Heizpatronen und hält die Vorrichtung dann bis zu 8 Stunden die gewünschte Temperatur.In the container further recordings for heating cartridges are formed. It thus represents the device according to the invention is a self-contained system. An exchange of storage media does not take place. Rather, only a heating of the storage medium by the introduced cartridge heaters and then holds the device up to 8 hours the desired temperature.

Der Behälter ist vorzugsweise aus einem Edelstahl gefertigt und von rechteckiger Gestalt. Edelstähle sind durchaus auch für die hohen Temperaturen geeignet und gegenüber den Flüssigsalzen weitgehend beständig.The container is preferably made of a stainless steel and of rectangular shape. Stainless steels are also suitable for the high temperatures and largely resistant to the liquid salts.

In konstruktiver Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Heizpatronen stabförmig ausgebildet sind und dass die Heizpatronen einen Flansch für ein Verschrauben mit dem Behälter aufweisen. Abhängig von der Ausgestaltung der Heizpatronen, elektrisch und/oder gasbetrieben, sind die Aufnahmen ausgestaltet. Bei einer elektrisch betriebenen Heizpatrone wird die Aufnahme passgenau ausgebildet sein, um eine effiziente Wärmeübertragung zu ermöglichen. Findet ein Gasbrenner Verwendung, so wird die Aufnahme hieran entsprechend angepasst sein.In a constructive embodiment, it is provided that the heating cartridges are rod-shaped and that the heating cartridges have a flange for screwing with the container. Depending on the design of the heating cartridges, electrically and / or gas-powered, the recordings are designed. In the case of an electrically operated heating cartridge, the receptacle will be formed with a precise fit in order to enable efficient heat transfer. If a gas burner is used, the intake will be adjusted accordingly.

Die Anzahl und die Anordnung der Aufnahmen mit den Heizpatronen in dem Behälter ist wenig kritisch. Sie sollte derart sein, dass eine gleichmäßige Erwärmung des Flüssigsalzes bzw. eines Flüssigsalzgemischs auf den gewünschten Temperaturbereich erfolgen kann.The number and arrangement of recordings with the heating cartridges in the container is not very critical. It should be such that a uniform heating of the liquid salt or a liquid salt mixture can be carried out to the desired temperature range.

Ist insbesondere die Verwendung der Vorrichtung nach der Erfindung in einem Fertigungsprozess angedacht, kann weiter der Behälter mit Aussteifungen senkrecht zu der Wärme abstrahlenden Fläche versehen sein. Eine solche Vorrichtung kann in einer Fertigungsstraße dann als Stempel einer Presse formgebend für ein Werkstück Verwendung finden, beispielsweise bei einer Warmumformung.In particular, if the use of the device according to the invention in a manufacturing process is considered, the container may further be provided with stiffeners perpendicular to the heat radiating surface. Such a device can then be used in a production line as a stamp of a press forming a workpiece, for example, in a hot forming.

Die Wärmekapazität bei einer solchen Fertigung kann durch die Maßnahme erhöht werden, wenn die Anordnungen wenigstens zweier Vorrichtungen derart ist, dass die Wärme abstrahlenden Flächen aufeinander zu weisen.The heat capacity in such a production can be increased by the measure, if the arrangements of at least two devices is such that the heat radiating surfaces face each other.

Zweckmäßigerweise wird dann der Abstand zwischen den Wärme abstrahlenden Flächen auch einstellbar sein. Conveniently, the distance between the heat radiating surfaces will then be adjustable.

Das Wesen der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, in der lediglich Ausführungsbeispiele und ihre Verwendung schematisch und nicht maßstabsgerecht dargestellt sind. In der Zeichnung zeigt:

1: eine Frontansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung,
2: eine Seitenansicht,
3: die Einbindung einer Vorrichtung in eine Fertigungsstraße und
4: die Anordnung zweier Vorrichtungen.

The essence of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing, in which only embodiments and their use are shown schematically and not to scale. In the drawing shows:

1 : a front view of a device according to the invention,
2 a side view,
3 : the integration of a device into a production line and
4 : the arrangement of two devices.

1 zeigt eine Vorrichtung 1 für die Speicherung und Abgabe von Wärme in einer Frontansicht mit einem Behälter 2 aus einem Edelstahl. Der Behälter 2 ist bei dem Ausführungsbeispiel rechteckig und nimmt neben einem Flüssigsalz oder Flüssigsalzgemisch als Speichermedium für die Wärme hier drei Heizpatronen 3-5 auf. Oberseitig weist der Behälter 2 eine Wärme abstrahlende Fläche 6 auf, ausgebildet durch eine Platte 7 aus einem gut wärmeleitenden Material, beispielsweise eine Kupferplatte, die hier eben gestaltet ist. 1 shows a device 1 for storing and releasing heat in a front view with a container 2 from a stainless steel. The container 2 is rectangular in the embodiment and takes in addition to a liquid salt or molten salt mixture as a storage medium for the heat here three cartridges 3 - 5 on. Upper side, the container 2 a heat radiating surface 6 on, trained by a plate 7 from a good heat-conducting material, such as a copper plate, which is just designed here.

Im Übrigen ist der Behälter 2 wärmeisoliert, in der Zeichnung nicht dargestellt.Incidentally, the container 2 thermally insulated, not shown in the drawing.

