DE102019102955B3 - Heat storage device and method for storing or providing heat by means of a heat storage device - Google Patents

Heat storage device and method for storing or providing heat by means of a heat storage device Download PDF

Info

Publication number
DE102019102955B3
DE102019102955B3 DE102019102955.4A DE102019102955A DE102019102955B3 DE 102019102955 B3 DE102019102955 B3 DE 102019102955B3 DE 102019102955 A DE102019102955 A DE 102019102955A DE 102019102955 B3 DE102019102955 B3 DE 102019102955B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat transfer
heat
storage device
flow
heating element
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.)
Active
Application number
DE102019102955.4A
Other languages
German (de)
Inventor
Michael Fiss
Maike Johnson
Dan Bauer
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.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
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 Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV filed Critical Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority to DE102019102955.4A priority Critical patent/DE102019102955B3/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102019102955B3 publication Critical patent/DE102019102955B3/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • 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
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L53/00Heating of pipes or pipe systems; Cooling of pipes or pipe systems
    • F16L53/30Heating of pipes or pipe systems
    • F16L53/32Heating of pipes or pipe systems using hot fluids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/14Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending longitudinally
    • F28F1/20Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending longitudinally the means being attachable to the element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00Fastening; Joining
    • F28F2275/08Fastening; Joining by clamping or clipping
    • 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)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)

Abstract

Um eine Wärmespeichervorrichtung bereitzustellen, welche bei vereinfachter Herstellbarkeit mit einer hohen Effizienz beladen oder entladen werden kann, wird vorgeschlagen, dass die Wärmeübertragungseinrichtung eine erste Strömungseinrichtung und eine zweite Strömungseinrichtung aufweist, dass die erste Strömungseinrichtung und die zweite Strömungseinrichtung jeweils in thermischem Kontakt mit der Speichereinrichtung und/oder miteinander stehen, dass durch die erste Strömungseinrichtung ein erstes Wärmeübertragungsmedium und durch die zweite Strömungseinrichtung ein zweites Wärmeübertragungsmedium strömbar ist, dass die erste Strömungseinrichtung von der zweiten Strömungseinrichtung fluidisch getrennt ist und dass die Wärmeübertragungseinrichtung mindestens ein selektiv mit elektrischer Energie beaufschlagbares elektrisches Heizelement umfasst, das mit mindestens einer der Strömungseinrichtungen und/oder mit der Speichereinrichtung in thermischem Kontakt steht.In order to provide a heat storage device that can be loaded or unloaded with a high efficiency while being easier to manufacture, it is proposed that the heat transfer device have a first flow device and a second flow device, that the first flow device and the second flow device are each in thermal contact with the storage device and / or stand together that a first heat transfer medium can flow through the first flow device and a second heat transfer medium can flow through the second flow device, that the first flow device is fluidly separated from the second flow device and that the heat transfer device comprises at least one electrical heating element that can be selectively acted on by electrical energy, which is in thermal contact with at least one of the flow devices and / or with the storage device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmespeichervorrichtung, umfassend eine Speichereinrichtung, welche ein Speichermedium zum Speichern von Wärme aufweist, und eine Wärmeübertragungseinrichtung, durch welche der Speichereinrichtung Wärme zuführbar oder Wärme von dieser abführbar ist, wobei die Wärmeübertragungseinrichtung eine erste Strömungseinrichtung und eine zweite Strömungseinrichtung aufweist, die jeweils in thermischem Kontakt mit der Speichereinrichtung und/oder miteinander stehen, wobei durch die erste Strömungseinrichtung ein erstes Wärmeübertragungsmedium und durch die zweite Strömungseinrichtung ein zweites Wärmeübertragungsmedium strömbar ist und die erste Strömungseinrichtung von der zweiten Strömungseinrichtung fluidisch getrennt ist, und wobei die Wärmeübertragungseinrichtung mindestens ein selektiv mit elektrischer Energie beaufschlagbares elektrisches Heizelement umfasst, das mit mindestens einer der Strömungseinrichtungen und/oder mit der Speichereinrichtung in thermischem Kontakt steht.The invention relates to a heat storage device, comprising a storage device which has a storage medium for storing heat, and a heat transfer device, through which heat can be supplied to or removed from the heat device, the heat transfer device having a first flow device and a second flow device, each of which are in thermal contact with the storage device and / or with one another, a first heat transfer medium being able to flow through the first flow device and a second heat transfer medium being able to flow through the second flow device and the first flow device being fluidically separated from the second flow device, and the heat transfer device being selectively at least one Electrical energy applied electrical heating element comprising at least one of the flow devices and / or with the storage device is in thermal contact.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Speichern oder Bereitstellen von Wärme mittels einer Wärmespeichervorrichtung.The invention further relates to a method for storing or providing heat by means of a heat storage device.

Aus der WO 2011/069693 A1 ist ein Wärmeübertragungsrohr mit einem Rohrelement bekannt, welches mehrere am Außenumfang des Rohrelementes angeordnete und sich auswärts erstreckende Rippen aufweist. Die Rippen sind an Ringsegmenten ausgebildet, welche das Rohrelement umgreifen und mit einer federelastischen Spanneinrichtung aneinander befestigt sind.From the WO 2011/069693 A1 a heat transfer tube with a tubular element is known which has a plurality of ribs arranged on the outer circumference of the tubular element and extending outwards. The ribs are formed on ring segments which encompass the tubular element and are fastened to one another with a spring-elastic tensioning device.

Aus der DE 10 2009 006 788 A1 ist ein Wärmespeicher mit einem Gehäuse bekannt, in welchem ein Phasenwechselmaterial und eine von dem Phasenwechselmaterial umgebene Wärmeleitstruktur angeordnet sind.From the DE 10 2009 006 788 A1 A heat accumulator with a housing is known, in which a phase change material and a heat conducting structure surrounded by the phase change material are arranged.

Aus der DE 20 2010 015 920 U1 ist ein Wärmespeicher bekannt, welcher eine Mehrzahl von mit Latentwärmespeichermaterial gefüllten Wärmespeicherplatten aufweist.From the DE 20 2010 015 920 U1 a heat accumulator is known which has a plurality of heat accumulator plates filled with latent heat accumulator material.

Eine Wärmespeichervorrichtung der eingangs genannten Art ist in der nichtvorveröffentlichten DE 10 2017 213 718 A1 derselben Anmelderin beschrieben.A heat storage device of the type mentioned is in the unpublished DE 10 2017 213 718 A1 described by the same applicant.

Die DE 11 2012 002 387 T5 beschreibt eine thermische Energiespeicher- und Wärmetauschereinheit mit einem Festkörper-Thermospeichermaterial, einem Wärmeübertragungsfluid und einer Einrichtung zum Einbringen und Ausbringen von Energie. Der Speicher umfasst mindestens einen Wärmeübertragungsbehälter, wobei Festkörper-Thermospeichermaterial (Beton) um den Wärmeübertragungsbehälter herum angeordnet ist. Der Wärmeübertragungsbehälter enthält das Wärmeübertragungsfluid und die Einrichtung zum Einbringen und Ausbringen von Energie, so dass die gesamte wärmeübertragende Konvektion und Konduktion innerhalb des jeweiligen Wärmeübertragungsbehälters stattfindet. Eine elektrische Heizeinrichtung kann als Einrichtung zum Einbringen von Energie verwendet werden, entweder allein oder in Kombination mit Rohren, die Fluid transportieren.The DE 11 2012 002 387 T5 describes a thermal energy storage and heat exchanger unit with a solid-state thermal storage material, a heat transfer fluid and a device for introducing and discharging energy. The memory comprises at least one heat transfer container, wherein solid-state thermal storage material (concrete) is arranged around the heat transfer container. The heat transfer container contains the heat transfer fluid and the device for introducing and discharging energy, so that the entire heat-transferring convection and conduction takes place within the respective heat transfer container. An electrical heater can be used as a means of introducing energy, either alone or in combination with pipes that carry fluid.

Die WO 2016/016428 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Energiespeicherung unter Einsatz eines Phasenumwandlungsmaterials und ein entsprechendes Energiespeicherverfahren .The WO 2016/016428 A1 describes a device for energy storage using a phase change material and a corresponding energy storage method.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmespeichervorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche bei vereinfachter Herstellbarkeit mit einer hohen Effizienz beladen oder entladen werden kann.The invention has for its object to provide a heat storage device of the type mentioned, which can be loaded or unloaded with high efficiency with simplified manufacture.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Wärmespeichervorrichtung erfindungsgemäß mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.This object is achieved in the heat storage device mentioned at the outset according to the invention with the features of the characterizing part of claim 1.

Die erste Strömungseinrichtung und die zweite Strömungseinrichtung stehen jeweils in thermischem Kontakt mit der Speichereinrichtung. Dies ermöglicht eine einfache Zufuhr oder Abfuhr von Wärme zu bzw. von dem Speichermedium der Speichereinrichtung.The first flow device and the second flow device are each in thermal contact with the storage device. This enables simple supply or removal of heat to or from the storage medium of the storage device.

Um der Wärmespeichervorrichtung Wärme zuzuführen, wird die erste Strömungseinrichtung beispielsweise von einem heißen ersten Wärmeübertragungsmedium durchströmt, welches seine Wärme über die Wärmeübertragungseinrichtung an das Speichermedium abgibt. Zur Entnahme von Wärme aus der Wärmespeichervorrichtung wird beispielsweise die zweite Strömungseinrichtung mit einem kalten zweiten Wärmeübertragungsmedium durchströmt, auf welches die Speichereinrichtung über die Wärmeübertragungseinrichtung ihre gespeicherte Wärme abgibt.In order to supply heat to the heat storage device, a hot first heat transfer medium flows through the first flow device, for example, which emits its heat to the storage medium via the heat transfer device. To remove heat from the heat storage device, for example, the second flow device is flowed through with a cold second heat transfer medium, to which the storage device releases its stored heat via the heat transfer device.

Durch die fluidische Trennung der ersten Strömungseinrichtung von der zweiten Strömungseinrichtung können zum Be- und Entladen der Wärmespeichervorrichtung jeweils unterschiedliche Wärmeübertragungsmedien eingesetzt werden. Es lassen sich dadurch beispielsweise zeitgleich ein erstes heißes Wärmeübertragungsmedium durch die erste Strömungseinrichtung und ein zweites kaltes Wärmeübertragungsmedium durch die zweite Strömungseinrichtung strömen. Dies ermöglicht beispielsweise eine zeitgleiche Be- und Entladung der Wärmespeichervorrichtung.Due to the fluidic separation of the first flow device from the second flow device, different heat transfer media can be used to load and unload the heat storage device. As a result, for example, a first hot heat transfer medium can flow simultaneously through the first flow device and a second cold heat transfer medium can flow through the second flow device. This enables, for example, simultaneous loading and unloading of the heat storage device.

Unter fluidisch getrennt ist insbesondere zu verstehen, dass die erste Strömungseinrichtung und die zweite Strömungseinrichtung fluidwirksam voneinander getrennt sind und/oder dass die erste Strömungseinrichtung und die zweite Strömungseinrichtung jeweils vollständig voneinander getrennte Strömungswege für Wärmeübertragungsfluid aufweisen. Fluidically separated is to be understood in particular to mean that the first flow device and the second flow device are separated from one another in a fluid-effective manner and / or that the first flow device and the second flow device each have completely separate flow paths for heat transfer fluid.

Das erste und das zweite Wärmeübertragungsmedium können unterschiedliche Stoffe sein. Alternativ ist denkbar, dass das erste Wärmeübertragungsmedium und das zweite Wärmeübertragungsmedium identische Stoffe sind.The first and the second heat transfer medium can be different substances. Alternatively, it is conceivable that the first heat transfer medium and the second heat transfer medium are identical substances.

Ein jeweiliges Wärmeübertragungsmedium kann eine Flüssigkeit oder ein Gas sein, worunter vorliegend auch Gemische von Flüssigkeiten bzw. von Gasen verstanden werden können.A respective heat transfer medium can be a liquid or a gas, which in the present context can also be understood to mean mixtures of liquids or gases.

Die erste Strömungseinrichtung und die zweite Strömungseinrichtung stehen insbesondere miteinander in thermischem Kontakt. Dies ermöglicht eine Wärmeübertragung von Wärme aus dem ersten Wärmeübertragungsmedium auf das zweite Wärmeübertragungsmedium (oder umgekehrt).The first flow device and the second flow device are in thermal contact with one another in particular. This enables heat to be transferred from the first heat transfer medium to the second heat transfer medium (or vice versa).

Die technische Ausführung der ersten Strömungseinrichtung bzw. der zweiten Strömungseinrichtung lässt sich jeweils anhand der physikalischen Parameter des ersten Wärmeübertragungsmediums bzw. des zweiten Wärmeübertragungsmediums optimieren. Relevante Parameter der durch die jeweilige Strömungseinrichtung strömenden Wärmeübertragungsmedien sind beispielsweise Druck und/oder Temperatur. Weitere relevante Parameter sind beispielsweise ein Massenstrom des jeweiligen Wärmeübertragungsmediums und/oder eine Korrosivität des jeweiligen Wärmeübertragungsmediums. Anhand der genannten Parameter können beispielsweise Wanddicken oder verwendete Materialien der jeweiligen Strömungseinrichtung optimal gewählt werden.The technical design of the first flow device or the second flow device can be optimized in each case on the basis of the physical parameters of the first heat transfer medium or of the second heat transfer medium. Relevant parameters of the heat transfer media flowing through the respective flow device are, for example, pressure and / or temperature. Other relevant parameters are, for example, a mass flow of the respective heat transfer medium and / or a corrosiveness of the respective heat transfer medium. Using the parameters mentioned, wall thicknesses or materials used for the respective flow device can be optimally selected.

Die erste Strömungseinrichtung und/oder die zweite Strömungseinrichtung umfassen insbesondere jeweils eines oder mehrere Rohrelemente, durch welche das jeweilige Wärmeübertragungsmedium strömbar ist.The first flow device and / or the second flow device each comprise in particular one or more pipe elements through which the respective heat transfer medium can flow.

Die Wärmeübertragungseinrichtung der erfindungsgemäßen Wärmespeichervorrichtung umfasst ferner mindestens ein elektrisches Heizelement. Das Heizelement kann selektiv mit elektrischer Energie beaufschlagt werden. Beispielsweise wird das Heizelement wahlweise mit einer elektrischen Energieversorgungseinrichtung in elektrischen Kontakt gebracht.The heat transfer device of the heat storage device according to the invention further comprises at least one electric heating element. Electrical energy can be selectively applied to the heating element. For example, the heating element is optionally brought into electrical contact with an electrical energy supply device.

Das mindestens eine Heizelement steht insbesondere mit mindestens einer Strömungseinrichtung und vorzugsweise beiden Strömungseinrichtungen in thermischem Kontakt. Auf diese Weise kann vom Heizelement abgegebene Wärme auf das erste und/oder das zweite Wärmeübertragungsmedium übertragen werden, um diese(s) zu beladen.The at least one heating element is in thermal contact with at least one flow device and preferably both flow devices. In this way, heat given off by the heating element can be transferred to the first and / or the second heat transfer medium in order to load them.

Alternativ oder ergänzend steht das mindestens eine Heizelement mit der Speichereinrichtung in thermischem Kontakt. Dies bietet den Vorteil, dass vom Heizelement abgegebene Wärme auf die Speichereinrichtung übertragen werden kann, um diese zu beladen.Alternatively or additionally, the at least one heating element is in thermal contact with the storage device. This offers the advantage that heat emitted by the heating element can be transferred to the storage device in order to load it.

Selektives Aktivieren des mindestens einen Heizelementes ermöglicht einen vielseitigen Einsatz der Wärmespeichervorrichtung. Der Austausch von Wärme zwischen den Wärmeübertragungsmedien untereinander und/oder mit der Speichereinrichtung kann gezielt unterstützt werden, um einen optimalen Betriebspunkt der Wärmespeichervorrichtung einzustellen.Selective activation of the at least one heating element enables the heat storage device to be used in a variety of ways. The exchange of heat between the heat transfer media with one another and / or with the storage device can be specifically supported in order to set an optimal operating point of the heat storage device.

