DE102019001308A1

DE102019001308A1 - Aufbau und Verfahren zur Montage eines Latentspeichers

Info

Publication number: DE102019001308A1
Application number: DE102019001308.5A
Authority: DE
Inventors: Albrecht Bauke; Stephan Mölle; Jörg Siegmund; Reinhard Sobczyk
Original assignee: Beka Heiz- und Kuehlmatten GmbH
Current assignee: Beka Heiz- und Kuehlmatten GmbH
Priority date: 2019-02-23
Filing date: 2019-02-23
Publication date: 2020-08-27

Abstract

Die Erfindung betrifft Aufbau und Verfahren zur Montage eines Latentspeichers zur Entnahme von Latentwärme mit geringer Lade- und Entladezeit, wobei der Latentspeicher und vor allem das Gehäuse aus verschiedenen Teilen besteht um den Latentspeicher einfach, schnell und unkompliziert auch in Räumen aufbauen zu können, deren Zugang kleiner als die Dimension des aufgestellten Latentspeichers ist.Die Erfindung betrifft einen Latentspeicher, wobei der Latentspeicher aus einem die statischen Funktionen realisierendem Gehäuse 1, einer Dichtebene 3, einem zur Latentspeicherung geeigneten Latentmedium 6 und einem Wärmeübertrager besteht, und der Wärmeübertrager, bestehend aus einem Rohrregister 9, gebildet durch dünne Wärmeübertragerrohre 4 die strömungstechnisch mit Sammelrohren 5 in Verbindung stehen, so ausgebildet ist, dass die Wärmeübertragerrohre 4 durch eine Soleflüssigkeit durchströmt werden und mit geringen Abständen zueinander ein Rohrregister 9 bilden,so ausgeführt sind, dass das Gehäuse 1 aus dem Bodenelement 15, Einzelelementen 8 besteht und diese Elemente 8 am Nutzungsort montagemäßig zusammengefügt werden können und das Bodenelement 15 und die Einzelelemente 8 eine die Speicherverluste reduzierende Dämmung 3 besitzen und das Gehäuse 1 zur Einzelelementefixierung mehrere Ringanker 10 aufweist.Weiter besteht ein erfinderischer Vorteil darin, dass bei jedem Einzelelement 8 die Oberfläche auf seiner Außenseite ein rechteckig abgekantetes Profil 16 aufweist und dass jedes Einzelelement 8 an mindestens zwei seitlichen Planflächen ein Nutprofil 17 ausgebildet ist, welches ein gegenseitiges Einfügen gestattet und nach vollzogenem Aneinanderfügen von Einzelelementen 8 das Nutpofil 17 ein Verschieben in Flächenrichtung der Einzelelemente 8 zueinander verhindert und das Nutprofil 17 gegenüber dem die Innenseite und die Außenseite des Einzelelementes 8 bildenden Material verstärkt ausgeführt sein kann, oder dass bei jedem Einzelelement 8 die Oberfläche auf seiner Außenseite ein rechteckig abgekantetes Profil 16 aufweist und dass jedes Einzelelement 8 an mindestens zwei seitlichen Planflächen zum Nachbarelement scharniermäßig ausgebildete Rohrteile 19 angeordnet sind in die nach dem gegenseitigen Positionieren zweier Einzelelemente 8 eine Achse eingesteckt wird und damit zwischen den Einzelelementen 8 eine intensive Verbindung gegeben ist.

Description

Die Erfindung betrifft Aufbau und Verfahren zur Montage eines Latentspeichers zur Entnahme von Latentwärme mit geringer Lade- und Entladezeit, wobei der Latentspeicher und vor allem das Gehäuse aus verschiedenen Teilen besteht um den Latentspeicher einfach, schnell und unkompliziert auch in Räumen aufbauen zu können, deren Zugang kleiner als die Dimension des aufgestellten Latentspeichers ist.
Latentspeicher (Eisspeicher) bestehen in der Regel aus einem Behälter, der primär mit einer Fluidfüllung, zum Beispiel Wasser, gefüllt ist. In dem Behälter befindet sich ein Wärmeübertragungssystem aus Rohren oder Platten. Über den Wärmeübertrager wird der Fluidfüllung (Wasser) Energie entzogen und in einen festen Aggregatzustand (Eis) umgewandelt. Der feste Aggregatzustand (Eis) bildet sich dabei an den Wärmeüberträgerflachen aus. Die Effizienz eines Latentspeichers wird einerseits durch die Lade- und Entladezeit, andererseits durch die zur Umwandlung in einen festen Aggregatzustand (Eisbildung) benötigte Untertemperatur gekennzeichnet. Je größer das Verhältnis von Wärmeübertragungsfläche zur Energiespeichermenge ist, desto schneller kann Energie übertragen und ein Umwandlungsprozess von einem Aggregatzustand in den anderen durchgeführt werden. Die Leistung des Latentspeichers wird durch die Menge der Fluidfüllung bestimmt.
