DE102019121166A1 - Modified heat exchanger tube for ice storage application as cold storage - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kunststoffrohr (1) für einen Latentwärmespeicher, mit einem hohlen Rohrkörper (2) zum Leiten eines Wärmeleitfluids, wobei der Rohrkörper (2) zum wenigstens teilweisen Benetztwerden mit einer Wärmespeicherflüssigkeit ausgelegt ist, wobei auf der Außenoberfläche (3) des Rohrkörpers (2) eine Vielzahl von Kristallisationskeimen (4) bei der Eisbildung aus einem Mineral befestigt sind. Die Erfindung betrifft auch einen Latentwärmespeicher mit einem solchen Kunststoffrohr (2). Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Kunststoffrohres (1).The invention relates to a plastic pipe (1) for a latent heat storage device, with a hollow pipe body (2) for conducting a heat-conducting fluid, the pipe body (2) being designed to be at least partially wetted with a heat storage fluid, the outer surface (3) of the pipe body ( 2) a large number of nuclei (4) are attached to the formation of ice from a mineral. The invention also relates to a latent heat accumulator with such a plastic tube (2). The invention also relates to a method for producing such a plastic pipe (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Kunststoffrohr für einen Latentwärmespeicher, mit einem hohlen Rohrkörper zum Leiten eines Wärmeträgerfluids, wie einer flüssigen Wasser-Glykol-Mischung, wobei der Rohrkörper zumindest zum teilweisen Benetztwerden mit einer Wärmespeicherflüssigkeit, wie Wasser, ausgelegt ist.The invention relates to a plastic pipe for a latent heat storage device, with a hollow pipe body for conducting a heat transfer fluid such as a liquid water-glycol mixture, the pipe body being designed to be at least partially wetted with a heat storage fluid such as water.

Aus dem Stand der Technik sind bereits diverse Abhandlungen zum Verhalten von Eis in Energiespeichern bekannt. Insbesondere die Eisbildung und Kristallisation in Eisspeichern wurde in der Literatur bereits intensiv durchgeführt. So ist von den Autoren Yannick Friess, Matthias Koffler sowie Michael Kauffeld im Rahmen des Vortrags „Modifizierung der Dichte von Eispartikeln im Kälteträger Eisbrei“ auf einer DKV-Tagung im Jahre 2014 das zuträgliche Verhalten von in Wasser dispergierter Kristalle, umfassend Zinnoxid, Aluminiumoxid, Kupfersulfid, Silberiodid, Turmalin, Quarz, Marmor, Magnetit, Kaolinit, Hämatit, Zinn und Edelstahl diskutiert worden.Various papers on the behavior of ice in energy stores are already known from the prior art. In particular, ice formation and crystallization in ice storage has already been carried out intensively in the literature. For example, the authors Yannick Friess, Matthias Koffler and Michael Kauffeld discussed the beneficial behavior of crystals dispersed in water, including tin oxide, aluminum oxide and copper sulfide, as part of the lecture "Modification of the density of ice particles in ice slurry" at a DKV conference in 2014 , Silver iodide, tourmaline, quartz, marble, magnetite, kaolinite, hematite, tin and stainless steel have been discussed.

Auch eine Masterthesis wurde von dem Autor Yannick Friess im Januar 2016 zum Thema Validierung und exegetische Betrachtung eines Latentwärmespeichers zur Nutzung industrieller Abwärme für die Gebäudeheizung und -kühlung veröffentlicht. Dort sind zwar die Kapitel 2 und Kapitel 4 sowie die Zusammenfassung und der Ausblick von großer Bedeutung, doch stehen in den aus dem Stand der Technik bekannten Dokumenten immer in Wasser dispergierte Kristallkeime im Vordergrund.The author Yannick Friess published a master's thesis in January 2016 on the subject of validation and exegetical consideration of a latent heat storage system for the use of industrial waste heat for heating and cooling buildings. Although Chapters 2 and 4 as well as the summary and the outlook are of great importance there, crystal nuclei dispersed in water are always in the foreground in the documents known from the prior art.