Vorteilhaft ist es, dass das mindestens eine Heizelement in zwei oder mehr unabhängig voneinander oder gemeinsam mit elektrischer Energie beaufschlagbare Segmente unterteilt ist. Dies verleiht der Wärmespeichervorrichtung eine höhere Vielseitigkeit. Je nachdem, welches Segment des Heizelementes mit elektrischer Energie beaufschlagt wird, kann vom Heizelement räumlich definiert Wärme abgegeben werden. Dies bietet zum Beispiel die Möglichkeit, das erste und/oder zweite Wärmeübertragungsmedium und/oder die Speichereinrichtung an definierter räumlicher Position mit Wärme des Heizelementes zu beaufschlagen.It is advantageous that the at least one heating element is divided into two or more segments that can be acted upon independently or together with electrical energy. This gives the heat storage device greater versatility. Depending on which segment of the heating element is supplied with electrical energy, the heating element can emit spatially defined heat. This offers, for example, the possibility of applying heat from the heating element to the first and / or second heat transfer medium and / or the storage device at a defined spatial position.

Durch räumlich selektive Übertragung von Wärme des mindestens einen Heizelementes an die Speichereinrichtung kann bei einer bevorzugten Ausführungsform eine Durchmischung des Speichermediums aufgrund unterschiedlicher Temperaturen vermieden werden.In a preferred embodiment, thorough mixing of the storage medium due to different temperatures can be avoided by spatially selective transfer of heat from the at least one heating element to the storage device.

Vorgesehen sein kann, dass die Segmente jeweils einzeln mit unterschiedlicher elektrischer Energie beaufschlagt werden, so dass die Segmente unterschiedliche Temperaturen aufweisen können. Vorgesehen sein kann, dass zwei oder mehr Segmente auf dieselbe Temperatur eingestellt werden. It can be provided that the segments are each acted upon individually with different electrical energy, so that the segments can have different temperatures. It can be provided that two or more segments are set to the same temperature.

Insbesondere kann die Temperatur eines jeweiligen Segmentes vorteilhafterweise gesteuert und/oder geregelt werden.In particular, the temperature of a respective segment can advantageously be controlled and / or regulated.

Die Segmente sind beispielsweise in einer Erstreckungsrichtung des mindestens einen Heizelementes aneinandergereiht positioniert.The segments are positioned in a row, for example, in an extension direction of the at least one heating element.

Das mindestens eine Heizelement kann beispielsweise ein Stabelement umfassen. Das Stabelement kann ein Heizstab sein. Das Stabelement kann beispielsweise parallel zu dem vorstehend genannten Rohrelement einer Strömungseinrichtung ausgerichtet sein.The at least one heating element can comprise, for example, a rod element. The The rod element can be a heating element. The rod element can, for example, be aligned parallel to the aforementioned tubular element of a flow device.

Die Speichereinrichtung weist beispielsweise eine Mehrzahl von Speicherelementen auf, welche insbesondere räumlich voneinander getrennt sind.The storage device has, for example, a plurality of storage elements which are spatially separated from one another in particular.

Das Speichermedium der Speichereinrichtung ist oder umfasst beispielsweise ein Phasenwechselmedium. Es lässt sich dadurch innerhalb eines definierten Temperaturbereichs eine große Wärmemenge speichern. Ferner kann dem Phasenwechselmedium insbesondere bei einer zumindest näherungsweise konstanten Temperatur Wärme zugeführt und/oder Wärme von diesem abgeführt werden. Dadurch lässt sich dem Phasenwechselmedium Wärme mit einer hohen Effizienz zuführen und/oder von diesem abführen.The storage medium of the storage device is or comprises, for example, a phase change medium. This allows a large amount of heat to be stored within a defined temperature range. Furthermore, heat can be supplied to and / or heat can be removed from the phase change medium, in particular at an at least approximately constant temperature. As a result, heat can be supplied to and / or removed from the phase change medium with high efficiency.

Günstig ist es, wenn die erste Strömungseinrichtung und/oder die zweite Strömungseinrichtung jeweils als Fluidkreislauf ausgebildet sind/ ist oder jeweils einen Fluidkreislauf umfassen/ umfasst. Dadurch kann der Speichereinrichtung auf technisch einfache Weise Wärme zugeführt oder Wärme von dieser abgeführt werden.It is expedient if the first flow device and / or the second flow device are / are each designed as a fluid circuit or each comprise a fluid circuit. As a result, heat can be supplied to the storage device in a technically simple manner or heat can be removed from it.

Die erste Strömungseinrichtung und/oder die zweite Strömungseinrichtung weisen beispielsweise jeweils vollständig voneinander getrennte Fluidkreisläufe auf.The first flow device and / or the second flow device each have, for example, completely separate fluid circuits.

Das mindestens eine Heizelement ist bei einer bevorzugten Ausführungsform längserstreckt und zumindest abschnittsweise geradlinig ausgebildet. Beispielsweise ist das mindestens eine Heizelement, zumindest abschnittsweise, parallel zu einem Rohrelement mindestens einer Strömungseinrichtung ausgerichtet.In a preferred embodiment, the at least one heating element is elongated and at least partially straight. For example, the at least one heating element is aligned, at least in sections, parallel to a tubular element of at least one flow device.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Wärmeübertragungseinrichtung mindestens ein Wärmeübertragungselement, mittels welchem die erste Strömungseinrichtung und/oder die zweite Strömungseinrichtung und/oder das mindestens eine Heizelement einerseits und das Speichermedium der Speichereinrichtung andererseits thermisch miteinander verbunden sind. Durch das mindestens eine Wärmeübertragungselement kann auf einfache Weise eine thermische Kopplung zwischen der ersten Strömungseinrichtung und/oder der zweiten Strömungseinrichtung und/oder dem Heizelement sowie dem Speichermedium der Speichereinrichtung hergestellt werden.In one embodiment of the invention, the heat transfer device comprises at least one heat transfer element, by means of which the first flow device and / or the second flow device and / or the at least one heating element on the one hand and the storage medium of the storage device on the other hand are thermally connected to one another. A thermal coupling between the first flow device and / or the second flow device and / or the heating element and the storage medium of the storage device can be produced in a simple manner by the at least one heat transfer element.

Günstig ist es, wenn das mindestens eine Wärmeübertragungselement einen Aufnahmekörper umfasst oder bildet, welcher eine einen Innenraum umgebende Wandung des mindestens einen Wärmeübertragungselements bildet, und wenn die erste Strömungseinrichtung und/oder die zweite Strömungseinrichtung und/oder das Heizelement durch den Innenraum des mindestens einen Wärmeübertragungselements verlaufen. Abschnitte der ersten Strömungseinrichtung und/oder der zweiten Strömungseinrichtung und/oder des mindestens einen Heizelementes können beispielsweise mittels des Aufnahmekörpers fixiert werden. Mittels des Aufnahmekörpers kann eine besonders gute thermische Kopplung zwischen der jeweiligen Strömungseinrichtung und/oder dem Heizelement und der Wandung des mindestens einen Wärmeübertragungselements hergestellt werden. Mittels des Aufnahmekörpers kann ferner insbesondere eine thermische Kopplung zwischen den Strömungseinrichtungen untereinander und/oder dem mindestens einen Heizelement und mindestens einer Strömungseinrichtung bereitgestellt werden.It is expedient if the at least one heat transfer element comprises or forms a receiving body, which forms a wall of the at least one heat transfer element surrounding an interior, and if the first flow device and / or the second flow device and / or the heating element through the interior of the at least one heat transfer element run. Sections of the first flow device and / or the second flow device and / or the at least one heating element can be fixed, for example, by means of the receiving body. A particularly good thermal coupling between the respective flow device and / or the heating element and the wall of the at least one heat transfer element can be produced by means of the receiving body. A thermal coupling between the flow devices with one another and / or the at least one heating element and at least one flow device can also be provided by means of the receiving body.

Insbesondere umfasst oder bildet der Aufnahmekörper eine Wandung, welche einen Innenraum des mindestens einen Wärmeübertragungselements umgibt. Durch diesen Innenraum verlaufen beispielsweise zumindest Bereiche der ersten Strömungseinrichtung und/oder der zweiten Strömungseinrichtung und/oder des mindestens einen Heizelementes. Der Innenraum wird vorzugsweise von der ersten Strömungseinrichtung und/oder der zweiten Strömungseinrichtung und/oder dem Heizelement näherungsweise vollständig ausgefüllt.In particular, the receiving body comprises or forms a wall which surrounds an interior of the at least one heat transfer element. At least regions of the first flow device and / or the second flow device and / or the at least one heating element run through this interior, for example. The interior is preferably almost completely filled by the first flow device and / or the second flow device and / or the heating element.

Die erste Strömungseinrichtung und/oder die zweite Strömungseinrichtung und/oder das mindestens eine Heizelement sind beispielsweise mittels des Aufnahmekörpers innerhalb des mindestens einen Wärmeübertragungselements fixiert.The first flow device and / or the second flow device and / or the at least one heating element are fixed, for example, by means of the receiving body within the at least one heat transfer element.

Es kann beispielsweise eine Mehrzahl von Aufnahmekörpern vorgesehen sein, oder der Aufnahmekörper kann in einzelne, voneinander beabstandete Segmente unterteilt sein, welche Aufnahmekörper bzw. welche Segmente in einer Streckungsrichtung der Strömungseinrichtungen und/oder des mindestens einen Heizelementes jeweils im Abstand zueinander positioniert sind. Das Vorsehen mehrerer Aufnahmekörper oder mehrerer Segmente ermöglicht es beispielsweise, die Wärmeleitung zwischen den Aufnahmekörpern oder den Segmenten zu unterbrechen. Eine mögliche Temperaturschichtung in der Speichereinrichtung kann auf diese Weise beibehalten werden, wodurch das Speichermedium gezielt auf unterschiedlichen Temperaturniveaus gehalten werden kann.For example, a plurality of receptacle bodies can be provided, or the receptacle body can be subdivided into individual, spaced-apart segments, which receptacle bodies or which segments are each positioned at a distance from one another in an extension direction of the flow devices and / or the at least one heating element. The provision of a plurality of receiving bodies or a plurality of segments makes it possible, for example, to interrupt the heat conduction between the receiving bodies or the segments. A possible temperature stratification in the storage device can be maintained in this way, as a result of which the storage medium can be deliberately kept at different temperature levels.

Ist wie nachfolgend erläutert eine Rippenstruktur beispielsweise als Bestandteil des Aufnahmekörpers oder mit diesem verbunden vorgesehen, sind insbesondere Rippenstrukturen der Aufnahmekörper voneinander getrennt, oder die Segmente des Aufnahmekörpers weisen voneinander getrennte Rippenstrukturen auf.If, as explained below, a rib structure is provided, for example, as part of the receiving body or connected to it, rib structures are particularly the Receiving body separated from one another, or the segments of the receiving body have rib structures which are separate from one another.

Vorgesehen sein kann, dass die Strömungseinrichtungen und das mindestens eine Heizelement gemeinsam im Innenraum des mindestens einen Wärmeübertragungselementes angeordnet sind. Beispielsweise ist nur ein Innenraumbereich vorgesehen, in dem beide Strömungseinrichtungen und ein Heizelement positioniert sind.It can be provided that the flow devices and the at least one heating element are arranged together in the interior of the at least one heat transfer element. For example, only one interior area is provided, in which both flow devices and a heating element are positioned.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Innenraum durch die Wandung voneinander getrennte Innenraumbereiche umfasst, wobei das mindestens eine Heizelement und mindestens eine der Strömungseinrichtungen in unterschiedlichen Innenraumbereichen angeordnet sind. Beispielsweise sind drei Innenraumbereiche vorgesehen, wobei zwei Innenraumbereiche den beiden Strömungseinrichtungen zugeordnet sind und der dritte Innenraumbereich einem Heizelement.Alternatively, it can be provided that the interior comprises interior areas separated from one another by the wall, the at least one heating element and at least one of the flow devices being arranged in different interior areas. For example, three interior areas are provided, two interior areas being assigned to the two flow devices and the third interior area being assigned to a heating element.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist es günstig, wenn das mindestens eine Heizelement und die Strömungseinrichtungen bezüglich zumindest einer Symmetrieebene oder Symmetrieachse symmetrisch im Innenraum positioniert sind.In a preferred embodiment, it is advantageous if the at least one heating element and the flow devices are positioned symmetrically in the interior with respect to at least one plane of symmetry or axis of symmetry.

Vorgesehen sein kann, dass das mindestens eine Heizelement ein Stabelement umfasst, beispielsweise in Gestalt eines Heizstabes, welches zumindest abschnittsweise in einem Innenraum des mindestens einen Wärmeübertragungselementes verläuft. Insbesondere kann das Stabelement mittels des Aufnahmekörpers im Innenraum des mindestens einen Wärmeübertragungselementes fixiert sein. Das Stabelement lässt sich auf besonders einfache Weise innerhalb des Aufnahmekörpers anordnen und insbesondere einspannen.Provision can be made for the at least one heating element to comprise a rod element, for example in the form of a heating rod, which runs at least in sections in an interior of the at least one heat transfer element. In particular, the rod element can be fixed in the interior of the at least one heat transfer element by means of the receiving body. The rod element can be arranged and in particular clamped in a particularly simple manner within the receiving body.

Insbesondere können die erste Strömungseinrichtung und/oder die zweite Strömungseinrichtung jeweils ein Rohrelement umfassen, welches zumindest abschnittsweise in einem Innenraum des mindestens einen Wärmeübertragungselements verläuft. Das jeweilige Rohrelement lässt sich auf besonders einfache Weise innerhalb des Aufnahmekörpers anordnen und insbesondere einspannen.In particular, the first flow device and / or the second flow device can each comprise a tubular element which runs at least in sections in an interior of the at least one heat transfer element. The respective tubular element can be arranged and in particular clamped in a particularly simple manner within the receiving body.

Insbesondere ist das jeweilige Rohrelement der ersten Strömungseinrichtung und/oder der zweiten Strömungseinrichtung mittels des Aufnahmekörpers im Innenraum des mindestens einen Wärmeübertragungselements fixiert.In particular, the respective tubular element of the first flow device and / or the second flow device is fixed in the interior of the at least one heat transfer element by means of the receiving body.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das Stabelement und/oder das Rohrelement der ersten Strömungseinrichtung und/oder das Rohrelement der zweiten Strömungseinrichtung die Wandung des mindestens einen Wärmeübertragungselements thermisch und/oder mechanisch kontaktiert. Durch einen thermischen Kontakt wird beispielsweise eine thermische Kopplung zwischen dem Stabelement und/oder dem jeweiligen Rohrelement und der Wandung des mindestens einen Wärmeübertragungselements hergestellt. Ein mechanischer Kontakt zwischen dem Stabelement und/oder den Rohrelementen und der Wandung ermöglicht insbesondere eine mechanisch stabile Anordnung des jeweiligen Elements innerhalb des mindestens einen Wärmeübertragungselements.In one embodiment of the invention, it can be provided that the rod element and / or the tubular element of the first flow device and / or the tubular element of the second flow device make thermal and / or mechanical contact with the wall of the at least one heat transfer element. A thermal contact creates, for example, a thermal coupling between the rod element and / or the respective tubular element and the wall of the at least one heat transfer element. A mechanical contact between the rod element and / or the tubular elements and the wall enables, in particular, a mechanically stable arrangement of the respective element within the at least one heat transfer element.

Das Stabelement und/oder das jeweilige Rohrelement liegen beispielsweise direkt an der Wandung des mindestens einen Wärmeübertragungselements an.The rod element and / or the respective tubular element lie, for example, directly on the wall of the at least one heat transfer element.

Das Stabelement und/oder das Rohrelement der ersten Strömungseinrichtung und/oder das Rohrelement der zweiten Strömungseinrichtung sind jeweils beispielsweise innerhalb des Aufnahmekörpers zueinander beabstandet angeordnet. Das Stabelement und die jeweiligen Rohrelemente sind beispielsweise über einen Wärmeleitkörper, welcher insbesondere zwischen dem Stabelement und den jeweiligen Rohrelementen angeordnet ist, räumlich voneinander getrennt. Durch die zueinander beabstandete Anordnung des Stabelementes und der jeweiligen Rohrelemente können beispielsweise thermomechanische Verspannungen im Betrieb der Wärmespeichervorrichtung reduziert werden, welche insbesondere durch Variieren der Temperaturen der jeweiligen Komponenten erzeugt werden.The rod element and / or the tubular element of the first flow device and / or the tubular element of the second flow device are each arranged at a distance from one another, for example, within the receiving body. The rod element and the respective tubular elements are spatially separated from one another, for example, via a heat-conducting body, which is arranged in particular between the rod element and the respective tubular elements. The spaced apart arrangement of the rod element and the respective tubular elements can, for example, reduce thermomechanical stresses during operation of the heat storage device, which are generated in particular by varying the temperatures of the respective components.

