DE102017007733A1 - Use of a wound heat exchanger as latent heat storage - Google Patents

Use of a wound heat exchanger as latent heat storage Download PDF

Info

Publication number
DE102017007733A1
DE102017007733A1 DE102017007733.9A DE102017007733A DE102017007733A1 DE 102017007733 A1 DE102017007733 A1 DE 102017007733A1 DE 102017007733 A DE102017007733 A DE 102017007733A DE 102017007733 A1 DE102017007733 A1 DE 102017007733A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
salt compound
tube
heat transfer
heat
heat exchanger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102017007733.9A
Other languages
German (de)
Inventor
Manfred Schönberger
Hubert Lachenwitzer
Markus Weikl
Christoph Stiller
Stefan Hübner
Josef Fleckinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Priority to DE102017007733.9A priority Critical patent/DE102017007733A1/en
Publication of DE102017007733A1 publication Critical patent/DE102017007733A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/02Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
    • F28D7/024Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled the conduits of only one medium being helically coiled tubes, the coils having a cylindrical configuration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • F28D20/021Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat the latent heat storage material and the heat-exchanging means being enclosed in one container
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/0034Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material
    • F28D2020/0047Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material using molten salts or liquid metals
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur indirekten Wärmeübertragung zwischen einer schmelzbaren Salzverbindung (S) und zumindest einem Wärmetransferfluid (W), wobei die Salzverbindung (S) in einem Mantelraum (6) eines gewickelten Wärmeübertragers (1) gespeichert wird, wobei der Mantelraum (6) von einem Mantel (5) des Wärmeübertragers (1) umgeben ist, wobei der Wärmeübertrager (1) eine Mehrzahl an Rohren (30) aufweist, die jeweils schraubenlinienförmig auf ein Kernrohr (300) des Wärmeübertragers (1) gewickelt sind, das sich im Mantelraum (6) entlang einer Längsachse (z) des Mantels (5) erstreckt, so dass die Rohre (30) ein Rohrbündel (3) des Wärmeübertragers (1) bilden, das mehrere in radialer Richtung (R) übereinanderliegende Rohrlagen (4) aufweist, wobei das mindestens eine Wärmetransferfluid (F) im Rohrbündel (3) geführt wird, und wobei indirekt Wärme zwischen dem mindestens einen Wärmetransferfluid (F) und der Salzverbindung übertragen (S) wird. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Latentwärmespeicher 1.The invention relates to a method for the indirect heat transfer between a fusible salt compound (S) and at least one heat transfer fluid (W), wherein the salt compound (S) is stored in a jacket space (6) of a wound heat exchanger (1), wherein the jacket space (6) is surrounded by a jacket (5) of the heat exchanger (1), wherein the heat exchanger (1) comprises a plurality of tubes (30), each helically wound on a core tube (300) of the heat exchanger (1), which is in the shell space (6) along a longitudinal axis (z) of the jacket (5) extends, so that the tubes (30) form a tube bundle (3) of the heat exchanger (1) having a plurality in the radial direction (R) superposed tube layers (4), wherein the at least one heat transfer fluid (F) is guided in the tube bundle (3), and wherein heat is transferred indirectly (S) between the at least one heat transfer fluid (F) and the salt compound. Furthermore, the invention relates to a latent heat storage. 1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur indirekten Wärmeübertragung zwischen einer schmelzbaren Salzverbindung und einem Wärmetransfermedium sowie einen Latentwärmespeicher.The invention relates to a method for indirect heat transfer between a fusible salt compound and a heat transfer medium and a latent heat storage.