Grundsätzlich ist auch bekannt, dass, wenn Wasser unter dessen Gefrierpunkt abgekühlt wird, die in der flüssigen Phase untergeordneten Wassermoleküle in eine feste Kristallstruktur übergehen. Dann entsteht Eis. Beim Übergang in die geordnete Kristallstruktur nimmt die Entropie des Wassers zwar ab, durch die frei werdende latente Wärme erhöht sich aber - gemäß dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik - die Entropie des Gesamtsystems, Wasser und Umgebung. Diese frei werdende latente Wärme kann in einem Eisspeichersystem als Quellenenergie für Wärmepumpen genutzt werden, um z. B. ein Gebäude zu beheizen. In dieser Betriebsweise genutzte Wärmepumpen werden auch als „Eisquellen“-Wärmepumpen bezeichnet. Diese Wärmepumpen werden häufigerweise dann bei Eisspeichern verwendet. Dabei ist bekannt, dass Eisspeicher auch als reine Kältespeicher anwendbar sind. Hierbei wird der Eisspeicher zu Zeiten außerhalb der Strom-Bedarfsspitzen, zu denen die Wärmepumpe zusätzlich bei sehr günstigen Betriebsbedingungen läuft (geringere Außen-(Wärmesenken-)Temperaturen), z. B. nachts, beladen, um tagsüber eine geforderte thermische Last zu decken (Lastspitzeng lättung).In principle, it is also known that when water is cooled below its freezing point, the water molecules which are subordinate to the liquid phase change into a solid crystal structure. Then ice is created. With the transition to the ordered crystal structure, the entropy of the water decreases, but the latent heat that is released increases - according to the second law of thermodynamics - the entropy of the entire system, water and the environment. This released latent heat can be used in an ice storage system as source energy for heat pumps to e.g. B. to heat a building. Heat pumps used in this mode of operation are also referred to as "ice source" heat pumps. These heat pumps are then often used in ice storage systems. It is known that ice stores can also be used as pure cold stores. Here, the ice storage system is used at times outside of the electricity demand peaks when the heat pump is also running under very favorable operating conditions (lower outside (heat sink) temperatures), e.g. B. at night, to cover a required thermal load during the day (load peak smoothing).

Der Prozess der Eisbildung an wärmeübertragenden Rohren hat demnach im Bereich von Eisspeichersystemen eine große Bedeutung, vor allem, wenn Eisspeicher als reine Kältespeicher genutzt werden. Dabei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn in möglichst kurzer Zeit viel Eis an den wärmeübertragenden Rohren entsteht.The process of ice formation on heat-transferring pipes is therefore of great importance in the field of ice storage systems, especially when ice storage systems are used purely as cold storage. It has been found to be advantageous if a lot of ice forms on the heat-transferring pipes in the shortest possible time.

Für den Erstarrungsprozess von Wasser werden grundsätzlich vier Phasen unterschieden:

  1. 1. Unterkühlung
  2. 2. Keimbildung und dendritische Eisbildung
  3. 3. Wachstum des Eises bei 0 °C
  4. 4. Abkühlung des entstandenen Eises
There are basically four phases for the solidification process of water:
  1. 1. Hypothermia
  2. 2. Nucleation and dendritic ice formation
  3. 3. Growth of the ice at 0 ° C
  4. 4. Cooling of the resulting ice

Die erste Phase beginnt mit dem Abkühlen des flüssigen Wassers von einer positiven Temperatur bis zum Gefrierpunkt des Wassers und einer anschließenden Unterkühlung des Wassers unter dessen Gefrierpunkt. Sobald das Wasser unter dessen Gefrierpunkt abgekühlt ist, befindet es sich in einem metastabilen Zustand, in dem die Keimbildung spontan ablaufen kann. Durch Molekülzusammenstöße entstehen Keime, so genannte „Cluster“ oder „Embryos“. Diese „Cluster“ weisen anfänglich nur eine kurze Lebenszeit auf, da sie bis zu einer gewissen kritischen Keimgröße instabil sind und wieder zerfallen. Mit steigender Übersättigung - Unterkühlung - des Wassers erreichen die Cluster diese kritische Keimgröße. Sie werden dann zu einem stabilen Keim und können zu einem Kristall heranwachsen. Diese spontane Eisbildung aus der metastabilen Phase wird auch dendritische Eisbildung genannt.The first phase begins with the cooling of the liquid water from a positive temperature to the freezing point of the water and a subsequent subcooling of the water below its freezing point. As soon as the water has cooled below its freezing point, it is in a metastable state in which nucleation can take place spontaneously. When the molecules collide, germs, so-called “clusters” or “embryos”, are created. These “clusters” initially only have a short lifespan, as they are unstable up to a certain critical nucleus size and disintegrate again. With increasing oversaturation - undercooling - of the water, the clusters reach this critical nucleus size. They then become a stable seed and can grow into a crystal. This spontaneous ice formation from the metastable phase is also called dendritic ice formation.