Vorteilhaft kann es sein, wenn das mindestens eine Wärmeübertragungselement einen Wärmeleitkörper aufweist, welcher das mindestens eine Heizelement und/oder die erste Strömungseinrichtung und/oder die zweite Strömungseinrichtung thermisch und/oder mechanisch kontaktiert. Dadurch wird eine verbesserte thermische Kopplung zwischen dem mindestens einen Heizelement und/oder der ersten Strömungseinrichtung und/oder der zweiten Strömungseinrichtung einerseits und dem mindestens einen Wärmeübertragungselement andererseits hergestellt.It can be advantageous if the at least one heat transfer element has a heat-conducting body which makes thermal and / or mechanical contact with the at least one heating element and / or the first flow device and / or the second flow device. This produces an improved thermal coupling between the at least one heating element and / or the first flow device and / or the second flow device on the one hand and the at least one heat transfer element on the other hand.

Aus dem gleichen Grund ist es vorteilhaft, wenn der Wärmeleitkörper eine Wandung des mindestens einen Wärmeübertragungselements thermisch und/oder mechanisch kontaktiert.For the same reason, it is advantageous if the heat-conducting body makes thermal and / or mechanical contact with a wall of the at least one heat transfer element.

Der Wärmeleitkörper ist beispielsweise mit der Wandung bzw. dem Aufnahmekörper des mindestens einen Wärmeübertragungselements einstückig verbunden.The heat-conducting body is connected, for example, in one piece to the wall or the receiving body of the at least one heat transfer element.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Wärmeleitkörper mindestens ein Eingriffselement, das mit einer Wandung des mindestens einen Wärmeübertragungselementes in Eingriff steht. Auf diese Weise kann die mechanische Stabilität der Wärmeübertragungseinrichtung gesteigert werden. Der Wärmeleitkörper kann beispielsweise zwischen Wandungsteile der Wandung eingreifen, die insbesondere miteinander verspannt sein können. Dies sichert den Wärmeleitkörper in korrekter Sollposition. Zusätzlich können das mindestens eine Heizelement und/oder die erste und/oder zweite Strömungseinrichtung bei mechanischem Kontakt mit dem Wärmeleitkörper in einer Solllage gesichert werden.In a preferred embodiment, the heat-conducting body comprises at least one Engagement element which is in engagement with a wall of the at least one heat transfer element. In this way, the mechanical stability of the heat transfer device can be increased. The heat-conducting body can engage, for example, between wall parts of the wall, which can in particular be braced together. This secures the heat sink in the correct target position. In addition, the at least one heating element and / or the first and / or second flow device can be secured in a desired position upon mechanical contact with the heat-conducting body.

Vorteilhaft kann es sein, wenn eine Wandung des mindestens einen Wärmeübertragungselements aus einer Mehrzahl separater Wandungsteile zusammengesetzt ist. Jeweilige Komponenten des mindestens einen Heizelementes und/oder der ersten Strömungseinrichtung und/oder der zweiten Strömungseinrichtung können dann beispielsweise zwischen den separaten Wandungsteilen eingespannt werden.It can be advantageous if a wall of the at least one heat transfer element is composed of a plurality of separate wall parts. Respective components of the at least one heating element and / or the first flow device and / or the second flow device can then be clamped, for example, between the separate wall parts.

Insbesondere sind zumindest zwei und beispielsweise alle Wandungsteile im Wesentlichen als Gleichteile ausgebildet. Dies ermöglicht eine technisch einfache Herstellung des mindestens einen Wärmeübertragungselements.In particular, at least two and, for example, all wall parts are essentially designed as identical parts. This enables a technically simple production of the at least one heat transfer element.

Ein Aufnahmekörper des mindestens einen Wärmeübertragungselements ist beispielsweise aus einer Mehrzahl separater Aufnahmekörperteile zusammengesetzt, wobei ein Aufnahmekörperteil jeweils ein Wandungsteil bildet. Voneinander verschiedene Aufnahmekörperteile sind insbesondere im Wesentlichen als Gleichteile ausgebildet.A receptacle body of the at least one heat transfer element is composed, for example, of a plurality of separate receptacle body parts, a receptacle body part in each case forming a wall part. Different receiving body parts are in particular essentially designed as identical parts.

Es kann vorgesehen sein, dass die Wandungsteile über eine Spanneinrichtung miteinander verbunden sind. Mittels der Spanneinrichtung können unterschiedliche Wandungsteile der Wandung des mindestens einen Wärmeübertragungselements auf einfache Weise verbunden werden.It can be provided that the wall parts are connected to one another via a tensioning device. Different wall parts of the wall of the at least one heat transfer element can be connected in a simple manner by means of the tensioning device.

Die Spanneinrichtung weist dann mindestens ein federelastisches Spannelement auf, wobei zueinander benachbarte Wandungsteile über das mindestens eine federelastische Spannelement miteinander verbunden sind. Das mindestens eine Spannelement kann beispielsweise an Halteelementen benachbarter Wandungsteile angeordnet werden. Dies ermöglicht eine Verbindung voneinander verschiedener Wandungsteile auf technisch besonders einfache Weise.The tensioning device then has at least one spring-elastic tensioning element, with mutually adjacent wall parts being connected to one another via the at least one spring-elastic tensioning element. The at least one clamping element can, for example, be arranged on holding elements of adjacent wall parts. This enables a connection of different wall parts in a technically particularly simple manner.

Die Spanneinrichtung erlaubt ferner eine Kompensation möglicher thermomechanischer Spannungen aufgrund thermischer Ausdehnung oder Kontraktion von Komponenten des mindestens einen Wärmeübertragungselements.The tensioning device also allows a compensation of possible thermomechanical stresses due to thermal expansion or contraction of components of the at least one heat transfer element.

Ferner kann es vorgesehen sein, dass die Wandungsteile jeweils mindestens ein Halteelement aufweisen und dass ein oder mehrere federelastische Spannelemente vorgesehen sind, welche jeweils an einem Paar von Halteelementen anordenbar sind und/oder welche jeweils ein Paar von Halteelementen umgreifen, wobei ein oder mehrere Paare von Halteelementen zwischen benachbarten Wandungsteilen gebildet sind. Mittels des mindestens einen Halteelements können federelastische Spannelemente der Spanneinrichtung besonders einfach an den Wandungsteilen der Wandung des mindestens einen Wärmeübertragungselements positioniert werden.Furthermore, it can be provided that the wall parts each have at least one holding element and that one or more spring-elastic tensioning elements are provided, which can each be arranged on a pair of holding elements and / or which each encompass a pair of holding elements, one or more pairs of Holding elements are formed between adjacent wall parts. By means of the at least one holding element, spring-elastic tensioning elements of the tensioning device can be positioned particularly easily on the wall parts of the wall of the at least one heat transfer element.

Das mindestens eine federelastische Spannelement ist beispielsweise als federelastische Klammer ausgebildet. Diese Klammer umfasst beispielsweise zwei Schenkel, welche durch Überwindung einer Federkraft auseinander bewegbar sind. Die Klammer wird beispielsweise an einem Paar aus gegenüberliegenden Halteelementen derart angeordnet, dass die Schenkel der Klammer die Halteelemente des Paars umgreifen und/oder hintergreifen.The at least one spring-elastic tensioning element is designed, for example, as a spring-elastic clamp. This clip comprises, for example, two legs which can be moved apart by overcoming a spring force. The clip is arranged, for example, on a pair of opposing holding elements in such a way that the limbs of the clip embrace and / or engage behind the holding elements of the pair.

Zwischen benachbarten Halteelementen kann beispielsweise ein Eingriffselement des Wärmeleitkörpers eingreifen.An engagement element of the heat-conducting body can engage between adjacent holding elements, for example.

Insbesondere sind das Stabelement und/oder mindestens eines der Rohrelemente der ersten Strömungseinrichtung und/oder der zweiten Strömungseinrichtung zwischen den Wandungsteilen des mindestens einen Wärmeübertragungselements eingespannt. Das Stabelement und/oder die jeweiligen Rohrelemente können dadurch besonders einfach in einem von der Wandung umgebenen Innenraum des mindestens einen Wärmeübertragungselements angeordnet werden.In particular, the rod element and / or at least one of the tubular elements of the first flow device and / or the second flow device are clamped between the wall parts of the at least one heat transfer element. The rod element and / or the respective tubular elements can thereby be arranged particularly simply in an interior of the at least one heat transfer element surrounded by the wall.

Vorteilhaft ist es, wenn die Wärmeübertragungseinrichtung eine Rippenstruktur aufweist, welche eine Mehrzahl von Rippen umfasst. Durch die Rippenstruktur kann eine besonders effektive thermische Kopplung zwischen der Wärmeübertragungseinrichtung und dem Speichermedium der Speichereinrichtung erzielt werden.It is advantageous if the heat transfer device has a rib structure which comprises a plurality of ribs. A particularly effective thermal coupling between the heat transfer device and the storage medium of the storage device can be achieved by the rib structure.

In einem Betriebszustand der Wärmespeichervorrichtung ist die Rippenstruktur in das Speichermedium der Speichereinrichtung eingetaucht. Es wird dadurch eine besonders große Kontaktfläche zwischen dem Speichermedium der Speichereinrichtung und den Rippen der Wärmeübertragungseinrichtung bereitgestellt.In an operating state of the heat storage device, the rib structure is immersed in the storage medium of the storage device. This provides a particularly large contact area between the storage medium of the storage device and the ribs of the heat transfer device.

Die Rippenstruktur kontaktiert das Speichermedium der Speichereinrichtung insbesondere stofflich und/oder direkt thermisch. Die Rippenstruktur wird beispielsweise von dem Speichermedium der Speichereinrichtung umströmt.The rib structure contacts the storage medium of the storage device in particular materially and / or directly thermally. The rib structure is flowed around, for example, by the storage medium of the storage device.

Günstig ist es, wenn Rippen der Rippenstruktur an einer dem Speichermedium zugewandten Außenseite eines Wärmeübertragungselements der Wärmeübertragungseinrichtung positioniert sind. Die Rippen der Rippenstruktur können dadurch an dem Wärmeübertragungselement der Wärmeübertragungseinrichtung besonders einfach angeordnet werden.It is expedient if ribs of the rib structure are positioned on an outside of a heat transfer element of the heat transfer device facing the storage medium. The ribs of the rib structure can thereby be arranged in a particularly simple manner on the heat transfer element of the heat transfer device.

Rippen sind insbesondere mit einer Wandung oder einem Wandungsteil des mindestens einen Wärmeübertragungselements einstückig verbunden. Es wird dadurch eine besonders stabile mechanische Verbindung zwischen den Rippen und dem jeweiligen Wandungsteil hergestellt. Es ergibt sich dadurch ferner ein besonders guter thermischer Kontakt zwischen den Rippen und der Wandung oder des Wandungsteils des mindestens einen Wärmeübertragungselements.Ribs are connected in one piece in particular to a wall or a wall part of the at least one heat transfer element. This creates a particularly stable mechanical connection between the ribs and the respective wall part. This also results in a particularly good thermal contact between the ribs and the wall or the wall part of the at least one heat transfer element.

Die Rippen der Rippenstruktur sind insbesondere integral an der Wandung des mindestens einen Wärmeübertagungselements ausgebildet.The ribs of the rib structure are in particular integrally formed on the wall of the at least one heat transfer element.

Eine Rippe der Rippenstruktur erstreckt sich insbesondere ausgehend von der Wandung des mindestens einen Wärmeübertragungselements in eine einem Innenraum des mindestens einen Wärmeübertragungselements abgewandte Richtung. Eine Rippe umfasst insbesondere Verzweigungen und/oder Verästelungen, mittels welcher ein Strang der Rippe ausgehend von der Wandung in mehrere Unterstränge erweitert wird. Dadurch weist die Rippenstruktur beispielsweise eine baumartige Struktur auf.A rib of the rib structure extends in particular starting from the wall of the at least one heat transfer element in a direction facing away from an interior of the at least one heat transfer element. A rib in particular comprises branches and / or ramifications, by means of which a strand of the rib is expanded into a plurality of sub-strands starting from the wall. As a result, the rib structure has, for example, a tree-like structure.

Die Rippenstruktur umfasst insbesondere mehrere Rippenstrukturabschnitte, wobei jeder Rippenstrukturabschnitt einem Wandungsteil der Wandung des mindestens einen Wärmeübertragungselements zugeordnet ist.The rib structure comprises in particular a plurality of rib structure sections, each rib structure section being assigned to a wall part of the wall of the at least one heat transfer element.

Das mindestens eine Wärmeübertragungselement ist insbesondere aus mehreren Bauteilen aufgebaut, wobei jedes Bauteil einen Wandungsteil und einen dem Wandungsteil zugeordneten Rippenstrukturabschnitt umfasst.The at least one heat transfer element is constructed in particular from a plurality of components, each component comprising a wall part and a rib structure section assigned to the wall part.

Jedes Bauteil umfassend einen Wandungsteil und einen Rippenstrukturabschnitt ist beispielsweise durch ein Umformverfahren wie z.B. Strangpressen hergestellt. Auf diese Weise sind der Wandungsteil und der Rippenstrukturabschnitt insbesondere einstückig miteinander verbunden.Each component comprising a wall part and a rib structure section is, for example, by a forming process such as Extruded presses manufactured. In this way, the wall part and the rib structure section are connected to one another in particular in one piece.

Die Rippen der Rippenstruktur sind insbesondere an einer Außenseite eines Aufnahmekörpers des mindestens einen Wärmeübertragungselements positioniert, wobei der Aufnahmekörper durch die Wandung des mindestens einen Wärmeübertragungselements eingeschlossen ist.The ribs of the rib structure are in particular positioned on an outer side of a receiving body of the at least one heat transfer element, the receiving body being enclosed by the wall of the at least one heat transfer element.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Speichern oder Bereitstellen von Wärme mittels einer Wärmespeichervorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 18 bereitgestellt.According to the invention, a method for storing or providing heat by means of a heat storage device having the features of independent claim 18 is provided.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Wärmespeichervorrichtung beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.The method according to the invention preferably has one or more of the features and / or advantages described in connection with the heat storage device according to the invention.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens kann es vorgesehen sein, dass Wärme von dem ersten Wärmeübertragungsmedium auf das zweite Wärmeübertragungsmedium übertragen wird, oder das Wärme von dem zweiten Wärmeübertragungsmedium auf das erste Wärmeübertragungsmedium übertragen wird, oder Wärme wird von dem mindestens einen Heizelement auf zumindest eines der Wärmeübertragungsmedien übertragen.In one embodiment of the method, it can be provided that heat is transferred from the first heat transfer medium to the second heat transfer medium, or the heat is transferred from the second heat transfer medium to the first heat transfer medium, or heat is transferred from the at least one heating element to at least one of the heat transfer media transfer.

Insbesondere wird Wärme mittels des mindestens einen Wärmeübertragungselements der Wärmeübertragungseinrichtung von dem ersten Wärmeübertragungsmedium auf das zweite Wärmeübertragungsmedium (oder umgekehrt) übertragen.In particular, heat is transferred from the first heat transfer medium to the second heat transfer medium (or vice versa) by means of the at least one heat transfer element of the heat transfer device.

Das Speichermedium der Speichereinrichtung ist oder umfasst beispielsweise ein Phasenwechselmedium. Das Phasenwechselmedium umfasst insbesondere Nitratsalze oder eine Mischung aus unterschiedlichen Nitratsalzen. Es umfasst beispielsweise Natriumnitrat und/oder Kaliumnitrat und/oder Lithiumnitrat. The storage medium of the storage device is or comprises, for example, a phase change medium. The phase change medium comprises in particular nitrate salts or a mixture of different nitrate salts. It includes, for example, sodium nitrate and / or potassium nitrate and / or lithium nitrate.

Mittels unterschiedlicher Mischungen der genannten Stoffe lässt sich beispielsweise ein Schmelzpunkt des Phasenwechselmediums variieren.A melting point of the phase change medium can be varied, for example, by means of different mixtures of the substances mentioned.

Alternativ hierzu umfasst das Phasenwechselmedium beispielsweise ein Paraffin.Alternatively, the phase change medium comprises, for example, a paraffin.

Rohrelemente der Wärmeübertragungseinrichtung sind insbesondere aus einem warmfesten Stahl hergestellt.Pipe elements of the heat transfer device are made in particular of a heat-resistant steel.

Ein Stabelement des mindestens einen Heizelementes ist insbesondere aus einem Metall gefertigt.A rod element of the at least one heating element is in particular made of a metal.

Wandungsteile der Wandung und/oder Rippen der Rippenstruktur und/oder ein Wärmeleitkörper des mindestens einen Wärmeübertragungselements der Wärmeübertragungseinrichtung sind vorzugsweise aus einem leicht zu extrudierenden Material wie beispielsweise Aluminium hergestellt. Auf diese Weise lassen sich die genannten Komponenten insbesondere mittels eines Umformverfahrens, beispielsweise mittels eines Strangpressverfahrens, herstellen.Wall parts of the wall and / or ribs of the rib structure and / or a heat-conducting body of the at least one heat transfer element of the heat transfer device are preferably made of an easily extruded material such as aluminum. To this The components mentioned can be produced in particular by means of a forming process, for example by means of an extrusion process.

