DE19815777A1 - Wärmespeicher, insbesondere Latentwärmespeicher - Google Patents
Wärmespeicher, insbesondere LatentwärmespeicherInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Wärmespeicher, insbesondere einen Latentwärmespeicher, mit einer Wärmeisolation, mit mindestens einem Einlaß und einem Auslaß und mit Sammelräumen für das Wärmeträgermedium, die mit dem von einem Gehäuse umgebenen Speicherkern fluidisch verbunden sind, in dem Strömungswege (Rohre) angeordnet sind und der zwischen den Strömungswegen Räume aufweist, in denen sich ein Phasenwechselmaterial befindet. DOLLAR A Solche Wärmespeicher können, bei Beibehaltung einer hohen Speicherkapazität, einer hohen Be- und Entladedynamik und günstiger Fertigungskosten, besser an kleinere und verwinkelte Einbauräume angepaßt werden, wenn erfindungsgemäß die Strömungswege (5) aus etwa ovalen oder flachen Rohren bestehen, die wellenförmig oder spiralförmig durch den Speicherkern (6) geführt sind und wenn die Räume (9) für das Phasenwechselmaterial zwischen den einzelnen Strömungswegen (5) und zwischen den Wellen (10) oder den Windungen (18) einzelner Strömungswege (5) ausgebildet und zumindest überwiegend mit wärmeleitenden Elementen (8) belegt sind, die mit den Strömungswegen (5) in Kontakt sind.
Description
Die Erfindung betrifft einen Wärmespeicher, insbesondere einen Latentwärmespeicher, mit einer
Wärmeisolation, mit mindestens einem Einlaß und einem Auslaß und Sammelräumen für das
Wärmeträgermedium, die mit dem von einem Gehäuse umgebenen Speicherkern fluidisch verbun
den sind, in dem Strömungswege (Rohre) angeordnet sind und der zwischen den Strömungs
wegen Räume aufweist, in denen sich ein Phasenwechselmaterial befindet.
Ein solcher Wärmespeicher ist aus einer ganzen Reihe von Dokumenten bekannt, beispielsweise
auch aus WO 89/09375. Der bekannte Wärmespeicher besitzt Eintritts- und Austrittssammel
räume, in die die Strömungswege (einzelne Flachrohre) münden. Die angesprochenen Sammel
räume nehmen einen beachtlichen Raum ein, wie insbesondere aus der Fig. 5 des genannten
Dokumentes hervorgeht.
Das schon vielfältig angesprochene Problem, daß die zur Verfügung gestellten Einbauräume für
Wärmespeicher immer kleiner werden, aber gleichzeitig die Forderungen nach gleichbleibender
oder gar steigender Wärmekapazität der Wärmespeicher, mit dem Blick auf erforderliche Energie
reduzierungen durch verbesserte Speicherung von Verlustwärme, immer stärker betont werden,
stellt die Industrie vor wachsende Herausforderungen. Einen Beitrag zur Lösung dieses Problems,
bezogen auf den Einbauraum in Kraftfahrzeugen, leistet der durch DE 195 30 378 C1 bekannte
Wärmespeicher, der jedoch kein Latentwärmespeicher ist, sondern ein Heißwasserspeicher. In
diesem Dokument ist dargestellt, daß die Räume nicht nur vom Rauminhalt her kleiner werden,
sondern auch mehr und mehr verzweigt sind, wodurch man den Einbauraum sozusagen komplett
ausreizen will.
Unter diesen restriktiven Gesichtspunkten, kann der aus dem erstgenannten Dokument bekannte
Latentwärmespeicher wegen seiner Raum beanspruchenden Sammelräume, aber auch aus ferti
gungstechnischen Gründen, nicht mehr als besonders geeignet angesehen werden. Beispielsweise
hat diese Bauweise viele Lötverbindungen, die immer ein Risiko darstellen, viele Einzelteile, die
den Fertigungsprozeß negativ beeinflussen und ein verbesserungsbedürftiges Verhältnis zwischen
den Strömungsräumen und den Räumen, in denen das Phasenwechselmaterial untergebracht ist.