Anders als eine konsolidierte Eisschicht, wächst die dendritische Eisschicht sehr schnell (innerhalb weniger Sekunden) und weist eine hohe fraktale Dimension auf. Während der dendritischen Eisbildung steigt die Temperatur des Wassers sprungartig von der Unterkühlungstemperatur auf die Schmelztemperatur von 0 °C an. Die Ursache hierfür ist die bei der Eisbildung frei werdende latente Wärme.Unlike a consolidated ice sheet, the dendritic ice sheet grows very quickly (within a few seconds) and has a high fractal dimension. During the dendritic ice formation, the temperature of the water rises abruptly from the subcooling temperature to the melting temperature of 0 ° C. The reason for this is the latent heat released during ice formation.

In der dritten Phase des Erstarrungsprozesses folgt das Eiswachstum bei einer konstanten Temperatur von 0 °C, beginnend mit dem Abschluss der dendritischen Eisbildung und endend mit der vollständigen Erstarrung des Wassers.In the third phase of the solidification process, the ice grows at a constant temperature of 0 ° C, beginning with the completion of the dendritic ice formation and ending with the complete solidification of the water.

Die vierte und letzte Phase beinhaltet schließlich das weitere Abkühlen der bestehenden konsolidierten Eisschicht.The fourth and final phase finally includes the further cooling of the existing consolidated ice sheet.

Die erste Phase des gesamten Erstarrungsvorganges - die Unterkühlung - stellt ein Problem bei Eisspeichersystemen dar. In dieser Phase wird nämlich nur die sensible Wärme des Wassers zur Energiespeicherung genutzt, da noch kein Phasenwechsel stattgefunden hat. Die Kapazität des Speichers wäre damit signifikant reduziert.The first phase of the entire solidification process - subcooling - poses a problem with ice storage systems. In this phase, only the sensible heat of the water is used Energy storage used because no phase change has taken place. This would significantly reduce the storage capacity.