Latentspeicher werden meistens vom Hersteller komplett montiert und in containerförmiger Ausführung zum Nutzungsort angeliefert. Nachteilig ist dabei, dass bei Anlieferung des kompletten Latentspeichers die Aufstellung am vorgesehenen Nutzungsort im Gebäude oft nicht möglich ist. In Einfamilienhäusern, aber auch bei anderen Gebäuden, sind die Gebäudeöffnungen zu klein, um die Latentspeicher in kompletter Ausführung im Gebäude zu platzieren.
Die Wärmeübertrager aus Rohrbündel für einen Latentspeicher bestehen in der Regel aus Kunststoffrohren mit einer Dimension zwischen 16 bis 25 mm. Die Rohre werden dabei einzeln an ein Verteiler- Sammlersystem aufgeschaltet und geordnet oder lose im Speichergehäuse eingebracht. Wärmeübertrager aus Rohrbündel haben den Vorteil, dass sie aus preiswerten Materialien gefertigt werden können. Der Nachteil der Konstruktion liegt in der Packungsdichte der Rohre. Zur Herstellung eines Kurzzeitspeichers, wie es Aufgabe der Erfindung ist, wird eine hohe Übertragungsfläche benötigt, die bei Rohrbündelwärmetauschern lediglich mit einer hohen Packungsdichte der Rohre erzielt werden kann. Bei dichter Packung wird der Materialeinsatz hoch. Mit steigendem Materialeinsatz steigt das Volumen des Wärmeübertragers gegenüber dem Eisspeichervolumen und verringert damit das mögliche Eisvolumen bezogen auf das Gehäusefassungsvermögen.
Wärmeübertrager aus Platten werden aus unterschiedlichen Materialien hergestellt. Für Eisspeicher werden in der Regel Platten aus Metall verwendet. Die Platten werden dabei einzeln an ein Verteiler- Sammlersystem aufgeschaltet und mit einem geringen Abstand untereinander im Speichergehäuse eingebracht. Wärmeübertrager aus Patten haben den Vorteil, dass mit ihnen große Wärmeübertragerflächen gebildet werden können. Der Nachteil der Konstruktion liegt einerseits in den Materialkosten, andererseits in der Dicke der Wärmeübertragerplatten.
Angesichts der geschilderten Nachteile liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde einen Latentspeicher zu schaffen, der ohne aufwendigen Materialeinsatz auskommt, sowie kurze Lade- sowie Entladezeiten realisiert und einen Latentspeicher aus mehreren Teilen vorzuschlagen, der schnell und unkompliziert auch in Räumen aufgebaut werden kann, deren Zugang kleiner als die Dimension des aufgestellten Latentspeichers ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die entsprechende Ausbildung eines Latentspeichers und eines erfindungsgemäßen Montageverfahrens entsprechend der Patentansprüche gelöst.
Im Sinne der Erfindung ist hierbei, dass das Gehäuse aus dem Bodenelement, Einzelelementen besteht und diese Elemente am Nutzungsort montagemäßig zusammengefügt werden können und das Bodenelement und die Einzelelemente eine die Speicherverluste reduzierende Dämmung besitzen und das Gehäuse zur Einzelelementefixierung mehrere Ringanker aufweist.
Weiter wurde erfindungsgemäß gelöst, dass bei jedem Einzelelement die Oberfläche auf seiner Außenseite ein rechteckig abgekantetes Profil aufweist und dass jedes Einzelelement an mindestens zwei seitlichen Planflächen ein Nutprofil ausgebildet ist, welches ein gegenseitiges Einfügen gestattet und nach vollzogenem Aneinanderfügen von Einzelelementen das Nutpofil ein Verschieben in Flächenrichtung der Einzelelemente zueinander verhindert und das Nutprofil gegenüber dem das die Innenseite und die Außenseite des Einzelelementes bildenden Material verstärkt ausgeführt sein kann, oder dass bei jedem Einzelelement die Oberfläche auf seiner Außenseite ein rechteckig abgekantetes Profil aufweist und dass jedes Einzelelement an mindestens zwei seitlichen Planflächen zum Nachbarelement scharniermäßig ausgebildete Rohrteile angeordnet sind in die nach dem gegenseitigen Positionieren zweier Einzelelemente eine Achse eingesteckt wird und damit zwischen den Einzelelementen eine intensive Verbindung gegeben ist.
Als vorteilhaft erweist sich, in dem die Einzelelemente am Gehäuse in ihrer Längsausbildung senkrecht angeordnet sind und mindestens 3 Ringanker, die flächig mit den Einzelelementen in Verbindung stehen, den Zusammenhalt der das Gehäuse bildenden Einzelelemente gewährleisten, oder dass die Einzelelemente am Gehäuse in ihrer Längsausbildung waagerecht angeordnet sind und jeweils an jeder Fügeebene ein Ringanker angeordnet ist und dass die Einzelelemente mit dem Bodenelement mittels einem Nutprofil und/oder einem Ringanker fixiert sind.