Latentwärmespeicher für Salzschmelzen, mit denen Verfahren der vorgenannten Art durchführbar sind, basieren in der Regel auf Rohrregistern mit radial oder axial berippten Rohren, wobei die Rippen z.B. aus Aluminium gefertigt sind und die Rohre aus C-Stahl. Kleine Wärmeleitstrukturen werden hierbei sehr schnell durch festes Salz bedeckt und sind anschließend wirkungslos, größere Wärmeleitstrukturen sind vergleichsweise kostspielig und schwierig zu verarbeiten.Latent heat storage for molten salts, with which methods of the aforementioned type are feasible, are usually based on tube registers with radially or axially finned tubes, the ribs are e.g. made of aluminum and the tubes are made of carbon steel. Small Wärmeleitstrukturen are very quickly covered by solid salt and are then ineffective, larger Wärmeleitstrukturen are relatively expensive and difficult to work.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur indirekten Wärmeübertragung zwischen einer schmelzbaren Salzverbindung und zumindest einem Wärmetransfermedium sowie einen Latentwärmespeicher bereitzustellen, und zwar insbesondere bei gleichzeitig niedrigen spezifischen Kosten für heizflächendurchzogenes Volumen.On this basis, the present invention is therefore based on the object to provide a method for indirect heat transfer between a fusible salt compound and at least one heat transfer medium and a latent heat storage, and in particular at the same low specific cost of Heizzanzendurchzogenes volume.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch einen Latentwärmespeicher mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.This object is achieved by a method having the features of claim 1 and by a latent heat accumulator having the features of claim 10.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den entsprechenden Unteransprüchen angegeben und werden nachfolgend beschrieben.Advantageous embodiments of the invention are specified in the corresponding subclaims and are described below.

Gemäß Anspruch 1 ist danach ein Verfahren zur indirekten Wärmeübertragung zwischen einer schmelzbaren Salzverbindung und zumindest einem Wärmetransfermedium vorgesehen, wobei die Salzverbindung in einem Mantelraum eines gewickelten Wärmeübertragers gespeichert wird, der von einem Mantel des Wärmeübertragers umgeben ist, wobei der Wärmeübertrager eine Mehrzahl an Rohren aufweist, die jeweils schraubenförmig auf ein Kernrohr gewickelt sind, das sich im Mantelraum entlang einer Längsachse des Mantels erstreckt, so dass die Rohre ein Rohrbündel des Wärmeübertragers bilden, das mehrere in radialer Richtung übereinanderliegende Rohrlagen aufweist, wobei insbesondere die Last des Rohrbündels über das Kernrohr abgetragen wird, wobei das mindestens eine Wärmetransfermedium im Rohrbündel geführt wird, und wobei indirekt Wärme zwischen dem mindestens einen Wärmetransfermedium und der Salzverbindung übertragen wird.According to claim 1 thereafter, a method for indirect heat transfer between a fusible salt compound and at least one heat transfer medium is provided, wherein the salt compound is stored in a shell space of a wound heat exchanger, which is surrounded by a jacket of the heat exchanger, wherein the heat exchanger has a plurality of tubes, each helically wound on a core tube extending in the shell space along a longitudinal axis of the shell, so that the tubes form a tube bundle of the heat exchanger having a plurality of superimposed in the radial direction pipe layers, in particular the load of the tube bundle is removed via the core tube wherein the at least one heat transfer medium is guided in the tube bundle, and wherein heat is transferred indirectly between the at least one heat transfer medium and the salt compound.

Durch den Einsatz eines gewickelten Wärmeübertragers in dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. als Latentwärmespeicher ist mit Vorteil die Möglichkeit sehr langer Rohre gegeben, da auf der Dampfseite bzw. der Seite des Wärmetransfermediums Druckverluste eine eher untergeordnete Rolle spielen. Entsprechende Abstände für die Erstarrungen der Salzverbindung können dargestellt werden. Weiterhin ist die mechanische Flexibilität eines gewickelten Wärmetauschers für Phasenübergänge in der Salzverbindung (insbesondere flüssig zu fest und umgekehrt) ausreichend.Through the use of a wound heat exchanger in the method according to the invention or as latent heat storage, the possibility of very long pipes is advantageously given, since pressure losses play a rather subordinate role on the steam side or the side of the heat transfer medium. Corresponding distances for the solidification of the salt compound can be shown. Furthermore, the mechanical flexibility of a wound heat exchanger for phase transitions in the salt compound (especially liquid too strong and vice versa) is sufficient.