Aus diesem Grund beschäftigen sich viele wissenschaftliche Arbeiten mit dem Phänomen der Unterkühlung des Wassers und Parametern, die die Unterkühlung beeinflussen. Ein häufig untersuchter Parameter ist die Temperatur des Wärmeträgerfluids und die damit einhergehende Abkühlrate des Wassers. Mit sinkender Temperatur des Wärmeträgerfluids und damit der Wandtemperatur wird die Unterkühlung des Wassers immer kleiner. Es wird sogar beobachtet, dass mit einer genügend tiefen Temperatur des Wärmeträgerfluids keine Unterkühlung des Wassers stattfindet und die Eisbildung ohne das dendritische Eiswachstum abläuft. Aus energetischer Sicht sind allerdings möglichst hohe Wärmeträgerfluid-Temperaturen wünschenswert, sodass die Kälteanlage möglichst effizient und ressourcenschonend arbeitet. Ein weiterer häufig untersuchter Parameter ist der Einsatz von Kristallisationskeimen im Wasser. Wie bereits angedeutet, hat sich gezeigt, dass mit Kristallisationskeimen, wie Eisenerz, Eisenpulver oder Silberiodid die maximale Unterkühlung des Wassers abnimmt. Der Grad der maximalen Unterkühlung hängt hierbei nicht von der Größe oder Menge der Kristallisationskeime ab, sondern von der Gesamtoberfläche, die dem Wasser bzw. Eis als Substrat dient. In geschlossenen nicht durchmischten Eisspeichern mit innenliegendem Wärmeübertrager („ice-on-coil“) findet die Kristallisation üblicherweise bei < -2,0 °C Wassertemperatur nahe der Rohroberfläche statt. Die Differenz ΔT zwischen Schmelz- und Kristallisationstemperatur entspricht der erreichten Unterkühlung.For this reason, much scientific work deals with the phenomenon of hypothermia and parameters that affect hypothermia. A parameter that is frequently examined is the temperature of the heat transfer fluid and the associated cooling rate of the water. As the temperature of the heat transfer fluid falls, and with it the wall temperature, the undercooling of the water decreases. It is even observed that if the temperature of the heat transfer fluid is sufficiently low, the water does not undercool and ice formation takes place without dendritic ice growth. From an energetic point of view, however, the highest possible heat transfer fluid temperatures are desirable so that the refrigeration system works as efficiently as possible and conserves resources. Another frequently examined parameter is the use of crystal nuclei in water. As already indicated, it has been shown that with crystallization nuclei such as iron ore, iron powder or silver iodide, the maximum supercooling of the water decreases. The degree of maximum undercooling does not depend on the size or amount of the crystallization nuclei, but on the total surface area that serves as a substrate for the water or ice. In closed, unmixed ice stores with internal heat exchangers (“ice-on-coil”), crystallization usually takes place at a water temperature of <-2.0 ° C near the pipe surface. The difference ΔT between melting and crystallization temperature corresponds to the undercooling achieved.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung Nachteile aus den bekannten Systemen zu vermeiden, abzustellen oder zumindest diesbezügliche Verbesserungen vorzustellen. Insbesondere sollen abrasive Wirkungen, wie sie auftreten, wenn Kristallisationskeime im Wasser dispergiert sind, vermieden werden. Ferner soll eine Unterkühlung besonders nahe an der Rohrwand vermieden werden. Diesbezügliche bauliche Maßnahmen sollen vorgehalten werden. Es soll letztlich ein optimiertes Wärmeübertrager-Rohr vorgestellt werden, mit dem es möglich wird, die Unterkühlung in einem Eisspeichersystem herabzusetzen. Es soll ein schnellerer und effizienterer Beladevorgang eines Latentwärmespeichers, insbesondere eines Eisspeichers möglich werden. Eine solch schnellere und effizientere Beladung soll vor allem beim Betrieb von Eisspeichern als reiner Kältespeicher möglich werden.It is the object of the present invention to avoid disadvantages from the known systems, to remedy them or at least to present improvements in this regard. In particular, abrasive effects, such as those that occur when crystal nuclei are dispersed in the water, should be avoided. Furthermore, undercooling should be avoided particularly close to the pipe wall. Structural measures relating to this should be kept in place. Ultimately, an optimized heat exchanger tube is to be presented, with which it is possible to reduce subcooling in an ice storage system. A faster and more efficient loading process of a latent heat store, in particular an ice store, should be possible. Such a faster and more efficient loading should be possible above all when operating ice storage systems as pure cold storage.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Kunststoffrohr erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass auf der Außenoberfläche des Rohrkörpers eine Vielzahl von Kristallisationskeimen aus einem Mineral befestigt sind, die die Eisbildung begünstigen.In the case of a generic plastic pipe, this object is achieved according to the invention in that a large number of crystallization nuclei made of a mineral are attached to the outer surface of the pipe body and promote ice formation.

Auf diese Weise kann auch ein preiswerteres und umwelttechnisch unbedenkliches System zur Verfügung gestellt werden und auf Silberiodid als Kristallisationskeim verzichtet werden.In this way, a cheaper and environmentally safe system can be made available and silver iodide can be dispensed with as a crystallization nucleus.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the subclaims and are explained in more detail below.

So ist es von Vorteil, wenn auf ein gezogenes Kunststoffrohr abgestellt wird. Die Kristallisationskeime sind dann in das Rohr bzw. an der Rohroberfläche ein- bzw. aufgebracht.So it is an advantage if you stand on a drawn plastic pipe. The crystallization nuclei are then incorporated into or applied to the pipe or to the pipe surface.

Dabei hat es sich bewährt, wenn die Kristallisationskeime auf oder in der Außenoberfläche des Rohrkörpers angebracht sind. Das außerhalb der Außenoberfläche üblicherweise vorhandene Wasser, also die Wärmespeicherflüssigkeit, kann dann schneller erstarren.It has proven to be useful if the crystal nuclei are attached to or in the outer surface of the tubular body. The water usually present outside the outer surface, i.e. the heat storage fluid, can then solidify more quickly.

Um auch über einen langen Zeitraum einen ausfallarmen Betrieb zu gewährleisten, ist es von Vorteil, wenn die Kristallisationskeime dauerhaft oder unlösbar auf der Außenumfangsfläche des Rohrkörpers befestigt sind.In order to ensure low-failure operation even over a long period of time, it is advantageous if the crystallization nuclei are permanently or permanently attached to the outer circumferential surface of the tubular body.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Rohrkörper eine Schicht oder mehrere konzentrisch zueinander angeordnete Schichten besitzt.It is useful here if the tubular body has one layer or several layers arranged concentrically to one another.