Es wurden auch schon Wärmeaustauscher vorgeschlagen (DE 29 42 147 A1), die mäanderförmig
geführte Strömungswege aufweisen. Dieser Wärmeaustauscher hat zwar auch Speichereigen
schaften, ist aber ungeeignet, weil fertigungstechnisch aufwendig und leistungsmäßig nachteilig,
da das Phasenwechselmaterial in Hüllen untergebracht ist. Die Strömungswege bestehen aus
jeweils zwei flachen Platten, die zusammengefügt sind und zwischen denen die Strömungswege
mittels Aufblasen ausgebildet werden. Die Platten zwischen den Strömungswegen reduzieren den
Raum für das Phasenwechselmaterial und führen deshalb zu einer reduzierten Speicherkapazität.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den im Oberbegriff beschriebenen Wärmespeicher, bei
Beibehaltung einer hohen Speicherkapazität, einer hohen Be- und Entladedynamik und günstiger
Fertigungskosten besser an kleinere und verwinkelte Einbauräume anzupassen.
Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus den Patentansprüchen.
Sie sieht vor, daß die Strömungswege wellenförmig oder spiralförmig durch den Speicherkern ge
führt sind und die Wellenhöhe und/oder Wellenlänge bzw. die Geometrie der Windungen innerhalb
eines Strömungsweges und/oder zwischen mehreren Strömungswegen unregelmäßig sein kann.
Die Strömungswege sind vorzugsweise Flachrohe, die z. B. Inneneinsätze haben können.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Flachrohre sogenannte Mehrkammerrohre sind, wie
man sie beispielsweise in Kondensatoren oder Verdampfern einsetzt. Solche Rohre lassen sich
leicht in die jeweilige Form bringen, ohne in den Biegungen einzuknicken und stellen die notwen
dige Turbulenz des Wärmeträgermediums und eine größere Wärmetauschfläche innerhalb der
Flachrohre zur Verfügung.
Die Geometrie der Wellen bzw. der Windungen der Strömungswege kann unregelmäßig sein. Dort
wo die Wellenhöhe der Strömungswege schwankt, das heißt kleiner oder größer wird, oder dort,
wo die Geometrie der Windungen unregelmäßig ist, dort ist auch das Gehäuse des Speicher
kernes und des gesamten Wärmespeichers entsprechend eingezogen oder erweitert. Auf diese
Weise ist der Wärmespeicher sehr günstig an verwinkelte Einbauräume anzupassen, ohne, daß
dies wesentliche Fertigungskosten verursachen würde, denn die Fertigungstechnik für solche wel
lenförmigen oder spiralförmigen Strömungswege ist bei den Herstellern der Wärmetauschtechnik
vorhanden und die unregelmäßige Wellenhöhe lediglich eine Frage der Maschineneinstellung. Im
Vergleich mit dem Stand der Technik, bei dem einzelne Flachrohre vorgesehen sind, müßten diese
auf unterschiedliche Länge zugeschnitten und unter komplizierten Bedingungen in die Öffnungen
der Rohrböden eingesetzt und verbunden werden. Dies alles ist insgesamt aufwendiger.
Die erfindungsgemäße Bauweise benötigt nur kleine Räume, die als Sammelräume zu bezeichnen
sind, immer dort, wo ein Strömungsweg in den Speicherkern eintritt und dort wo er wieder austritt.
Der Raum zwischen den Wellen oder zwischen den Windungen der Strömungswege und um die
Strömungswege herum, ist als Raum zur Unterbringung für das Phasenwechselmaterial aus
genutzt, wodurch das Verhältnis der Raumgrößen zugunsten eines größeren Raumes für das Pha
senwechselmaterial verändert worden ist. Dies läßt sogar bei kleineren Baugrößen der Wärme
speicher mindestens gleichbleibend hohe Speicherkapazitäten erwarten, was den Forderungen in
bester Weise entspricht.
Der genannte Raum für das Phasenwechselmaterial ist nahezu komplett mit wellenförmigen
Blechen belegt. Auch im Bereich der Biegungen der Strömungswege können solche Lamellen
angeordnet sein. Weil das Phasenwechselmaterial ein schlechter Wärmeleiter ist und deshalb
dazu neigt, nicht vollständig aufzuschmelzen und dadurch seine maximale Wärmespeicherfähigkeit
nicht immer erreicht, ist die möglichst vollständige Belegung der Räume mit den wellenförmigen
Blechen ein wesentlicher Beitrag zur Steigerung der Speicherkapazität. Ferner leisten die Lamellen
einen nicht zu vernachlässigen Beitrag zur Stabilität des Wärmespeichers.