Weiterhin ist insbesondere keine Wärmeleitstruktur an der Außenseite der Rohre des Rohrbündels vorgesehen.Furthermore, in particular, no heat conduction structure is provided on the outside of the tubes of the tube bundle.

Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Salzverbindung um ein sogenanntes Phasenwechselmaterial. Bei einem solchen Phasenwechselmaterial (Phase Change Material oder kurz PCM) ist die latente Schmelzwärme wesentlich größer ist als die Wärme, die das Material aufgrund seiner normalen spezifischen Wärmekapazität (ohne den Phasenumwandlungseffekt) speichern kann.Particularly preferably, the salt compound is a so-called phase change material. In such a phase change material (PCM), the latent heat of fusion is much greater than the heat that can store the material due to its normal specific heat capacity (without the phase change effect).

Mit Hilfe der Salzverbindung bzw. des Phasenwechselmaterials kann die Wärme des Wärmetransferfluids, bei dem es sich um ein beliebiges Prozessmedium bzw. Prozessstrom handeln kann, bei einer nahezu konstanten Temperatur mithilfe der latenten Wärme gespeichert bzw. wieder abgegeben werden (z.B. beim Phasenübergang flüssig-fest).With the aid of the salt compound or the phase change material, the heat of the heat transfer fluid, which may be any process medium or process stream, can be stored or released again at a virtually constant temperature by means of the latent heat (for example, in the liquid-solid phase transition ).

Entsprechend ist gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass die Salzverbindung bei der indirekten Wärmeübertragung geschmolzen wird, um Energie in der Salzverbindung zu speichern, oder dass die Salzverbindung bei der indirekten Wärmeübertragung erstarrt, um der Salzverbindung Energie zu entnehmen. Vorzugsweise handelt es sich bei der zu speichernden Energie um Solarenergie, d.h., um Energie, die zuvor z.B. mittels einer Photovoltaikanlage oder mittels Solarthermieanlage gewonnen wurde.Accordingly, according to an embodiment of the method according to the invention, it is provided that the salt compound is melted during the indirect heat transfer in order to store energy in the salt compound or that the salt compound solidifies during the indirect heat transfer in order to extract energy from the salt compound. Preferably, the energy to be stored is solar energy, that is, energy previously used e.g. was obtained by means of a photovoltaic system or solar thermal system.

Wie eingangs bereits dargelegt, ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Rohre des Rohrbündels eine im Querschnitt kreisförmig Rohrwandung aufweisen, wobei die Rohrwandung eine Außenseite des jeweiligen Rohres bildet, die die im Mantelraum befindliche Salzverbindung kontaktiert. D.h., die Rohre des Rohrbündels weisen auf ihrer Außenseite keine Wärmetransferrippen auf.As already explained, it is provided according to a preferred embodiment of the invention that the tubes of the tube bundle have a circular cross-section tube wall, wherein the tube wall forms an outer side of the respective tube, which contacts the salt compound located in the shell space. That is, the tubes of the tube bundle have no heat transfer ribs on their outside.

Weiterhin ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das Verfahren in einer Anlage zur Erzeugung von Energie aus Sonnenlicht durchgeführt wird, insbesondere um solchermaßen erzeugte Sonnenenergie in der Salzverbindung zu speichern oder um der Salzverbindung zuvor gespeicherte Sonnenenergie zu entnehmen.Furthermore, according to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the method is carried out in a system for generating energy from sunlight, in particular in order to store solar energy thus generated in the salt compound or to remove solar energy previously stored in the salt compound.

Weiterhin ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass zwischen je zwei benachbarten Rohrlagen entlang der Längsachse erstreckte Abstandshalter vorgesehen sind, die beidseitig an der jeweiligen Rohrlage anliegen. Die Abstandshalter können mit den Rohrlagen verschweißt sein. Furthermore, it is provided according to an embodiment of the invention that are provided between each two adjacent pipe layers along the longitudinal axis extending spacers which abut both sides of the respective pipe layer. The spacers can be welded to the pipe layers.

