DE19811302C2 - Sorptionsspeicher, Anordnung und Verfahren zur Speicherung von Wärme - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sorptionsspeicher gemäß Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1 sowie eine Anordnung und ein Ver­ fahren zur Speicherung von Wärme.

In bekannten Wärmespeichern wird heißes Wasser gespeichert oder die insbesondere über heißes Wasser zugeführte Wärmeenergie wird zur Aufheizung eines im Wärmespeicher befindlichen Spei­ chermaterials verwendet. Um eine unerwünschte Wärmeabgabe an die Umgebung des Wärmespeichers zu verringern, ist eine Wärmei­ solierung vorgesehen.

Aufgrund ihrer geringeren Speicherkapazität und ihrer nicht be­ friedigenden Wärmeisolierung sind die bekannten Wärmespeicher nicht in ausreichendem Maße in der Lage, insbesondere eine wäh­ rend der Sommermonate zugeführte Wärmemenge zu speichern und diese während der kälteren Jahreszeit zur Raumheizung oder Brauchwassererwärmung abzugeben.

Aus der gattungsbildenden DT 26 22 699 A1 ist ein Speicher­ element für Sorptions-Wärmespeichersysteme bekannt. Konkret wird dort ein Feststoff als Sorptionsmaterial eingesetzt und es ist ein Sammler für aus dem Sorptionsmittel ausgetriebenes kon­ densiertes Sorbat vorhanden. Das Sorptionsmittel und der Samm­ ler befinden sich in einem Behältnis und sind durch einen Zwi­ schenraum räumlich voneinander getrennt. Der Zwischenraum ist durch ein dampfdurchlässiges Trennelement gebildet.

Das eigentliche Wärmespeichersystem ist in viele Elemente klei­ nen Volumens aufgelöst, wodurch lange Wärmetransportwege inner­ halb des Sorptionsmittels vermieden werden sollen. Die Elemente sind rohrförmig zur Erleichterung der Fertigung und Handhabung gestaltet. Die Trennung des Sorptionsmittels von dem gespei­ cherten Sorbat wird vom erwähnten dampfdurchlässigen Trennele­ ment erreicht, wobei zusätzlich im Sorptionsmittel ein System von Strömungswegen für das gas- oder dampfförmige Sorbat vor­ handen ist, wofür das Sorptionsmittel gemäß einer Ausführungs­ form nach DT 26 22 699 A1 als poröser Körper mit offenen Poren gestaltet oder von einem System poröser Kanäle durchsetzt sein kann.

Zur Verbesserung des Wärmeübergangs zwischen dem Sorptionsmit­ tel und der Umgebung sind im Sorptionsmittel wärmeleitende Strukturen, z. B. Metallspäne eingebunden.

Aus dem Gesamtkontext der gattungsbildenden Druckschrift ist zu entnehmen, daß die Speicherelemente als Rohre mit einer inneren Zweiteilung ausgebildet werden. Die Wärmeübertragung auf ein Heiz- bzw. Kühlfluid erfolgt durch die jeweilige Rohraußenwand. Aus diesem Grund sind die einzelnen Wärmeübertragungselemente innerhalb eines Behälters in dichter Packung angeordnet und vom Heiz-Kühlfluid umspült oder von einem Phasenwandelmaterial um­ geben. Eine Langzeitspeicherung ist mit der vorbekannten Lehre nicht oder nur eingeschränkt möglich.

Bei der DE 43 33 829 A1 wird verfahrensseitig so vorgegangen, daß zeitlich an die Wärmezufuhr gekoppelt der Wärmeträger Wär­ meenergie an ein vorzugsweise thermomechanisches Speicherma­ terial abgibt, in welchem die Wärmeenergie zur Desorption eines Arbeitsmittels genutzt wird und im umgekehrten Fall der Sorp­ tion der gasförmigen Phase dieses Arbeitsmittel wieder an den Wärmeträger abgegeben wird. Ausgestaltend wird dargelegt, daß als thermomechanische Speichermaterialien Molekularsiebe Ver­ wendung finden. Einzelheiten zur Gestaltung eines Sorptionsbe­ hälters sind der DE 43 33 829 A1 nicht zu entnehmen.

Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, einen Sorptionsspeicher anzugeben, welcher kostengünstig herstellbar ist und der über eine ausreichende Effektivität hinsichtlich der Wärmespeicherung verfügt und in der Lage ist, große zuge­ führte Wärmeenergie über einen längeren Zeitraum zu speichern. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, eine spezielle vorgefertigte Verteilerleitung für Sorptionsspeicher und ein Verfahren zur Wärmespeicherung und/oder zur Wärmeerzeugung mit einem Sorptionsspeicher anzugeben, das eine optimale Energie­ beladung im Sorptionsprozeß ermöglicht.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem Sorpti­ onsspeicher in seiner Definition gemäß den Merkmalen des Pa­ tentanspruchs 1, mit einer Verteilerleitung nach den Merkmalen des Patentanspruchs 16 sowie einer Wärmespeicheranordnung nach Anspruch 17 und dem im Anspruch 19 offenbarten Verfahren zur Wärmespeicherung.

Die Unteransprüche umfassen zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.

Der Sorptionsspeicher besteht aus einem einzigen, hermetisch verschlossenen Behälter, der zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich aufweist. In den ersten Bereich wird bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Sorptionsspeichers Sorptions­ material und ein Adsorbat eingebracht. Der zweite Bereich dient zur Aufnahme kondensierten Adsorbates, das vom Sorptionsmateri­ al desorbiert worden ist. Vorzugsweise wird soviel Adsorbat in den Sorptionsspeicher eingebracht, daß die Menge des Adsorbates ausreicht, um den Sorptionsspeicher vollständig zu sättigen.

Beim Laden des erfindungsgemäßen Sorptionsspeichers führt eine externe Wärmequelle, beispielsweise Solarkollektoren, dem Sorp­ tionsmaterial Wärmeenergie über ein oder mehrere Wärmetauscher zu. Das über die Solarkollektoren zugeführte warme oder heiße Wasser heizt das Sorptionsmaterial auf und Adsorbat desorbiert, d. h. ein Teil der zugeführten Wärmeenergie überführt flüssiges in gasförmiges Adsorbat. Vorzugsweise ist zwischen dem ersten und zweiten Bereich ein dritter Bereich vorgesehen, der ein oder mehrere Wärmetauscher aufweist, durch die kaltes Wasser fließt und an dem das gasförmige Adsorbat kondensiert. Das kon­ densierte Adsorbat wird dem zweiten Bereich des Sorptionsspei­ chers zugeführt und dort aufgefangen.

Bei der Kondensation des Adsorbates wird Wärme frei, die über den oder die Kondensationswärmetauscher einer Wärmesenke zuge­ führt wird. Die Wärmesenke ist beispielsweise ein Erdreich- oder Außenluftwärmetauscher und/oder eine Raumheizung und/oder ein Brauchwasserspeicher.