Ein wesentlicher Vorteil des erfinderischen Wärmespeichers besteht darin, daß den Temperatur
wechseln, die mit Zug- und Druckbelastungen der Rohre einhergehen, viel besser zu widerstehen
ist, weil die wellenförmigen oder spiralförmigen Strömungswege relativ lang und deshalb nachgie
big sind und weil sie nur einseitig eingespannt sind, während sie beim Stand der Technik auf
gegenüberliegenden Seiten fest in Rohrböden eingespannt sind. Die Belastung der metallischen
Verbindungen der Strömungswege mit dem Gehäuse des Speicherkernes ist wesentlich geringer
als beim Stand der Technik, so daß die Gefahr von Brüchen deutlich gesenkt worden ist. Es kann
deshalb davon ausgegangen werden, daß der erfinderische Wärmespeicher eine bessere Dauer
festigkeit aufweist, verbunden mit weniger Ausfällen durch gebrochene Lötverbindungen.
Weitere gegebenenfalls wichtige Merkmale und vorteilhafte Wirkungen ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in den beiliegenden Zeichnungen
abgebildet sind. Auf diese Ausführungsbeispiele ist die Erfindung keinesfalls beschränkt, denn sie
dienen lediglich dem besseren Verständnis und als Hilfe zur Auslegung.
Die einzelnen Figuren zeigen:
Fig. 1 Räumliche Gesamtansicht eines Latentwärmespeichers im Prinzip, vorne und oben offen
gezeichnet;
Fig. 2 Prinzip eines im Querschnitt etwa trapezförmigen Wärmespeichers;
Fig. 3 Variante von Fig. 2;
Fig. 4 Wärmespeicher mit einer Einschnürung;
Fig. 5 Ansicht A von Fig. 4;
Fig. 6 Wärmespeicher mit innenliegenden Sammelräumen;
Fig. 7 und
Fig. 8 Beispielhafte Prinzipdarstellung eines Wärmespeichers mit unterschiedlichen Strömungs
wegen und Formen;
Fig. 9 Schnitt B in Fig. 7;
Fig. 10 Spiralförmiger Strömungsweg;
Fig. 11 Wärmespeicher mit solchen Strömungswegen.
Der Latentwärmespeicher 1 ist zum Einbau in den Motorraum eines Kraftfahrzeuges bestimmt. In
diesen Ausführungsbeispielen ist das Kühlwasser des Motors das Wärmeträgermedium, welches
von einer Kühlwasserpumpe im Kreislauf (nicht gezeigt) geführt ist, in dem der Latentwärme
speicher 1 mit seinem Einlaß 2 und mit seinem Auslaß 3 eingebunden ist. Die Isolation 4 kann eine
hochwirksame Vakuumisolation sein, die es ermöglicht, das aufgeschmolzene und dabei Wärme
aufnehmende Phasenwechselmaterial über fast 50 Stunden hinweg, auch unter Winterbedingun
gen, in diesem Speicherzustand zu halten. Wird der Motor gestartet, fördert die Kühlwasserpumpe
das kalte Kühlwasser durch die Strömungswege 5, innerhalb des Speicherkernes 6 des Latent
wärmespeichers 1. Dabei tritt das Kühlwasser in Wärmeaustausch mit dem Phasenwechselmate
rial, wobei dieses zu kristallisieren beginnt und seine Speicherwärme an das Kühlwasser überträgt.
Das schnell erwärmte Kühlwasser verkürzt die Startphase des Motors und damit den Kraftstoffver
brauch und kann außerdem zur Erwärmung des Passagierraumes herangezogen werden.
Im fortgeschrittenen Betriebszustand gibt das heiße Kühlwasser seine Wärme an das Phasen
wechselmaterial ab, wodurch dasselbe wieder aufschmilzt und dabei Wärme speichert. Dieses
Wechselspiel wiederholt sich ständig, so daß der gesamte Wärmespeicher, aber insbesondere die
Strömungswege 5, die hier aus flachen Mehrkammerrohren 7 gebildet sind und deren Verbindun
gen, enormen Beanspruchungen ausgesetzt sind. Weil die Strömungswege 5 aber relativ lang und
nachgiebig sind und auch die wellenförmigen Bleche 8 nicht sehr starr sind, werden die Wärme
spannungen zum größten Teil kompensiert. Brüche von Löt- oder Schweißverbindungen sind nor
malerweise ausgeschlossen.
Die wellenförmigen Bleche 8 sind in den Räumen 9 angeordnet, die für das Phasenwechselmate
rial vorgesehen sind. Diese Räume 9 befinden sich zwischen den Wellen 10 der Strömungswege 5
und auch zwischen den einzelnen Strömungswegen 5. Die Anordnung der wellenförmigen Bleche
8 wird weiter unten näher beschrieben.