Weiterhin ist gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass die Salzverbindung eine Schmelztemperatur im Bereich von 250°C bis 600°C aufweist.Furthermore, it is provided according to an embodiment of the method according to the invention that the salt compound has a melting temperature in the range of 250 ° C to 600 ° C.

Weiterhin ist gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass die Salzverbindung eine der folgenden Salzverbindungen ist oder eine der folgenden Salzverbindungen aufweist: Natriumnitrit, Natriumchlorid, Kaliumnitrat, Lithiumnitrat, Natriumhydroxid.Furthermore, according to one embodiment of the method according to the invention, it is provided that the salt compound is one of the following salt compounds or has one of the following salt compounds: sodium nitrite, sodium chloride, potassium nitrate, lithium nitrate, sodium hydroxide.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Latentwärmespeicher gemäß Anspruch 10, der insbesondere zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen ist und insbesondere entsprechend der oben bereits beschriebenen Merkmale weiter ausgestaltet werden kann.A further aspect of the present invention relates to a latent heat accumulator according to claim 10, which is provided in particular for use in the method according to the invention and in particular according to the features already described above can be further configured.

Gemäß Anspruch 10 wird ein Latentwärmespeicher offenbart, aufweisend eine schmelzbare Salzverbindung, die in einem Mantelraum des Latentwärmespeichers gespeichert ist, wobei der Mantelraum von einem Mantel des Latentwärmespeichers umgeben ist, wobei der Latentwärmespeicher eine Mehrzahl an Rohren aufweist, die jeweils schraubenförmig auf ein Kernrohr gewickelt sind, das sich im Mantelraum entlang einer Längsachse des Mantels erstreckt, so dass die Rohre ein Rohrbündel zum Führen eines Wärmetransferfluids bilden, derart, dass indirekt Wärme zwischen dem Wärmetransferfluid und der Salzverbindung übertragbar ist, und wobei das Rohrbündel mehrere in radialer Richtung übereinanderliegende Rohrlagen aufweist, wobei insbesondere die Last des Rohrbündels über das Kernrohr oder über Stege abgetragen wird, die oben aufgehängt sind.According to claim 10, a latent heat storage is disclosed, comprising a fusible salt compound, which is stored in a shell space of the latent heat storage, wherein the jacket space is surrounded by a shell of the latent heat storage, wherein the latent heat storage having a plurality of tubes, which are each helically wound on a core tube extending in the shell space along a longitudinal axis of the shell so that the tubes form a tube bundle for conducting a heat transfer fluid such that heat is indirectly transferable between the heat transfer fluid and the salt compound, and wherein the tube bundle has a plurality of tube layers superimposed in the radial direction, wherein in particular the load of the tube bundle is removed via the core tube or via webs which are suspended at the top.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen durch die nachfolgende Figurenbeschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren erläutert werden. Es zeigt:

  • 1 einen erfindungsgemäßen Latentwärmespeicher in Form eines gewickelten Wärmeübertragers, der eine schmelzbare Salzverbindung zum Speichern von Energie, insbesondere Sonnenenergie aufweist.
Further details and advantages of the invention will be explained by the following description of an embodiment with reference to the figures. It shows:
  • 1 a latent heat accumulator according to the invention in the form of a wound heat exchanger, which has a fusible salt compound for storing energy, in particular solar energy.

Die 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Latentwärmespeicher 1 bzw. das erfindungsgemäße Verfahren anhand des Latentwärmespeichers 1. Der Latentwärmespeicher 1 wird erfindungsgemäß durch einen gewickelten Wärmeübertrager 1 gebildet, der einen Mantel 5 aufweist, der einen Mantelraum 6 umgibt, der mit einer schmelzbaren Salzverbindung S gefüllt ist, die ein Rohrbündel 3 des Wärmeübertragers umgibt. Bei der Salzverbindung handelt es sich insbesondere um ein Phasenwechselmaterial (siehe oben).The 1 shows a latent heat storage according to the invention 1 or the inventive method based on the latent heat storage 1 , The latent heat storage 1 is inventively by a wound heat exchanger 1 formed a coat 5 having a jacket space 6 surrounding with a meltable salt compound S is filled, which is a tube bundle 3 surrounds the heat exchanger. The salt compound is in particular a phase change material (see above).