Alternativ hierzu können Rippen der Rippenstruktur beispielsweise aus einem Graphitmaterial hergestellt sein.Alternatively, ribs of the rib structure can be made of a graphite material, for example.

Bei einer Ausführungsform erfolgt die Herstellung von Rippen der Rippenstruktur mittels eines Biegeverfahrens wie beispielsweise Blechbiegen.In one embodiment, ribs of the rib structure are produced by means of a bending process, such as sheet metal bending.

Alternativ hierzu lassen sich Rippen der Rippenstruktur mittels Flechten und/oder Weben von Drähten herstellen. Die Rippen sind auf diese Weise beispielsweise aus einem Drahtgeflecht hergestellt.Alternatively, ribs of the rib structure can be produced by braiding and / or weaving wires. In this way, the ribs are produced, for example, from a wire mesh.

Das erste Wärmeübertragungsmedium und/oder das zweite Wärmeübertragungsmedium sind beispielsweise kaltes und/oder heißes Wasser bzw. Wasserdampf.The first heat transfer medium and / or the second heat transfer medium are, for example, cold and / or hot water or water vapor.

Die eingangs beschriebene Wärmespeichervorrichtung umfasst vorzugsweise ein Mehrfachregister, welches mindestens zwei Eingänge und zwei Ausgänge aufweist, um die Be- und Entladekreisläufe voneinander zu trennen.The heat storage device described at the outset preferably comprises a multiple register which has at least two inputs and two outputs in order to separate the loading and unloading circuits from one another.

Die Wärmespeichervorrichtung umfasst beispielsweise einen Latentwärmespeicher, in welchen zwei Rohrregister integriert sind.The heat storage device comprises, for example, a latent heat store in which two pipe registers are integrated.

Beispielsweise umfasst die Wärmespeichervorrichtung ein Doppelrohrregister, bei welchem die Beladungsrohre von den Entladungsrohren getrennt sind.For example, the heat storage device comprises a double tube register, in which the loading tubes are separated from the discharge tubes.

Die Wärmespeichervorrichtung kann insbesondere als thermischer Wärmespeicher und/oder Wärmepuffer für industrielle Anwendungen, beispielsweise zur effizienten Nutzung von Abwärme, eingesetzt werden. Sie eignet sich beispielsweise zum Einsatz in Zusammenhang mit Prozessen mit zeitlich variierender Wärmeabgabe und/oder Wärmeaufnahme. Die Wärmespeichervorrichtung kann beispielsweise als Energiespeicher in Heizkraftwerken verwendet werden.The heat storage device can be used in particular as a thermal heat store and / or heat buffer for industrial applications, for example for the efficient use of waste heat. It is suitable, for example, for use in connection with processes with time-varying heat emission and / or heat absorption. The heat storage device can be used, for example, as an energy store in thermal power stations.

Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.Further preferred features and / or advantages of the invention are the subject of the following description and the drawing of exemplary embodiments.

In den Zeichnungen zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Wärmespeichervorrichtung, welche eine Mehrzahl von Speicherelementen umfasst;
  • 2 einen schematischen Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines Wärmeübertragungselements der Wärmespeichervorrichtung, bei welchem eine Wandung des Wärmeübertragungselements aus einer Mehrzahl von Wandungsteilen zusammengesetzt ist, wobei die Wandungsteile zumindest näherungsweise eine 3-Form aufweisen;
  • 3 schematisch eine Seitenansicht eines Heizelementes der Wärmespeichervorrichtu ng;
  • 4 schematisch eine Teildarstellung einer Wärmeübertragungseinrichtung der Wärmespeichervorrichtung, wobei voneinander beabstandete Aufnahmekörper und Rippenstrukturen eines Wärmeübertragungselementes vorgesehen sind;
  • 5 einen schematischen Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Wärmeübertragungselements, bei welchem ein Wärmeleitkörper vorgesehen ist und bei welchem die Wandungsteile spiegelsymmetrisch zu einer Mittelebene des Wärmeübertragungselements liegen und näherungsweise eine C-Form aufweisen;
  • 6 einen schematischen Querschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels eines Wärmeübertragungselements, bei welchem drei Wandungsteile vorgesehen sind, die zumindest näherungsweise eine U-Form aufweisen und jeweils einen Winkel von ca. 120° bezüglich einer Achse des Wärmeübertragungselementes überdecken; und
  • 7 einen schematischen Querschnitt eines vierten Ausführungsbeispiels eines Wärmeübertragungselements, bei welchem die Wandung drei Innenraumbereiche umgibt, die Rohrelemente und ein Stabelement aufnehmen.
The drawings show:
  • 1 a schematic representation of an embodiment of a heat storage device comprising a plurality of storage elements;
  • 2 a schematic cross section of a first embodiment of a heat transfer element of the heat storage device, in which a wall of the heat transfer element is composed of a plurality of wall parts, the wall parts at least approximately having a 3-shape;
  • 3 schematically shows a side view of a heating element of the heat storage device;
  • 4 schematically shows a partial representation of a heat transfer device of the heat storage device, wherein spaced-apart receiving bodies and rib structures of a heat transfer element are provided;
  • 5 a schematic cross section of a second embodiment of a heat transfer element, in which a heat-conducting body is provided and in which the wall parts are mirror-symmetrical to a central plane of the heat transfer element and approximately have a C-shape;
  • 6 a schematic cross section of a third embodiment of a heat transfer element, in which three wall parts are provided, which have at least approximately a U-shape and each cover an angle of approximately 120 ° with respect to an axis of the heat transfer element; and
  • 7 a schematic cross section of a fourth embodiment of a heat transfer element, in which the wall surrounds three interior areas that accommodate tubular elements and a rod element.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.Identical or functionally equivalent elements are provided with the same reference symbols in all figures.

Ein Ausführungsbeispiel einer Wärmespeichervorrichtung, welche in 1 schematisch gezeigt und dort mit 100 bezeichnet ist, umfasst eine Speichereinrichtung 102. Die Speichereinrichtung 102 weist beispielsweise eine Mehrzahl von Speicherelementen 104 auf, welche insbesondere räumlich voneinander getrennt sind.An embodiment of a heat storage device, which in 1 shown schematically and there with 100 is a storage device 102 , The storage device 102 has, for example, a plurality of storage elements 104 which are spatially separated from one another in particular.

Die Speichereinrichtung 102 umfasst ein Speichermedium 106 zum Speichern von Wärme. Dieses Speichermedium 106 ist beispielsweise innerhalb der Speicherelemente 104 angeordnet. Das Speichermedium 106 ist oder umfasst beispielsweise ein Phasenwechselmedium.The storage device 102 includes a storage medium 106 for storing heat. This storage medium 106 is, for example, within the storage elements 104 arranged. The storage medium 106 is or comprises, for example, a phase change medium.

Das Speichermedium 106 dient zum Speichern von Wärme innerhalb der Speichereinrichtung 102 der Wärmespeichervorrichtung 100. Um der Speichereinrichtung 102 Wärme zuzuführen oder Wärme aus der Speichereinrichtung 102 zu entnehmen, ist eine Wärmeübertragungseinrichtung 108 vorgesehen. The storage medium 106 is used to store heat within the storage device 102 the heat storage device 100 , To the storage device 102 Supply heat or heat from the storage device 102 a heat transfer device can be seen 108 intended.

Die Wärmeübertragungseinrichtung 108 weist eine erste Strömungseinrichtung 110 und eine zweite Strömungseinrichtung 112 auf. Durch die erste Strömungseinrichtung 110 ist ein erstes Wärmeübertragungsmedium 114 strömbar und durch die zweite Strömungseinrichtung 112 ist ein zweites Wärmeübertragungsmedium 116 strömbar.The heat transfer device 108 has a first flow device 110 and a second flow device 112 on. Through the first flow device 110 is a first heat transfer medium 114 flowable and through the second flow device 112 is a second heat transfer medium 116 can flow.

Die erste Strömungseinrichtung 110 und die zweite Strömungseinrichtung 112 sind fluidisch voneinander getrennt. Die erste Strömungseinrichtung 110 und die zweite Strömungseinrichtung 112 weisen insbesondere vollständig voneinander getrennte Strömungswege auf.The first flow device 110 and the second flow device 112 are fluidly separated from each other. The first flow device 110 and the second flow device 112 have in particular completely separate flow paths.

Die Wärmeübertragungseinrichtung 108 umfasst bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von Wärmeübertragungselementen 118. Mittels der Wärmeübertragungselemente 118 sind die erste Strömungseinrichtung 110 und die zweite Strömungseinrichtung 112 thermisch mit der Speichereinrichtung 102 verbunden. Ein jeweiliges Wärmeübertragungselement 118 stellt beispielsweise einen thermischen Kontakt zwischen dem Speichermedium 106 eines jeweiligen Speicherelements 104 einerseits und der ersten Strömungseinrichtung 110 und der zweiten Strömungseinrichtung 112 andererseits her.The heat transfer device 108 in the embodiment shown comprises a plurality of heat transfer elements 118 , By means of the heat transfer elements 118 are the first flow device 110 and the second flow device 112 thermally with the storage device 102 connected. A respective heat transfer element 118 provides, for example, a thermal contact between the storage medium 106 of a respective storage element 104 on the one hand and the first flow device 110 and the second flow device 112 on the other hand.

Bei der in 1 gezeigten schematischen Darstellung ist beispielsweise jeweils ein Wärmeübertragungselement 118 einem Speicherelement 104 zugeordnet. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Wärmespeichervorrichtung 100 sind jeweils mehrere weitere Wärmeübertragungselemente 118 einem Speicherelement 104 zugeordnet. Dies ist in 1 durch das gestrichelt dargestellte Wärmeübertragungselement 118 angedeutet. Insbesondere sind jeweils mehrere Abschnitte der ersten Strömungseinrichtung 110 und der zweiten Strömungseinrichtung 112 einem Speicherelement 104 zugeordnet.At the in 1 The schematic representation shown is, for example, a heat transfer element 118 a storage element 104 assigned. In an advantageous embodiment of the heat storage device 100 are several additional heat transfer elements 118 a storage element 104 assigned. This is in 1 by the heat transfer element shown in dashed lines 118 indicated. In particular, there are several sections of the first flow device 110 and the second flow device 112 a storage element 104 assigned.

Jedem Wärmeübertragungselement 118 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils ein Abschnitt der ersten Strömungseinrichtung 110 und der zweiten Strömungseinrichtung 112 zugeordnet. Auf diese Weise sind mittels des Wärmeübertragungselements 118 das erste Wärmeübertragungsmedium 114 und das zweite Wärmeübertragungsmedium 116 einerseits sowie das Speichermedium 106 des jeweiligen Speicherelements 104 andererseits thermisch miteinander verbunden. Das erste Wärmeübertragungsmedium 114, das zweite Wärmeübertragungsmedium 116 und das Speichermedium 106 stehen dann über das jeweilige Wärmeübertragungselement 118 in thermischem Kontakt.Any heat transfer element 118 is a section of the first flow device in the embodiment shown 110 and the second flow device 112 assigned. In this way, by means of the heat transfer element 118 the first heat transfer medium 114 and the second heat transfer medium 116 on the one hand and the storage medium 106 of the respective storage element 104 on the other hand thermally connected. The first heat transfer medium 114 , the second heat transfer medium 116 and the storage medium 106 are then above the respective heat transfer element 118 in thermal contact.

Alternativ hierzu ist es grundsätzlich auch möglich, dass ein thermischer Kontakt zwischen der ersten Strömungseinrichtung 110 und dem Speichermedium 106 sowie der zweiten Strömungseinrichtung 112 und dem Speichermedium 106 jeweils über separate Wärmeübertragungselemente 118 hergestellt ist. In diesem Fall stellt das Wärmeübertragungselement 118 keinen thermischen Kontakt zwischen der ersten Strömungseinrichtung 110 und der zweiten Strömungseinrichtung 112 her.As an alternative to this, it is also possible in principle for thermal contact between the first flow device 110 and the storage medium 106 and the second flow device 112 and the storage medium 106 each via separate heat transfer elements 118 is made. In this case, the heat transfer element 118 no thermal contact between the first flow device 110 and the second flow device 112 ago.

Die erste Strömungseinrichtung 110 und/oder die zweite Strömungseinrichtung 112 sind beispielsweise jeweils als Fluidkreislauf ausgebildet. Die jeweiligen Fluidkreisläufe der ersten Strömungseinrichtung 110 bzw. der zweiten Strömungseinrichtung 112 sind insbesondere jeweils vollständig voneinander getrennt. Beispielsweise verlaufen mehrere Abschnitte der jeweiligen Fluidkreisläufe der ersten Strömungseinrichtung 110 bzw. der zweiten Strömungseinrichtung 112 durch die Wärmeübertragungselemente 118.The first flow device 110 and / or the second flow device 112 are each designed as a fluid circuit, for example. The respective fluid circuits of the first flow device 110 or the second flow device 112 are in particular completely separated from each other. For example, several sections of the respective fluid circuits of the first flow device run 110 or the second flow device 112 through the heat transfer elements 118 ,

Die Wärmeübertragungseinrichtung 108 umfasst ferner mindestens ein elektrisches Heizelement 166. Im vorliegenden Fall ist eine Mehrzahl von Heizelementen 166 vorgesehen. Jedem Speicherelement 104 ist vorzugsweise mindestens ein elektrisches Heizelement 166 zugeordnet. Insbesondere kann jedem Wärmeübertragungselement 118 ein Heizelement 166 zugeordnet sein.The heat transfer device 108 further comprises at least one electric heating element 166 , In the present case there are a plurality of heating elements 166 intended. Any storage element 104 is preferably at least one electric heating element 166 assigned. In particular, any heat transfer element 118 a heating element 166 be assigned.

Die Heizelemente 166 stehen mit einer elektrischen Energieversorgungseinrichtung 168 in elektrischer Verbindung. Durch Aktivieren der Energieversorgungseinrichtung 168 können die Heizelemente 166 getrennt voneinander oder gemeinsam aktiviert werden. Insbesondere besteht die Möglichkeit, jedes Heizelement 166 wahlweise mit elektrischer Energie zu beaufschlagen.The heating elements 166 stand with an electrical power supply device 168 in electrical connection. By activating the energy supply device 168 can the heating elements 166 activated separately or together. In particular, there is the possibility of any heating element 166 optionally with electrical energy.

Infolgedessen kann vom Heizelement 166 Wärme abgegeben werden.As a result, the heating element 166 Heat is given off.

Das Heizelement 166 jedes Wärmeübertragungselementes 118 steht mit dem Speichermedium 106 des jeweiligen Speicherelementes 104 in thermischer Verbindung. Dies gibt die Möglichkeit, vom Heizelement 166 Wärme auf das Speichermedium 106 zu übertragen und dieses zu beladen.The heating element 166 each heat transfer element 118 stands with the storage medium 106 of the respective storage element 104 in thermal connection. This gives the possibility of the heating element 166 Heat on the storage medium 106 to transfer and load it.

Darüber hinaus steht das Heizelement 166 mit der ersten Strömungseinrichtung 110 und der zweiten Strömungseinrichtung 112 in jedem Wärmeübertragungselement 118 in thermischem Kontakt. Dies erlaubt es, vom Heizelement 166 abgegebene Wärme auf das erste Wärmeübertragungsmedium 114 und/oder das zweite Wärmeübertragungsmedium 116 zu übertragen, um diese(s) zu beladen.In addition, there is the heating element 166 with the first flow device 110 and the second flow device 112 in every heat transfer element 118 in thermal contact. This allows from the heating element 166 emitted heat to the first heat transfer medium 114 and / or the second heat transfer medium 116 transferred to load this (s).

Das Heizelement 166, siehe insbesondere 3, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Wärmespeichervorrichtung 100 längserstreckt ausgebildet. Beispielsweise umfasst oder bildet das Heizelement 166 ein Stabelement 170, das eine Achse 172 definiert. Das Stabelement 170 kann insbesondere ein Heizstab sein, der abschnittsweise geradlinig ausgestaltet ist.The heating element 166 , see in particular 3 , is in a preferred embodiment of the heat storage device 100 trained longitudinally. For example, the heating element comprises or forms 166 a bar element 170 that is an axis 172 Are defined. The bar element 170 can be, in particular, a heating element which is designed in a straight line in sections.