Sowohl der Einlaß 2 als auch der Auslaß 3 gehen in je ein thermosyphonartig geformtes Rohr
über, die innerhalb der Isolation 4 angeordnet sind, wodurch sich im Ruhezustand innerhalb der
Rohre eine Schichtung der Kühlflüssigkeit derart einstellt, daß das Kühlwasser höherer Tempera
tur, aufgrund seiner geringeren Dichte, oben bzw. innerhalb der Isolation verbleibt und sich nicht
mit dem Kühlwasser in den Rohren außerhalb der Isolation 4 vermischt, welches kälter ist und eine
höhere Dichte aufweist. Das vom Bogen des Thermosyphons abwärts gerichtete Rohrende ist der
Sammelraum 12, in den, im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, die Rohrenden der vier Strömungs
wege 5 einmünden und dort verbunden sind, worauf hier nicht näher eingegangen werden muß.
Bevor die Rohrenden in die Sammelräume 12 einmünden durchbrechen sie das Gehäuse 11 des
Speicherkernes 6.
Die Fig. 2 und 3 sind insofern unterschiedlich, als sie eine verschiedene Anordnung der wellen
förmigen Bleche 8 und der Sammelräume 12 aufweisen. Der Wärmespeicher aus Fig. 2 zeigt
außerdem das äußere Gehäuse 14 des Wärmespeichers 1 und den zwischen dem äußeren Ge
häuse 14 und dem Gehäuse 11 des Speicherkernes 6 ausgebildeten Isolationsraum 4, in dem
einige Abstützungen 13 aus nicht wärmeleitendem Material angeordnet sind. Der Isolationsraum 4
ist eine Vakuumisolation und die Abstützungen 13 sorgen dafür, daß sich das innere Gehäuse 11
und das äußere Gehäuse 14 nicht berühren, um die Isolationswirkung auf hohem Niveau zu hal
ten. Die Dicke der Isolation 4 beträgt nur wenige Millimeter und trägt dadurch zur Minimierung der
äußeren Abmessung des Latentwärmespeichers 1 bei. In Fig. 3 wurden zur Minimierung der An
zahl der Bauteile längere wellenförmige Bleche 8 verwendet, die um die Biegungen der Strömungs
wege 5 herumgelegt sind. Dagegen kann man in Fig. 2 sehen, daß zwischen jeder Welle 10 des
Strömungsweges 5 einzelne wellenförmige Bleche 8 angeordnet sind. Zur weiteren Minimierung
der Abmessung des Wärmespeichers 1 sind die Sammelräume 12, in Fig. 3, lediglich
halbschalenförmig ausgebildet. Der sich anschließende thermosyphonartige Einlaß 2 und der
Auslaß 3 wurden hier und auch in den folgenden Figuren nicht gezeichnet.
Die Fig. 4 und 6 zeigen einen etwa trapezförmigen Querschnitt durch einen Wärmespeicher 1,
wobei die Fig. 4 eine Einschnürung 15 aufweist, die vorgesehen wurde, weil der Einbauraum dies
erfordert. Die Wellen 10 der Strömungswege 5 sind an diese unregelmäßige Form angepaßt, in
dem sie eine an die Einschnürung 15 angepaßte Formgebung aufweisen. Dadurch kann auch eine
solche - als unregelmäßig bezeichnete - Form des Wärmespeichers 1 bzw. des Speicherkernes 6
ziemlich einfach und möglichst vollständig mit Strömungswegen 5 und Räumen 9 für das Phasen
wechselmaterial ausgenutzt werden. Eine vorteilhafte Variante geht aus Fig. 6 hervor, die darin
besteht, daß die Sammelräume 12 innerhalb des Speicherkernes 6 angeordnet worden sind. Auf
diese Weise können einerseits Innenräume des Speicherkernes 6, die sich nicht besonders günstig
mit wellenförmigen Blechen 8 belegen lassen, als Sammelraum 12 genutzt werden und anderer
seits kann der hier nicht gezeigte Isolationsraum 4 weiter reduziert werden.
Die Fig. 5 ist nur im Prinzip eine Ansicht des Wärmespeichers 1 gemäß dem Pfeil A von Fig. 4.