Die zur Desorption zugeführte Wärmemenge ist deutlich größer als die bei der Kondensation des Adsorbates freigesetzte Wärme. Die Differenz zwischen der dem Sorptionsmaterial zugeführten und von dort abgeführten Wärmemenge verbleibt im Sorptionsmate­ rial.

Beim Entladen des erfindungsgemäßen Sorptionsspeichers wird das flüssige, aufgefangene Adsorbat in den gasförmigen Zustand überführt, gelangt an das Sorptionsmaterial und wird von diesem adsorbiert. Bei der Adsorption des Adsorbates am Sorptionsmate­ rial wird Adsorptionswärme frei, die über den oder die Wärme­ tauscher, die mit dem Sorptionsmaterial in thermischer Verbin­ dung stehen, einer Wärmesenke zugeführt wird.

Die Wärmesenken beim Entladen des Sorptionsspeichers sind vor­ zugsweise eine Raumheizung und/oder ein Brauchwasserspeicher.

Zur Überführung des flüssigen Adsorbates in den gasförmigen Zu­ stand sind vorzugsweise ein oder mehrere Verdampferwärmetau­ scher und/oder Kondensatorwärmetauscher vorgesehen, denen von einer Wärmequelle Wärmeenergie zugeführt wird. Bei dem Verdamp­ ferwärmetauscher handelt es sich vorzugsweise um denselben Wär­ metauscher, der, wenn er beim Laden des erfindungsgemäßen Sorp­ tionsspeichers mit einer Wärmesenke in Verbindung steht, die Kondensation des gasförmigen, desorbierten Adsorbates fördert.

Die Wärmequellen beim Entladen des Sorptionsspeichers sind vor­ zugsweise Solarkollektoren und/oder ein Erdreich- und/oder ein Außenluftwärmetauscher und/oder ein Brauchwasserspeicher und/oder eine Raumheizung.

Vorzugsweise wird Wasser als Adsorbat und Silicagel, d. h. ein Kieselgel, als Sorptionsmaterial verwendet, so daß bei der Desorption Wasserdampf entsteht.

Vorzugsweise ist der erfindungsgemäße Sorptionsspeicher zumin­ dest soweit evakuiert, daß die Restgasdrücke den Wasserdampf­ transport vom Verdampfer zum Adsorber nicht behindern und ist hermetisch verschlossen.

Bevorzugt ist der Adsorberwärmetauscher unmittelbar im ersten Bereich des Sorptionsspeichers angeordnet und von Sorptionsma­ terial umgeben. Es kann aber auch ein Adsorberwärmetauscher verwendet werden, der den Adsorber ganz oder teilweise um­ schließt. Um die thermische Verbindung zwischen Sorptionsmate­ rial und dem Adsorberwärmetauscher bzw. dem Wärmeträgerfluid noch weiter zu verbessern, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, Netzrohre zu verwenden. Netzrohre bestehen aus einem Rohr und ein das Rohr umgebendes Netz. Zur Verbesserung des Wärmeüber­ gangs vom Rohr auf eine Schüttung, die das Sorptionsmaterial ganz oder teilweise enthält, kann das Rohr und das Netz mit Wärmeleitpaste versehen werden.

Die Wärmeübertragung in der Schüttung kann durch geordnetes oder ungeordnetes Einbringen von dünnen Metallstreifen, Me­ talldrähten oder Metallnetzen und/oder durch die Verwendung von gut wärmeleitenden Schüttkörpern, wie z. B. Graphitfasern, ver­ bessert werden.

Ebenso kann ein offenporiger Metall - und/oder Graphitschaum oder organische Schäume in die Schüttung eingebracht werden. Vorzugsweise erfolgt die Einbringung des Schaums in die Schüt­ tung durch Aufschäumen des verwendeten Materials innerhalb der mit Wärmeübertragerrohren versehenen Schüttung und nachträgli­ ches Einrütteln des Sorptionsmaterials und/oder Fällung des Sorptionsmaterials aus Lösung innerhalb der durch den Schaum gebildeten Matrix.

Das Einbringen des Sorptionsmaterials in die durch den Schaum gebildete Matrix oder eine anderweitig hergestellte Matrix hat ferner den Vorteil, daß die Adsorptionswirkung des eingebrach­ ten Sorptionsmaterials erhöht wird, da das Adsorbat so auch leichter an innen liegendes Sorptionsmaterial gelangen kann.

Nach einer Ausführungsform weist der Behälter eine Röhrenform auf und ist beispielsweise mit einem Stahlmantel versehen, ins­ besondere um eine ausreichende Stabilität eines evakuierten Be­ hälters sicherzustellen. Weist der Behälters einen Stahlmantel auf, so ist es zweckmäßig, den Behälter mit einer Wärmedämmung zu versehen, um eine ungewollte Wärmeabgabe an die Umgebung zu verhindern.

Vorzugsweise wird nach einer Ausführungsform destilliertes, entmineralisiertes oder anderweitig gereinigtes Wasser als Ad­ sorbat verwendet. Ebenso kann vorgesehen sein, mehrere Adsorba­ te zu verwenden, von denen eines Wasser ist. Nach einer weite­ ren Ausführungsform der Erfindung wird Ammoniak oder eine Ammo­ niakmischung als Adsorbat verwendet. Mögliche Adsorbate sind demnach Wasser, Methanol oder andere Alkohole, bzw. Ammoniak. Der besondere Vorteil bei der Verwendung von Wasser als Adsor­ bat besteht in der höchsten Verdampfungsenthalpie, so daß höch­ ste Energiedichten erreichbar sind. Beim Einsatz von Methanol oder sonstigen Alkoholen ist ein höherer Dampfdruck erzielbar, d. h. an das einzusetzende Vakuumsystem können geringere Ansprü­ che bezüglich der Dichtigkeit gegenüber der Atmosphäre gestellt werden. Hier sind Verdampfungstemperaturen unter 0°C möglich. Der Einsatz von Methanol oder sonstigen Alkoholen als Adsorbat eignet sich vor allem zur Kältespeicherung.

Nach einer weiteren Ausführungsform besteht das Sorptionsmate­ rial zumindestens teilweise aus einem oder mehreren der tech­ nisch wichtigen Adsorbenzien, wie Silicagel (Kieselgel), Zeoli­ the, Aktivkohlen oder Aluminiumoxid (aktivierte Tonerde). Des weiteren können Salzhydrate in Reinform oder eingebettet in ei­ ne poröse Matrix, beispielsweise bestehend aus Silicagel, Ad­ sorbenzien basierend auf Polymeren und chemisch modifizierte Adsorbenzien verwendet werden.