Weiter von Vorteil ist, dass die Innenabdichtung durch eine die Innenabmessungen des Gehäuses aufweisen Folie gebildet wird und diese Folie mit Auffüllen des Latentmediums mit der Gehäuseinnenseite in intensiven Kontakt steht und innerhalb des durch die Folie umrandeten Volumens die Rohrregister mit ihren aufnehmenden und fixierenden Einrichtungen angeordnet sind, wobei die Rohrregister aufnehmenden und fixierenden Einrichtungen auf der Bodenplatte des Gehäuses oberhalb der Folie angeordnet sind und/oder im oberen Bereich der Elemente an den Elementen eine Befestigung besitzen.
Im Sinne der Erfindung wurde gelöst, in dem der Wärmeübertrager aus mehreren Rohrregistern zusammengesetzt ist, wobei jedes Rohrregister wie eine Fläche bildend ausgeführt ist und in ein Latentmedium eintaucht und für die Herstellung von Rohrregistern Kunststoffmaterial, wie z.B. Polypropylen, zur Anwendung kommt und dass das Rohrregister des Wärmeübertragers aus zwei Sammelrohren mit quer dazu verlaufenden flexiblen Wärmeübertragerrohren mit Durchmesser ≤ 6mm besteht und die Wärmeübertragerrohre stoffschlüssig an den Sammelrohren (angeordnet sind und die Anordnung der Wärmeübertragerrohre des Rohrregisters nur in einer Richtung, senkrecht oder waagerecht, erfolgt oder die Anordnungsrichtung abwechselnd vorgenommen wird oder dass die Anordnungsrichtung gruppenweise wechselnd positioniert wird.
Weiter von Vorteil ist, dass die Ringanker quer zu ihrer Ausführung Verstärkungen besitzen oder Ringanker mit Verstärkungen in Verbindung stehen, wobei die Verstärkungen von dem Bodenelement bis zur Gehäuseoberkante reichen können und die Verstärkungen die Steife bei den Einzelelementen erhöhend ausgeführt ist sowie die den fluid Fluss gestattende Verbindung der Register zu den Versorgungsrohren mittels Schnellkupplungen bzw. Pressverbindern erfolgt und die Verbindung zwischen den Versorgungsrohren untereinander und/oder Fittingen stoffschlüssig ausgeführt ist.
Eine erfinderische Lösung besteht auch darin, dass nach dem Bodenelement drei weitere Gehäuseseiten mittels Einzelelementen durch Montage zusammengefügt und positioniert werden und in diesem Montagezustand die Folie eingebracht wird und weiter in den vorhandenen Freiraum im Inneren des Gehäuses und der Folie die Rohrregister mit ihren aufnehmenden und fixierenden Einrichtungen eingebracht werden. Anschließend wird das Gehäuse mittels Anordnung der restlichen Einzelelemente komplettiert und die Folie endgültig angeordnet. Nachfolgend erfolgen die Fertigmontagen der Ringanker und die Montage der Abdeckung des Gehäuses sowie das Anschließen der Sammelrohre der Rohrregister an die Versorgungsrohre und das Auffüllen des Latentmediums.
Als vorteilhaft erweist sich, dass zuerst am Nutzungsort das Bodenelement des Gehäuses einschließlich der Folie positioniert wird. Anschließend erfolgt die Anordnung der Rohrregister mit ihren aufnehmenden und fixierenden Einrichtungen. Nachfolgend wird das Gehäuse mittels Anordnung der Einzelelemente komplettiert und die Folie endgültig angeordnet und weiter erfolgt die Fertigmontage der Ringanker und die Montage der Abdeckung des Gehäuses sowie das Anschließen der Sammelrohre der Rohrregister an die Versorgungsrohre und das Auffüllen des Latentmediums.
Erfindungsgemäß wurde gelöst, in dem die Einzelelement scharniermäßig für einen Teil oder für die gesamte Seitenfläche des Gehäuses verbunden sind und im zusammengeklappten Zustand zum Nutzungsort transportiert werden und dort durch Auseinanderklappen der Einzelelemente das Ausbilden von Gehäuseseiten bis zu einem Montagezustand von 3 Gehäuseseiten erfolgt. Nach dem Einbringen der Folie in die Gehäuseseiten werden in den vorhandenen Freiraum im Inneren des Gehäuses und der Folie die Rohrregister mit ihren aufnehmenden und fixierenden Einrichtungen eingebracht. Anschließend wird das Gehäuse mittels Anordnung der restlichen Einzelelemente komplettiert und die Folie endgültig angeordnet. Nachfolgend erfolgen die Montagen der Ringanker und die Montage der Abdeckung des Gehäuses sowie das Anschließen der Sammelrohre der Rohrregister an die Versorgungsrohre und das Auffüllen des Latentmediums.
Die Erfindung ist im Folgenden anhand von unterschiedlichen Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
Es zeigen:

1 einen Querschnitt durch einen Latentspeicher (ohne Abdeckung) und zeigt dabei die senkrecht angeordneten Einzelelemente 8 und drei die Festigkeit stabilisierende Ringanker 10 und ein Rohregister 9, ohne seine aufnehmende und fixierende Einrichtungen 12,
2 ein Rohregister 9, bei dem in einem Sammelrohr 5 eine Durchflusssperre 11 platziert wurde,
3 ein Element 8 mit seinem an der Außenfläche vorgeschlagenem rechteckig abgekanteten Profil 16 und dem an den seitlichen Planflächen ausgebildetem Nutprofil 17,
4 Adapterstücke 18 für die Eckgestaltung des Gehäuses 1 zusammen mit den Elementen 8,
5 zwei Einzelelemente 5 jedes mit Rohrteilen 19 zum Zusammenfügen ausgerüstet,
6 die in 5 dargestellten Einzelelemente 5 in Schnittdarstellung.