Das Rohrbündel 3 ist beispielhaft in der 1 in einer perspektivischen sowie teilweise geschnittenen Ansicht gezeigt. Es weist dabei mehrere Rohre 30 zur Aufnahme zumindest eines Wärmetransfermediums auf (z.B. Wasser bzw. Wasserdampf) W, wobei die Rohre 30 jeweils helikal, d.h., schraubenlinienförmig, auf ein Kernrohr 300 des Wärmeübertragers 1 gewickelt sind, das sich entlang einer Längsachse z im Mantelraum 6 erstreckt (insbesondere koaxial zum Mantel 5), so dass das Rohrbündel 3 mehrere Rohrlagen 4 aufweist, die in einer radialen Richtung R des Rohrbündels 3 übereinander angeordnet sind. Die jeweilige radiale Richtung R steht dabei senkrecht auf der Längsachse z bzw. dem Kernrohr 300 und weist von dieser weg bzw. nach außen.The tube bundle 3 is exemplary in the 1 shown in a perspective and partially sectioned view. It has several tubes 30 for receiving at least one heat transfer medium (eg water or water vapor) W , where the pipes 30 each helical, ie, helical, on a core tube 300 of the heat exchanger 1 are wound along a longitudinal axis z in the mantle room 6 extends (in particular coaxially to the jacket 5 ), so that the tube bundle 3 several pipe layers 4 which is in a radial direction R of the tube bundle 3 are arranged one above the other. The respective radial direction R stands perpendicular to the longitudinal axis z or the core tube 300 and points away from it or to the outside.

Gemäß 1 ist das Rohrbündel 3 von dem insbesondere zylindrisch ausgeformten Mantel 5 umgeben, der den Mantelraum 6 begrenzt, in dem das Rohrbündel 3 zusammen mit dem Kernrohr 300 angeordnet ist.According to 1 is the tube bundle 3 from the particular cylindrical shaped jacket 5 Surrounded by the mantle room 6 limited, in which the tube bundle 3 together with the core tube 300 is arranged.

In den Mantelraum 6 ist zum Beispiel über Stutzen 52, 53 die Salzverbindung (z.B. in Form einer Salzschmelze) einleitbar bzw. ggf. aus dem Mantelraum 6 abziehbar.In the mantle room 6 is for example via neck 52 . 53 the salt compound (eg in the form of a molten salt) can be introduced or possibly from the shell space 6 removable.

Das mindestens eine Wärmetransfermedium W wird über zumindest einen Stutzen 50, der z.B. am Kopf des Wärmeübertragers 1 vorgesehen ist, in das Rohrbündel 3 eingeleitet, und über zumindest einen Stutzen 51, der z.B. an einem unteren Boden des Wärmeübertragers vorgesehen ist, wieder aus dem Rohrbündel 3 abgezogen. Das mindestens eine Wärmetransferfluid F und die Salzverbindung S können somit indirekt Wärme miteinander austauschen.The at least one heat transfer medium W will have at least one neck 50 , for example, at the head of the heat exchanger 1 is provided in the tube bundle 3 initiated, and at least one nozzle 51 , which is provided for example at a lower bottom of the heat exchanger, again out of the tube bundle 3 deducted. The at least one heat transfer fluid F and the salt compound S can thus indirectly exchange heat with each other.