Jedoch wurden die Sammelräume 12 aufgebrochen, so daß man die Mehrkammerrohre 7 erken
nen kann, die in den Sammelräumen 12 münden. Die Mehrkammerrohre 7 bilden die wellenförmi
gen Strömungswege 5, zwischen denen sich die wellenförmigen Bleche 8 befinden. Die Fig. 5
zeigt, daß die wellenförmigen Bleche 8 eine größere Breite aufweisen als der große Durchmesser
der Mehrkammerrohre 7 beträgt. Dadurch ergibt sich ein Überstand 16 der wellenförmigen Bleche
8 über die Mehrkammerrohre 7, bzw. über die Strömungswege 5, was dazu führt, daß die Räume
9 für das Phasenwechselmaterial auch zwischen den einzelnen Strömungswegen 5 mit den wellen
förmigen Blechen 8 belegt sind. Die wellenförmigen Bleche 8 sind an den Strömungswegen 5 und
die außenliegenden Bleche 8 auch an dem inneren Gehäuse 11 fest angelötet.
In Fig. 5, oben, wurde der Ansatz zum Thermosyphon eingezeichnet sowie Strömungspfeile, die
anzeigen sollen, daß das Kühlwasser vom Einlaß 2 kommt und über den Auslaß 3 wieder aus
strömt.
Die Fig. 7, 8 und 9 zeigen in besonderer Weise die vielfältigen Möglichkeiten hinsichtlich der
Formgestaltung von Wärmespeichern 1 und die an die jeweilige Form angepaßte Ausbildung der
Strömungswege 5, die auch in diesem Ausführungsbeispiel wellenförmig angeordnet sind. Die Fig.
7 zeigt, daß die Wellen 10 der einzelnen Strömungswege 5 ganz unterschiedliche Wellenhöhen
aufweisen, um an die Form des Speichers 1 mit Einschnürungen 15 und Ausbauchungen 17
angepaßt zu sein. Die Fig. 9, die den Schnitt B durch die Fig. 7 zeigt, macht deutlich, daß die
Formgestaltung variabel in allen drei Dimensionen ausgeführt ist. Auch hier sind Mehrkammerrohre
7 eingesetzt worden, um die Strömungswege 5 auszubilden. Die Strömungswege 5 sind etwa
parallel zueinander angeordnet. Die Sammelräume 12 wurden in diesen Darstellungen nicht
gezeichnet.
Die Prinzipdarstellungen in den Fig. 10 und 11 zeigen einen Wärmespeicher 1 mit spiralförmigen
Strömungswegen 5. Die Anordnung von wellenförmigen Blechen 8 wurde in Fig. 10 nur angedeu
tet. Diese befinden sich, wie gezeigt, zwischen den Windungen 18 und auch zwischen der äußeren
Windung 18 und dem Gehäuse 11, was nicht gezeichnet wurde. Der eine Sammelraum 12 befindet
sich im Zentrum des Wärmespeichers 1 und der andere Sammelraum 12 ist an der Peripherie des
Speicherkernes 6 angeordnet. Wobei die Anordnung der Sammelräume 12 ebenfalls variabel er
folgen kann. Demnach hat ein anderes, nicht gezeigtes Ausführungsbeispiel beide Sammelräume
12 an der Peripherie des Speicherkernes 6, obwohl die Strömungswege 5 spiralförmig durch den
Speicherkern 6 geführt sind. (siehe bspw. Fig. 3 in DE 41 41 556).
Aus der Fig. 11 geht anschaulich hervor, daß die Strömungswege 5 auch bezüglich ihrer Höhe H,
h variabel ausgebildet sein können, um auch dadurch der Forderung nach vielfältiger Formgestal
tung des Wärmespeichers 1 zu entsprechen. Auch diese Strömungswege 5 sollten vorzugsweise
aus Mehrkammerrohren 7 gebildet werden. Hier ist die Geometrie der Windungen 18 zwischen den
Strömungswegen 5 unterschiedlich aber innerhalb eines Strömungsweges 5 identisch, d. h. mit
gleichbleibender Krümmung, ausgebildet. Andere, nicht gezeigte Ausführungsbeispiele, die spi
ralförmige Strömungswege 5 aufweisen, könnten, z. B. in Anlehnung an die Fig. 4, auch so aus
gebildet sein, daß innerhalb eines Strömungsweges 5 die Windungen 18 mit unterschiedlichen
Krümmungen ausgeformt sind, um an eine Einschnürung 15 angepaßt zu sein.