In 1 wird in Schnittdarstellung ein Latentspeicher mit seinen Funktionselementen gezeigt.
Das Gehäuse 1 wird neben dem Bodenelement 15, aus den die Seitenflächen bildenden Einzelelementen 8 zusammengesetzt. Zur Innenabdichtung kommt eine die Innenabmessungen des Gehäuses 1 aufweisende Folie 3 zur Anwendung. Diese Folie 3 nimmt beim Auffüllen des Latentmediums 6 mit der Gehäuseinnenseite einen intensiven Kontakt auf. Innerhalb des durch die Folie 3 umrandeten Volumens sind die Rohrregister 9 mit ihren aufnehmenden und fixierenden Einrichtungen 12 angeordnet.
Mit dem Auffüllen des Latentmediums 6 wird auf die die Umrandung des Gehäuses 1 bildenden Einzelelemente 8 eine starke Druckkraft ausgeübt. Damit sich die Einzelelemente 8 unter der Druckkraft nicht verbiegen und ihre Lage verändern, besitzen die Außenseiten der Einzelelemente 8 ein rechteckig abgekantetes Profil 16, welches durch seine Formgebung biegesteife Eigenschaften besitzt. Zusätzlich wird das Gehäuse 1 mit Ringankern 10 ausgerüstet, die auch eine mögliche Verbiegung verhindern sollen. Weiter ist zur Verhinderung von Verformungen sinnvoll, dass jedes Einzelelement 8 an mindestens zwei seitlichen Planflächen ein Nutprofil 17 aufweist, welches ein gegenseitiges Einfügen gestattet. Das Nutprofil 17 hat schon an sich eine gute Biegesteife und diese kann dazu auch noch durch verstärkte Wandstärke, gegenüber dem die anderen Außenflächen bildenden Material des Einzelelementes 8, erhöht werden. Nach vollzogenem Aneinanderfügen von Einzelelementen 8 mittels dem Nutprofil 17 wird ein Verschieben in Flächenrichtung der Einzelelemente 8 zueinander verhindert. Die Gesamtmaßnahmen ermöglichen die Gehäuseausbildung ohne Verbiegungserscheinungen.
Die Innenabdichtung des Gehäuses 1 geschieht durch eine die Innenabmessungen des Gehäuses 1 aufweisende Folie 3. Diese Folie 3 steht durch Auffüllen des Latentmediums 6 mit der Gehäuseinnenseite im intensiven Kontakt. Damit die Folie 3 beim Auffüllen des Latentmediums 6 keine Beschädigungen erfährt, weisen die Innenseiten gegenüber den Außenseiten der Einzelelemente 8 eine glatte Oberfläche auf. Innerhalb des durch die Folie 3 umrandeten Volumens werden die Wärmeübertrager, gebildet durch Rohrregister 9, mit ihren aufnehmenden und fixierenden Einrichtungen 12 angeordnet.
Der Wärmeübertrager bestehend aus einem oder mehreren Rohrregistern 9 ist so positioniert, dass er mit dem Latentmedium 6 in Kontakt steht.
Rohrregister 9 bestehen aus dünnen Wärmeübertragerrohren 4, die parallel zueinander mit zwei Sammelrohren 5 strömungstechnisch verbunden sind. Im Sammelrohr 5 ist für jedes Wärmeübertragerrohr 4 eine Durchströmungsöffnung angebracht. Die Durchströmungsöffnung umschließend sind die Wärmeübertragerrohre 4 stoffschlüssig am Sammelrohr 5 angeordnet. Zum Vorgeben der Durchströmung des Rohrregisters 9 für die Soleflüssigkeit sind an den Sammelrohren 5 Endkappen 7 und eine Durchflusssperre 11 angebracht.
Der Wärmeübertrager ist so ausgebildet, dass sich an den Wärmeübertragerrohren 4, die einen geringen Abstand zueinander besitzen, in der Frühphase der Energieentnahme ein „Steg“ aus festem Aggregatzustand des Latentmediums 6 bildet. Dieser „Steg“ führt dazu, dass das Rohrregister 9 die Eigenschaften einer geschlossenen Wärmeübertragerplatte besitzt.
Das Bodenelement 15 kann aus verschiedenen kleinen Bodenelementen 15 bestehen. Bodenelemente 15 und Einzelelemente 8 beinhalten eine Dämmung 2 zur Reduzierung von Speicherverlusten. Bodenelement 15 und Einzelelemente 8 können durch eine Nutprofil 17 in Verbindung stehen.