Das Stabelement 170 ist axial in eine Mehrzahl von Segmenten 174 unterteilt. Die Segmente 174 sind über die Energieversorgungseinrichtung 168 unabhängig voneinander oder gemeinsam mit elektrischer Energie beaufschlagbar. Dies bietet die Möglichkeit, über die Erstreckung des Stabelementes 170 unterschiedliche Temperaturen vorzusehen, die insbesondere gesteuert und/oder geregelt werden können.The bar element 170 is axially into a plurality of segments 174 divided. The segments 174 are about the power supply facility 168 can be supplied with electrical energy independently or together. This offers the possibility of extending the bar element 170 to provide different temperatures, which can in particular be controlled and / or regulated.

Auf diese Weise kann ein thermischer Kontakt zwischen dem Heizelement 166 und einer jeweiligen Strömungseinrichtung 110, 112 und/oder dem Heizelement 166 und dem Speichermedium 106 positionsabhängig variiert werden. Beispielsweise können unterschiedliche Höhen im Speichermedium 106 (senkrecht zur Zeichenebene in 1) auf eine Temperatur derart gebracht werden, dass keine Durchmischung des Speichermediums 106 erfolgt.In this way, thermal contact between the heating element 166 and a respective flow device 110 . 112 and / or the heating element 166 and the storage medium 106 can be varied depending on the position. For example, different heights in the storage medium 106 (perpendicular to the plane of the drawing in 1 ) brought to a temperature such that there is no mixing of the storage medium 106 he follows.

Die Heizelemente 166, die unterschiedlichen Wärmeübertragungselementen 118 zugeordnet sind, können jeweils getrennt von der Energieversorgungseinrichtung 168 angesteuert werden.The heating elements 166 , the different heat transfer elements 118 are assigned, each separately from the energy supply device 168 can be controlled.

In 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Wärmeübertragungselements 118 gezeigt. Das Wärmeübertragungselement 118 weist einen Aufnahmekörper 122 auf, welcher eine einen Innenraum 124 umgebende Wandung 120 des Wärmeübertragungselements 118 bildet.In 2 is a first embodiment of a heat transfer element 118 shown. The heat transfer element 118 has a receiving body 122 on which one an interior 124 surrounding wall 120 of the heat transfer element 118 forms.

Die erste Strömungseinrichtung 110 und die zweite Strömungseinrichtung 112 verlaufen durch den Innenraum 124 des Wärmeübertragungselements 118. Der Innenraum 124 wird größtenteils insbesondere von der ersten Strömungseinrichtung 110, der zweiten Strömungseinrichtung 112 und dem Heizelement 166 ausgefüllt. Die erste Strömungseinrichtung 110, die zweite Strömungseinrichtung 112 und das Heizelement 166 sind beispielsweise mittels des Aufnahmekörpers 122 innerhalb des Innenraums 124 des Wärmeübertragungselements 118 fixiert.The first flow device 110 and the second flow device 112 run through the interior 124 of the heat transfer element 118 , The interior 124 is mostly largely from the first flow device 110 , the second flow device 112 and the heating element 166 filled. The first flow device 110 , the second flow device 112 and the heating element 166 are for example by means of the receiving body 122 inside the interior 124 of the heat transfer element 118 fixed.

Dabei ist ein Innenraumbereich 176 vorgesehen, in dem die Strömungseinrichtungen 110, 112 und das Heizelement 166 gemeinsam angeordnet sind.There is an interior area 176 provided in which the flow devices 110 . 112 and the heating element 166 are arranged together.

Die erste Strömungseinrichtung 110 weist beispielsweise ein Rohrelement 126 auf, welches in dem Innenraum 124 positioniert ist. Dieses Rohrelement 126 umgibt und/oder begrenzt fluiddicht einen von dem ersten Wärmeübertragungsmedium 114 durchströmbaren Strömungsbereich 128.The first flow device 110 has, for example, a tubular element 126 on which in the interior 124 is positioned. This pipe element 126 surrounds and / or limits one of the first heat transfer medium in a fluid-tight manner 114 flowable flow area 128 ,

Die zweite Strömungseinrichtung 112 umfasst entsprechend ein Rohrelement 130, welches ebenfalls einen Strömungsbereich 132 fluiddicht begrenzt. Dieser Strömungsbereich 132 ist von dem zweiten Wärmeübertragungsmedium 116 durchström bar.The second flow device 112 accordingly comprises a tubular element 130 which also has a flow area 132 limited fluid tight. This flow area 132 is from the second heat transfer medium 116 flow bar.

Das Rohrelement 130 der zweiten Strömungseinrichtung 112 ist benachbart zu dem Rohrelement 126 der ersten Strömungseinrichtung 110 in dem Innenraum 124 des Wärmeübertragungselements 118 angeordnet.The pipe element 130 the second flow device 112 is adjacent to the tubular element 126 the first flow device 110 in the interior 124 of the heat transfer element 118 arranged.

Die Rohrelemente 126, 130 weisen beispielsweise einen kreisringförmigen Querschnitt auf. Sie sind beispielsweise hohlzylinderförmig ausgebildet.The pipe elements 126 . 130 have, for example, an annular cross section. For example, they are designed as hollow cylinders.

Das Stabelement 170 des Heizelementes 166 ist ebenfalls im Innenraum 124 positioniert. Dabei ist das Stabelement 170 angrenzend an das Rohrelement 126 und das Rohrelement 130 platziert.The bar element 170 of the heating element 166 is also in the interior 124 positioned. The rod element is included 170 adjacent to the tubular element 126 and the pipe element 130 placed.

Beispielsweise liegen die Rohrelemente 126 und 130 aneinander an. Vorgesehen ist insbesondere, dass das Rohrelement 126 am Stabelement 170 anliegt. Darüber hinaus ist insbesondere vorgesehen, dass das Rohrelement 130 am Stabelement 170 anliegt. Es wird dadurch ein direkter thermischer und mechanischer Kontakt im Hinblick auf eine gute Wärmeübertragung und eine stabile Anordnung im Innenraum 124 zwischen den Rohrelementen 126, 130 und dem Stabelement 170 sichergestellt.For example, the pipe elements are located 126 and 130 to each other. It is provided in particular that the tubular element 126 on the bar element 170 is applied. In addition, it is particularly provided that the tubular element 130 on the bar element 170 is applied. This creates a direct thermal and mechanical contact with regard to good heat transfer and a stable arrangement in the interior 124 between the pipe elements 126 . 130 and the bar element 170 ensured.

Darüber hinaus liegen die Rohrelemente 126, 130 und das Stabelement 170 vorzugsweise direkt an der Wandung 120 an. Auch dies sichert einen direkten thermischen und mechanischen Kontakt, im Hinblick auf eine Wärmeübertragung mit dem Wärmeübertragungselement 118 und eine stabile Anordnung innerhalb des Innenraums 124.In addition, the pipe elements are located 126 . 130 and the bar element 170 preferably directly on the wall 120 on. This also ensures direct thermal and mechanical contact with regard to heat transfer with the heat transfer element 118 and a stable arrangement within the interior 124 ,

Die Rohrelemente 126, 128 und das Stabelement 170 sind, im Querschnitt gesehen, an den Ecken eines Dreiecks positioniert, das im vorliegenden Fall gleichschenklig und näherungsweise gleichseitig ausgestaltet ist.The pipe elements 126 . 128 and the bar element 170 are, seen in cross-section, positioned at the corners of a triangle, which in the present case is isosceles and approximately equilateral.

Ein Zwischenraum zwischen den Rohrelementen 126, 130 und dem Stabelement 170 ist zum Beispiel mit Speichermedium 106 gefüllt, welches insbesondere die Rohrelemente 126, 130 thermisch und/oder mechanisch kontaktiert.A space between the pipe elements 126 . 130 and the bar element 170 is for example with storage medium 106 filled which especially the pipe elements 126 . 130 contacted thermally and / or mechanically.

Das Speichermedium 106 der Speichereinrichtung 102 umgibt das Wärmeübertragungselement 118. Zur Herstellung eines verbesserten thermischen Kontakts zwischen dem Wärmeübertragungselement 118 und dem Speichermedium 106 ist vorzugsweise eine Rippenstruktur 136 vorgesehen, welche eine Mehrzahl von Rippen 138 aufweist.The storage medium 106 the storage device 102 surrounds the heat transfer element 118 , To produce an improved thermal contact between the heat transfer element 118 and the storage medium 106 is preferably a rib structure 136 provided which has a plurality of ribs 138 having.

Obwohl die Rippenstruktur nur in 2 dargestellt ist, versteht es sich, dass an den Wärmeübertragungselementen der 4 bis 7 ebenfalls eine Rippenstruktur 136 vorhanden und dort nur angedeutet ist.Although the rib structure is only in 2 is shown, it goes without saying that on the heat transfer elements 4 to 7 also a rib structure 136 exists and is only hinted at there.

Die Rippen 138 der Rippenstruktur 136 sind an einer dem Speichermedium 106 zugewandten Außenseite 140 des Wärmeübertragungselements 118 ausgebildet und/oder positioniert.Ribs 138 the rib structure 136 are on one of the storage media 106 facing outside 140 of the heat transfer element 118 trained and / or positioned.

Insbesondere sind die Rippen 138 einstückig mit der Wandung 120 des Wärmeübertragungselements 118 verbunden. Die Rippen 138 sind beispielsweise integral an der Wandung 120 ausgebildet.In particular, the ribs 138 in one piece with the wall 120 of the heat transfer element 118 connected. Ribs 138 are integral to the wall, for example 120 educated.

Die Rippen 138 der Rippenstruktur 136 sind in das Speichermedium 106 der Speichereinrichtung 102 eingetaucht. Das Speichermedium 106 kontaktiert die Rippen 138 insbesondere stofflich und/oder direkt thermisch. Die Rippen 138 werden beispielsweise von dem Speichermedium 106 umströmt.Ribs 138 the rib structure 136 are in the storage medium 106 the storage device 102 immersed. The storage medium 106 contacts the ribs 138 in particular materially and / or directly thermally. Ribs 138 are, for example, from the storage medium 106 flows around.

Die Wandung 120 des Wärmeübertragungselements 118 ist insbesondere aus einer Mehrzahl separater Wandungsteile 142 zusammengesetzt. Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Wandung 120 beispielsweise durch zwei unterschiedliche Wandungsteile 142a, 142b gebildet.The wall 120 of the heat transfer element 118 is in particular from a plurality of separate wall parts 142 composed. At the in 2 The embodiment shown is the wall 120 for example by two different wall parts 142a . 142b educated.

Unterschiedliche Wandungsteile 142 der Wandung 120 sind insbesondere im Wesentlichen als Gleichteile ausgebildet. Die Wandung 120 lässt sich dadurch auf technisch besonders einfache Weise aus den unterschiedlichen Wandungsteilen 142 herstellen.Different wall parts 142 the wall 120 are in particular essentially designed as identical parts. The wall 120 can be made from the different wall parts in a technically particularly simple manner 142 produce.

Unterschiedliche Wandungsteile 142 der Wandung 120 sind über eine Spanneinrichtung 144 miteinander verbunden. Die Spanneinrichtung 144 umfasst insbesondere eine Mehrzahl von federelastischen Spannelementen 146, mittels welcher zueinander benachbarte Wandungsteile 142 miteinander verbunden sind.Different wall parts 142 the wall 120 are via a tensioning device 144 connected with each other. The tensioning device 144 includes in particular a plurality of spring-elastic clamping elements 146 , by means of which mutually adjacent wall parts 142 are interconnected.

Zueinander benachbarte Wandungsteile 142 stehen aufgrund der Spanneinrichtung 144 beispielsweise in direktem mechanischen Kontakt.Adjacent wall parts 142 stand due to the tensioning device 144 for example in direct mechanical contact.

Die Wandungsteile 142 weisen jeweils Halteelemente 148 auf, an welchen die Spannelemente 146 angreifen. Die Halteelemente 148 sind an benachbarten Wandungsteilen 142 beispielsweise zueinander gegenüberliegend angeordnet. Ein Spannelement 146 umgreift insbesondere zwei einander gegenüberliegend angeordnete Halteelemente 148.The wall parts 142 each have holding elements 148 on which the clamping elements 146 attack. The holding elements 148 are on adjacent wall parts 142 for example arranged opposite to each other. A clamping element 146 encompasses in particular two holding elements arranged opposite one another 148 ,

Das Halteelement 148 umfasst beispielsweise eine Erhebung, welche an der Außenseite 140 der Wandung 120 ausgebildet ist.The holding element 148 includes, for example, a survey on the outside 140 the wall 120 is trained.

Das Spannelement 146 kann beispielsweise an dem Halteelement 148 angreifen und/oder an diesem einrasten.The clamping element 146 can for example on the holding element 148 attack and / or snap into place.

Die den Innenraum 124 umgebende Wandung 120 ist beispielsweise längs einer Trennebene 150 in zwei gegenüberliegende Wandungsteile 142a, 142b geteilt.The the interior 124 surrounding wall 120 is, for example, along a parting plane 150 in two opposite wall parts 142a . 142b divided.

An den gegenüberliegenden Wandungsteilen 142a, 142b sind insbesondere Halteelemente 148 paarweise ausgebildet, wobei ein Paar von Halteelementen 148 jeweils zwei Halteelemente 148 umfasst. Die jeweiligen Halteelemente 148 eines Paars sind dabei gegenüberliegend angeordnet, wobei ein Halteelement 148 des Paars an dem Wandungsteil 142a positioniert ist und ein weiteres Halteelement 148 des Paars an dem Wandungsteil 142b positioniert ist. Die beiden Halteelemente 148 eines Paars sind beispielsweise zumindest näherungsweise spiegelsymmetrisch zu der Trennebene 150 positioniert und/oder ausgebildet.On the opposite wall parts 142a . 142b are holding elements in particular 148 formed in pairs, with a pair of holding elements 148 two holding elements each 148 includes. The respective holding elements 148 a pair are arranged opposite each other, with a holding element 148 of the pair on the wall part 142a is positioned and another holding element 148 of the pair on the wall part 142b is positioned. The two holding elements 148 of a pair are, for example, at least approximately mirror-symmetrical to the parting plane 150 positioned and / or trained.

Ein Spannelement 146 umgreift insbesondere jeweils ein Paar von Halteelementen 148. Mittels des Spannelements 146 werden dadurch die Halteelemente 148 des entsprechenden Paars zusammengedrückt. Zueinander benachbarte Wandungsteile 142 können auf diese Weise mittels einem oder mehreren Spannelementen 146 durch eine Zugkraft und/oder Druckkraft miteinander verbunden werden.A clamping element 146 encompasses in particular a pair of holding elements 148 , By means of the clamping element 146 thereby the holding elements 148 of the corresponding pair. Adjacent wall parts 142 can in this way by means of one or more clamping elements 146 are connected to one another by a tensile force and / or compressive force.

Die Rohrelemente 126, 130 und/oder das Stabelement 170 sind beispielsweise mittels der Spanneinrichtung 144 zwischen unterschiedlichen Wandungsteilen 142 eingespannt.The pipe elements 126 . 130 and / or the bar element 170 are for example by means of the clamping device 144 between different wall parts 142 clamped.

Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Trennebene 150 eine Mittelebene 152 des Wärmeübertragungselementes 118. Die Mittelebene 152 bildet vorliegend näherungsweise eine Symmetrieebene, bezüglich derer die Wandungsteile 142a, 142b symmetrisch ausgestaltet sind. Weiter ist das Stabelement 170 näherungsweise symmetrisch zum Rohrelement 130 positioniert.At the in 2 The embodiment shown is the parting plane 150 a middle plane 152 of the heat transfer element 118 , The middle plane 152 here approximately forms a plane of symmetry with respect to which the wall parts 142a . 142b are symmetrical. Next is the bar element 170 approximately symmetrical to the tubular element 130 positioned.

Das Rohrelement 126 weist eine Längsmittelachse 154 auf und das Rohrelement 130 weist eine Längsmittelachse 156 auf. Die Längsmittelachsen 154, 156 sind jeweils Symmetrieachsen des Rohrelements 126 bzw. 130. The pipe element 126 has a longitudinal central axis 154 on and the tubular element 130 has a longitudinal central axis 156 on. The longitudinal central axes 154 . 156 are axes of symmetry of the tubular element 126 respectively. 130 ,

Die Längsmittelachse 154 liegt in der Mittelebene 152. Die Längsmittelachse 156 ist im Wesentlichen symmetrisch bezüglich der Achse 172, welches eine Längsmittelachse des Stabelementes 170 ist, bezüglich der Mittelebene 152 positioniert.The longitudinal central axis 154 lies in the middle level 152 , The longitudinal central axis 156 is essentially symmetrical with respect to the axis 172 , which has a longitudinal central axis of the rod element 170 is, regarding the middle plane 152 positioned.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 sind zwei Spannelemente 146a, 146b vorgesehen, mittels welchen die Wandungsteile 142a, 142b miteinander verbunden sind. Die Spannelemente 146a, 146b sind dabei zumindest näherungsweise spiegelsymmetrisch zu der Mittelebene 152 angeordnet.In the embodiment according to 2 are two clamping elements 146a . 146b provided by means of which the wall parts 142a . 142b are interconnected. The clamping elements 146a . 146b are at least approximately mirror-symmetrical to the central plane 152 arranged.

