DE19944438A1 - Wärmespeicher - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird ein Wärmespeicher mit einem Wärme speichernden Medium hoher Wärmekapazität und einem Wärme transportierenden Fluid führenden Leitungen. Hierbei wird vorgeschlagen, daß das Wärme speichernde Medium mit einer Festkörperschüttung gebildet ist und die Leitungen eine Vielzahl unabhängig ansprechbarer, beabstandet geführter Abschnitte umfaßt, um so Wärme gezielt in bestimmte Schüttungsbereiche herein und/oder aus diesen heraus zu führen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmespeicher.

Werden Sonnenkollektoren eingesetzt, um den Wärmebedarf eines Hauses zu decken, so steht die Wärme in der Regel nicht dann zur Verfügung, wenn sie tatsächlich benötigt wird. Typisch stehen aus den Sonnenkollektoren große Wärmemengen nämlich im Sommer zur Verfügung, die erst im Winter vor allem zum Heizen benötigt werden. Eine geringe zeitliche Verschiebung zwischen Wärmezufuhr und -nutzung ergibt sich zudem, wenn abends die am Tag gesammelte Wärme verwendet werden soll, etwa zur Brauchwasserverwendung.

Es ist bekannt, die mit den Sonnenkollektoren gesammelte Wär­ me in einem Speicher mit hoher Wärmekapazität zu speichern und aus diesem im Bedarfsfall, also dann wenn der Wärmebedarf höher ist als die gesammelte Wärme, abzurufen. Dabei ist etwa vorgeschlagen worden, bei einem Wohnhaus die Bodenplatte des Kellergeschosses mit Kanälen zu versehen, durch welche zur Wärmezufuhr Warmluft geblasen wird und durch welche zur Wär­ meentnahme kalte Luft geleitet wird, die sich dadurch erwärmt und in die Wohnräume geleitet werden kann.

Ein Problem hierbei ist jedoch, daß der Wärmespeicher, obwohl er teuer ist, nur schlecht nachgerüstet werden kann, und ihm viel Wärme zugeführt werden muß, bis ihm erstmals in sinnvol­ ler Weise Nutzwärme entzogen werden kann.

Es ist weiter bekannt, große isolierte Behälter mit Wasser oder einem anderen Fluid als wärmespeicherndes Medium vorzu­ sehen, durch welches Leitungen geführt sind, um das Medium zu erwärmen oder daraus Wärme abzuziehen.

Auch diese Behälter sind teuer und es dauert überdies lange, bis der Speicher bis zu einem Niveau aufgewärmt ist, welches eine Wärmeentnahme sinnvoll erscheinen läßt.

Es ist zudem aus Wärmetauschern bekannt, als Wärme speichern­ des Medium Festkörper wie Metallspäne, Kunststoffspäne und dergl. zu verwenden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Neues für die gewerbliche Anwendung bereit zu stellen.

Die Lösung dieser Aufgabe wird unabhängig beansprucht. Bevor­ zugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird so­ mit vorgeschlagen, daß bei einem Wärmespeicher mit einem Wär­ me speichernden Medium hoher Wärmekapazität und einem Wärme transportierenden Fluid führenden Leitungen vorgesehen ist, daß das Wärme speichernde Medium mit einer Festkörperschüt­ tung gebildet ist und die Leitungen eine Vielzahl unabhängig ansprechbarer, beabstandet geführter Abschnitte umfaßt, um so Wärme gezielt in bestimmte Schüttungsbereiche herein und/oder aus diesen heraus zu führen.

Durch die Festkörperschüttung wird die interne Wärmeleitung reduziert, so daß sich der Wärmespeicher zunächst selbst iso­ liert.