Um eine hohe Speichereffizienz zu realisieren ist es sinnvoll, wenn eine relativ große Wärmeübertragungsfläche zum Einsatz kommt. Dies wird mittels Rohrregistern 9 realisiert. Die Wärmeübertragerrohre 4 sollten dabei mit geringem Abstand zueinander angeordnet werden. Beim Beladevorgang des Latentspeichers werden die Wärmeübertragerrohre 4 mit einer gekühlten Soleflüssigkeit durchströmt und es kommt an ihrem Außenprofil zur Eisbildung. Mit steigender Eisdicke am Außenprofil sinkt die Eisspeichereffizienz. Im Sinne einer gleichmäßigen Eisdicke wird deshalb bei der Positionierung von Rohrregistern 9 zueinander eine Verschiebung um den halben Abstand zwischen den Wärmeübertragerrohren 4 vorgenommen. Auf die Eisbildung hat auch die Anordnung der Rohrregister 9 innerhalb des Latentmediums 6 Einfluss. Entsprechend dem Aufbau des Latentspeichers werden deshalb die Wärmetragerrohre 4 des Rohrregisters 9 nur in einer Richtung, senkrecht oder waagerecht, positioniert. Die Anordnungsrichtung kann aber auch abwechselnd oder gruppenweise abwechselnd vorgenommen werden.
Die 2 zeigt ein Rohregister 9, bei dem in einem Sammelrohr 5 eine Durchflusssperre 11 und im anderen Sammelrohr 5 zwei Endkappen 7 platziert wurden. Durch diese Gestaltung fließt die Soleflüssigkeit U-förmig durch das Register. So ein Fließverhalten entsteht auch, wenn nur ein Sammelrohr 5 mit integrierter Durchflusssperre 11 zum Einsatz kommt. Die Wärmeübertragerrohre 4 werden bei diesem Rohrregister 9 U-förmig vom linken Sammelrohrteil 5 zum rechten Sammelrohrteil 5 geführt.
Ein Rohrregister 9 kann auch so ausgeführt sein, dass beide Sammelrohre 5 parallel auf einer Seite angeordnet werden und die Wärmeübertragerrohre 4 nach Erreichen der Rohrregisterlänge mittels Schleifenbildung von einem Sammelrohr 5 zum anderen zurückgeführt werden.
Damit eine hohe Speichereffizienz realisiert werden kann ist es wichtig, dass die Eisbildung an den Wärmeübertragerrohren 4 gleichmäßig geschieht. In der Nähe des Vorlaufs der Soleflüssigkeit findet an den Wärmeübertragerrohren 4 eine stärkere Eisbildung gegenüber in Rücklaufnähe statt. Es wird deshalb bei Registern 9 mit senkrechter Anordnung der Wärmeübertragerrohre 4 sowie der Positionierung einer Durchflusssperre 11 im Mittelbereich des Sammelrohres 5 der Zufluss der Soleflüssigkeit alternierend, links und rechts, seitlich in das Sammelrohr 5 des Rohrregisters 9 vorgenommen. Diese Zuflussänderungen der Soleflüssigkeit kann auch bei anders ausgebildeten Rohrregistern 9 und waagerechter Lage der Wärmeübertragerrohre 4 Anwendung finden.
Eine weitere Ausbildung eines Rohrregisters 9 wird in 1 gezeigt. Hier fließt die Soleflüssigkeit in einer Richtung von einem Sammelrohr 5 zum anderen.
Bei Rohrregistern 9 können die Wärmeübertragerrohre 4 im Innen- und/oder Außenprofil viereckig oder in einer anderen Form ausgeführt sein.
Um eine gute Energieeffizienz zu erreichen, kommen Wärmeübertragerrohre 4 mit einem Durchmesser ≤ 6mm zur Anwendung. Der hier vorhandene laminare Strömungsverlauf der Soleflüssigkeit in den Wärmeübertragerrohren 4 bewirkt einen Strömungswiderstand mit reduzierte Werten. Weiter im Sinne der Realisierung der angestrebten Kälteleistung und einer guten Energieeffizienz müssen der aktive Querschnitt von Wärmeübertragerrohren 4 sowie der Abstand von Wärmeübertragerrohr 4 zu Wärmeübertragerrohr 4 und der aktive Querschnitt der Sammelrohre 5 eines Rohrregisters 9 solche Maße einnehmen, dass beim Durchfließen der Querschnitte mit Soleflüssigkeit der hydraulische Widerstand den Wert von 25 kPa nicht überschreitet. Wird durch die laminare Strömung und die Dimensionierung der Einzelelemente der Rohrregister 9 ein niedriger hydraulischer Widerstand erreicht, kann eine Pumpe mit geringer Leistung zum Einsatz kommen was einen sparsamen Energieverbrauch ergibt.