Es ist grundsätzlich möglich, dass jeweils mehrere Spannelemente 146 in einer zu den Längsmittelachsen 154, 156 parallelen Richtung an entsprechenden Paaren von Halteelementen 148 nacheinander angeordnet sind.In principle, it is possible for several clamping elements 146 in one to the longitudinal central axes 154 . 156 parallel direction on corresponding pairs of holding elements 148 are arranged one after the other.

Ein Radius R1 des Rohrelements 126 ist beispielsweise gleich groß wie ein Radius R2 des Rohrelements 130. Der Radius R1 entspricht dabei einem kürzesten Abstand zwischen der Längsachse 154 und einer Wandung 158 des Rohrelements 126. Der Radius R2 ist entsprechend ein kürzester Abstand zwischen der Längsachse 156 und einer Wandung 160 des Rohrelements 130. Vorgesehen sein kann, dass die Radien R1 und R2 voneinander unterschiedlich sind. Beispielsweise kann R1 größer sein als R2 oder umgekehrt.A radius R 1 of the tubular element 126 is the same size as a radius, for example R 2 of the tubular element 130 , The radius R 1 corresponds to a shortest distance between the longitudinal axis 154 and a wall 158. of the tubular element 126 , The radius R 2 is accordingly the shortest distance between the longitudinal axis 156 and a wall 160 of the tubular element 130 , It can be provided that the radii R 1 and R 2 are different from each other. For example R 1 be larger than R 2 or the other way around.

Die Wandung 158 des Rohrelements 126 weist eine Wandungsdicke D1 auf und die Wandung 160 des Rohrelements 130 weist eine Wandungsdicke D2 auf. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht die Wandungsdicke D1 der Wandungsdicke D2 . Es ist grundsätzlich auch möglich, dass die Wandungen 158, 160 jeweils voneinander verschiedene Wandungsdicken D1 und D2 aufweisen.The wall 158. of the tubular element 126 has a wall thickness D 1 on and the wall 160 of the tubular element 130 has a wall thickness D 2 on. In the embodiment shown, the wall thickness corresponds D 1 the wall thickness D 2 , In principle, it is also possible that the walls 158. . 160 each have different wall thicknesses D 1 and D 2 exhibit.

Ein Radius R3 des Heizelementes 166 ist im vorliegenden Fall etwas größer als die Radien R1 und R2 , jedoch etwas geringer als die Summe der Radien R1 und R2 mit der jeweiligen Wandungsdicke D1 bzw. D2 . Vorgesehen sein kann, dass der Radius R3 im Wesentlichen so groß ist wie die Summe von R1 und D1 bzw. die Summe von R2 und D2 (beispielsweise bei der Ausführungsform nach 6).A radius R 3 of the heating element 166 is slightly larger than the radii in the present case R 1 and R 2 , but slightly less than the sum of the radii R 1 and R 2 with the respective wall thickness D 1 respectively. D 2 , It can be provided that the radius R 3 is essentially as large as the sum of R 1 and D 1 or the sum of R 2 and D 2 (For example in the embodiment according to 6 ).

Bei der Wärmespeichervorrichtung 100 kann insbesondere vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl von Aufnahmekörpern 122 des Wärmeübertragungselementes 118 vorhanden ist. Einem jeweiligen Rohrelement 126, 130 und einem jeweiligen Heizelement 166 können dementsprechend mehrere Aufnahmekörper 122 zugeordnet sein (4).In the heat storage device 100 can in particular be provided that a plurality of receiving bodies 122 of the heat transfer element 118 is available. A respective pipe element 126 . 130 and a respective heating element 166 can accordingly have several receptacles 122 be assigned ( 4 ).

Die Aufnahmekörper 122 sind in der Erstreckungsrichtung der Rohrelemente 126, 130 der Strömungseinrichtungen 110, 112 und des Stabelementes 170 jeweils im Abstand zueinander positioniert. Zwischen benachbarten Aufnahmekörpern 122 ist ein Zwischenraum 178 vorgesehen.The receiving body 122 are in the direction of extension of the tubular elements 126 . 130 of the flow devices 110 . 112 and the bar element 170 positioned at a distance from each other. Between neighboring receptacles 122 is a space 178 intended.

Auch die Rippenstrukturen 136 an benachbarten Aufnahmekörpern 122 sind voneinander getrennt, wobei die Rippenstrukturen in 4 nur angedeutet sind.The rib structures too 136 on adjacent receptacles 122 are separated from each other, the rib structures in 4 are only hinted at.

Anders formuliert kann vorgesehen sein, dass ein entlang der Erstreckungsrichtung in mehrere Segmente unterteilter Aufnahmekörper 122 vorgesehen ist, wobei auch die Rippenstruktur 136 in der Erstreckungsrichtung der Rohrelemente 126, 130 und des Stabelementes 170 unterbrochen ist.In other words, it can be provided that a receiving body divided into several segments along the direction of extension 122 is provided, with the rib structure 136 in the direction of extension of the tubular elements 126 . 130 and the bar element 170 is interrupted.

Durch die mehreren voneinander getrennten Aufnahmekörper 122 und Rippenstrukturen 136 (bzw. die Unterteilung des Aufnahmekörpers 122 und der Rippenstruktur 136 in einzelne Segmente) kann beispielsweise bewirkt werden, dass eine erwünschte Temperaturschichtung des Speichermediums 106 beibehalten werden kann und nicht dadurch reduziert wird, dass infolge hoher Wärmeleitfähigkeit des Wärmeübertragungselementes 118 Wärme axial an unterschiedliche Positionen transportiert wird.Through the several separate receiving bodies 122 and rib structures 136 (or the subdivision of the receiving body 122 and the rib structure 136 into individual segments) can, for example, cause a desired temperature stratification of the storage medium 106 can be maintained and is not reduced by the fact that due to the high thermal conductivity of the heat transfer element 118 Heat is transported axially to different positions.

Eine in 5 dargestellte zweite Ausführungsform eines Wärmeübertragungselements 118 unterscheidet sich von der in 2 dargestellten ersten Ausführungsform dadurch, dass in dem Innenraum 124 zwischen den Rohrelementen 126, 130 ein Wärmeleitkörper 134 vorgesehen ist.One in 5 illustrated second embodiment of a heat transfer element 118 differs from that in 2 illustrated first embodiment in that in the interior 124 between the pipe elements 126 . 130 a heat sink 134 is provided.

Das Wärmeübertragungselement 118 umfasst insbesondere einen Wärmeleitkörper 134, welcher beispielsweise zwischen den Rohrelementen 126, 130 und dem Stabelement 170 positioniert ist.The heat transfer element 118 comprises in particular a heat-conducting body 134 which, for example, between the tubular elements 126 . 130 and the bar element 170 is positioned.

Die Wandung 120 ist beispielsweise einstückig mit dem Wärmeleitkörper 134 verbunden. Der Wärmeleitkörper 134 ist insbesondere integraler Bestandteil der durch den Aufnahmekörper 122 gebildeten Wandung 120 des Wärmeübertragungselements 118.The wall 120 is, for example, in one piece with the heat-conducting body 134 connected. The heat sink 134 is in particular an integral part of the through the receiving body 122 formed wall 120 of the heat transfer element 118 ,

Die Wandung 120 mit dem Wärmeleitkörper 134, die Rohrelemente 126, 130 und/oder das Stabelement 170 sind jeweils insbesondere aus einem Material mit hoher und vorzugsweise metallischer Wärmeleitfähigkeit hergestellt.The wall 120 with the heat sink 134 who have favourited Pipe Elements 126 . 130 and / or the bar element 170 are each made in particular from a material with high and preferably metallic thermal conductivity.

Der Aufnahmekörper 122 ist insbesondere zusammen mit dem Wärmeleitkörper 134 und/oder aufgrund des Wärmeleitkörpers 134 komplementär zu den Rohrelementen 126, 130 und/oder dem Stabelement 170 ausgebildet. Komplementär ausgebildet bedeutet, dass der Aufnahmekörper 122 eine zu den jeweiligen Rohrelementen 126, 130 und dem Stabelement 170 korrespondierende Querschnittsform aufweist. Die Rohrelemente 126, 130 und das Stabelement 170 sind dadurch beispielsweise in dem Innenraum 124 des Wärmeübertragungselements 118 durch vollumfänglichen Formschluss mit dem Aufnahmekörper 122 und/oder großflächige Anlage an dem Aufnahmekörper 122 fixiert. Dies sichert eine hohe Stabilität.The receiving body 122 is especially together with the heat sink 134 and or due to the heat sink 134 complementary to the pipe elements 126 . 130 and / or the rod element 170 educated. Complementary training means that the receiving body 122 one to the respective pipe elements 126 . 130 and the bar element 170 has a corresponding cross-sectional shape. The pipe elements 126 . 130 and the bar element 170 are, for example, in the interior 124 of the heat transfer element 118 due to the full form fit with the receiving body 122 and / or large-area contact with the receiving body 122 fixed. This ensures high stability.

Die Rohrelemente 126, 130 und das Stabelement 170 liegen beispielsweise direkt an dem Wärmeleitkörper 134 an. Es wird dadurch ein direkter thermischer und mechanischer Kontakt zwischen den Rohrelementen 126, 130 und dem Stabelement 170 mit dem Wärmeleitkörper 134 des Wärmeübertragungselements 118 hergestellt.The pipe elements 126 . 130 and the bar element 170 are, for example, directly on the heat-conducting body 134 on. This creates a direct thermal and mechanical contact between the pipe elements 126 . 130 and the bar element 170 with the heat sink 134 of the heat transfer element 118 manufactured.

Beim Wärmeübertragungselement 118 gemäß 5 variiert die Anordnung der Rohrelemente 126, 130 und des Stabelementes 170 im Verhältnis zur vorigen Ausführungsform. Die Achse 172 liegt in der Trennebene 150 und Mittelebene 152, welche zugleich eine Symmetrieebene des Wärmeübertragungselementes 118 ist. Die Rohrelemente 126, 130 sind symmetrisch zueinander bezüglich der Symmetrieebene gebildet und positioniert. Die Rohrelemente 126, 130 und das Stabelement 170 sind an gedachten Eckpunkten eines gleichschenkligen und näherungsweise gleichseitigen Dreiecks angeordnet, ähnlich einer Wankel-Form.With the heat transfer element 118 according to 5 the arrangement of the pipe elements varies 126 . 130 and the bar element 170 in relation to the previous embodiment. The axis 172 lies in the parting plane 150 and middle level 152 , which is also a plane of symmetry of the heat transfer element 118 is. The pipe elements 126 . 130 are formed and positioned symmetrically to one another with respect to the plane of symmetry. The pipe elements 126 . 130 and the bar element 170 are arranged at imaginary corners of an isosceles and approximately equilateral triangle, similar to a Wankel shape.

Die Wandungsteile 142a, 142b sind näherungsweise C-förmig gebildet und bezüglich der Symmetrieebene symmetrisch zueinander ausgestaltet. Die Wandungsteile 142a, 142b können Gleichteile sein, wenn sie in einander entgegengesetzter Orientierung angeordnet und miteinander verbunden werden.The wall parts 142a . 142b are approximately C-shaped and symmetrical to each other with respect to the plane of symmetry. The wall parts 142a . 142b can be identical parts if they are arranged in opposite directions and connected to each other.

Im Übrigen stimmt die in 5 dargestellte zweite Ausführungsform hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in 2 dargestellten ersten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, the in 5 illustrated second embodiment in terms of structure and function with the in 2 illustrated first embodiment, so that reference is made to the above description in this regard.

Eine in 6 dargestellte dritte Ausführungsform eines Wärmeübertragungselementes 118 definiert eine Symmetrieachse 180. Bei der Symmetrieachse 180 handelt es sich um eine im vorliegenden Fall dreizählige Symmetrieachse, bezogen auf die Positionierung und Ausgestaltung der Wandungsteile 142, die Positionierung und die Ausgestaltung des Wärmeleitkörpers 134 und die Positionierung und Größe der Rohrelemente 126, 130 und des Stabelementes 170.One in 6 illustrated third embodiment of a heat transfer element 118 defines an axis of symmetry 180 , With the axis of symmetry 180 it is a three-fold axis of symmetry in the present case, based on the positioning and design of the wall parts 142 , the positioning and the design of the heat sink 134 and the positioning and size of the pipe elements 126 . 130 and the bar element 170 ,

Bei dem Wärmeübertragungselement 118 sind drei Wandungsteile 142a, 142b und 142c vorgesehen. Die Wandungsteile sind im Wesentlichen U-förmig gebildet und vorliegend als Gleichteile ausgestaltet. Im miteinander verbundenen Zustand der Wandungsteile 142 wird dadurch eine Wandung 120 gebildet, die im Querschnitt näherungsweise dreieckförmig ist und insbesondere die Form eines im Wesentlichen gleichseitigen Dreiecks mit abgerundeten Ecken aufweist, ähnlich einer Wankel-Form.With the heat transfer element 118 are three wall parts 142a . 142b and 142c intended. The wall parts are essentially U-shaped and in the present case are designed as identical parts. In the connected state of the wall parts 142 it becomes a wall 120 formed, which is approximately triangular in cross section and in particular has the shape of an essentially equilateral triangle with rounded corners, similar to a Wankel shape.

An den abgerundeten „Eckbereichen“ der Wandung 120, bezogen auf deren Querschnitt, sind die Rohrelemente 126, 130 und das Stabelement 170 positioniert.On the rounded "corner areas" of the wall 120 , based on their cross-section, are the pipe elements 126 . 130 and the bar element 170 positioned.

Eine jeweilige Trennebene 182a, 182b und 182c ist vorgesehen, die zwischen den Wandungsteilen 142a, 142b, zwischen den Wandungsteilen 142b, 142c bzw. zwischen den Wandungsteilen 142c, 142a positioniert ist. Die Trennebenen 182a, 182b, 182c umfassen jeweils die Symmetrieachse 180 und schneiden sich in dieser. Der Winkel zwischen den benachbarten Trennebenen beträgt jeweils im Wesentlichen 120°.A respective parting line 182a . 182b and 182c is provided between the wall parts 142a . 142b , between the wall parts 142b . 142c or between the wall parts 142c . 142a is positioned. The parting planes 182a . 182b . 182c each encompass the axis of symmetry 180 and intersect in this. The angle between the adjacent parting planes is essentially 120 °.

Der Wärmeleitkörper 134 weist radial außenseitig, bezüglich der Symmetrieachse 180, jeweils ein Eingriffselement 184 auf. Vorliegend ist ein jeweiliges Eingriffselement 184 in einer Trennebene 182a, 182b, 182c vorgesehen, so dass insbesondere drei Eingriffselemente 184 vorhanden sind.The heat sink 134 points radially outside, with respect to the axis of symmetry 180 , one engagement element each 184 on. A respective engagement element is present 184 in a parting plane 182a . 182b . 182c provided, so that in particular three engagement elements 184 available.

Die Eingriffselemente 184 sind ausgestaltet als Vorsprünge, die zwischen benachbarte Halteelemente 148 der Wandungsteile 142a, 142b, 142c, die mittels eines Spannelementes 146 miteinander verbunden sind, eingreifen. Auf diese Weise wird ein intensiver mechanischer und thermischer Kontakt im Hinblick auf eine stabile Positionierung der Komponenten und einen guten Wärmeübertrag ermöglicht.The engaging elements 184 are designed as projections between adjacent holding elements 148 of the wall parts 142a . 142b . 142c by means of a clamping element 146 are interconnected, intervene. In this way, intensive mechanical and thermal contact with regard to stable positioning of the components and good heat transfer is made possible.