1
Wärmespeicher
2
Einlaß
3
Auslaß
4
Isolation
5
Strömungswege
6
Speicherkern
7
Mehrkammerrohr
8
wärmeleitende Elemente (wellenförmige Bleche)
9
Räume für das Phasenwechselmaterial
10
Wellen
11
Gehäuse des Speicherkernes
6
12
Sammelräume
13
Abstützungen
14
äußeres Gehäuse
15
Einschnürung
16
Überstand
17
Ausbauchung
18
Windungen
HHöhe der Strömungswege
HHöhe der Strömungswege
5
bzw. der Mehrkammerrohre
7
hgeringere Höhe als H
Claims (13)
1. Wärmespeicher, insbesondere Latentwärmespeicher, mit einer Wärmeisolation, mit mindestens
einem Einlaß und einem Auslaß und Sammelräumen für das Wärmeträgermedium, die mit dem
von einem Gehäuse umgebenen Speicherkern fluidisch verbunden sind, in dem Strömungswege
(Rohre) angeordnet sind und der zwischen den Strömungswegen Räume aufweist, in denen sich
ein Phasenwechselmaterial befindet,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Strömungswege (5) aus etwa ovalen oder flachen Rohren bestehen, die wellenförmig durch
den Speicherkern (6) geführt sind und daß die Räume (9) für das Phasenwechselmaterial
zwischen den einzelnen Strömungswegen (5) und zwischen den Wellen (10) einzelner Strömungs
wege (5) ausgebildet und zumindest überwiegend mit wärmeleitenden Elementen (8) belegt sind,
die mit den Strömungswegen (5) in Kontakt sind.
2. Wärmespeicher, insbesondere Latentwärmespeicher, mit einer Wärmeisolation, mit mindestens
einem Einlaß und einem Auslaß und Sammelräumen für das Wärmeträgermedium, die mit dem
von einem Gehäuse umgebenen Speicherkern fluidisch verbunden sind, in dem Strömungswege
(Rohre) angeordnet sind und der zwischen den Strömungswegen Räume aufweist, in denen sich
ein Phasenwechselmaterial befindet,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Strömungswege (5) aus etwa ovalen oder flachen Rohren bestehen, die spiralförmig durch den
Speicherkern (6) geführt sind und daß die Räume (9) für das Phasenwechselmaterial zwischen
den einzelnen Strömungswegen (5) und zwischen den Windungen (18) einzelner Strömungswege
(5) ausgebildet und zumindest überwiegend mit wärmeleitenden Elementen (8) belegt sind, die mit
den Strömungswegen (5) in Kontakt sind.
3. Wärmespeicher, gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines Strömungs
weges (5) und/oder zwischen mehreren Strömungswegen (5) unregelmäßige Wellenhöhen
und/oder Wellenlängen vorgesehen sind.
4. Wärmespeicher, gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines Strömungs
weges (5) und/oder zwischen mehreren Strömungswegen (5) die Geometrie der Windungen (18)
unregelmäßig ist.
5. Wärmespeicher, gemäß den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wel
len (10) oder die Windungen (18) innerhalb eines Strömungsweges (5) vorzugsweise in einer
Ebene verlaufen und mehrere Strömungswege (5) vorzugsweise etwa parallel zueinander
angeordnet sind.
6. Wärmespeicher, gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Wärmespeicher (1) eine gleichmäßige äußere Form aufweist und die Strömungswege (5) an diese
Form angepaßt sind.
7. Wärmespeicher gemäß einem den vorstehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Wärmespeicher (1) Ausbauchungen (17) oder Einschnürungen (15) aufweist oder eine
andere, von der gleichmäßigen, beispielsweise zylindrischen oder quaderförmigen, Gestalt, ab
weichende Form besitzt und daß die Strömungswege (5) (Windungen und/oder Wellen) an die
jeweilige Form des Wärmespeichers (1) angepaßt sind.
8. Wärmespeicher, gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
wärmeleitenden Elemente (8) vorzugsweise wellenförmige, dünne Blechstreifen sind, die eine
größere Breite haben, als der große Durchmesser der die Strömungswege (5) bildenden Flach
rohre beträgt und daß die Blechstreifen mit den Strömungswegen (5) metallisch verbunden sind.
9. Wärmespeicher, gemäß den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die
außenliegenden wärmeleitenden Elemente (8) mit dem Gehäuse (11) des Speicherkernes (6)
metallisch verbunden sind.
10. Wärmespeicher, gemäß mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die die Strömungswege (5) bildenden Flachrohre Mehrkammerrohre (7) sind.
11. Wärmespeicher, gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sammelräume (12) etwa rohrartig ausgebildet sind.
12. Wärmespeicher, gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeich
net, daß die Sammelräume (12) etwa halbschalenartig ausgebildet sind.