Das Sorptionsmaterial kann als Schüttung in pelletierter Form, als Granulat oder als Pulver, sowie als poröser Festkörper mit integriertem Wärmeübertrager eingebracht werden. Vorzugsweise wird Silicagel als Granulat oder in Form kugelartiger Pellets verwendet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Menge des einge­ schlossenen Adsorbates oder der Adsorbate so bemessen, daß das Sorptionsmaterial damit vollständig gesättigt ist. Es versteht sich, daß auch eine geringere oder größere Menge verwendet wer­ den kann, wenn dies aufgrund der verwendeten Sorptionsmateria­ lien bzw. Adsorbate zu einer Verbesserung des Wirkungsgrades des Sorptionsspeichers führt und/oder hierdurch ein stabilerer Betrieb des Sorptionsspeichers erzielbar ist.

Um eine unkontrollierte Adsorption von Kondensat aus dem Kon­ densator des Sorptionsspeichers am Sorptionsmaterials im Adsor­ ber zu verhindern, ist eine Verbindung zwischen Adsorber und Kondensator nach einer Ausführungsform der Erfindung vorgese­ hen, die sich über einen oder mehrere elektrisch betätigbare Ventile von außen öffnen oder schließen läßt.

Entsprechend der Erfindung, ist im Kondensator ein Wärmetau­ scher vorgesehen, der vom Kondensat umspült ist. Dieser kann ggf. zusätzlich zu dem Verdampferwärmetauscher mit einer Wärme­ quelle beim Entladen des erfindungsgemäßen Sorptionsspeicher verbunden werden, um die Wärmeabgabe des Adsorbers bzw. des er­ findungsgemäßen Sorptionsspeichers leicht steuerbar erhöhen zu können.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind ein oder mehrere vertikal angeordnete Steigrohre im Kon­ densatbereich vorgesehen, über die bevorratetes Adsorbat zum Verdampfer bzw. zum Adsorber gelangen kann. Bei dieser Anord­ nung entsteht ein Kapillarverdampfer, der das im Kondensator bzw. Kondensatbereich befindliche flüssige Adsorbat selbst an­ saugt. Dies geschieht infolge der Druckdifferenz zwischen Ad­ sorber und Vorratsbehälter bzw. Kondensator und durch die Ka­ pillarkräfte des Steigrohrs. Zwischen einem oder mehreren der über die Steigrohre gebildeten Verbindungen vom Vorratsbehälter zum Verdampfer bzw. Adsorber ist vorzugsweise ein von außen elektrisch betätigbares Ventil vorgesehen, um eine unkontrol­ lierte Ladung oder Entladung des erfindungsgemäßen Sorptions­ speichers zu verhindern.

Vorteilhafterweise werden mehrere erfindungsgemäße Sorptions­ speicher mit einer vorgefertigten Verteilerleitung verbunden, die an die Geometrie des bzw. der vorgenannten Sorptionsspei­ cher angepaßt ist und über die sich mittels elektrisch ansteu­ erbarer Ventile eine Reihen- oder Parallelschaltung der Adsor­ berwärmetauscher und/oder der Verdampferwärmetauscher und/oder der im Kondensator befindlichen Wärmetauscher herstellen läßt.

Bei der Anordnung zur Speicherung von Wärme stehen während der Ladung des Sorptionsspeichers ein oder mehrere der vorgenannten Sorptionsspeicher über eine oder mehrere der Verteilerleitungen derart in Verbindung, daß der Adsorber oder die Adsorber des oder der Sorptionsspeicher von einer Wärmequelle gespeist wer­ den. Weitere der vorgenannten, vorgefertigten Verteilerleitun­ gen verbinden während der Ladung die Wärmetauscher des Konden­ sators oder der Kondensatoren der Sorptionsspeicher mit einer Wärmesenke.

Während der Entladung der Anordnung stehen die Verdampfer der Sorptionsspeicher über eine oder mehrere der vorgenannten, vor­ gefertigten Verteilerleitungen mit einer Wärmequelle in Verbin­ dung. Weitere der Verteilerleitungen verbinden während der Ent­ ladung die Wärmetauscher der Adsorber der Sorptionsspeicher mit einer Wärmesenke.

Es ist vorgesehen, daß Solarkollektoren und/oder eine Zusatz­ heizung, wie z. B. eine Holzfeuerung und/oder eine Wärmepumpe als Wärmequelle dienen. Als Wärmesenke kommt insbesondere ein Erdreich- und/oder ein Außenluftwärmetauscher und/oder ein Brauchwasserspeicher und/oder eine Raumheizung in Betracht.

Durch die Ausführungsformen des Vakuumbehälters bietet sich ei­ ne Vakuumwärmedämmung nach dem bekannten Prinzip eines Deward­ gefäßes durch Einführung einer ggf. verspiegelten Doppelwand an. Die äußere Behälterwand erfüllt in diesem Fall die Unter­ druckfestigkeit gegenüber der Atmosphäre, wobei die innere Be­ hälterwand die Festigkeit gegenüber dem Innenraum bestimmt, der sich ebenfalls auf niedrigem Druckniveau befindet. Um die In­ nenwand vom Gewicht des eingebrachten Sorptionsmaterials zu entlasten, kann der evakuierte Zwischenraum ggf. nach dem Prin­ zip der Vakuumsuperisolation mit schlecht wärmeleitenden und druckbeständigen Glasfasern oder Schüttkörpern gefüllt werden.

Bei einer vereinfachten Ausführung eines Behälters für einen Sorptionsspeicher wird von einer Zweikammerkonfiguration ausge­ gangen, wobei die Kammern durch ein Ventil verbunden sind, wel­ ches einen großen Querschnitt und eine geringe Länge besitzt. Ein zur Wartung vorgesehener Stutzen kann so ausgeführt werden, daß eine gleichzeitige Evakuierung des Behälterinnenraumes und des Zwischenraumes für die Vakuumisolierung möglich wird. Eben­ so kann durch Anbringen eines Blindflansches oder eines ähnli­ chen Verschlusses gegen die Atmosphäre die Verbindung zwischen Innenraum und Zwischenraum abgedichtet werden, so daß ein höhe­ res Vakuum und somit bessere Dämmeigenschaften beim Betrieb des Sorptionsspeichers gegeben sind.

Bei dem Verfahren zur Wärmespeicherung und/oder zur Wärmeerzeu­ gung, wird in einem ersten Schritt einem Adsorber, der ein mit einem Adsorbat versehenes Sorptionsmaterial aufweist, von einer Wärmequelle Wärmeenergie zugeführt. Dies geschieht insbesondere über einen im Adsorber angeordneten Wärmetauscher. Als Wärme­ quelle kommen insbesondere Solarkollektoren und/oder eine Zu­ satzheizung, wie z. B. eine Holzfeuerung, und/oder eine Wärme­ pumpe in Frage.