Hierbei kann z.B. das mindestens eine Wärmetransferfluid F die sich im festen Aggregatzustand befindliche Salzverbindung S schmelzen, wobei die Salzverbindung S vergleichsweise viel Wärmeenergie (Schmelzwärme) aufnimmt. Zu einem späteren Zeitpunkt kann die Salzverbindung S bei Bedarf entladen werden, indem die Salzverbindung S durch ein entsprechend temperiertes Wärmetransfermedium F zum Erstarren gebracht wird, wobei die Salzverbindung S die zuvor aufgenommene Wärmemenge als Erstarrungswärme wieder an das im jeweiligen Rohr 20 geführte Fluid F abgibt, das entsprechend erwärmt wird.In this case, for example, the at least one heat transfer fluid F the salt compound in the solid state S melt, with the salt compound S comparatively much heat energy (heat of fusion) absorbs. At a later date, the salt compound S If necessary, be discharged by the salt compound S through a suitably tempered heat transfer medium F is solidified, the salt compound S the previously recorded amount of heat as solidification heat back to that in the respective tube 20 guided fluid F emits, which is heated accordingly.

Es besteht insbesondere auch die Möglichkeit, die Rohre 30 in mehrere Rohrgruppen zu unterteilen (in der 1 sind zum Beispiel drei Rohrgruppen gezeigt), die zum Beispiel auch mit unterschiedlichen Medien beschickt werden können.In particular, there is the possibility of the pipes 30 into several tube groups to divide (in the 1 For example, three tube groups are shown), which can be loaded, for example, with different media.

Wie in der 1 weiterhin dargestellt ist, sind vorzugsweise zwischen einer innersten Rohrlage des Rohrbündel 3 und dem Kernrohr 300 sowie zwischen je zwei benachbarten Rohrlagen 4 des Rohrbündels 3 eine insbesondere konstante Mehrzahl an Stegen 10 vorgesehen, wobei sich die Stege 10 jeweils entlang der Längsachse z erstrecken und in der radialen Richtung R übereinander angeordnet sind.Like in the 1 is further shown, are preferably between an innermost layer of the tube bundle 3 and the core tube 300 as well as between two adjacent pipe layers 4 of the tube bundle 3 a particular constant plurality of webs 10 provided, with the webs 10 each extend along the longitudinal axis z and in the radial direction R are arranged one above the other.

Mittels der Abstandshalter kann insbesondere der Abstand zwischen den einzelnen Rohrlagen 4 an das verwendete Phasenwechselmaterial bzw. die Salzverbindung S angepasst werden.By means of the spacers, in particular the distance between the individual pipe layers 4 to the phase change material or the salt compound used S be adjusted.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Wärmeübertrager bzw. LatentwärmespeicherHeat exchanger or latent heat storage
33
Rohrbündeltube bundle
44
Rohrlagepipe layer
55
Mantelcoat
66
Mantelraumshell space
1010
Stegweb
3030
RohreTube
50, 51, 52, 5350, 51, 52, 53
StutzenSupport
300300
Kernrohrcore tube
SS
Salzverbindung bzw. PhasenwechselmaterialSalt compound or phase change material
WW
WärmetransferfluidHeat transfer fluid
RR
Radiale RichtungRadial direction
ZZ
Längsachselongitudinal axis

Claims (10)