Den Kosten und der Fertigungszeit zuträglich ist es, wenn eine Schicht oder alle Schichten des Rohrkörpers Polyethylen umfassen oder (überwiegend / vollständig) daraus aufgebaut sind. Die äußerste Schicht umfasst dann aber zumindest auch die Kristallisationskeime auf der Außenumfangsfläche / Außenoberfläche.It is beneficial to the costs and the production time if one layer or all layers of the tubular body comprise polyethylene or are (predominantly / completely) made up of it. The outermost layer then at least also includes the crystallization nuclei on the outer circumferential surface / outer surface.

Eine vorteilhafte Ausführungsform ist auch dadurch gekennzeichnet, dass auf oder in die äußerste (Kunststoff-) Schicht des Rohrkörpers die Kristallisationskeime eingearbeitet sind. Während bei anderen Ausführungsformen auf ein Ankleben, ein Anvulkanisieren oder ähnliche kraft- oder formschlüssige Befestigungsarten gesetzt ist, hat das Einarbeiten den Vorteil, dass dies bereits in einem Fertigungsschritt durchgeführt werden kann und eine Veränderung des Kunststoffrohres über lange Zeit ausgeschlossen bleibt.An advantageous embodiment is also characterized in that the crystallization nuclei are incorporated on or into the outermost (plastic) layer of the tubular body. While other embodiments rely on gluing, vulcanizing or similar non-positive or positive fastening types, incorporation has the advantage that this can be carried out in one production step and a change in the plastic pipe is excluded over a long period of time.

Es hat sich auch bewährt, wenn die Kristallisationskeime über die Außenumfangsfläche überstehende Erhabenheiten bilden oder alternativ mit der Außenumfangsfläche bündig sind. Diese letztgenannte Ausführungsform ist zwar schwieriger herzustellen, bspw. unter Einsatz eines Walz- oder Glättschrittes, bietet aber Vorteile beim Ausbilden einer homogenen Eisdecke um das Kunststoffrohr und bei Bedarf einen geringen Rauigkeitswert.It has also proven useful if the crystallization nuclei form protrusions over the outer circumferential surface or, alternatively, are flush with the outer circumferential surface. This last-mentioned embodiment is more difficult to manufacture, for example using a rolling or smoothing step, but offers advantages in the formation of a homogeneous ice cover around the plastic pipe and, if necessary, a low roughness value.

Es ist von Vorteil, wenn zumindest einige oder alle Kristallisationskeime eine pseudohexagonale Kristallstruktur besitzen und/oder Kaolinit enthalten oder von diesen gestellt sind. Vorzugsweise kann hier auf Al4[(OH)8Fi4O10] gesetzt werden. Auch ist ein ähnliches Schichtsilikat denkbar.It is advantageous if at least some or all of the crystallization nuclei have a pseudo-hexagonal crystal structure and / or contain kaolinite or are provided by them. Al 4 [(OH) 8 Fi 4 O 10 ] can preferably be used here. A similar sheet silicate is also conceivable.

Wenn die Kristallisationskeime ausschließlich oberflächengebunden angeordnet sind, so kann wirkungsvoll ein Pumpenschaden ausgeschlossen werden.If the crystal nuclei are arranged exclusively on the surface, damage to the pump can be effectively excluded.

Dabei ist es von Vorteil, wenn die Kristallisationskeime gleichverteilt oder unregelmäßig auf der Außenoberfläche des Rohrkörpers angeordnet sind.It is advantageous if the crystallization nuclei are uniformly distributed or arranged irregularly on the outer surface of the tubular body.

Die Erfindung betrifft auch einen Latentwärmespeicher mit einem Speicherbehälter zum Beinhalten einer Wärmespeicherflüssigkeit, wie Wasser, mit dem darin angeordneten Kunststoffrohr der erfindungsgemäßen Art, wobei das Kunststoffrohr an einem Zulauf und einem Ablauf einer Wärmeträgerfluidleitung anschließbar ist. Die Erfindung betrifft selbstverständlich auch einen angeschlossenen Latentwärmespeicher.The invention also relates to a latent heat storage device with a storage container for holding a heat storage liquid, such as water, with the plastic pipe of the type according to the invention arranged therein, the plastic pipe being connectable to an inlet and an outlet of a heat transfer fluid line. The invention naturally also relates to a connected latent heat storage device.