In einem zweiten Schritt wird aufgrund der dem Adsorber zuge­ führten Wärmeenergie das Adsorbat vom Adsorptionsmittel desor­ biert.

In einem dritten Schritt wird das gasförmige Adsorbat konden­ siert, das Kondensat in einem Kondensator bzw. Vorratsbehälter aufgefangen und die dabei entstehende Wärmeenergie einer Wärme­ senke zugeführt. Als Wärmesenke wird insbesondere ein Brauch­ wasserspeicher, eine Raumheizung und/oder ein Erdreich- und/oder ein Außenluftwärmetauscher eingesetzt.

In einem vierten Schritt wird das Kondensat verdampft und das gasförmige Adsorbat dem Adsorber zugeführt.

Im nachfolgenden, fünften Schritt wird das Adsorbat vom Adsor­ ber adsorbiert und die hierbei freigesetzte Adsorptionsenergie über einen Wärmetauscher einer Wärmesenke, wie insbesondere ei­ ner Raumheizung und/oder einem Brauchwasserspeicher zugeführt.

Vorzugsweise wird das Verfahren in einem oder mehreren herme­ tisch verschlossenen und evakuierten Sorptionsspeichern bzw. in einer modulartigen Anordnung zur Speicherung von Wärme der vor­ genannten Art ausgeführt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren näher erläutert: Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine Anordnung zur Wärmespeicherung, die mehrere Sorptionsspeicher in Form einer Sorptionsspeichereinrichtung aufweist;

Fig. 2 die Sorptionsspeichereinrichtung gemäß Fig. 1, welche mehrere Sorptionsspeicher aufweist, die parallel miteinander verbunden sind;

Fig. 3 einen Sorptionsspeicher mit einem Kapillarverdampfer im Längsschnitt;

Fig. 4 einen Sorptionsspeicher im Längsschnitt, der zwei separate Wärmetauscher aufweist, und zwar jeweils einen für die Kondensation und einen für die Verdampfung des verwendeten Ad­ sorbates;

Fig. 5 einen Sorptionsspeicher, ebenfalls im Längsschnitt, bei dem der Kondensator bzw. Kondensatbehälter den Adsorber um­ schließt (Tank-in-Tank-System), und

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform eines Sorptionsspei­ chers.

Fig. 1 zeigt eine Anordnung zur Wärmespeicherung 1 mit einer Sorptionsspeichereinrichtung 2, Solarkollektoren 3, einem Brauchwasserspeicher 4 und einer Raumheizung 5. Die Sorptions­ speichereinrichtung 2 weist eine Adsorbereinrichtung 21 und ei­ ne Kondensatoreinrichtung 22 auf.

Bei ausreichend starker Sonneneinstrahlung wird die Sorptions­ speichereinrichtung 2 geladen. Beim Laden der Sorptionsspei­ chereinrichtung 2 wird der Adsorbereinrichtung 21 von den So­ larkollektoren 3 erwärmtes Wasser über Rohrleitungen 31 und 31a mittels einer elektrischen Pumpe (nicht dargestellt) zugeführt. Das zugeführte, erwärmte Wasser erhitzt die Adsorbereinrichtung 21, kühlt dabei ab und fließt über Rohrleitungen 32a und 32 von der Adsorbereinrichtung 21 zurück in die Solarkollektoren 3.

Die Rohrleitungen 31 und 32 sind ferner über Leitungen 31b und 32b mit der Kondensatoreinrichtung 22 verbindbar. Hierzu ist an der Verbindungsstelle der Rohrleitung 31 mit den Rohrleitungen 31a und 31b sowie an der Verbindungsstelle der Rohrleitungen 32 mit den Rohrleitungen 32a und 32b jeweils ein Dreiwegeventil (nicht dargestellt) vorgesehen. Während des Ladevorgangs der Sorptionsspeichereinrichtung sind die Ventile derart betätigt, vorzugsweise elektrisch, daß das erwärmte Wasser nicht in die Kondensatoreinrichtung gelangt.

Es kann ferner vorgesehen werden, daß das beim Laden der Adsor­ bereinrichtung 21 von den Solarkollektoren 3 zugeführte Wasser ganz oder teilweise über Rohrleitungen 41 und 42 auch dem Wär­ metauscher 4u des Brauchwasserspeichers 4 und/oder über Rohr­ leitungen 51 und 52 der Raumheizung 5 zugeführt wird, wenn dies zweckmäßig ist. Hieran ist ferner von Vorteil, daß sich hier­ durch die Rücklauftemperatur des an die Solarkollektoren 3 zu­ rückgeführten Wassers verringern und sich dadurch deren Wir­ kungsgrad erhöhen läßt. Hierzu sind an entsprechender Stelle im Rohrleitungssystem geeignete, elektrisch betätigbare Ventile vorgesehen (nicht dargestellt).

Ebenso kann auch eine Zusatzheizung 6, wie z. B. eine Holzfeue­ rung, vorgesehen werden, die über Rohrleitungen 61 und 62 mit der Adsorbereinrichtung 21 über Ventile verbindbar ist. Beim Laden der Sorptionsspeichereinrichtung kann die Zusatzheizung 6 zugeschaltet werden, wenn die von den Sonnenkollektoren 3 ge­ lieferte Wärmeenergie für die erwünschte Ladung unzureichend ist.

Ferner kann die Zusatzheizung 6 ausschließlich zur Ladung der Sorptionsspeichereinrichtung herangezogen werden, wenn dies zweckmäßig ist. Ggf. kann die Verbindung der Solarkollektoren 3 mit der Adsorbereinrichtung 21 durch entsprechende Ventile (nicht dargestellt) getrennt werden.

Die beim Laden der Sorptionsspeichereinrichtung 2 entstehende Kondensationswärme wird einer Wärmesenke 7 über eine elektri­ sche Pumpe (nicht dargestellt) und einem von dem Wasserkreis­ lauf der Adsorbereinrichtung 21 getrennten Wasserkreislauf über Rohrleitungen 71 und 72 zugeführt. Bei der Wärmesenke 7 handelt es sich vorzugsweise um einen Erdreich- und/oder Außenluftwär­ metauscher.

Optional, kann der Wärmetauscher 8v eines Brauchwasserspeichers 8 und/oder eine Raumheizung 9 mit der entstehenden Kondensati­ onswärme über Rohrleitungen 81 und 82 sowie 91 und 92, durch die Schaltung entsprechender elektrisch betätigbarer Ventile (nicht dargestellt), beheizt werden. Es versteht sich, daß an­ stelle eines separaten Brauchwasserspeichers 8 bzw. einer sepa­ raten Raumheizung 9, der Brauchwasserspeicher 4 und die Raum­ heizung 5 verwendet werden kann, wenn das Rohrleitungssystem entsprechend ausgelegt ist.