Verfahren zur indirekten Wärmeübertragung zwischen einer schmelzbaren Salzverbindung (S) und zumindest einem Wärmetransferfluid (W), wobei die Salzverbindung (S) in einem Mantelraum (6) eines gewickelten Wärmeübertragers (1) gespeichert wird, wobei der Mantelraum (6) von einem Mantel (5) des Wärmeübertragers (1) umgeben ist, wobei der Wärmeübertrager (1) eine Mehrzahl an Rohren (30) aufweist, die jeweils schraubenlinienförmig auf ein Kernrohr (300) des Wärmeübertragers (1) gewickelt sind, das sich im Mantelraum (6) entlang einer Längsachse (z) des Mantels (5) erstreckt, so dass die Rohre (30) ein Rohrbündel (3) des Wärmeübertragers (1) bilden, das mehrere in radialer Richtung (R) übereinanderliegende Rohrlagen (4) aufweist, wobei das mindestens eine Wärmetransferfluid (F) im Rohrbündel (3) geführt wird, und wobei indirekt Wärme zwischen dem mindestens einen Wärmetransferfluid (F) und der Salzverbindung übertragen (S) wird.Method for indirect heat transfer between a fusible salt compound (S) and at least one heat transfer fluid (W), the salt compound (S) being stored in a jacket space (6) of a wound heat exchanger (1), the jacket space (6) being covered by a jacket (6) 5) of the heat exchanger (1) is surrounded, wherein the heat exchanger (1) has a plurality of tubes (30) which are each helically wound on a core tube (300) of the heat exchanger (1) extending in the shell space (6) along a longitudinal axis (z) of the jacket (5) extends, so that the tubes (30) form a tube bundle (3) of the heat exchanger (1) having a plurality in the radial direction (R) superposed tube layers (4), wherein the at least one Heat transfer fluid (F) in the tube bundle (3) is guided, and wherein indirectly transfer heat between the at least one heat transfer fluid (F) and the salt compound (S) is. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Salzverbindung (S) ein Phasenwechselmaterial ist.Method according to Claim 1 , characterized in that the salt compound (S) is a phase change material. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Salzverbindung (S) bei der indirekten Wärmeübertragung geschmolzen wird, um Energie in der Salzverbindung (S) zu speichern, oder dass die Salzverbindung (S) bei der indirekten Wärmeübertragung erstarrt, um der Salzverbindung (S) Energie zu entnehmen.Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that the salt compound (S) is melted in the indirect heat transfer to store energy in the salt compound (S), or that the salt compound (S) solidifies in the indirect heat transfer to extract energy from the salt compound (S) , Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (30) des Rohrbündels (3) eine im Querschnitt kreisförmig Rohrwandung aufweisen, wobei die Rohrwandung eine Außenseite des jeweiligen Rohres (30) bildet, die die Salzverbindung (S) kontaktiert.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the tubes (30) of the tube bundle (3) have a circular cross-section tube wall, wherein the tube wall forms an outer side of the respective tube (30) which contacts the salt compound (S). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in einer Anlage zur Erzeugung von Energie aus Sonnenlicht durchgeführt wird, und/oder dass die gespeicherte Energie Sonnenenergie ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method is carried out in a plant for generating energy from sunlight, and / or that the stored energy is solar energy. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen benachbarten Rohrlagen (4) entlang der Längsachse (z) erstreckte Abstandshalter (10) angeordnet sind, an denen die benachbarten Rohrlagen (4) jeweils anliegen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that between adjacent pipe layers (4) along the longitudinal axis (z) extending spacers (10) are arranged, against which the adjacent pipe layers (4) respectively. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Salzverbindung (S) eine Schmelztemperatur im Bereich von 250°C bis 600°C aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the salt compound (S) has a melting temperature in the range of 250 ° C to 600 ° C. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Salzverbindung (S) eine der folgenden Salzverbindungen ist oder eine der folgenden Salzverbindungen aufweist: Natriumnitrit, Natriumchlorid, Kaliumnitrat, Lithiumnitrat, Natriumhydroxid.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the salt compound (S) is one of the following salt compounds or one of the following salt compounds: sodium nitrite, sodium chloride, potassium nitrate, lithium nitrate, sodium hydroxide. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Last des Rohrbündels (3) über das Kernrohr (300) abgetragen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the load of the tube bundle (3) over the core tube (300) is removed. Latentwärmespeicher, aufweisend eine Salzverbindung (S), die in einem Mantelraum des Latentwärmespeichers (1) gespeichert ist, wobei der Mantelraum (6) von einem Mantel (5) des Latentwärmespeichers (1) umgeben ist, wobei der Latentwärmespeicher (1) eine Mehrzahl an Rohren (30) aufweist, die jeweils schraubenlinienförmig auf ein Kernrohr (300) gewickelt sind, das sich im Mantelraum (6) entlang einer Längsachse (z) des Mantels (5) erstreckt, so dass die Rohre (30) ein Rohrbündel (3) zum Führen eines Wärmetransfermediums (W) bilden, derart, dass indirekt Wärme zwischen dem Wärmetransfermedium (W) und der Salzverbindung (S) übertragbar ist, und wobei das Rohrbündel (3) mehrere in radialer Richtung (R) übereinanderliegende Rohrlagen (4) aufweist, und wobei insbesondere die Last des Rohrbündels (3) über das Kernrohr (300) abgetragen wird.Latent heat storage, comprising a salt compound (S), which is stored in a shell space of the latent heat accumulator (1), wherein the jacket space (6) by a jacket (5) of the latent heat accumulator (1) is surrounded, wherein the Latent heat accumulator (1) has a plurality of tubes (30) each helically wound on a core tube (300) extending in the shell space (6) along a longitudinal axis (z) of the shell (5), so that the tubes ( 30) form a tube bundle (3) for guiding a heat transfer medium (W) such that heat is transferable indirectly between the heat transfer medium (W) and the salt compound (S), and wherein the tube bundle (3) has several in the radial direction (R) has superposed pipe layers (4), and wherein in particular the load of the tube bundle (3) on the core tube (300) is removed.
DE102017007733.9A 2017-08-16 2017-08-16 Use of a wound heat exchanger as latent heat storage Withdrawn DE102017007733A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017007733.9A DE102017007733A1 (en) 2017-08-16 2017-08-16 Use of a wound heat exchanger as latent heat storage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017007733.9A DE102017007733A1 (en) 2017-08-16 2017-08-16 Use of a wound heat exchanger as latent heat storage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017007733A1 true DE102017007733A1 (en) 2019-03-07