Die Trennebenen 182a, 182b, 182c sind jeweilige Symmetrieebenen bezüglich der Wandungsteile 142a, 142b, 142c. Die Trennebene 182a ist ferner eine Symmetrieebene für die Rohrelemente 126, 130. Die Trennebene 182b ist eine Symmetrieebene bezüglich des Rohrelementes 130 und des Stabelementes 170. Die Trennebene 182c ist eine Symmetrieebene bezüglich des Rohrelementes 126 und des Stabelementes 170.The parting planes 182a . 182b . 182c are respective planes of symmetry with respect to the wall parts 142a . 142b . 142c , The parting line 182a is also a plane of symmetry for the tubular elements 126 . 130 , The parting line 182b is a plane of symmetry with respect to the tubular element 130 and the bar element 170 , The parting line 182c is a plane of symmetry with respect to the tubular element 126 and the bar element 170 ,

Im Übrigen stimmt die in 6 dargestellte dritte Ausführungsform hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in 2 dargestellten ersten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, the in 6 illustrated third embodiment in terms of structure and function with the in 2 illustrated first embodiment, so that reference is made to the above description in this regard.

Eine in 7 dargestellte vierte Ausführungsform eines Wärmeübertragungselementes 118 unterscheidet sich von den vorangegangenen Ausführungsformen dadurch, dass der Innenraum 124 in drei Innenraumbereiche 176 unterteilt ist. Die Innenraumbereiche 176 liegen seitlich nebeneinander und werden jeweils von der Wandung 120 eingefasst.One in 7 Fourth embodiment of a heat transfer element shown 118 differs from the previous embodiments in that the interior 124 in three interior areas 176 is divided. The interior areas 176 lie side by side and are each of the wall 120 edged.

In einem zentralen Innenraumbereich 176 ist das Stabelement 170 angeordnet. In den Innenraumbereichen 176, die einander bezüglich des Stabelementes 170 gegenüberliegen, sind das erste Rohrelement 126 und das zweite Rohrelement 130 angeordnet. Das Rohrelement 126, das Stabelement 170 und das Rohrelement 130 sind äquidistant zueinander positioniert, die jeweiligen Achsen 154, 156 und 172 definieren eine gemeinsame Ebene, insbesondere die Mittelebene 152.In a central interior area 176 is the bar element 170 arranged. In the interior areas 176 , each other regarding the bar element 170 are the first tube element 126 and the second pipe element 130 arranged. The pipe element 126 , the bar element 170 and the pipe element 130 are positioned equidistant from each other, the respective axes 154 . 156 and 172 define a common level, especially the middle level 152 ,

Die Mittelebene 152 ist zugleich eine Symmetrieebene bezüglich des Rohrelementes 126 für sich selbst, des Rohrelementes 130 für sich selbst und des Stabelementes 170 für sich selbst. Ferner handelt es sich um eine Symmetrieebene bezüglich zweier arkadenbogenförmiger Wandungsteile 142a, 142b zueinander sowie bezüglich zweier Wandungsteile 142c und 142d jeweils für sich selbst. Die Wandungsteile 142c, 142d sind im Querschnitt im Wesentlichen halbkreisförmig.The middle plane 152 is also a plane of symmetry with respect to the tubular element 126 for yourself, the tubular element 130 for yourself and the bar element 170 for yourself. It is also a plane of symmetry with respect to two arcade-shaped wall parts 142a . 142b to each other and with respect to two wall parts 142c and 142d each for yourself. The wall parts 142c . 142d are essentially semicircular in cross section.

An einer Trennebene 150 grenzt das Wandungsteil 142c an die Wandungsteile 142a und 142b, mit denen es jeweils über korrespondierende Halteelemente 148 und daran angeordnete Spannelemente 146 verbunden ist.At a parting line 150 borders the wall part 142c to the wall parts 142a and 142b with which it each has corresponding holding elements 148 and clamping elements arranged thereon 146 connected is.

An einer weiteren Trennebene 150 grenzt das Wandungsteil 142d an die Wandungsteile 142a und 142b, mit denen es jeweils über korrespondierende Halteelemente 148 und daran angeordnete Spannelemente 146 verbunden ist.At another dividing level 150 borders the wall part 142d to the wall parts 142a and 142b with which it each has corresponding holding elements 148 and clamping elements arranged thereon 146 connected is.

Eine weitere Mittelebene 186 ist vorgesehen. Die Mittelebene 186 ist insbesondere senkrecht zur Mittelebene 152 ausgerichtet und parallel zu den Trennebenen 150 ausgerichtet. Die Mittelebene 186 enthält die Achse 172 und ist eine Symmetrieebene, bezüglich derer die Rohrelemente 126, 130 symmetrisch positioniert und gebildet sind. Ferner sind die Wandungsteile 142c und 142d bezüglich der Symmetrieebene symmetrisch positioniert und gebildet. Die Wandungsteile 142a und 142b sind für sich jeweils symmetrisch bezüglich der Symmetrieebene ausgestaltet.Another middle level 186 is provided. The middle plane 186 is particularly perpendicular to the median plane 152 aligned and parallel to the parting planes 150 aligned. The middle plane 186 contains the axis 172 and is a plane of symmetry with respect to which the tubular elements 126 . 130 are positioned and formed symmetrically. Furthermore, the wall parts 142c and 142d positioned and formed symmetrically with respect to the plane of symmetry. The wall parts 142a and 142b are each designed symmetrically with respect to the plane of symmetry.

Bei der vierten Ausführungsform ist kein Wärmeleitkörper 134 vorgesehen.In the fourth embodiment, there is no heat-conducting body 134 intended.

Im Übrigen stimmt die in 7 dargestellte vierte Ausführungsform des Wärmeübertragungselementes 118 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in 2 dargestellten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, the in 7 fourth embodiment of the heat transfer element shown 118 in terms of structure and function with the in 2 illustrated embodiment, so that reference is made to the above description in this regard.

Die vorstehend beschriebene Wärmespeichereinrichtung 100 funktioniert wie folgt:The heat storage device described above 100 works as follows:

Zum Speichern von Wärme in der Wärmespeichervorrichtung 100 wird die erste Strömungseinrichtung 110 von dem ersten Wärmeübertragungsmedium 114 durchströmt. Dieses erste Wärmeübertragungsmedium 114 ist beispielsweise ein Heißmediumstrom.For storing heat in the heat storage device 100 becomes the first flow device 110 from the first heat transfer medium 114 flows through. This first heat transfer medium 114 is, for example, a hot medium flow.

Der Heißmediumstrom gibt mittels der Wärmeübertragungselemente 118 der Wärmeübertragungseinrichtung 108 Wärme an das Speichermedium 106 der Speichereinrichtung 102 ab. Das Speichermedium 106 nimmt dadurch Wärme aus dem Heißmediumstrom auf. In Folge dessen wird der Heißmediumstrom abgekühlt und das Speichermedium 106 entsprechend erwärmt. Auf diese Weise wird Wärme innerhalb des Speichermediums 106 der Wärmespeichervorrichtung 100 gespeichert.The hot medium flow gives by means of the heat transfer elements 118 the heat transfer device 108 Heat to the storage medium 106 the storage device 102 from. The storage medium 106 thereby absorbing heat from the hot medium flow. As a result, the hot medium flow is cooled and the storage medium 106 heated accordingly. In this way, heat is stored inside the storage medium 106 the heat storage device 100 saved.

Um gespeicherte Wärme aus der Wärmespeichervorrichtung 100 zu entnehmen, wird beispielsweise die zweite Strömungseinrichtung 112 von dem zweiten Wärmeübertragungsmedium 116 durchströmt. Das zweite Wärmeübertragungsmedium 116 ist beispielsweise ein Kaltmediumstrom.To stored heat from the heat storage device 100 can be seen, for example, the second flow device 112 from the second heat transfer medium 116 flows through. The second heat transfer medium 116 is, for example, a cold medium flow.

Das (warme) Speichermedium 106 gibt über die Wärmeübertragungselemente 118 der Wärmeübertragungseinrichtung 108 Wärme an den durch die zweite Strömungseinrichtung 112 geführten Kaltmediumstrom ab. Der Kaltmediumstrom wird dadurch erwärmt und das Speichermedium 106 der Speichervorrichtung 100 entsprechend gekühlt. Es lässt sich auf diese Weise innerhalb des Speichermediums 106 gespeicherte Wärme aus der Speichereinrichtung 102 abführen.The (warm) storage medium 106 gives over the heat transfer elements 118 the heat transfer device 108 Heat to the through the second flow device 112 led cold medium flow. This warms up the cold medium flow and the storage medium 106 the storage device 100 cooled accordingly. It can be stored in this way within the storage medium 106 stored heat from the storage device 102 dissipate.

Dadurch, dass die erste Strömungseinrichtung 110 und die zweite Strömungseinrichtung 112 über das Wärmeübertragungselement 118 vorzugsweise in thermischem Kontakt stehen, lässt sich mittels des Wärmeübertragungselements 118 Wärme von dem ersten Wärmeübertragungsmedium 114 auf das zweite Wärmeübertragungsmedium 116 (oder umgekehrt) übertragen. Es lässt sich beispielsweise ein durch die zweite Strömungseinrichtung 112 geführter Kaltmediumstrom durch einen durch die erste Strömungseinrichtung 110 geführten Warmmediumstrom erwärmen.In that the first flow device 110 and the second flow device 112 via the heat transfer element 118 preferably in thermal contact can be by means of the heat transfer element 118 Heat from the first heat transfer medium 114 to the second heat transfer medium 116 (or vice versa). For example, it can be through the second flow device 112 guided cold medium flow through a through the first flow device 110 heat the hot medium flow.

Die erste Strömungseinrichtung 110 und die zweite Strömungseinrichtung 112 lassen sich beispielsweise zeitgleich mit unterschiedlichen Wärmeübertragungsmedien durchströmen. Dies ermöglicht eine zeitgleiche Be- bzw. Entladung der Speichereinrichtung 102 der Wärmespeichervorrichtung 100.The first flow device 110 and the second flow device 112 For example, different heat transfer media can flow through at the same time. This enables simultaneous loading and unloading of the storage device 102 the heat storage device 100 ,

Wie bereits erwähnt besteht bei der Wärmespeichereinrichtung 100 zusätzlich die Möglichkeit, das Heizelement 166 mit elektrischer Energie zu beaufschlagen.As already mentioned, there is a heat storage device 100 additionally the possibility of the heating element 166 to be charged with electrical energy.

Dies gibt die Möglichkeit, Wärme vom Heizelement 166 an das erste Wärmeübertragungsmedium und/oder das zweite Wärmeübertragungsmedium zu übertragen. Außerdem kann Wärme direkt oder indirekt an das Speichermedium 106 abgegeben werden.This gives the possibility of heat from the heating element 166 to transfer to the first heat transfer medium and / or the second heat transfer medium. In addition, heat can be transferred directly or indirectly to the storage medium 106 be delivered.

Eine elektrisch induzierte Beladung der Wärmeübertragungsmedien und des Speichermediums 106 kann gleichzeitig zur strömungsinduzierten Beladung und auch unabhängig von dieser erfolgen.An electrically induced loading of the heat transfer media and the storage medium 106 can be carried out at the same time as the flow-induced loading and also independently of this.

Die Wärmespeichervorrichtung 100 weist dadurch eine hohe Vielseitigkeit auf. Durch die einzelnen Segmente 174 des Heizelementes 166 besteht ferner insbesondere die Möglichkeit, an definierter Position Wärme an das Speichermedium 106 und/oder die Strömungseinrichtungen 110, 112 zu übertragen. Beispielsweise lässt sich dadurch ein gewünschtes Temperaturprofil im Speichermedium 106 erzielen.The heat storage device 100 is therefore extremely versatile. Through the individual segments 174 of the heating element 166 there is also in particular the possibility of heat to the storage medium at a defined position 106 and / or the flow devices 110 . 112 transferred to. For example, this allows a desired temperature profile to be stored in the storage medium 106 achieve.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100
WärmespeichervorrichtungHeat storage device
102102
Speichereinrichtungmemory device
104104
Speicherelementstorage element
106106
Speichermediumstorage medium
108108
WärmeübertragungseinrichtungHeat transfer device
110110
erste Strömungseinrichtungfirst flow device
112112
zweite Strömungseinrichtungsecond flow device
114114
erstes Wärmeübertragungsmediumfirst heat transfer medium
116116
zweites Wärmeübertragungsmediumsecond heat transfer medium
118118
WärmeübertragungselementHeat transfer element
120120
Wandungwall
122122
Aufnahmekörperreceiving body
124124
Innenrauminner space
126126
Rohrelementtube element
128128
Strömungsbereichflow region
130130
Rohrelementtube element
132132
Strömungsbereichflow region
134134
Wärmeleitkörperthermal conductors
136136
Rippenstrukturrib structure
138138
Ripperib
140140
Außenseiteoutside
142142
Wandungsteilwall part
142a, b, c, d142a, b, c, d
Wandungsteilwall part
144144
Spanneinrichtungtensioning device
146a, b146a, b
Spannelementclamping element
148148
Halteelementretaining element
150150
Trennebeneparting plane
152152
Mittelebenemidplane
154154
Längsachselongitudinal axis
156156
Längsachselongitudinal axis
158158
Wandungwall
160160
Wandungwall
166166
elektrisches Heizelementelectric heating element
168168
elektrische Energieversorgungseinrichtungelectrical power supply device
170170
Stabelementrod element
172172
Achseaxis
174174
Segmentsegment
176176
InnenraumbereichThe indoor section
178178
Zwischenraumgap
180180
Symmetrieachseaxis of symmetry
182a, b, c182a, b, c
Trennebeneparting plane
184184
Eingriffselementengaging member
186186
Mittelebenemidplane
D1 D 1
Wandungsdickewall thickness
D2 D 2
Wandungsdickewall thickness
R1 R 1
Radiusradius
R2 R 2
Radiusradius
R3 R 3
Radiusradius

Claims (19)