Als besonders praktikabel hat es sich herausgestellt, wenn der Latentwärmespeicher als Eisspeicher ausgebildet ist.It has been found to be particularly practical if the latent heat store is designed as an ice store.

Letztlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffrohres etwa nach Art eines flexiblen Compound-Rohres der erfindungsgemäßen Art. Dabei ist es zielführend, wenn das Kunststoffrohr in einem mehrstufigen Extrusionsverfahren hergestellt wird, wobei erst eine innere Schicht des Rohrkörpers hergestellt wird und danach eine weitere Kunststoffschicht darauf aufgebracht wird, die mit Kaolin-Partikeln (dabei oder danach) versetzt ist/wird.Ultimately, the invention also relates to a method for producing a plastic pipe, for example in the manner of a flexible compound pipe of the type according to the invention another plastic layer is applied to it, which is / is mixed with kaolin particles (during or after).

Von Vorteil ist es dabei, wenn zusätzlich oder alternativ zu einem Kaolin-Partikel-Verbringen in das Material hinein der weiteren / äußersten Kunststoffschicht, eine Plasmabehandlung / ein Plasmaverfahren genutzt wird.It is advantageous if, in addition or as an alternative to introducing kaolin particles into the material of the further / outermost plastic layer, a plasma treatment / plasma process is used.

Bei einem so hergestellten flexiblen Compound-Rohr haben die Kaolin-Partikel Kontakt zum umgebenden Wasser, sodass bei genügend tiefen Rohr-Oberflächentemperaturen die Eisbildung am Rohr begünstigt wird.In a flexible compound pipe produced in this way, the kaolin particles are in contact with the surrounding water, so that ice formation on the pipe is promoted if the pipe surface temperatures are sufficiently low.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Dabei sind in der einzigen Figur (1) zwei Hälften eines im Querschnitt dargestellten erfindungsgemäßen Kunststoffrohres dargestellt, wobei die rechte Hälfte eine erste Ausführungsform zeigt, bei der Kaolinit-Partikel, insbesondere Kaolin-Partikel lediglich auf der Außenoberfläche / Außenumfangsfläche der äußersten Schicht des Kunststoffrohres befestigt sind und in der zweiten Ausführungsform, die in der linken Hälfte dargestellt ist, in die äußerste Schicht eingearbeitet sind.The invention is explained in more detail below with the aid of a drawing. In the single figure ( 1 ) two halves of a plastic pipe according to the invention shown in cross section, the right half showing a first embodiment in which kaolinite particles, in particular kaolin particles, are only attached to the outer surface / outer circumferential surface of the outermost layer of the plastic pipe and in the second embodiment, the is shown in the left half, are incorporated into the outermost layer.

Die Figur ist lediglich schematischer Natur und dient nur dem Verständnis der Erfindung.The figure is only of a schematic nature and is only used for understanding the invention.

In der Figur ist ein erfindungsgemäßes Kunststoffrohr 1 dargestellt. Es besitzt einen Rohrkörper 2. Auf der Außenoberfläche / Außenumfangsfläche 3 sind Kristallisationskeime 4, die sich vom Material des restlichen Kunststoffrohres unterscheiden, befestigt. Die Kristallisationskeime sind Kaolinit-Partikel 5 und werden aus Kaolin-Gestein gestellt.In the figure is a plastic pipe according to the invention 1 shown. It has a tubular body 2 . On the outer surface / outer peripheral surface 3 are crystallization seeds 4th , which differ from the material of the rest of the plastic pipe, attached. The crystallization nuclei are kaolinite particles 5 and are made from kaolin rock.

Der Rohrkörper 2 weist eine innerste Schicht 6 und eine äußerste Schicht 7 auf. Dazwischen können noch weitere Schichten, die nicht dargestellt sind, angeordnet sein. Vorzugsweise sind alle Schichten aus Polyethylen (PE) aufgebaut oder umfassen diesen Werkstoff.The tubular body 2 has an innermost layer 6th and an outermost layer 7th on. Further layers, which are not shown, can be arranged in between. Preferably all layers are made of polyethylene (PE) or comprise this material.

Die durch die Kaolinit-Partikel 5 gebildeten Erhabenheiten sind exemplarisch mit dem Bezugszeichen 8 versehen.Made by the kaolinite particles 5 Elevations formed are indicated by way of example with the reference symbol 8th Mistake.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
KunststoffrohrPlastic pipe
22
RohrkörperTubular body
33
Außenoberfläche / AußenumfangsflächeOuter surface / outer peripheral surface
44th
KristallisationskeimCrystallization nucleus
55
Kaolinit-PartikelKaolinite particles
66
innerste Schichtinnermost layer
77th
äußerste Schichtoutermost layer
88th
ErhabenheitGrandeur

Claims (10)

Kunststoffrohr (1) für einen Latentwärmespeicher, mit einem hohlen Rohrkörper (2) zum Leiten eines Wärmeleitfluids, wobei der Rohrkörper (2) zum wenigstens teilweisen Benetztwerden mit einer Wärmespeicherflüssigkeit ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenoberfläche (3) des Rohrkörpers (2) eine Vielzahl von Kristallisationskeimen (4) bei der Eisbildung aus einem Mineral befestigt sind.Plastic pipe (1) for a latent heat storage device, with a hollow pipe body (2) for conducting a heat-conducting fluid, the pipe body (2) being designed to be at least partially wetted with a heat storage liquid, characterized in that on the outer surface (3) of the pipe body (2 ) a large number of crystal nuclei (4) are attached to the formation of ice from a mineral. Kunststoffrohr (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kristallisationskeime (4) auf oder in der Außenoberfläche (3) des Rohrkörpers (2) angebracht sind.Plastic pipe (1) Claim 1 , characterized in that the crystallization nuclei (4) are mounted on or in the outer surface (3) of the tubular body (2). Kunststoffrohr (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kristallisationskeime (4) dauerhaft oder unlösbar auf der Außenumfangsfläche (3) des Rohrkörpers (2) befestigt sind.Plastic pipe (1) Claim 1 or 2 , characterized in that the crystal nuclei (4) are permanently or permanently attached to the outer peripheral surface (3) of the tubular body (2). Kunststoffrohr (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrkörper (2) eine Schicht (6 oder 7) oder mehrere konzentrisch zueinander angeordnete Schichten (6, 7) besitzt.Plastic pipe (1) according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the tubular body (2) has one layer (6 or 7) or several layers (6, 7) arranged concentrically to one another. Kunststoffrohr (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schicht (6, 7) oder alle Schichten (6, 7) Polyethylen umfassen oder daraus aufgebaut sind.Plastic pipe (1) Claim 4 , characterized in that one layer (6, 7) or all layers (6, 7) comprise polyethylene or are made up of it. Kunststoffrohr (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf oder in die äußerste (Kunststoff-) Schicht des Rohrkörpers (2) die Kristallisationskeime (4) eingearbeitet sind.Plastic pipe (1) Claim 4 or 5 , characterized in that the crystallization nuclei (4) are incorporated on or into the outermost (plastic) layer of the tubular body (2). Kunststoffrohr (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kristallisationskeime (4) über die Außenumfangsfläche (3) überstehende Erhabenheiten (8) bilden.Plastic pipe (1) according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that the crystallization nuclei (4) form protrusions (8) over the outer peripheral surface (3). Kunststoffrohr (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige oder alle Kristallisationskeime (4) eine pseudohexagonale Kristallstruktur besitzen und/oder Kaolinit enthalten oder von diesen gestellt sind.Plastic pipe (1) according to one of the Claims 1 to 7th , characterized in that at least some or all of the crystal nuclei (4) have a pseudo-hexagonal crystal structure and / or contain kaolinite or are provided by these. Latentwärmespeicher mit einem Speicherbehälter zum Beinhalten einer Wärmespeicherflüssigkeit, mit dem darin angeordneten Kunststoffrohr (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kunststoffrohr (1) an einem Zulauf und einem Ablauf einer Wärmeleitfluidleitung anschließbar ist.Latent heat storage with a storage container for holding a heat storage liquid, with the plastic pipe (1) according to one of the preceding claims arranged therein, wherein the plastic pipe (1) can be connected to an inlet and an outlet of a heat-conducting fluid line. Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffrohres (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einem mehrstufigen Extrusionsverfahren erst eine innere Schicht (6) des Rohrkörpers (2) hergestellt wird und danach eine weitere Kunststoffschicht (7) darauf aufgebracht wird, die mit Kunststoffpartikeln versetzt ist/wird.Method for producing a plastic pipe (1) according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that first an inner layer (6) of the tubular body (2) is produced in a multi-stage extrusion process and then a further plastic layer (7) is applied to it, which is / is mixed with plastic particles.
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