Sind die Heizpatronen 3-5 elektrisch betrieben, so werden die Heizpatronen 3-5 möglichst passgenau in Aufnahmen 8 für einen guten Wärmeübergang von den Heizpatronen 3-5 auf das Speichermedium gehalten sein. Festgelegt werden die Heizpatronen 3-5 an dem Behälter 2 durch verschraubte Flansche 9-11.Are the heating cartridges 3 - 5 electrically operated, so are the heating cartridges 3 - 5 as accurate as possible in recordings 8th for a good heat transfer from the heating cartridges 3 - 5 be held on the storage medium. The heating cartridges are fixed 3 - 5 on the container 2 through bolted flanges 9 - 11 ,

Wird die Vorrichtung 1 nach der Erfindung in der Fertigung verwendet, beispielsweise im Rahmen der Warmumformung, kann die Platte 7 formgebend für ein Werkstück ausgebildet sein. Ist weiter daran gedacht, die Vorrichtung 1 als Stempel einer Presse oder dergleichen zu verwenden, werden zwischen der Platte 6 und dem Boden 12 des Behälters 2 Aussteifungen noch vorgesehen sein, in der Zeichnung nicht dargestellt.Will the device 1 used according to the invention in manufacturing, for example in the context of hot forming, the plate 7 be formed forming a workpiece. Is further thought of the device 1 to use as a punch of a press or the like are placed between the plate 6 and the floor 12 of the container 2 Stiffeners still be provided, not shown in the drawing.

3 zeigt die Vorrichtung 14 eingebunden in eine Fertigungsstraße 15. Auf einem Förderzeug 16, beispielhaft hier eine Rollenbahn, erfolgt die Zuführung von zu bearbeitenden, weiter nicht dargestellten Werkstücken. Die Bearbeitung erfolgt in einem geschlossenen Gehäuse 17. Dort wird zunächst das Werkstück unter der Vorrichtung 14 unter der Wärme abstrahlenden Platte 21 erwärmt. Zweckmäßigerweise ist hierzu die Vorrichtung 14 über der Rollenbahn 18 gemäß des Doppelpfeils höhenstellbar. 3 shows the device 14 integrated into a production line 15 , On a truck 16 , here by way of example a roller conveyor, the supply of workpieces to be machined, not shown further takes place. The processing takes place in a closed housing 17 , There, first, the workpiece is under the device 14 under the heat radiating plate 21 heated. Appropriately, this is the device 14 above the roller conveyor 18 height adjustable according to the double arrow.

Eine weitere Bearbeitung erfolgt unter einem nicht weiter dargestellten Bearbeitungszentrum 19. Mit Verlassen des Gehäuses 17 wird dann ein bearbeitetes Werkstück auf der angedeuteten weiteren Rollenbahn 20 abgeführt.Further processing takes place under a machining center, not shown 19 , With leaving the case 17 Then, a machined workpiece on the indicated further roller conveyor 20 dissipated.

3 zeigt eine weitere Möglichkeit der Einbindung von zwei Vorrichtungen 25,26 in einen Fertigungsprozess. Dabei weisen die Wärme abstrahlenden Flächen 27,28 der Platten 29,30 der Vorrichtungen 25,26 aufeinander zu. Durch ein Stellen des Abstandes zwischen den beiden Vorrichtungen 25,26 gemäß des Doppelpfeils kann ein zwischen den Vorrichtungen 25,26 befindliches Werkstück erhitzt oder geformt werden. 3 shows a further possibility of incorporating two devices 25,26 in a manufacturing process. In this case, the heat radiating surfaces 27,28 of the plates 29,30 of the devices 25,26 toward each other. By placing the distance between the two devices 25, 26 according to the double arrow, a workpiece located between the devices 25, 26 can be heated or formed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1.1.: Vorrichtungcontraption
2.Second: Behältercontainer
3.Third: HeizpatroneCartridge Heater
4.4th: HeizpatroneCartridge Heater
5.5th: HeizpatroneCartridge Heater
6.6th: Flächearea
7.7th: Platteplate
8.8th.: Aufnahmeadmission
9.9th: Flanschflange
10.10th: Flanschflange
11.11th: Flanschflange
12.12th: Bodenground
13.13th
14.14th: Vorrichtungcontraption
15.15th: Fertigungsstraßeproduction line
16.16th: Förderzeugtruck
17.17th: Gehäusecasing
18.18th: Rollenbahnroller conveyor
19.19th: Bearbeitungszentrummachining center
20.20th: Rollenbahnroller conveyor
21.21st: Platteplate
22.22nd
23.23rd
24.24th
25.25th: Vorrichtungcontraption
26.26th: Vorrichtungcontraption
27.27th: Flächearea
28.28th: Flächearea
29.29th: Platteplate
30.30th: Platteplate

Claims

Device for the storage and release of heat, comprising a container filled with a storage medium, characterized in that the storage medium is a liquid salt or liquid salt mixture, that the container (2) has a heat radiating surface (6) that the container (2) otherwise thermally insulated and that in the container (2) receptacles (8) for receiving heating cartridges (3-4) are formed.

Device after Claim 1 , characterized in that the container (2) is made of a stainless steel.

Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the heating cartridges (3-5) are rod-shaped and that the heating cartridges (3-4) each have a flange (9-11) for screwing to the container (2) ,

Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the heating cartridges are electrically and / or gas-operated,

Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the heat radiating surface (6) by a plate (7) is formed.

Device after Claim 5 , characterized in that the plate is formed shaping.

Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the container is provided with stiffeners perpendicular to the heat radiating surface.

Device according to one or more of the preceding claims, characterized by its use in a production line (15).

At least two devices according to one or more of the preceding claims, characterized by their arrangement in which the heat radiating surfaces (27,28) face each other.

Devices after Claim 9 , characterized in that the distance of the surfaces (27,28) is adjustable to each other.