Die 3 zeigt ein Element 8, dessen seitliche Planflächen Nutprofile 17 für das gegenseitige zusammenfügen aufweisen. Diese Nutprofile 17 greifen nahezu spielfrei ineinander und bewirken so nach der Montage der Einzelelementen 8 auf der Innenseite eine nahezu glatte Oberfläche. Es wird somit eine mögliche Beschädigung der Folie 3 vermieden. Wie schon vorher beschrieben kommt es durch das Latentmedium 6 zu erheblichen Querkräften, die zu Verbiegungen der Einzelelement 8 führen können. Um dies zu verhindern werden die Einzelelemente 8 des Gehäuses 1 in ihrer Längsausbildung senkrecht angeordnet und mindestens 3 Ringanker 10 um das Gehäuse 1 angebracht. Diese Ringanker 10 stehen flächig mit den Einzelelementen 8 in Verbindung und gewährleisten den Zusammenhalt der das Gehäuse 1 bildenden Einzelelemente 8. Sind die Einzelelemente 8 am Gehäuse 1 in ihrer Längsausbildung waagerecht angeordnet wird jeweils an jeder Fügeebene ein Ringanker 10 angeordnet. Die Einzelelemente 8 können mit dem Bodenelement 15 mit einem Nutprofil 17 in Verbindung stehen und/oder sind mittels eines Ringankers (10) miteinander fixiert.
In 4 werden Adapterstücke18 gezeigt, die zusammen mit den Elementen 8 zur Gestaltung des Eckbereiches des Gehäuses 1 benötigt werden. Der Kontaktbereich des Adapterstücks mit dem Element 8 weist die passende Formgebung, wie z.B. das Nutprofil 17, zur Planseite des Elementes 8 auf.
In 5 und der Schnittdarstellung in 6 werden zwei Einzelelemente 8, jedes mit Rohrteilen 19 für das Zusammenfügen ausgerüstet, dargestellt. Beim Zusammenfügen entsteht ein scharnierartiges Gebilde, welches durch Einbringen einer Achse in die Bohrungen der Rohrteile 19, eine feste Verbindung zwischen zwei Einzelelementen 8 ergibt.
Bei der Montage des Latentspeichers wird zuerst das Bodenelement 15, welches als Ganzes oder aus Einzelteilen bestehen kann, am Nutzungsort platziert. Auf dem Bodenelement 15 werden anschließend drei Gehäuseseiten mittels Einzelelementen 8 U-förmig zusammengefügt und positioniert. In diesem Montagezustand wird die Folie 3 so eingebracht, dass die Folie 3 auf der offenen Gehäuseseite nicht aufgerichtet ist. Somit können in dem vorhandenen Freiraum im Inneren des Gehäuses 1 und der angeordneten Folie 3 die Rohrregister 9 mit ihren aufnehmenden und fixierenden Einrichtungen 12 eingebracht werden. Die aufnehmenden und fixierenden Einrichtungen 12 für die Rohregister 9 können auf der Folie 3 und damit auf dem Bodenelement 15 stehen, oder/und die aufnehmenden und fixierenden Einrichtungen 12 für die Rohrregister 9 sind im oberen Teil von zwei gegenüberliegenden Gehäuseseiten fixiert. Anschließend wird das Gehäuse 1 mittels Anordnung der restlichen Einzelelemente 8 komplettiert und die Folie 3 endgültig an allen Gehäuseseiten bis oben angeordnet. Nachfolgend erfolgt die Fertigmontage der Ringanker 10 und die Montage der Abdeckung des Gehäuses 1 sowie das Anschließen der Sammelrohre 5 der Rohrregister 9 an die Versorgungsrohre 14 und das Auffüllen des Latentmediums 6. Das Anschließen der Rohrregister 9 an die Versorgungsrohre 14 erfolgt mittels Schnellkupplungen bzw. Pressverbinder 13. Die Versorgungsrohre 14 werden untereinander oder mit Fittingen stoffschlüssig verbunden. Ein anderer Montageablauf besteht darin, dass zuerst am Nutzungsort das Bodenelement 15 des Gehäuses 1 einschließlich der Folie 3 positioniert wird. Anschließend erfolgt die Anordnung der Rohrregister 9 mit ihren aufnehmenden und fixierenden Einrichtungen 12. Nachfolgend wird das Gehäuse 1 mittels weiterer Anordnung von Einzelelementen 8 komplettiert und die Folie 3 endgültig angeordnet. Weiter erfolgt die Fertigmontage der Ringanker 10 und die Montage der Abdeckung des Gehäuses 1 sowie das Anschließen der Sammelrohre 5 der Rohrregister 9 an den Versorgungsrohren 14 und das Auffüllen des Latentmediums 6.
Eine mögliche Lösung für das Ausbilden und die Montage des Latentspeichers besteht darin, dass die Einzelelement 8 scharniermäßig für einen Teil oder für die gesamte Seitenfläche des Gehäuses 1 verbunden sind und im zusammengeklappten Zustand zum Nutzungsort transportiert werden. Dort erfolgt durch Auseinanderklappen der Einzelelemente 8 das Ausbilden der Seiten des Gehäuses 1 bis nacheinander 3 Gehäuseseiten aufgestellt wurden. Danach wird die Folie 3 eingebracht und weiter in den vorhandenen Freiraum im Inneren des Gehäuses 1 und der Folie 3 die Rohrregister 9 mit ihren aufnehmenden und fixierenden Einrichtungen 12 eingebracht werden. Anschließend wird das Gehäuse 1 mittels Anordnung der restlichen Einzelelemente 8 komplettiert und die Folie 3 endgültig angeordnet. Nachfolgend erfolgt die Montage der Ringanker 10 und die Montage der Abdeckung des Gehäuses 1 sowie das Anschließen der Sammelrohre 5 der Rohrregister 9 an den Versorgungsrohren 14 und das Auffüllen des Latentmediums 6.