Family

ID=65363493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017007733.9A Withdrawn DE102017007733A1 (en) 2017-08-16 2017-08-16 Use of a wound heat exchanger as latent heat storage

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017007733A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2758727C2 (en) Use of a substance that remains in the water-free state and in its hydration stages in the crystalline state in gas-permeable form as a storage medium when storing or removing heat
DE2828094A1 (en) HIGH PERFORMANCE HEAT EXCHANGER
DE102008047557A1 (en) Device and system for storing thermal energy
DE102007029339A1 (en) Bimetal tube for producing chemical tube bundle system for handling highly corrosive fluid e.g. urea, in industrial plant, has tubular unit arranged circularly around section of another tubular unit proximate to end of latter tubular unit
DE2539440C3 (en) Heat exchanger with two cylindrical container jackets arranged one inside the other, which form annular spaces
DE3519438C2 (en)
DE2448832A1 (en) LIQUID METAL / WATER HEAT EXCHANGER WITH REPLACEABLE PIPE COILS
EP2314971B1 (en) Heat exchanger with energy feed-in for long-term stable and even power performance and method for same
DE102017007733A1 (en) Use of a wound heat exchanger as latent heat storage
WO2017016647A1 (en) Heat transfer tube, heat reservoir and method for producing a heat transfer tube
EP3169962A1 (en) Heat storage device
WO2017016646A1 (en) Heat transfer tube, heat reservoir and method for producing a heat transfer tube
DE3102869A1 (en) Device for storing heat for heating installations
WO2022073640A1 (en) Method for producing a component manufactured in part additively for a technical device
DE928716C (en) Heat exchanger
DE2845865A1 (en) Latent heat storage system based on sodium hydroxide - formed as slurry or suspension in circulating heat transfer medium of lower density
WO1990014446A1 (en) Process for manufacturing plated hollow blocks
WO2013034139A1 (en) Method and device for storing and recovering thermal energy
DE2638274A1 (en) BOILER HEATED WITH WASTE
DE1009647B (en) Tube heat exchanger
WO2018091364A1 (en) Heat exchanger and method for producing the same
DE969923C (en) Tap steam feed water preheater, especially high pressure preheater for steam turbine systems
DE2732798C2 (en) Method and apparatus for manufacturing metal articles by diffusion welding
DE157134C (en)
DE3142525A1 (en) Heat store

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee