DE102023002750A1 - Method and device for using existing tanks, preferably oil tanks, for storing thermal energy from a heating source - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Nutzung vorhandener Tanks, vorzugsweise Öltanks zur Speicherung von Wärmeenergie einer Heizquelle, wobei eine geschlossene Kunststoffmembran in den vorhandenen Tank eingeführt wird.Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen vorhandenen Tank, vorzugsweise Öltank so effektiv und kostengünstig umzurüsten, dass eine Nutzung als schichtweise steuerbarer Schichtwärmespeicher in Verbindung mit einer alternativen Heizquelle möglich wird, ohne dass aufwendige Abbruch -/ Schneid- und Schweißarbeiten notwendig sind. Die Anschmiegung des horizontalen Schichtwärmespeichers an der vorhandenen Behälterwand soll vollflächig ohne jede Verklebung oder Befestigung erfolgen.Dies wird dadurch erreicht, dass nach einer exakten Kenntnis der Behälter-/Tankgröße als Kunststoff-Membran ein vorgefertigtes und an den jeweiligen Tank angepasstes einwandiges Kunststoffgewebe als roll- oder faltbares Inlay in die Revisionsöffnung des Tanks unter Nutzung der vorhandenen gereinigten Tankleitungen eingeführt wird, wobei das Inlay horizontal flächig durchströmte Wärmeleitkreise, ausgebildet als schichtweise wasserführende Leitungen oder Kissen oder Wärmetaschen aufweist, die sich nach einem Befüllen des Inlays mit Wasser, selbständig entfalten und spannen, während sich das Inlay an die Tankinnenwandungen vollflächig anschmiegt, wobei das verbleibende Volumen des den Tank umfassenden Tankraumes mit einer Dämmschüttung aufgefüllt wird und jede Schichtebene über einen Kreistemperatur-Sensor und eine Verkabelung mit einer Steuerung verbunden ist.Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dassein einwandiges, faltbares, an den jeweiligen Tank angepasstes Inlay in verschiedenen waagerechten Schichtebenen/Wärmeleitkreisen jeweils einen Befüll- und Entnahmeschlauch aufweist, die beide über die Revisionsöffnung geführt sind oder die vorhandenen gereinigten Tankleitungen nutzen und mit der Heizquelle verbunden sind, wobei jede(r) Schichtebene/Wärmeleitkreis über einen Kreistemperatur-Sensor verfügt, die mit einer entsprechenden Verkabelung ausgestattet und mit einer Steuerung verknüpft sind, wobei das verbleibende Volumen des den Tank umfassenden Tankraumes mit einer Dämmschüttung aufgefüllt ist.The invention relates to a method and a device for using existing tanks, preferably oil tanks, for storing thermal energy from a heating source, with a closed plastic membrane being introduced into the existing tank. The invention is based on the object of making an existing tank, preferably an oil tank, as effective and cost-effective as possible to be converted so that it can be used as a layered heat storage unit that can be controlled in layers in conjunction with an alternative heating source, without the need for complex demolition/cutting and welding work. The horizontal layered heat storage device should be nestled against the existing container wall over the entire surface without any gluing or fastening. This is achieved by using a prefabricated single-walled plastic fabric as a roll-up plastic membrane, adapted to the respective tank, after precise knowledge of the container/tank size. or foldable inlay is inserted into the inspection opening of the tank using the existing cleaned tank lines, the inlay having horizontal heat-conducting circuits through which water flows, designed as layered water-carrying lines or cushions or heat pockets, which unfold and tighten independently after the inlay has been filled with water , while the inlay hugs the entire surface of the tank's inner walls, with the remaining volume of the tank space surrounding the tank being filled with an insulating layer and each layer level being connected to a control via a circuit temperature sensor and cabling. The device according to the invention is characterized in that Single-walled, foldable inlay adapted to the respective tank has a filling and removal hose in different horizontal layer levels/heat-conducting circuits, both of which are guided over the inspection opening or use the existing cleaned tank lines and are connected to the heating source, with each layer level /heat conduction circuit has a circuit temperature sensor, which is equipped with appropriate cabling and linked to a control, whereby the remaining volume of the tank space surrounding the tank is filled with an insulating layer.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Nutzung vorhandener Tanks, vorzugsweise Öltanks zur Speicherung von Wärmeenergie einer Heizquelle, wobei eine geschlossene Kunststoffmembran in den vorhandenen Tank eingeführt wird.The invention relates to a method and a device for using existing tanks, preferably oil tanks, for storing thermal energy from a heating source, with a closed plastic membrane being introduced into the existing tank.
Im Rahmen der Klimaveränderungen werden zunehmend neue Wege zur Nutzung alternativer Energieformen gesucht, um die Nutzung fossiler Energieträger zu verringern und letztlich auszuschließen.In the context of climate change, new ways to use alternative forms of energy are increasingly being sought in order to reduce and ultimately eliminate the use of fossil fuels.
In diesem Zusammenhang werden vorhandene Ölheizungen nicht mehr genutzt und werden oftmals mit erheblichem Aufwand rückgebaut oder verbleiben ungenutzt. Die vorhandenen Öltanks bleiben dabei in der Regel im Erdreich oder separaten Öltankräumen, werden entleert und der Verrottung preisgegeben oder blockieren ohne Nutzen umbauten Raum.In this context, existing oil heating systems are no longer used and are often dismantled with considerable effort or remain unused. The existing oil tanks usually remain in the ground or in separate oil tank rooms, are emptied and left to rot or block converted space without any use.
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Die Nutzung eines vorhandenen Öltanks als horizontaler Schichtwärmespeicher mit separater Steuerung jeder Schicht ist aus dem Stand der Technik nicht bekannt.The use of an existing oil tank as a horizontal layered heat storage with separate control of each layer is not known from the prior art.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen vorhandenen Tank, vorzugsweise Öltank so effektiv und kostengünstig umzurüsten, dass eine Nutzung als schichtweise steuerbarer Schichtwärmespeicher in Verbindung mit einer alternativen Heizquelle möglich wird, ohne dass aufwendige Abbruch -/ Schneid- und Schweißarbeiten notwendig sind. Die Anschmiegung des horizontalen Schichtwärmespeichers an der vorhandenen Behälterwand soll vollflächig ohne jede Verklebung oder Befestigung erfolgen.The invention is based on the object of converting an existing tank, preferably an oil tank, so effectively and cost-effectively that it can be used as a layered heat storage unit that can be controlled in layers in conjunction with an alternative heating source, without the need for complex demolition/cutting and welding work. The horizontal layered heat accumulator should be nestled against the existing container wall over the entire surface without any gluing or fastening.
Dies wird dadurch erreicht, dass nach einer exakten Anpassung an die vorhandene Tankgröße als Kunststoff-Membran ein vorgefertigtes und an den jeweiligen Tank angepasstes einwandiges Kunststoffgewebe als roll- oder faltbares Inlay in die Revisionsöffnung des Tanks unter Nutzung der vorhandenen gereinigten Tankleitungen eingeführt wird, wobei das Inlay horizontal flächig durchströmte Wärmeleitkreise, ausgebildet als schichtweise wasserführende Leitungen oder Kissen oder Wärmetaschen aufweist, die sich nach einem Befüllen des Inlays mit Wasser, selbständig entfalten und spannen, während sich das Inlay an die Tankinnenwandungen vollflächig anschmiegt, wobei das verbleibende Volumen des den Tank umfassenden Tankraumes mit einer Dämmschüttung aufgefüllt wird und jede Schichtebene über einen Kreistemperatur-Sensor und eine Verkabelung mit einer Steuerung verbunden ist.This is achieved by inserting a prefabricated single-walled plastic fabric as a plastic membrane, adapted to the respective tank, as a rollable or foldable inlay into the inspection opening of the tank, using the existing cleaned tank lines, after exact adaptation to the existing tank size Inlay has horizontally flat heat-conducting circuits, designed as layered water-carrying lines or cushions or heat pockets, which unfold and tighten independently after filling the inlay with water, while the inlay hugs the entire surface of the tank's inner walls, with the remaining volume of the tank surrounding the tank Tank room is filled with an insulating layer and each layer level is connected to a controller via a circuit temperature sensor and cabling.
Erfindungsgemäß sollen zur Befüllung und Entleerung des Schichtwärmespeichers die vorher gereinigten Tankleitungen verwendet werden.According to the invention, the previously cleaned tank lines should be used to fill and empty the layered heat storage.
Der Tank erfährt durch das passgenaue Inlay eine neue Nutzung als gro-ßer Wärmespeicher und -tauscher, welcher das komplette Tankvolumen als Speichervolumen nutzt, das mit jedweder Wärmequelle befüllt werden kann.Thanks to the precisely fitting inlay, the tank finds new use as a large heat storage and exchanger, which uses the entire tank volume as a storage volume that can be filled with any heat source.
Dies erfordert eine vorherige exakte Kenntnis der Größe des zu befüllenden vorhandenen Behälters, sodass das Inlay so passgerecht vorgefertigt werden kann, dass eine Nutzung des gesamten Behälter-/Tankvolumens vollflächig erfolgen kann, ohne dass zusätzliche Haltevorrichtungen an der Behälter-/Tankwandung notwendig werden.This requires prior, exact knowledge of the size of the existing container to be filled, so that the inlay can be prefabricated to fit so that the entire container/tank volume can be used across the entire surface without the need for additional holding devices on the container/tank wall.
Als Heizquelle können beispielsweise eine Solartherme, Holzheizung in Scheit-, Hackgut oder Pelletheizung, eine Wärmepumpe oder auch ein elektrisches Heizschwert, sowie auch verbleibende fossile Brennstoffe, Biogas oder industrielle Abwärme zur Erwärmung des Speichers verwendet werden.The heating source can be, for example, a solar heater, wood heating using logs, wood chips or pellets, a heat pump or an electric boiler, as well as remaining fossil fuels, biogas or industrial waste heat to heat the storage.
Das verbleibende Volumen eines umgebenden Tankraumes wird mit einer Dämmschüttung aufgefüllt.The remaining volume of a surrounding tank space is filled with an insulating layer.
Die Vorrichtung zur Nutzung vorhandener Tanks, vorzugsweise Öltanks zur Speicherung von Wärmeenergie einer Heizquelle, ist gekennzeichnet dadurch, dass ein einwandiges, faltbares, an den jeweiligen Tank angepasstes Inlay in verschiedenen waagerechten Schichtebenen/Wärmeleitkreisen jeweils einen Befüll- und Entnahmeschlauch aufweist, die beide über die Revisionsöffnung geführt sind oder die vorhandenen gereinigten Tankleitungen nutzen und mit der Heizquelle verbunden sind, wobei jede(r) Schichtebene/Wärmeleitkreis über einen Kreistemperatur-Sensor verfügt, die mit einer entsprechenden Verkabelung ausgestattet und mit einer Steuerung verknüpft sind, wobei das verbleibende Volumen des den Tank umfassenden Tankraumes mit einer Dämmschüttung aufgefüllt ist.The device for using existing tanks, preferably oil tanks for storing thermal energy from a heating source, is characterized in that a single-walled, foldable inlay adapted to the respective tank has a filling and removal hose in different horizontal layer levels/heat-conducting circuits, both of which are connected via the inspection opening or use the existing cleaned tank lines and are connected to the heating source, with each layer level/heat-conducting circuit having a circuit temperature sensor, which is equipped with appropriate cabling and linked to a control, with the remaining volume of the The tank space comprising the tank is filled with an insulating layer.
Die Heizquelle ist dabei eine Solarthermie oder eine Pelletheizung oder eine Wärmepumpe.The heating source is solar thermal energy or pellet heating or a heat pump.
Die Erfindung weist folgende Vorteile auf:
- - Vorhandene Tanks, vorzugsweise Öltanks können nach einer exakten Vorfertigung vollinhaltlich auch bei einer Umrüstung auf alternative Heizungsformen, wie Solarthermie, Holz, Pelletheizungen, Heizschwertern aus PV oder Wärmepumpen weiterhin ohne großen Aufwand dann als Wärmespeicher genutzt werden.
- - Eine vollständige Umrüstung zum Schichtwärmespeicher bringt dabei weitere erhebliche Effektivitätsvorteile für die neue Heizung.
- - Der so umgerüstete horizontale Schichtwärmespeicher wird mit einer schichtweisen Steuerung und der Heizquelle verbunden und arbeitet somit angepasst an die jeweiligen Nutzungserfordernisse.
- - Es fallen keinerlei Schweiß- oder Schneidarbeiten am vorhandenen Tank an.
- - Das vorkonfektionierte Inlay passt sich nach Einbringung in den Tank und Befüllung mit dem Wärmeträgermedium, vorzugsweise Wasser automatisch dem Volumen des vorhandenen Tanks, vorzugsweise Öltanks vollflächig an. Es sind keinerlei weitere Anpassungsarbeiten und keine Haltevorrichtungen notwendig.
- - Die horizontal durchströmten Wärmeleitkreise, ausgebildet als Rohre / Kissen oder Wärmetaschen, zusammen mit der externen Dämmung ermöglichen erfindungsgemäß die äußerst vorteilhafte Nutzung der horizontal physisch gegebenen Wärmeunterschiede in unterschiedlichen Wärmestapelschichten des Speichers.
- - Über eine Dämmschüttung wird die Wärmespeicherung nochmals verbessert.
- - Existing tanks, preferably oil tanks, can still be used as heat storage without much effort after precise prefabrication, even when converting to alternative forms of heating, such as solar thermal energy, wood, pellet heating, PV heaters or heat pumps.
- - A complete conversion to a layered heat storage system brings further significant effectiveness advantages for the new heating system.
- - The horizontal layered heat storage system converted in this way is connected to a layered control system and the heating source and thus works in accordance with the respective usage requirements.
- - There is no welding or cutting work required on the existing tank.
- - After being inserted into the tank and filled with the heat transfer medium, preferably water, the prefabricated inlay automatically adapts to the volume of the existing tank, preferably oil tank, over its entire surface. No further adjustment work and no holding devices are necessary.
- - The horizontally flowed heat conduction circuits, designed as tubes/cushions or heat pockets, together with the external insulation, enable, according to the invention, the extremely advantageous use of the horizontally physical heat differences in different heat stack layers of the storage.
- - Heat storage is further improved using an insulating layer.
AusführungsbeispielExample embodiment
Anhand eines Ausführungsbeispiels soll nachfolgend die Erfindung näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.
Die Baugrößen gängiger Tanktypen L / B / H anhand deren Volumen sind in aller Regel bekannt und standardisiert.The sizes of common tank types L / W / H based on their volume are generally known and standardized.
Die Inlays werden auf diese Standardtypen vorkonfektioniert.The inlays are pre-assembled to these standard types.
Je nach Tankhöhe weist das Inlay zwischen 7 und 15 Schichtkreise aufDepending on the tank height, the inlay has between 7 and 15 layer circles
Das so vorkonfektionierte Inlay wird danach in den entleerten Tank, vorzugsweise Öltank über die Revisionsöffnung eingeführt und mit einem Wärmeträgermedium, vorzugsweise Wasser gesamt gefüllt. Das Inlay entfaltet sich und passt sich durch Komplettbefüllung dem vorhandenen Tank vollfächig an, spannt hierbei die im Inlay befindlichen und fixierten Schichtkreise auf definierter Höhe aus.The prefabricated inlay is then inserted into the emptied tank, preferably the oil tank, via the inspection opening and completely filled with a heat transfer medium, preferably water. The inlay unfolds and adapts completely to the existing tank by completely filling it, stretching out the layer circles located and fixed in the inlay at a defined height.
Erfindungsgemäß können alternativ zum Befüllen auch die gereinigten vorhandenen Leitungen des Tanks genutzt werden.According to the invention, the cleaned existing lines of the tank can also be used as an alternative for filling.
Über die schichtweise Verkabelung mit einer Steuerung ist es dann möglich, bei jeder gewünschten Temperatur die jeweils optimal vorhandene Schicht für die Beheizung des Objektes, ob Brauchwasser, Heizkörper oder Fußbodenkreislauf zu verwenden.By cabling in layers with a control system, it is then possible to use the optimal layer for heating the object at any desired temperature, whether for domestic water, radiators or underfloor circulation.
Die Wärmedämmung des Tanks kann insoweit noch verbessert werden, dass der umgebende Tankraum mit einer Dämmschüttung gefüllt wird.The thermal insulation of the tank can be improved by filling the surrounding tank space with an insulating layer.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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