Vorteilhaft kann auch eine mögliche Ausbildung des Latentspeichers darin bestehen, dass auf der Planfläche des Einzelelementes 8 zur Innen- und zur Außenseite hin jeweils ein scharniermäßiges Element angebracht ist. Bis zur Anordnung am Nutzungsort ist in einem scharniermäßigen Elemente noch keine Achse eingebracht. Dies erfolgt erst im Rahmen der Montage. Somit ist für den Transport ein Zusammenklappen möglich und nach der Montage die gewollte Seitenwandgestaltung möglich.
Die aufgeführten Lösungen mit scharnierähnlichen Elementen sind nur eine Lösungsmöglichkeit. Es können auch andere Varianten Anwendung finden. So kann das Nutprofil 17 eine andere Formgestaltung aufweisen oder eine Seitenfläche des Einzelelementes 8 ist über seine Längsausdehnung mit Stiften ausgerüstet, die im Montageprozess in die auf der Seitenfläche des zu montierenden Einzelelementes 8 angeordnete Lochleiste eingreifen. Eine Lageveränderung der Einzelelement 8 zueinander durch die Druckkräfte des eingefüllten Latentmediums 6 wird verhindert.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Dämmung
3: Folie
4: Wärmeübertragerrohr
5: Sammelrohr
6: Latentmedium
7: Endkappe
8: Element, Einzelelement
9: Rohrregister
10: Ringanker
11: Durchflusssperre
12: fixierende Einrichtung
13: Schnellkupplung bzw. Pressverbinder
14: Versorgungsrohr
15: Bodenelement
16: rechteckig abgekantetes Profil
17: Nutprofil
18: Adapterstück
19: Rohrteil

Claims

Die Erfindung betrifft einen Latentspeicher, wobei der Latentspeicher aus einem die statischen Funktionen realisierendem Gehäuse 1, einer Dichtebene 3, einem zur Latentspeicherung geeigneten Latentmedium 6 und einem Wärmeübertrager besteht, und der Wärmeübertrager, bestehend aus einem Rohrregister 9, gebildet durch dünne Wärmeübertragerrohre 4 die strömungstechnisch mit Sammelrohren 5 in Verbindung stehen, so ausgebildet ist, dass die Wärmeübertragerrohre 4 durch eine Soleflüssigkeit durchströmt werden und mit geringen Abständen zueinander ein Rohrregister 9 bilden, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) aus dem Bodenelement (15), Einzelelementen (8) besteht und diese Elemente (8) am Nutzungsort montagemäßig zusammengefügt werden können und das Bodenelement (15) und die Einzelelemente (8) eine die Speicherverluste reduzierende Dämmung (3) besitzen und das Gehäuse (1) zur Einzelelementefixierung mehrere Ringanker (10) aufweist.
Latentspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei jedem Einzelelement (8) die Oberfläche auf seiner Außenseite ein rechteckig abgekantetes Profil (16) aufweist und dass jedes Einzelelement (8) an mindestens zwei seitlichen Planflächen ein Nutprofil (17) ausgebildet ist, welches ein gegenseitiges Einfügen gestattet und nach vollzogenem Aneinanderfügen von Einzelelementen (8) das Nutpofil (17) ein Verschieben in Flächenrichtung der Einzelelemente (8) zueinander verhindert und das Nutprofil (17) gegenüber dem das die Innenseite und die Außenseite des Einzelelementes (8) bildenden Material verstärkt ausgeführt sein kann, oder dass bei jedem Einzelelement (8) die Oberfläche auf seiner Außenseite ein rechteckig abgekantetes Profil (16) aufweist und dass jedes Einzelelement (8) an mindestens zwei seitlichen Planflächen zum Nachbarelement scharniermäßig ausgebildete Rohrteile (19) angeordnet sind, in die nach dem gegenseitigen Positionieren zweier Einzelelemente (8) eine Achse einsteckend angeordnet ist und damit zwischen den Einzelelementen (8) eine intensive Verbindung gegeben ist.
Latentspeicher nach mindestens einem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelelemente (8) am Gehäuse (1) in ihrer Längsausbildung senkrecht angeordnet sind und mindestens 3 Ringanker (10), die flächig mit den Einzelelementen (8) in Verbindung stehen, den Zusammenhalt der das Gehäuse bildenden Einzelelemente (8) gewährleisten, oder dass die Einzelelemente (8) am Gehäuse (1) in ihrer Längsausbildung waagerecht angeordnet sind und jeweils an jeder Fügeebene ein Ringanker (10) angeordnet ist und dass die Einzelelemente (8) mit dem Bodenelement (15) mittels einem Nutprofil (17) und/oder einem Ringanker (10) fixiert sind.