13. Wärmespeicher, gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Sammelräume (12) entweder innerhalb der Isolation (4) oder innerhalb des Speicherkernes (6)
angeordnet sind.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19815777A DE19815777A1 (de) | 1998-04-08 | 1998-04-08 | Wärmespeicher, insbesondere Latentwärmespeicher |
JP55109299A JP2002504219A (ja) | 1998-04-08 | 1999-03-24 | 蓄熱器、特に潜熱蓄熱器 |
KR1019997011481A KR20010013477A (ko) | 1998-04-08 | 1999-03-24 | 축열기 특히 잠재 축열기 |
CA002286567A CA2286567A1 (en) | 1998-04-08 | 1999-03-24 | Heat accumulator, especially latent heat accumulator |
EP99917853A EP0988499A1 (de) | 1998-04-08 | 1999-03-24 | Wärmespeicher, insbesondere latentwärmespeicher |
CN99800202A CN1256751A (zh) | 1998-04-08 | 1999-03-24 | 蓄热器,尤其是潜热贮蓄器 |
PCT/EP1999/002012 WO1999053258A1 (de) | 1998-04-08 | 1999-03-24 | Wärmespeicher, insbesondere latentwärmespeicher |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE (1) | DE19815777A1 (de) |
WO (1) | WO1999053258A1 (de) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10242463A1 (de) * | 2002-09-11 | 2004-03-25 | Webasto Thermosysteme International Gmbh | Kälte-/Wärmespeicher für eine Klimaeinrichtung |
DE102006011327A1 (de) * | 2006-03-09 | 2007-09-13 | Behr Gmbh & Co. Kg | Wärmeübertrager mit Kältespeicher |
DE102006021237A1 (de) * | 2006-05-06 | 2007-11-15 | Bayerische Motoren Werke Ag | Wärmetauscher für ein Kraftfahrzeug |
DE102009006788A1 (de) | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Tutech Innovation Gmbh | Wärmespeicher mit einem Phasenwechselmaterial und Verfahren zu dessen Herstellung |
DE102011112600A1 (de) * | 2011-09-06 | 2013-03-07 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Wärmespeicher und Verfahren zur Speicherung thermischer Energie |
DE102017200524A1 (de) * | 2017-01-13 | 2018-07-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Kühlvorrichtung mit einem Wärmerohr und einem Latentwärmespeicher, Verfahren zum Herstellen derselben und elektronische Schaltung |
DE102011085722B4 (de) * | 2011-11-03 | 2020-11-19 | ZAE Bayern Bayerisches Zentrum für angewandte Energieforschung e.V. | Latentwärmespeicher mit einem Phasenwechselmaterial und Verfahren zur Erzeugung eines Phasenwechsels in dem Phasenwechselmaterial |
CN113513935A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-10-19 | 中山大学 | 相变蓄冷换热器 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
PL368341A1 (en) * | 2001-09-25 | 2005-03-21 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Heat accumulation unit and method of manufacturing the unit |
DE10338318B4 (de) * | 2003-08-15 | 2005-09-08 | Freitag, Thomas, Dipl.-Ing. | Latentwärmespeicher mit einem Wärmetauscher aus Kunststoff-Metallverbund-Kapillarrohr |
FI20051018L (fi) * | 2005-10-10 | 2007-04-11 | Mg Innovations Corp | Faasinmuutosta ja vortex-putkea hyödyntävä lämmönvaihdin |
JP6289814B2 (ja) * | 2013-03-28 | 2018-03-07 | 東芝ライフスタイル株式会社 | 蓄熱装置及び空気調和機 |
CN110160181A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-08-23 | 国网甘肃省电力公司经济技术研究院 | 椭圆弯管蓄冷相变材料装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3227322A1 (de) * | 1982-07-22 | 1984-01-26 | Karsten 7148 Remseck Laing | Latentspeicher |
DE3910356A1 (de) * | 1988-03-30 | 1989-10-19 | Nikolaos Dr Malatidis | Latentwaermespeicher |
DE3990275C1 (de) * | 1988-03-26 | 1998-08-13 | Bayerische Motoren Werke Ag | Wärmespeicher, insbesondere Latentwärmespeicher für Kraftfahrzeuge |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2942147A1 (de) | 1979-10-18 | 1981-06-11 | Buderus Ag, 6330 Wetzlar | Flacher waermeaustauscher |
JPS60149893A (ja) * | 1984-01-13 | 1985-08-07 | Matsushita Electric Works Ltd | 熱交換器 |
JPS6321490A (ja) * | 1986-07-15 | 1988-01-29 | Showa Alum Corp | 潜熱蓄熱装置 |