Dank dieser Selbstisolation sind die einzelnen Schüttungsbe­ reiche ohne zusätzliche Maßnahmen thermisch voneinander so unabhängig, daß mit den dorthin geführten Leitungsabschnitten selektiv Wärme zu- und vor allem auch wieder in nutzbarer Weise abgeführt werden kann, noch bevor sich der gesamte Speicher erwärmt hat. Dies erlaubt es einerseits, den Wärme­ speicher schon kurz nach seiner Fertigstellung zu verwenden, und zwar selbst dann, wenn ein Bau etwa gegen Herbst fertig­ gestellt wird und der gesamte Wärmespeicher vor dem Winter nicht mehr voll durchwärmbar ist. Andererseits ist es mög­ lich, die Bereiche unterschiedlich stark zu erwärmen. So kann auch im Herbst ein kleiner Bereich für die Brauchwassernut­ zung auf höhere Temperaturen erwärmt werden, während für den Heizungsbedarf ein größerer Bereich auf weniger hohe Tempera­ turen erwärmt wird.

Die Festkörperschüttung hat dabei trotz Selbstisolation eine so große verbleibende Restwärmeleitung, daß innerhalb eines Schüttungsbereiches während der typisch täglich stattfinden­ den Wärmebeschickung eine hinreichend große Wärmemenge ein­ fließen kann. Es wurde erkannt, daß der sich allmählich, also über den Zeitraum mehrerer Tage oder Wochen ergebende Wärme­ fluß aus einem Speicherbereich dabei unkritisch ist, da er im Regelfall zwar zur Erwärmung eines benachbarten Speicherbe­ reiches führen wird, aber nicht zu einem Netto-Wärmeverlust des Speichers. Man erhält also dank der Festkörperschüttung einen in dem Sinn sehr dynamischen Speicher, daß Wärme beson­ ders schnell nutzbar gemacht wird.

Der Wärmespeicher wird bevorzugt unterirdisch angeordnet, und zwar in seiner besonders bevorzugten Variante im Garten unter einer Schicht Muttererde. Hier führen die sich nach oben er­ gebenden Wärmeverluste zu einer gezielten Erwärmung des Gar­ tenbereiches, was etwa für die Anlegung von Frühbeeten usw. nützlich ist. Durch Auslegung der abdeckenden Erdschicht und gezielte Steuerung des Wärmeeintrags können dabei die Beet- Temperaturen gezielt eingestellt werden, was für Frühbeete und dergleichen von Vorteil ist.

Für die Festkörperschüttung kann Glas, insbesondere Altglas, als wärmespeicherndes Medium verwendet werden. Dieses Materi­ al hat den Vorteil, langfristig inert und verrottungssicher zu sein und es kann ohne irgendeine Behandlung auch in Grund­ wasserschutzgebieten eingesetzt werden.

Ein weiteres, für die Festkörperschüttung bevorzugtes Materi­ al ist Holz, insbesondere in Form von Holzspänen und/oder Sä­ gemehl. Dieses Material steht als Abfallstoff in großen Men­ gen kostengünstig zur Verfügung. Es ist zur Erzielung eines dicht gepackten Wärmespeichers zwar möglich, ausschließlich Holzspäne und/oder Sägemehl zu verwenden, typisch werden aber auch gröbere Holzteile, wie grob zerkleinertes Altholz usw. verwendet.

Wenn Holz für den Wärmespeicher verwendet wird, kann dieses zumindest zum Teil verrottungsgeschützt, insbesondere zement­ ummantelt sein. In einem besonders bevorzugten Ausführungs­ beispiel wird ein Wärmespeicher so aufgebaut, daß eine Außen­ schicht den eigentlichen Kernspeicher umgibt. Für diese Au­ ßenschicht bzw. diesen Außenbereich des Wärmespeichers wird dann verrottungsgeschütztes Holz vorgesehen; eine Verdichtung dieser Außenschicht verhindert auch sehr weitgehend das Ein­ dringen von Bodenfeuchte in den Speicher, so daß im Inneren auch gröberes und damit weniger gut verdichtbares Material und/oder unbehandeltes Material eingesetzt werden kann. Er­ forderlichenfalls kann auch eine umgebende Kunststoffhaut, Teerschicht usw. verwendet werden.