Latentspeicher nach mindestens einem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenabdichtung durch eine die Innenabmessungen des Gehäuses (1) aufweisen Folie (3) gebildet wird und diese Folie (3) mit Auffüllen des Latentmediums (6) mit der Gehäuseinnenseite in intensiven Kontakt steht und innerhalb des durch die Folie (3) umrandeten Volumens die Rohrregister (9) mit ihren aufnehmenden und fixierenden Einrichtungen (12) angeordnet sind, wobei die Rohrregister (9) aufnehmenden und fixierenden Einrichtungen (12) auf der Bodenplatte des Gehäuses (1) oberhalb der Folie (3) angeordnet sind und/oder im oberen Bereich der Elemente (8) an den Elementen (8) eine Befestigung besitzen.
Latentspeicher nach vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager aus mehreren Rohrregistern (9) zusammengesetzt ist, wobei jedes Rohrregister (9) wie eine Fläche bildend ausgeführt ist und in ein Latentmedium (6) eintaucht und für die Herstellung von Rohrregistern (9) Kunststoffmaterial, wie z.B. Polypropylen, zur Anwendung kommt und dass das Rohrregister (9) des Wärmeübertragers aus zwei Sammelrohren (5) mit quer dazu verlaufenden flexiblen Wärmeübertragerrohren (4) mit Durchmesser ≤ 6mm besteht und die Wärmeübertragerrohre (4) stoffschlüssig an den Sammelrohren (5) angeordnet sind und die Anordnung der Wärmeübertragerrohre (4) des Rohrregisters (9) nur in einer Richtung, senkrecht oder waagerecht erfolgt oder die Anordnungsrichtung abwechselnd vorgenommen wird oder dass die Anordnungsrichtung gruppenweise wechselnd positioniert wird.
Latentspeicher nach vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringanker (10) quer zu ihrer Ausführung Verstärkungen besitzen oder Ringanker (10) mit Verstärkungen in Verbindung stehen, wobei die Verstärkungen von dem Bodenelement (15) bis zur Gehäuseoberkante reichen können und die Verstärkungen die Steife bei den Einzelelementen (8) erhöhend ausgeführt ist.
Latentspeicher nach mindestens einem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die den fluid Fluss gestattende Verbindung der Register (9) zu den Versorgungsrohren (14) mittels Schnellkupplungen bzw. Pressverbindern (13) erfolgt und die Verbindung zwischen den Versorgungsrohren (14) untereinander und/oder Fittingen stoffschlüssig ausgeführt ist.
Verfahren der Montage eines Latentspeicher nach vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Bodenelement (15) drei weitere Gehäuseseiten mittels Einzelelementen (8) durch Montage zusammengefügt und positioniert werden und in diesem Montagezustand die Folie (3) eingebracht wird und weiter in den vorhandenen Freiraum im Inneren des Gehäuses (1) und der Folie (3) die Rohrregister (9) mit ihren aufnehmenden und fixierenden Einrichtungen (12) eingebracht werden. Anschließend wird das Gehäuse (1) mittels Anordnung der restlichen Einzelelemente (8) komplettiert und die Folie (3) endgültig angeordnet. Nachfolgend erfolgen die Fertigmontagen der Ringanker (10) und die Montage der Abdeckung des Gehäuses (1) sowie das Anschließen der Sammelrohre (5) der Rohrregister (9) an die Versorgungsrohre (14) und das Auffüllen des Latentmediums (6).
Verfahren der Montage eines Latentspeicher nach vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst am Nutzungsort das Bodenelement (15) des Gehäuses (1) einschließlich der Folie (3) positioniert wird. Anschließend erfolgt die Anordnung der Rohrregister (9) mit ihren aufnehmenden und fixierenden Einrichtungen (12). Nachfolgend wird das Gehäuse (1) mittels Anordnung der Einzelelemente (8) komplettiert und die Folie (3) endgültig angeordnet und weiter erfolgt die Fertigmontage der Ringanker (10) und die Montage der Abdeckung des Gehäuses (1) sowie das Anschließen der Sammelrohre (5) der Rohrregister (9) an die Versorgungsrohre (14) und das Auffüllen des Latentmediums (6).
Latentspeicher und dessen Montageverfahren nach vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelelement (8) scharniermäßig für einen Teil oder für die gesamte Seitenfläche des Gehäuses (1) verbunden sind und im zusammengeklappten Zustand zum Nutzungsort transportiert werden und dort durch Auseinanderklappen der Einzelelemente (8) das Ausbilden von Gehäuseseiten bis zu einem Montagezustand von 3 Gehäuseseiten erfolgt. Nach dem Einbringen der Folie (3) in die Gehäuseseiten werden in den vorhandenen Freiraum im Inneren des Gehäuses (1) und der Folie (3) die Rohrregister (9) mit ihren aufnehmenden und fixierenden Einrichtungen (12) eingebracht. Anschließend wird das Gehäuse (1) mittels Anordnung der restlichen Ein zelelemente (8) komplettiert und die Folie (3) endgültig angeordnet. Nachfolgend er folgt die Montage der Ringanker (10) und die Montage der Abdeckung des Gehäuses (1) sowie das Anschließen der Sammelrohre (5) der Rohrregister (9) an die Versorgungsrohre (14) und das Auffüllen des Latentmediums (6).