Fig. 2 zeigt eine Sorptionsspeichereinrichtung 2 mit einer Ad­ sorbereinrichtung 21 und einer Kondensatoreinrichtung 22. Die Sorptionsspeichereinrichtung 2 weist beispielhaft vier Sorpti­ onsspeicher 2a, 2b, 2c und 2d auf. Es versteht sich, daß auch mehr oder weniger Sorptionsspeicher modulartig miteinander zu einer Sorptionsspeichereinrichtung zusammengefaßt werden kön­ nen, wenn dies aufgrund der konkret gewünschten Speichermenge sinnvoll ist.

In dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel weist jeder der Sorptions­ speicher jeweils einen Adsorber 21a, 21b, 21c und 21d auf, der mit einem oder mehreren der vorstehend genannten Sorptionsmate­ rialien und einem oder mehreren der genannten Adsorbate in der bereits angegebenen Weise gefüllt ist. Es ist in jedem der her­ metisch verschlossenen, evakuierten Sorptionsspeicher 2a, 2b, 2c und 2d mit röhrenförmiger Form jeweils ein Wärmetauscher 21u, 21v, 21w und 21x im Adsorber angeordnet.

Ferner weist jeder Sorptionsspeicher 2a, 2b, 2c und 2d jeweils einen Kondensator 22a, 22b, 22c und 22d auf. In jedem der Kon­ densatoren der Sorptionsspeicher ist jeweils ein Wärmetauscher 22u, 22v, 22w und 22x angeordnet.

Vorgefertigte Rohrleitungen 2p verbinden die Vorläufe der Ad­ sorberwärmetauscher 21u, 21v, 21w und 21x, während Rohrleitun­ gen 2q die Rückläufe der Adsorberwärmetauscher verbinden, so daß die Adsorberwärmetauscher parallel geschaltet sind. In den Vorlauf eines jeden Adsorberwärmetauschers ist ein Dreiwegeven­ til geschaltet, mit dem jeder der Adsorberwärmetauscher von der Parallelschaltung getrennt werden kann.

Die Vorläufe der Kondensatorwärmetauscher eines jeden Sorpti­ onsspeichers sind ebenfalls mit an die Geometrie der erfin­ dungsgemäßen Sorptionsspeicher bzw. der Sorptionsspeicherein­ richtung angepaßten Rohrleitungen 2s über Dreiwegeventile elek­ trisch schaltbar verbunden, so daß auch die Kondensatorwärme­ tauscher parallel geschaltet sind.

Obwohl in Fig. 2 eine parallele Verschaltung dargestellt ist, die eine Erhöhung der von der Sorptionsspeichereinrichtung ab­ gegebenen Leistung erlaubt, versteht es sich, daß die Sorpti­ onsspeichereinrichtung auch so gestaltet sein kann, daß auch oder ausschließlich eine Reihenschaltung der Sorptionsspeicher erfolgt. Eine vollständige oder teilweise serielle Verschaltung erlaubt die Erzeugung höherer Temperaturdifferenzen zwischen Vorlauf und Rücklauf, wodurch beispielsweise eine Absenkung der Rücklauftemperatur bei der Speicherladung und somit eine besse­ re Ausnutzung der von den Solarkollektoren 3 gelieferten Wärme­ energie erreicht werden kann.

Durch das Verschalten mehrerer Sorptionsspeicher ist eine An­ passung der Anordnung an die verfügbaren bzw. benötigten Tempe­ raturniveaus der Wärmequellen und -senken möglich. Um dies zu erreichen, muß der Ladezustand bekannt sein. Der Ladezustand kann durch eine mikroprozessorgesteuerte Regelung bestimmt wer­ den, indem die Regelung jeweils den letzten Temperaturhub jedes Sorptionsspeichers ermittelt und speichert, und aus den Tempe­ raturhüben den aktuellen Ladezustand berechnet.

Bei der Speicherladung wird zur optimalen Nutzung des Tempera­ turniveaus der Wärmequelle zunächst ausschließlich derjenige Sorptionsspeicher der Anordnung von Sorptionsspeichern geladen, der den niedrigsten Ladezustand der Anordnung aufweist. Bei diesem Sorptionsspeicher ist eine weitere Desorption bei den gegebenen Temperaturverhältnissen im Adsorber- und Verdampfer­ kreis am ehesten zu erwarten.

Nach Abschluß oder mit fortschreitender Desorption kann die im Adsorber des aktuell geladenen Sorptionsspeichers gespeicherte sensible Wärme entweder zur Desorption in weiteren Sorptions­ speichern, zur Brauchwassererwärmung oder ggf. zur Raumheizung genutzt werden.

Umgekehrt wird bei der Speicherentladung zunächst ausschließ­ lich derjenige Sorptionsspeicher der Anordnung von Sorptions­ speichern entladen, der den höchsten Ladezustand aufweist. Hier ist davon auszugehen, daß dieser Sorptionsspeicher einen genü­ gend großen Temperaturhub aufweist, um das Temperaturniveau im Adsorber an den Bedarf der Wärmesenken, wie insbesondere eine Raumheizung und/oder ein Brauchwasserspeicher, bei der aktuel­ len Verdampfertemperatur anpassen zu können.

Und bei geringer Sonneneinstrahlung kann die von den Sonnenkol­ lektoren 3 gelieferte Wärmeenergie gezielt genutzt werden, in­ dem der Sorptionsspeicher der Speicheranordnung mit dem höch­ sten Ladezustand zur Ladung eines anderen Sorptionsspeichers der Anordnung hinzugeschaltet, d. h. entladen wird. Ggf. steht dann eine Wärmeleistung zur Verfügung, die zur Ladung des ande­ ren Sorptionsspeichers ausreicht. Wenn der Ladezustand des Sorptionsspeichers mit dem vormals höchsten Ladezustand zusam­ men mit der von den Sonnenkollektoren gelieferten Wärmemenge nicht für die Ladung des anderen Sorptionsspeichers ausreicht, kann auf den Sorptionsspeicher mit dem nächstniedrigeren Lade­ zustand, im Vergleich zu dem Ladezustand des Sorptionsspeichers mit dem vormals höchsten Ladezustand, umgeschaltet werden.

Eine Steigerung der Ladeeffektivität kann bspw. durch die Ver­ wendung einer leistungsgeregelten Pumpe zur Anpassung des Tem­ peraturniveaus im Kondensatorkreis erreicht werden. Ebenso kann die Kondensatortemperatur durch eine Brauchwasservorwärmung und/oder durch einen Erdwärmetauscher gesenkt werden. Ferner kann die Rücklauftemperatur aus dem ersten Sorptionsspeicher zur Desorption in weiteren nachgeschalteten Sorptionsspeichern oder zur Brauchwassererwärmung genutzt werden.