Wärmespeichervorrichtung (100), umfassend eine Speichereinrichtung (102), welche ein Speichermedium (106) zum Speichern von Wärme aufweist, und eine Wärmeübertragungseinrichtung (108), durch welche der Speichereinrichtung (102) Wärme zuführbar oder Wärme von dieser abführbar ist, wobei die Wärmeübertragungseinrichtung (108) eine erste Strömungseinrichtung (110) und eine zweite Strömungseinrichtung (112) aufweist, die jeweils in thermischem Kontakt mit der Speichereinrichtung (102) und/oder miteinander stehen, wobei durch die erste Strömungseinrichtung (110) ein erstes Wärmeübertragungsmedium (114) und durch die zweite Strömungseinrichtung (112) ein zweites Wärmeübertragungsmedium (116) strömbar ist und die erste Strömungseinrichtung (110) von der zweiten Strömungseinrichtung (112) fluidisch getrennt ist, wobei die Wärmeübertragungseinrichtung (108) mindestens ein selektiv mit elektrischer Energie beaufschlagbares elektrisches Heizelement (166) umfasst, das mit mindestens einer der Strömungseinrichtungen (110, 112) und/oder mit der Speichereinrichtung (102) in thermischem Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Heizelement (166) in zwei oder mehr unabhängig voneinander oder gemeinsam mit elektrischer Energie beaufschlagbare Segmente (174) unterteilt ist, insbesondere dass die Segmente (174) in einer Erstreckungsrichtung des mindestens einen Heizelementes (166) aneinander gereiht positioniert sind.Heat storage device (100), comprising a storage device (102) which has a storage medium (106) for storing heat, and a heat transfer device (108) through which the storage device (102) Heat can be supplied or heat can be removed therefrom, the heat transfer device (108) having a first flow device (110) and a second flow device (112), each of which is in thermal contact with the storage device (102) and / or with one another, whereby through the first flow device (110) is a first heat transfer medium (114) and a second heat transfer medium (116) is flowable through the second flow device (112) and the first flow device (110) is fluidly separated from the second flow device (112), the heat transfer device (108 ) comprises at least one electrical heating element (166) which can be subjected to selective electrical energy and which is in thermal contact with at least one of the flow devices (110, 112) and / or with the storage device (102), characterized in that the at least one heating element (166 ) in two or more independently of one another or segments (174) that can be acted upon together with electrical energy, in particular that the segments (174) are positioned in a row in an extension direction of the at least one heating element (166). Wärmespeichervorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Strömungseinrichtung (110) und/oder die zweite Strömungseinrichtung (112) jeweils als Fluidkreislauf ausgebildet sind/ ist oder jeweils einen Fluidkreislauf umfassen/ umfasst.Heat storage device (100) after Claim 1 , characterized in that the first flow device (110) and / or the second flow device (112) are / are each designed as a fluid circuit or each comprise / comprises a fluid circuit. Wärmespeichervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet, dass das mindestens eine Heizelement (166) längserstreckt ausgebildet ist, insbesondere dass das mindestens eine Heizelement (166) parallel zu einem Rohrelement (126, 130) mindestens einer Strömungseinrichtung (110, 112) ausgerichtet ist.Heat storage device (100) according to one of the Claims 1 or 2 , characterized in that the at least one heating element (166) is elongated, in particular that the at least one heating element (166) is aligned parallel to a tubular element (126, 130) of at least one flow device (110, 112). Wärmespeichervorrichtung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungseinrichtung (108) mindestens ein Wärmeübertragungselement (118) umfasst, mittels welchem mindestens eine Strömungseinrichtung (110, 112) und/oder das mindestens eine Heizelement (166) einerseits und das Speichermedium (106) der Speichereinrichtung (102) andererseits thermisch miteinander verbunden sind.Heat storage device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat transfer device (108) comprises at least one heat transfer element (118), by means of which at least one flow device (110, 112) and / or the at least one heating element (166) on the one hand and the Storage medium (106) of the storage device (102) on the other hand are thermally connected. Wärmespeichervorrichtung (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Wärmeübertragungselement (118) einen Aufnahmekörper (122) umfasst oder bildet, welcher eine einen Innenraum (124) umgebende Wandung (120) des mindestens einen Wärmeübertragungselements (118) bildet, und dass mindestens eine Strömungseinrichtung (110, 112) und/oder das mindestens eine Heizelement (166) durch den Innenraum (124) des mindestens einen Wärmeübertragungselements (118) verlaufen.Heat storage device (100) after Claim 4 characterized in that the at least one heat transfer element (118) comprises or forms a receiving body (122) which forms a wall (120) of the at least one heat transfer element (118) surrounding an interior space (124), and that at least one flow device (110, 112) and / or the at least one heating element (166) run through the interior (124) of the at least one heat transfer element (118). Wärmespeichervorrichtung (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Aufnahmekörpern (122) vorgesehen ist oder dass der Aufnahmekörper (122) in einzelne, voneinander beabstandete Segmente unterteilt ist, welche Aufnahmekörper (122) bzw. welche Segmente in einer Erstreckungsrichtung der Strömungseinrichtungen (110, 112) und/oder des mindestens einen Heizelementes (166) jeweils im Abstand zueinander positioniert sind.Heat storage device (100) after Claim 5 , characterized in that a plurality of receptacle bodies (122) is provided or that the receptacle body (122) is divided into individual, spaced apart segments, which receptacle bodies (122) or which segments in an extension direction of the flow devices (110, 112) and / or the at least one heating element (166) are each positioned at a distance from one another. Wärmespeichervorrichtung (100) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungseinrichtungen (110, 112) und das mindestens eine Heizelement (166) gemeinsam im Innenraum (124) angeordnet sind oder dass der Innenraum (124) durch die Wandung (120) voneinander getrennte Innenraumbereiche (176) umfasst, wobei das mindestens eine Heizelement (166) und mindestens eine der Strömungseinrichtungen (110, 112) in unterschiedlichen Innenraumbereichen angeordnet sind.Heat storage device (100) after Claim 5 or 6 , characterized in that the flow devices (110, 112) and the at least one heating element (166) are arranged together in the interior (124) or in that the interior (124) comprises interior areas (176) separated from one another by the wall (120), wherein the at least one heating element (166) and at least one of the flow devices (110, 112) are arranged in different interior areas. Wärmespeichervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Heizelement (166) und die Strömungseinrichtungen (110, 112) bezüglich zumindest einer Symmetrieebene (150, 152, 186) oder Symmetrieachse (180) symmetrisch im Innenraum positioniert sind.Heat storage device (100) according to one of the Claims 5 to 7 , characterized in that the at least one heating element (166) and the flow devices (110, 112) are positioned symmetrically in the interior with respect to at least one plane of symmetry (150, 152, 186) or axis of symmetry (180). Wärmespeichervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Heizelement (166) ein Stabelement (170) umfasst oder bildet, welches zumindest abschnittsweise in einem Innenraum (124) des mindestens einen Wärmeübertragungselements (118) verläuft, und insbesondere dass das Stabelement (170) mittels des Aufnahmekörpers (122) im Innenraum (124) des mindestens einen Wärmeübertragungselements (118) fixiert ist.Heat storage device (100) according to one of the Claims 5 to 8th , characterized in that the at least one heating element (166) comprises or forms a rod element (170) which extends at least in sections in an interior (124) of the at least one heat transfer element (118), and in particular that the rod element (170) by means of the receiving body (122) is fixed in the interior (124) of the at least one heat transfer element (118). Wärmespeichervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Strömungseinrichtung (110) und/oder die zweite Strömungseinrichtung (112) jeweils ein Rohrelement (126, 130) umfassen/ umfasst, welches zumindest abschnittsweise in einem Innenraum (124) des mindestens einen Wärmeübertragungselements (118) verläuft, und insbesondere dass das jeweilige Rohrelement (126, 130) der ersten Strömungseinrichtung (110) und/oder der zweiten Strömungseinrichtung (112) mittels des Aufnahmekörpers (122) im Innenraum (124) des mindestens einen Wärmeübertragungselements (118) fixiert ist.Heat storage device (100) according to one of the Claims 5 to 9 , characterized in that the first flow device (110) and / or the second flow device (112) each comprise a pipe element (126, 130) which extends at least in sections in an interior (124) of the at least one heat transfer element (118), and in particular that the respective tubular element (126, 130) of the first flow device (110) and / or the second flow device (112) is fixed in the interior (124) of the at least one heat transfer element (118) by means of the receiving body (122). Wärmespeichervorrichtung (100) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Stabelement (170) und/oder mindestens eines der Rohrelemente (126, 130) die Wandung (120) des mindestens einen Wärmeübertragungselements (118) thermisch und/oder mechanisch kontaktiert.Heat storage device (100) after Claim 9 or 10 , characterized in that the rod element (170) and / or at least one of the tube elements (126, 130) makes thermal and / or mechanical contact with the wall (120) of the at least one heat transfer element (118). Wärmespeichervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Wärmeübertragungselement (118) einen Wärmeleitkörper (134) umfasst, welcher das mindestens eine Heizelement (166) und/oder mindestens eine Strömungseinrichtung (110, 112) thermisch und/oder mechanisch kontaktiert, und insbesondere dass der Wärmeleitkörper (134) eine Wandung (120) des mindestens einen Wärmeübertragungselements (118) thermisch und/oder mechanisch kontaktiert.Heat storage device (100) according to one of the Claims 4 to 11 , characterized in that the at least one heat transfer element (118) comprises a heat-conducting body (134) which thermally and / or mechanically contacts the at least one heating element (166) and / or at least one flow device (110, 112), and in particular that the heat-conducting body (134) thermally and / or mechanically contacts a wall (120) of the at least one heat transfer element (118). Wärmespeichervorrichtung (100) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeleitkörper (134) mindestens ein Eingriffselement (184) umfasst, das mit einer Wandung (120) des mindestens einen Wärmeübertragungselementes (118) in Eingriff steht.Heat storage device (100) after Claim 12 , characterized in that the heat-conducting body (134) comprises at least one engagement element (184) which engages with a wall (120) of the at least one heat transfer element (118). Wärmespeichervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass eine Wandung (120) des mindestens einen Wärmeübertragungselementes (118) aus einer Mehrzahl separater Wandungsteile (142) zusammengesetzt ist und insbesondere dass zumindest zwei Wandungsteile (142) im Wesentlichen als Gleichteile ausgebildet sind.Heat storage device (100) according to one of the Claims 4 to 13 characterized in that a wall (120) of the at least one heat transfer element (118) is composed of a plurality of separate wall parts (142) and in particular that at least two wall parts (142) are essentially designed as identical parts. Wärmespeichervorrichtung (100) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungsteile (142) über eine Spanneinrichtung (144) miteinander verbunden sind, dass die Spanneinrichtung (144) mindestens ein federelastisches Spannelement (146) aufweist und dass zueinander benachbarte Wandungsteile (142) über das mindestens eine federelastische Spannelement (146) miteinander verbunden sind.Heat storage device (100) after Claim 14 , characterized in that the wall parts (142) are connected to one another via a tensioning device (144), that the tensioning device (144) has at least one spring-elastic tensioning element (146) and that adjacent wall parts (142) via the at least one spring-elastic tensioning element (146 ) are connected. Wärmespeichervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Stabelement (170) und/oder mindestens eines der Rohrelemente (126, 130) zwischen den Wandungsteilen (142) des mindestens einen Wärmeübertragungselements (118) eingespannt sind.Heat storage device (100) according to one of the Claims 9 to 15 , characterized in that the rod element (170) and / or at least one of the tubular elements (126, 130) are clamped between the wall parts (142) of the at least one heat transfer element (118). Wärmespeichervorrichtung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungseinrichtung (108) eine Rippenstruktur (136) aufweist, welche eine Mehrzahl von Rippen (138) umfasst, und dass die Rippenstruktur (136) in das Speichermedium (106) der Speichereinrichtung (102) eingetaucht ist, wobei Rippen (138) der Rippenstruktur (136) vorzugsweise an einer dem Speichermedium (106) zugewandten Außenseite (140) eines Wärmeübertragungselements (118) der Wärmeübertragungseinrichtung (108) positioniert sind.Heat storage device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat transfer device (108) has a rib structure (136) which comprises a plurality of ribs (138), and in that the rib structure (136) into the storage medium (106) Storage device (102) is immersed, wherein ribs (138) of the rib structure (136) are preferably positioned on an outside (140) of a heat transfer element (118) of the heat transfer device (108) facing the storage medium (106). Verfahren zum Speichern oder Bereitstellen von Wärme mittels einer Wärmespeichervorrichtung (100), umfassend eine Speichereinrichtung (102), mindestens ein elektrisches Heizelement (166) und eine Wärmeübertragungseinrichtung (108), wobei bei dem Verfahren - der Speichereinrichtung (102) mittels eines ersten Wärmeübertragungsmediums (114) der Wärmeübertragungseinrichtung (108) Wärme zugeführt wird oder Wärme von dieser abgeführt wird; - der Speichereinrichtung (102) mittels eines zweiten Wärmeübertragungsmediums (116) der Wärmeübertragungseinrichtung (108) Wärme zugeführt wird oder Wärme von dieser abgeführt wird; - das erste Wärmeübertragungsmedium (114) und das zweite Wärmeübertragungsmedium (116) innerhalb der Wärmeübertragungseinrichtung (108) durch fluidisch getrennte Strömungseinrichtungen (110, 112) strömen; - das mindestens eine elektrische Heizelement (166) selektiv mit elektrischer Energie beaufschlagt wird, wobei das mindestens eine Heizelement (166) in zwei oder mehr unabhängig voneinander oder gemeinsam mit elektrischer Energie beaufschlagbare Segmente (174) unterteilt ist, wobei die Segmente (174) insbesondere in einer Erstreckungsrichtung des mindestens einen Heizelementes (166) aneinandergereiht positioniert sind.Method for storing or providing heat by means of a heat storage device (100), comprising a storage device (102), at least one electric heating element (166) and a heat transfer device (108), the method - The storage device (102) by means of a first heat transfer medium (114) of the heat transfer device (108) is supplied with heat or heat is removed therefrom; - The storage device (102) by means of a second heat transfer medium (116) of the heat transfer device (108) is supplied with heat or heat is removed therefrom; - The first heat transfer medium (114) and the second heat transfer medium (116) inside the heat transfer device (108) flow through fluidically separated flow devices (110, 112); - The at least one electrical heating element (166) is selectively subjected to electrical energy, the at least one heating element (166) being subdivided into two or more segments (174) which can be supplied with electrical energy independently or together, the segments (174) in particular are positioned in a row in an extension direction of the at least one heating element (166). Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass Wärme von dem ersten Wärmeübertragungsmedium (114) auf das zweite Wärmeübertragungsmedium (116) übertragen wird oder dass Wärme von dem zweiten Wärmeübertragungsmedium (116) auf das erste Wärmeübertragungsmedium (114) übertragen wird oder dass Wärme von dem mindestens einen Heizelement (166) auf zumindest eines der Wärmeübertragungsmedien (114, 116) übertragen wird.Procedure according to Claim 18 , characterized in that heat is transferred from the first heat transfer medium (114) to the second heat transfer medium (116) or that heat is transferred from the second heat transfer medium (116) to the first heat transfer medium (114) or that heat from the at least one heating element ( 166) is transferred to at least one of the heat transfer media (114, 116).
DE102019102955.4A 2019-02-06 2019-02-06 Heat storage device and method for storing or providing heat by means of a heat storage device Active DE102019102955B3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019102955.4A DE102019102955B3 (en) 2019-02-06 2019-02-06 Heat storage device and method for storing or providing heat by means of a heat storage device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019102955.4A DE102019102955B3 (en) 2019-02-06 2019-02-06 Heat storage device and method for storing or providing heat by means of a heat storage device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019102955B3 true DE102019102955B3 (en) 2020-02-13

Family

ID=69186068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019102955.4A Active DE102019102955B3 (en) 2019-02-06 2019-02-06 Heat storage device and method for storing or providing heat by means of a heat storage device

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102019102955B3 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009006788A1 (en) * 2009-01-30 2010-08-12 Tutech Innovation Gmbh Heat accumulator with a phase change material and method for its production
DE202010015920U1 (en) * 2009-12-03 2011-02-24 Vaillant Gmbh heat storage
WO2011069693A1 (en) * 2009-12-11 2011-06-16 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Heat transfer tube
DE112012002387T5 (en) * 2011-06-09 2014-03-06 Nest As Thermal energy storage and installation, method and use thereof
WO2016016428A1 (en) * 2014-07-31 2016-02-04 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Device for storing energy using a phase-change material and associated storage method
DE102017213718A1 (en) * 2017-08-07 2019-02-07 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. A heat storage device and method for storing or providing heat by means of a heat storage device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009006788A1 (en) * 2009-01-30 2010-08-12 Tutech Innovation Gmbh Heat accumulator with a phase change material and method for its production
DE202010015920U1 (en) * 2009-12-03 2011-02-24 Vaillant Gmbh heat storage
WO2011069693A1 (en) * 2009-12-11 2011-06-16 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Heat transfer tube
DE112012002387T5 (en) * 2011-06-09 2014-03-06 Nest As Thermal energy storage and installation, method and use thereof
WO2016016428A1 (en) * 2014-07-31 2016-02-04 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Device for storing energy using a phase-change material and associated storage method
DE102017213718A1 (en) * 2017-08-07 2019-02-07 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. A heat storage device and method for storing or providing heat by means of a heat storage device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008047557A1 (en) Device and system for storing thermal energy
WO2007022761A1 (en) Heat or cold reservoir
EP3056847B1 (en) Method and device for tempering a body
EP2700795B1 (en) Heat transfer assembly
DE102012023800A1 (en) Heat exchanger tube, heat exchanger tube assembly and method of making same
DE1551455A1 (en) End part for tube bundle heat exchangers, heat exchangers provided with such end parts and process for their production
DE102017213718B4 (en) Heat storage device and method for storing or providing heat by means of a heat storage device
DE202010000027U1 (en) Latent heat storage
DE102019102955B3 (en) Heat storage device and method for storing or providing heat by means of a heat storage device
DE19756155C1 (en) Heat exchanger for ducted gases
DE4114669A1 (en) Mfr. of heat transfer bodies e.g. support rolls clamps etc. - by explosive welding of heat medium circulating pipes into channels in base after covering with heat conductive layer(s) and cover layer
DE202019105940U1 (en) Heat storage unit
DE102012023801A1 (en) Heat exchanger tube, heat exchanger tube assembly and method of making same
EP3047226B1 (en) Device and method for temporary storage of thermal energy
DE102021117432A1 (en) Method for producing a conditioning element, conditioning element and electrical energy store
DE2725347C3 (en) Heat exchange processes, in particular for cooling fission gases, and heat exchangers for carrying out the process
DE202008018140U1 (en) Welding heater for the production of plastic pipe mats from flexible plastic pipes
DE69406067T2 (en) A method of welding a pipe into a heat exchanger element
AT525036B1 (en) heating device
DE102012215445B4 (en) Frame for a thermoelectric generator (TEG)
DE1929639C3 (en) Process for the production of an evaporator or condenser with elongated finned tubes and U-tubes connecting them
CH632824A5 (en) THERMAL INSULATION FOR PIPES AND METHOD FOR PRODUCING SUCH ISOLATION.
DE3104069C2 (en) Device for heating the passenger compartment of buses
EP3282162B1 (en) Vehicle line protection hose and production process
WO2022157006A1 (en) Heat store with rails as heat-storage bodies

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R082 Change of representative

Representative=s name: DTS PATENT- UND RECHTSANWAELTE SCHNEKENBUEHL U, DE

Representative=s name: DTS PATENT- UND RECHTSANWAELTE PARTMBB, DE