Der Festkörperschüttung kann ein Mittel zur Speicherung la­ tenter Wärme zugegeben werden und/oder sie kann aus einem solchen Mittel hergestellt sein. Als Mittel zur Speicherung latenter Wärme kann insbesondere Paraffin oder eine ähnliche wachsartige Substanz vorgesehen werden, welche zusammen mit Holz eingeschüttet wird. Dies ist besonders bevorzugt, weil das Paraffin oder die andere wachsartige Substanz einerseits Wärme latent speichert, also die Wärmekapazität eines Spei­ chers wesentlich zu erhöhen vermag und andererseits auch ei­ nen Schutz vor Verrottung durch Grundwasser und/oder Boden­ feuchte bildet.

Die Festkörperschüttung wird bevorzugt so gewählt und gegebe­ nenfalls nur soweit verdichtet, daß die Wärmeleitung in der Schüttung gering bleibt, inbesondere niedriger als in Konvek­ tionsströmungen erlaubendem Wasser. So können eine Vielzahl unterschiedlicher Bereiche vorgesehen werden, die separat mit Leitungen durchzogen werden.

In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Festkörperschüttung in einer Grube angeordnet und die Viel­ zahl unabhängig ansprechbarer, beabstandet geführter Lei­ tungsabschnitte sind in unterschiedlichen und von Schüttungs­ material gegeneinander wärmeisolierten Tiefen angeordnet.

Es ist überdies bevorzugt, wenn im Wärmespeicher ein Primär­ leitungskreislauf für Wärme in das Schüttungsmaterial hinein transportierendes Fluid und ein Sekundärleitungskreislauf für Wärme aus dem Schüttungsmaterial heraus transportierendes Fluid vorgesehen ist. Dies erlaubt die simultane Zufuhr von Wärme in einen Bereich und die Entnahme aus insbesondere ei­ nem anderen Bereich.

Zur Bildung des bevorzugten Wärmespeichers wird bevorzugt zu­ nächst eine unterste Isolierschicht vorgesehen, die zugleich Wärme speichert und feuchtigkeitsdicht ist. Auf dieser wird dann eine erste Speicherschicht angeordnet, die verdichtet wird, um auf der verdichteten und damit glatten Fläche erste Primär- und Sekundärleitungsabschnitte zu verlegen. Dazu kann ein schützendes Sägespanbett gebildet sein. Dann wird eine zweite Speicherschicht aufgeschüttet und gegebenenfalls ver­ dichtet. Nach der Verdichtung werden die nächsten Primär- und Sekundärleitungsabschnitte verlegt. Dies setzt sich fort, bis die oberste Ebene erreicht wird, die von einer Isolierschicht und Muttererde abgedeckt wird.

Es ist möglich und bevorzugt, die einzelnen Leitungsabschnit­ te, die zu den unterschiedlichen Bereichen führen, über Ven­ tile an Sammelleitungen anzuschließen und zu- und wegschalt­ bar zu gestalten. Dabei können in einem bevorzugten Ausfü­ hungsbeispiel die Abschnitte im Primär- und Sekundärleitungs­ kreislauf unabhängig voneinander zu- und wegschaltbar sein, um so die Wärmeentnahme unabhängig von der Zufuhr zu ermögli­ chen.

Während der Wärmespeicher mit jedweder Wärmequelle verwendbar ist, also insbesondere auch zur Speicherung der Abwärme indus­ trieller Prozesse, ist er in einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel Bestandteil einer Heizungsanlage für ein Gebäude mit einem Solarkollektor.

Die Erfindung wird im folgenden nur beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Wärmespeichers gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Ansicht von Ventilen im Wär­ mespeicher von Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Ansicht des Leitungsverlauf von Primär- und Sekundärleitungen im Wärme­ speicher von Fig. 1.

Nach Fig. 1 sind durch einen allgemein mit 1 bezeichneten Wärmespeicher 1 für ein Wohnhaus 2 Primärleitungen 3 und Se­ kundärleitungen 4 geführt.