Bei der Speicherentladung wird vorzugsweise der erreichbare Temperaturhub an den Bedarf angepaßt, d. h. gering entladene Sorptionsspeicher der Anordnung von Sorptionsspeichern werden bevorzugt zur Brauchwassererwärmung genutzt und erst bei stär­ kerer Entladung wird die abgegebene Wärmeenergie einer Raumhei­ zung zugeführt.

Aufgrund wechselnder Temperaturen im Verdampfer werden unter­ schiedliche Temperaturhübe benötigt. Um dem Rechnung zu tragen, wird im Laufe der Entladung zwischen den einzelnen Sorptions­ speichern umgeschalten. Bevorzugt werden die am stärksten ent­ ladenen Sorptionsspeicher verwendet. Erst wenn der Temperatur­ hub nicht mehr ausreicht, wird auf den nächstgeringer entlade­ nen Sorptionsspeicher umgeschaltet.

Eine Steigerung der Entladeeffektivität kann durch die zusätz­ liche Verwendung eines Erdwärmetauschers erreicht werden, wenn die Solarkollektoren, bspw. in der Nacht, keine oder nur eine geringe Wärmeenergie abgeben. An einstrahlungsreichen Tagen während der Heizperiode, kann bspw. eine teilweise Ladung ein­ zelner Sorptionsspeicher erfolgen.

Bei der Verwendung einer Zusatzheizung, wie z. B. einem Heizkes­ sel, führt das höhere Temperaturniveau der Verbrennung zu einer hohen Vorlauftemperatur der Zusatzheizung, die zur Desorption in den Sorptionsspeichern genutzt werden kann. Die freiwerdende Kondensationswärme kann dann für eine Raumheizung genutzt wer­ den. Die angegebenen Maßnahmen erlauben eine effektivere Nut­ zung der in der Zusatzheizung eingesetzten Energie.

Bei einem Ausführungsbeispiel besteht die Möglichkeit der Spei­ cherung oder Erzeugung von Kälter durch den Sorptionsspeicher oder einzelne Speichermodule. So ist es bekannt, daß in gutge­ dämmten Niedrigenergiehäusern im Sommer Überhitzungsprobleme der Innenräume auftreten. Hier können Wand- oder Fußbodenhei­ zung, oder wenn vorhanden auch Kühldecken, an den Verdampfer angeschlossen werden und eine Entladung der Speichermodule er­ folgen, so daß eine Kühlung möglich wird. Da der Kühlbedarf hauptsächlich in Zeiten hoher thermischer Einstrahlung auf­ tritt, besteht bei optimaler Auslegung die Möglichkeit, die aufgetretenen Teilentladungen wieder zu kompensieren. Im übri­ gen wird für die Kühlanwendung kein hoher Temperaturhub benö­ tigt, so daß nur gering entladene Module für die Kühlung akti­ viert werden, die schon bei geringen Desorptionstemperaturen wieder stärker geladen werden können. Bei einer entsprechenden Verschaltung der Module kann die Entladung parallel zur Ladung anderer Speichermodule durch die Solaranlage erfolgen, so daß der solare Eintrag in entsprechenden Umfang genützt wird.

Fig. 3 zeigt die Ausgestaltung eines Sorptionsspeichers, der einen Kapillarverdampfer aufweist, im Längsschnitt. Der Sorpti­ onsspeicher 30 besteht aus einem hermetisch abgeschlossenen Va­ kuumbehälter 31, vorzugsweise aus Stahl, der eine röhrenförmige Form aufweist. Zur besseren thermischen Isolierung gegenüber der Umgebung, ist der Vakuumbehälter 31 von einer Wärmedämmung 32 umgeben.

Im oberen Bereich des Vakuumbehälters 31 befindet sich ein Ad­ sorber 33 mit einem darin angeordneten Wärmetauscher 36. Der Wärmetauscher 36 ist in eine offenporige, thermisch gut leiten­ de Matrix eingebettet, um einen guten Wärmeübergang zwischen dem Adsorberwärmetauscher 36 und dem Sorptionsmaterial zu er­ reichen. Varianten zur Herbeiführung eines guten Wärmeübergangs sind bereits angegeben worden, so daß an dieser Stelle ledig­ lich hierauf verwiesen wird. Dasselbe gilt für die Art und Wei­ se in der das Sorptionsmaterial in den Adsorber eingebracht wird.

In dem darunter liegenden Bereich des Vakuumbehälters 31 schließt sich ein Kondensator bzw. Verdampfer 34 an. Der Adsor­ ber 33 und der Kondensator bzw. Verdampfer 34 sind durch ein in beide Richtungen wasserdampfdurchlässiges Netz 37 voneinander getrennt. Im Kondensator bzw. Verdampfer 34, der einen Hohlraum darstellt, ist ein Wärmetauscher 35 angeordnet, der beim Laden des Sorptionsspeichers die Kondensation des von dem Sorptions­ material desorbierten Adsorbates herbeiführt. Anstelle eines ebenen Wärmetauschers, kann ein Wärmetauscher 35 benutzt wer­ den, der sich zumindest im Bereich eines Durchlasses zum Be­ reich zur Sammlung kondensierten Adsorbates, zu diesem Bereich hin erstreckt. Beim Entladen des Sorptionsspeichers bildet der Wärmetauscher 35 einen Verdampfer, wenn er beispielsweise von warmem oder heißem Wasser durchströmt wird. Auf die Doppelfunk­ tion ist bereits detailliert eingegangen worden, so daß an die­ ser Stelle hierauf verwiesen wird.

An den Kondensator bzw. Verdampfer schließt sich im unteren Be­ reich des Vakuumbehälters 31 eine trichterförmige Trennwand 38 an. Die Trennwand 38 befindet sich zwischen dem Kondensator bzw. Verdampfer 34 und dem darunter liegenden untersten Bereich des Vakuumbehälters 31, der das flüssige Kondensat bevorratet. Die trichterförmige Trennwand 38 sammelt das von dem Kondensa­ tor 34 tropfende Kondensat und führt es dem Auslaß der trich­ terförmigen Trennwand zu. Am Auslaß ist ein von außen elek­ trisch steuerbares Ventil 39a angeordnet, mit dem insbesondere verhindert werden kann, daß bevorratetes Kondensat ungewollt in den Bereich des Adsorbers gelangt. An das Ventil schließt sich ein Steigrohr 39b an, dessen anderes Ende tief in das bevorra­ tete Adsorbat hineinreicht, und das insbesondere vom Kondensa­ tor 34 tropfende Kondensat in den Vorratsbereich des erfin­ dungsgemäßen Sorptionsspeichers 30 leitet. Es versteht sich, daß auch mehrere Steigrohre und zugehörige Auslässe an der Trennwand 38 vorgesehen sein können.

Fig. 4 zeigt einen Sorptionsspeicher 40 im Längsschnitt, der zwei separate Wärmetauscher 45 und 47 aufweist, und zwar je­ weils einen für die Kondensation und einen für die Verdampfung des verwendeten Adsorbates. Soweit nichts anderes angegeben wird, weist der Sorptionsspeicher 40 ansonsten dieselben Merk­ male wie der in Fig. 3 angegebene Sorptionsspeicher 30 auf.