MY110237A (en) * | 1987-05-25 | 1998-03-31 | Dunham Bush International Cayman Ltd | Improved method of manufacturing heat exchangers |
JPH0492174U (de) * | 1990-12-05 | 1992-08-11 | ||
DE4141556C2 (de) | 1991-12-17 | 2003-01-30 | Behr Gmbh & Co | Wärmetauscher für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges |
DE4213509A1 (de) * | 1992-04-24 | 1993-10-28 | Audi Ag | Wärmetauscher, insbesondere Kondensator für Fahrzeug-Klimaanlagen |
US5524453A (en) * | 1994-08-01 | 1996-06-11 | James; Timothy W. | Thermal energy storage apparatus for chilled water air-conditioning systems |
US5596877A (en) * | 1995-08-16 | 1997-01-28 | Baltimore Aircoil Company, Inc. | Header and coil arrangement for cooling apparatus |
DE19530376C2 (de) | 1995-08-18 | 1999-09-02 | Fresenius Ag | Biosensor |
DE19530378C1 (de) * | 1995-08-18 | 1997-03-06 | Laengerer & Reich Gmbh & Co | Wärmespeicher für ein Kraftfahrzeug |
-
1998
- 1998-04-08 DE DE19815777A patent/DE19815777A1/de not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-03-24 CA CA002286567A patent/CA2286567A1/en not_active Abandoned
- 1999-03-24 WO PCT/EP1999/002012 patent/WO1999053258A1/de not_active Application Discontinuation
- 1999-03-24 JP JP55109299A patent/JP2002504219A/ja active Pending
- 1999-03-24 EP EP99917853A patent/EP0988499A1/de not_active Withdrawn
- 1999-03-24 CN CN99800202A patent/CN1256751A/zh active Pending
- 1999-03-24 KR KR1019997011481A patent/KR20010013477A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3227322A1 (de) * | 1982-07-22 | 1984-01-26 | Karsten 7148 Remseck Laing | Latentspeicher |
DE3990275C1 (de) * | 1988-03-26 | 1998-08-13 | Bayerische Motoren Werke Ag | Wärmespeicher, insbesondere Latentwärmespeicher für Kraftfahrzeuge |
DE3910356A1 (de) * | 1988-03-30 | 1989-10-19 | Nikolaos Dr Malatidis | Latentwaermespeicher |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10242463A1 (de) * | 2002-09-11 | 2004-03-25 | Webasto Thermosysteme International Gmbh | Kälte-/Wärmespeicher für eine Klimaeinrichtung |
DE10242463B4 (de) * | 2002-09-11 | 2006-07-06 | Webasto Ag | Kälte-/Wärmespeicher für eine Klimaeinrichtung |
DE102006011327A1 (de) * | 2006-03-09 | 2007-09-13 | Behr Gmbh & Co. Kg | Wärmeübertrager mit Kältespeicher |
US8464550B2 (en) | 2006-03-09 | 2013-06-18 | Behr Gmbh & Co. Kg | Heat exchanger with cold accumulator |
DE102006021237A1 (de) * | 2006-05-06 | 2007-11-15 | Bayerische Motoren Werke Ag | Wärmetauscher für ein Kraftfahrzeug |
DE102009006788A1 (de) | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Tutech Innovation Gmbh | Wärmespeicher mit einem Phasenwechselmaterial und Verfahren zu dessen Herstellung |
DE102011112600A1 (de) * | 2011-09-06 | 2013-03-07 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Wärmespeicher und Verfahren zur Speicherung thermischer Energie |
DE102011085722B4 (de) * | 2011-11-03 | 2020-11-19 | ZAE Bayern Bayerisches Zentrum für angewandte Energieforschung e.V. | Latentwärmespeicher mit einem Phasenwechselmaterial und Verfahren zur Erzeugung eines Phasenwechsels in dem Phasenwechselmaterial |
DE102017200524A1 (de) * | 2017-01-13 | 2018-07-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Kühlvorrichtung mit einem Wärmerohr und einem Latentwärmespeicher, Verfahren zum Herstellen derselben und elektronische Schaltung |
CN113513935A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-10-19 | 中山大学 | 相变蓄冷换热器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1999053258A1 (de) | 1999-10-21 |
JP2002504219A (ja) | 2002-02-05 |
CA2286567A1 (en) | 1999-10-21 |
CN1256751A (zh) | 2000-06-14 |
EP0988499A1 (de) | 2000-03-29 |
KR20010013477A (ko) | 2001-02-26 |
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