Der in Fig. 1 nur schematisch dargestellte Wärmespeicher 1 ist außerhalb des Wohnhauses unterirdisch im Garten angeord­ net. Als zugleich Wärme speicherndes und isolierendes Materi­ al im Wärmespeicher findet eine Schüttung aus Holzspänen und Sägemehl Verwendung. Die Menge der Schüttung ist dem vorher­ bestimmten Wärmebedarf des Hauses unter Berücksichtigung von Wärmeverlusten im Speicher durch Wärmeleitung, verlängerten Kaltwetterperioden usw. angepaßt.

Dabei sind in einer äußeren Schicht 1a zunächst zementumman­ telte und damit verrottungssichere Holzspäne vorgesehen. Die­ se Holzspäne sind verdichtet, um ein Durchdringen von Boden­ feuchtigkeit und/oder Grundwasser in das Speicherinnere zu verhindern.

Die äußere Schicht 1a bildet damit zugleich den Wärmespei­ cherboden 1b, auf welchem eine erste Grob-Schicht aus nur grob zerkleinertem Altholz, Holzspänen usw.. vorgesehen ist. Diese erste Grob-Schicht ist mit einer ersten verdichteten Fein-Schicht aus feinerem Material wie feineren Holzspänen und Sägemehl abgedeckt. Durch die Verdichtung der ersten Feinschicht ist eine von großen Unebenheiten freie Schicht geschaffen, auf welcher Rohrleitungen verlegt sind. Die Rohr­ leitungen sind wiederum mit einer ebenfalls verdichteten Fein-Schicht abgedeckt, über welche eine weitere Grobschicht aufgeschüttet ist. Damit sind die Rohrleitungen in ver­ gleichsweise feines Material eingebettet und es besteht auch bei der Verwendung von Kunststoffrohren keine Gefahr, daß durch auch sehr grobe Schüttgutbestandteile die Rohre abge­ quetscht und/oder zerstört werden können. An den Außenseiten jeder Schicht ist dabei eine umgebende Schicht aus zementum­ mantelten und damit verrottungssicheren Holzspänen vorgese­ hen.

Der Schichtaufbau aus in Feinschichten eingebetteten Rohrlei­ tungen und dicken Grobschichten setzt sich bis zur obersten Schicht hin fort, wo eine Grobschicht mit verdichteten, ze­ mentummantelten Holzspänen mit etwa 20 bis 30 cm Muttererde abgedeckt ist. Während in der Zeichnung aus Gründe der Ver­ anschaulichung nur vier unterschiedliche Schichten gezeigt sind, können in einem praktischen Ausführungsbeispiel deut­ lich mehr Schichten, z. B. 10 Schichten vorgesehen sein.

In den einzelnen Schichten sind dabei zu den Primärleitungen 3 und Sekundärleitungen 4 gehörende Leitungsabschnitte eng nebeneinander und/oder übereinander liegend geführt, vgl. Fig. 3. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind ein erstes Pri­ mär- und Sekundärleitungsabschnitt 5a, 6a in der untersten Materialschicht nahe des Wärmespeicherbodens vorgesehen, so­ wie darüber liegend, gleichfalls in jeweiligen Feinschicht­ einbettungen drei weitere Primär- und Sekundärleitungsab­ schnitte 5b, 5c, 5d und 6b, 6c, 6d.

Oberhalb der Feinschichteinbettung der obersten Leitungsseg­ mente 5d, 6d sind dabei als. Isolierung wiederum verdichtete, zementummantelte Holzspäne und etwa 20 bis 30 cm Muttererde vorgesehen.

Die Primärleitung 3 ist mit einem Solarkollektor 8 auf dem Hausdach verbunden und umfasst eine Sammel-Hinleitung 31, mit welcher erwärmtes Fluid aus dem Solarkollektor 8 zum Wärme­ speicher transportiert wird und eine Sammel-Rückleitung 3II, um Fluid vom Wärmetauscher zum Solarkollektor zurückzuführen. In der Primärleitung 3 ist weiter eine Primärkreislauf- Umwälzpumpe 9p vorgesehen.