Anstelle des im Zusammenhang mit Fig. 3 beschriebenen Kapillar­ verdampfers, besitzt der Verdampfer 44 des Sorptionsspeichers 40 einen ebenen Wärmetauscher 45, der ebenfalls waagerecht an­ geordnet ist. Dem schließt sich in diesem Ausführungsbeispiel anstelle einer einfachen Trennwand 38, eine, ebenfalls horizon­ tal ausgerichtete doppelte Trennwand 46 an. Die doppelte Trenn­ wand hat die Form zweier Trichter, deren Auslässe miteinander verbunden sind. Lediglich über den gemeinsamen Auslaß besteht eine durch ein elektrisch betätigbares Ventil 48 zu öffnende oder schließende Verbindung zwischen dem Verdampfer 44 und dem darunter befindlichen Bereich 49, in dem das kondensierte Ad­ sorbat gesammelt wird. Im unteren Teil des Bereichs 49, ist der Wärmetauscher 47 horizontal angeordnet, so daß stets eine Über­ flutung mit flüssigem Adsorbat gewährleistet ist.

Durch eine entsprechende Schaltung mit einem Dreiwegeventil können beim Entladen des Sorptionsspeichers 40 sowohl der dann als Verdampfer dienende Wärmetauscher 45 als auch der im flüs­ sigen Adsorbat befindliche Wärmetauscher 47 mit einer Wärme­ quelle verbunden werden. Dies kann zweckmäßig sein, um die von einem geladenen Sorptionsspeicher entnehmbare Wärmeleistung über einen weiten Bereich einstellen zu können.

Fig. 5 zeigt ebenfalls einen Sorptionsspeicher 50 im Längs­ schnitt, bei dem der Bereich 59, der zur Bevorratung des Kon­ densates dient, den Adsorber 53 umschließt. Diese Anordnung wird als sogenanntes Tank-in-Tank-System bezeichnet. Der Adsor­ ber 53 ist wie der Sorptionsspeicher röhrenförmig und mit sei­ ner Längsachse entlang der Längsachse des Sorptionsspeichers 50 in der Mitte angeordnet.

Der Sorptionsspeicher 50 weist ebenfalls hermetisch verschlos­ senen Behälter 51 auf, ist mit einer äußeren Wärmedämmung 52 versehen, und ist, wie die in den anderen Figuren dargestellten Sorptionsspeicher auch, evakuiert. Als Sorptionsmaterial wird vorzugsweise ebenfalls Silicagel und Wasser als Adsorbat ver­ wendet.

In den Adsorber 53 ist ein Wärmetauscher, wie bei den vorste­ hend erläuterten Sorptionsspeichern auch, integriert. Lediglich an seinem oberen und unteren Ende, weist der Adsorber 53 über wasserdampfdurchlässige Netze 57a und 57b eine Verbindung zum Inneren des Sorptionsspeichers 50 auf. Etwa in Höhe des Netzes 57a, ist ein Kondensationswärmetauscher 55 vorgesehen, der sich um den Adsorber 53 herum erstreckt, so daß oberhalb des Netzes 57a keine Wärmeschlange des Kondensationswärmetauschers 55 ver­ läuft. Etwa in Höhe des oberen Netzes 57a verläuft eine waage­ rechte Trennwand 58a, die mit dem Adsorber 53 und der Wand des Sorptionsspeichers 50 abschließt. Ebenso ist etwa in Höhe des unteren Netzes 57b eine entsprechende Trennwand 58b vorgesehen, so daß ein Tank 59 zur Aufnahme kondensierten Adsorbates ent­ steht. Der Tank 59 hat oben und unten je ein von außen elek­ trisch steuerbares Ventil 59a bzw. 59b, über das sich eine Ver­ bindung mit dem oberen Kondensationsbereich bzw. eine Verbin­ dung mit dem unteren Verdampfungsbereich steuerbar herstellen läßt.

Die Funktionsabläufe in den Sorptionsspeichern sind vorstehend bereits detailliert erläutert worden, und daher wird auf sie verwiesen. Es erfolgt lediglich eine kurze Erläuterung der Funktionsweise des Sorptionsspeichers 50.

Beim Laden des Sorptionsspeichers 50, wird über den in den Ad­ sorber 53 integrierten Wärmetauscher Wärmeenergie aus einer Wärmequelle zugeführt. Das am Adsorber adsorbierte Adsorbat, vorzugsweise Wasser, desorbiert, der Wasserdampf passiert das wasserdampfdurchlässige Netz 57a und gelangt an den Kondensati­ onswärmetauscher 55. Der Kondensationswärmetauscher ist mit ei­ ner Wärmesenke verbunden und entzieht dem vorbeiströmenden Was­ serdampf Wärmeenergie, der Wasserdampf kondensiert und tropft auf die obere Trennwand 58a. Über ein während des Ladevorgangs geöffnetes Ventil 59a, das sich in einer Senke der oberen Trennwand 58a befindet, fließt das Kondensat in den Tank 59, der den Adsorber 53 konzentrisch umschließt. Nach Abschluß des Ladevorgangs wird das Ventil 59a geschlossen, um zu verhindern, daß bereits desorbiertes Adsorbat unkontrolliert aus dem Tank zurück in den Adsorber gelangt.

Zur Entladung wird das Ventil 59b geöffnet, das Kondensat fließt über das Ventil 59b in geregeltem Maße in den Verdamp­ fer, wird von dem Verdampferwärmetauscher 57, der mit einer Wärmequelle verbunden ist, verdampft und der Wasserdampf strömt über das wasserdampfdurchlässige Netz 57b zurück in den Adsor­ ber 53, wo er adsorbiert. Bei der Adsorption wird Adsorptionse­ nergie frei, die einer am Adsorberwärmetauscher angeschlossenen Wärmesenke, wie z. B. einem Brauchwasserspeicher oder einer Raumheizung, zugeführt wird.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Sorptionsspei­ chers in einer Schnittdarstellung. Bei dem gezeigten Behälter ist der Innenaufbau im Vergleich zu den bisher gezeigten Bei­ spielen vereinfacht. In einem oberen Teil des Behälters ist ein Wärmetauscheradsorber WT-AD vorgesehen, wobei der untere Teil des Behälters mit einem Wärmetauscher/Verdampfer/Kondensator/WT -VD/KD ausgerüstet ist und sich zwischen beiden Kammern ein Ventil V befindet. Ein Netz N hält das Sorptionsmaterial vom Ventileinlaufbereich zurück. Über einen Evakuierungsstutzen S kann eine gleichzeitige Evakuierung des Behälterinnenraumes und des Zwischenraumes für die Vakuumisolierung erfolgen. Im Behäl­ terabschnitt AD wird also das Sorptionsmaterial aufgenommen, wobei im unteren Behälterabschnitt KD das Kondensat aufgefangen wird.

Claims (20)

1. Sorptionsspeicher (2a, 2b, 2c, 2d; 30; 40; 50) zur Speicherung von Wärme, umfassend folgende Merkmale:

• 1. einen oder mehrere hermetisch verschlossene Behälter (31; 51);
• 2. im Behälter oder in der Anordnung (2) von Behältern sind ein oder mehrere Adsorbate eingeschlossen;
• 3. der Behälter oder die Anordnung von Behältern weist mindestens einen ersten und einen zweiten Bereich auf (21, 22; 33, 39; 53, 59);
• 4. der erste Bereich (21; 33; 53; AD) ist mit einem Sorptionsmaterial zur Adsorption des oder der Adsorbate versehen und bildet einen Adsorber;
• 5. der zweite Bereich (22; 39; 59; KB) dient zur Aufnahme des oder der kondensierten Adsorbate, die vom Sorptions­ material desorbiert worden sind,

dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten und dem zweiten, kammerartigen Bereich, diese trennend, ein Netz sowie ein Ventileinlaufbereich mit einem steuerbaren Ventil (39a; 48; 59a; V) angeordnet sind, wobei der erste Bereich einen oder mehrere Wärmetauscher (36; WT) aufweist.

2. Sorptionsspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter oder die Anordnung von Behältern einen dritten Bereich (34; 44; 55) aufweisen, der einen Kondensator bildet, der das oder die gasförmigen Adsorbate kondensiert, und/oder einen Verdampfer bildet (34; 44; 57), in dem das kondensierte Adsorbat, das Kondensat, verdampft.

3. Sorptionsspeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter oder die Anordnung von Behältern zumindest soweit evakuiert ist, daß die Restgasdrücke den Transport des verdampften Kondensates zum Adsorber weitgehend nicht behindern.

4. Sorptionsspeicher nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Behälter eine röhrenförmige Gestalt aufweisen.

5. Sorptionsspeicher nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Behälter mit einem Stahlmantel versehen sind.

6. Sorptionsspeicher nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Behälter eine Wärmedämmung (32; 52) zur thermischen Isolation gegenüber der Umgebung aufweisen.

7. Sorptionsspeicher nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einen oder mehreren Adsorbate zumindest teilweise Wasser aufweisen.

8. Sorptionsspeicher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als einziges Adsorbat Wasser verwendet wird.

9. Sorptionsspeicher nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ein oder mehreren Adsorbate zumindest teilweise Ammoniak aufweisen.

10. Sorptionsspeicher nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als einziges Adsorbat Ammoniak verwendet wird.

11. Sorptionsspeicher nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sorptionsmaterial Adsorbenzien, wie insbesondere Aktiv­ kohle, Kieselgel oder Aluminiumoxidpulver aufweist.

12. Sorptionsspeicher nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sorptionsmaterial Silicagel ist.

13. Sorptionsspeicher nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kondensator (39; 49; 59) und Adsorber (33; 53) ein oder mehrere Wärmetauscher (35; 45) zur Kondensation und/oder Verdampfung vorgesehen sind.

14. Sorptionsspeicher nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Kondensator (49) ein Wärmetauscher (47) angeordnet und von dem Kondensat umgeben ist.

15. Sorptionsspeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Adsorber und Kondensator zumindest teilweise durch ein oder mehrere vertikal angeordnete Steigrohre (39b) gebildet ist.

16. Vorgefertigte Verteilerleitung für eine Sorptionsspeicher­ anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerleitung (2p, 2q, 2s, 2t) an die Geometrie des Sorptionsspeichers nach einem der vorstehenden Ansprüche angepaßt ist, und daß die Verteilerleitung eine Reihen- oder Parallelschaltung der Adsorberwärmetauscher (21u, 21v, 21w, 21x) mehrerer Sorptionsspeicher (2a, 2b, 2c, 2d) herbeiführt.

17. Anordnung zur Speicherung von Wärme mit einem Sorptionsspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. der Adsorber oder die Adsorber (21a, 21b, 21c, 21d) des oder der Sorptionsspeicher mit einer oder mehreren Wärme­ quellen (3, 6) über einen oder mehrere Wärmetauscher (21u, 21v, 21w, 21x) bei der Ladung des Sorptions­ speichers in Verbindung stehen, und
• 2. der oder die Wärmetauscher (22u, 22v, 22w, 22x) des Kondensators oder der Kondensatoren (22a, 22b, 22c, 22d) mit einer oder mehreren Wärmesenken (7, 8, 9) in Verbindung stehen.

18. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmequellen durch Solarkollektoren (3) und/oder einen Brauchwasserspeicher (4, 8) und/oder eine Zusatzheizung (6), wie eine Holzfeuerung und/oder eine Wärmepumpe, gebildet sind, und die Wärmesenken durch einen Erdreich- und/oder einen Außenluftwärmetauscher (7) und/oder einen Brauchwasserspeicher (8) und/oder eine Raumheizung (9) gebildet sind.

19. Verfahren zur Wärmespeicherung und/oder zur Wärmeerzeugung mit einem Sorptionsspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. in einem ersten Schritt der Adsorber (21a, 21b, 21c, 21d), der ein mit einem Adsorbat versehenes Adsorptions­ mittel aufweist, wie insbesondere über einen im Adsorber angeordneten Wärmetauscher (21u, 21v, 21w, 21x), von einer Wärmequelle (3, 6) Wärmeenergie zugeführt wird, wie insbesondere über Solarkollektoren (3) und/oder eine Zusatzheizung (6), wie z. B. ein Holzheizkessel, und/oder eine Wärmepumpe;
• 2. in einem zweiten Schritt aufgrund der dem Adsorber zuge­ führten Wärmeenergie das Adsorbat vom Adsorptionsmittel desorbiert wird und
• 3. in einem dritten Schritt das gasförmige Adsorbat konden­ siert, das Kondensat aufgefangen wird und die dabei ent­ stehende Wärmeenergie einer Wärmesenke (7, 8, 9) zuge­ führt wird, wie z. B. einem Brauchwasserspeicher (8), einer Raumheizung (9) und/oder einem Erdreich- und/oder Außenluftwärmetauscher (7).

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. in einem vierten Schritt das Kondensat verdampft und das gasförmige Adsorbat dem Adsorber zugeführt wird;
• 2. in einem fünften Schritt das Adsorbat vom Adsorber adsorbiert und hierbei Wärmeenergie freigesetzt wird; und
• 3. die freigesetzte Wärmeenergie über einen Wärmetauscher der Wärmesenke, wie insbesondere der Raumheizung und/oder einem Brauchwasserspeicher zugeführt wird.