Die Sekundärleitung 4 ist mit Wärmeverbrauchern im Haus 2 verbunden und umfasst eine Sammel-Hinleitung 4I, mit welcher zu erwärmendes Fluid zum Wärmespeicher transportiert wird und eine Sammel-Rückleitung 4II, um erwärmtes Fluid vom Wärme­ speicher zum Verbraucher im Haus zu führen. Der Verbraucher im Haus 2 kann eine Niedrigtemperatur-Fußbodenheizung (nicht gezeigt) sein oder ein Wärmetauscher zur Erwärmung von Brauchwasser. In der Sekundärleitung 4 ist weiter eine Sekun­ därkreislauf-Umwälzpumpe 9s vorgesehen.

Die Leitungssegmente 5a-5d und 6a-6d in jeder Schicht füh­ ren zu den jeweiligen Sammelleitungen 31 und 3II beziehungs­ weise 4I und 4II, die sich über alle Schichten hinweg er­ strecken. Mit Ausnahme der untersten Leitungssegmenten 4a, 5a sind zwischen den Sammelleitungen und den in den Schichten verlaufenden Rohrsegmenten Ventilanordnungen 10 vorgesehen.

Nach Fig. 2 sind die Ventilanordnungen 10 so ausgebildet, daß durch die Hinleitung I zugeführtes Fluid entweder durch ein Segment geleitet werden kann oder dieses umgeht. Die Ventil­ anordnungen 10 sind weiter so gebildet, daß durch ein Seg­ ment strömendes Fluid entweder zurück in die Hin- Sammelleitung I zum nachfolgenden Segment strömen kann oder in die Rück-Sammelleitung II gelangt.

Die Ventilanordnungen 10 sind wie die Umwälzpumpen 9p, 9s mit einer Steuerung (nicht gezeigt) verbunden und von dieser ge­ steuert.

Der Wärmespeicher der vorliegenden Erfindung wird aufgebaut und betrieben wie folgt.

Für den Wärmespeicher der vorliegenden Erfindung wird, insbe­ sonder beim Hausbau typisch während der Sommer- und Herbstmo­ nate die erforderliche Grube ausgehoben und unter Verlegung der Leitungen mit dem wärmespeichernden Holz unter Bildung des vorbeschriebenen Aufbaus aufgeschüttet und mit Erde abge­ deckt. Die Fluid- und Ventil-Steuerleitungen werden dann wie erforderlich im Haus angeschlossen.

Die gegen Herbstende noch zur Verfügung stehende Wärmemenge reicht bei üblicher Auslegung von Wärmespeichern und Solar­ kollektoren nicht aus, um den auf Umgebungstemperaturen be­ findlichen und somit kalten Wärmespeicher vor dem Winterein­ bruch vollständig durchzuwärmen. Zudem findet während der Herbstzeit nur noch während der Mittagszeit eine starke Fluid­ erwärmung statt, während für den Rest des Tages dem Sonnen­ kollektor zwar durch Fluidtransport Wärme entnommen werden kann, aber das erwärmte Fluid dann nur mäßig warm ist. Mit herkömmlichen Wärmespeichern ist es bei diesen Wärmeverhält­ nissen nicht möglich, den Wärmespeicher so zu erwärmen, daß zu einem späteren Zeitpunkt in nutzbarer Weise Energie ent­ nommen werden kann.

Mit dem Speicher der vorliegenden Erfindung wird die gegen Herbstende eingestrahlte Wärme selbst herunter bis zu Tempe­ raturen des erwärmten Fluids von nur 25°C wie folgt genutzt.

Zunächst wird in den Morgen- und frühen Vormittagsstunden, al­ so bei vergleichsweiser geringer Sonneneinstrahlung, die un­ terste Bodenschicht und die dritte Schicht von unten erwärmt. Dazu wird die Umwälzpumpe 6p im Primärkreislauf in Betrieb gesetzt und die Ventile so angesteuert, daß das Fluid durch die entsprechenden Leitungssegmente 5a und 5c strömt. Das Fluid kann Temperaturen um 25°C bis etwa 30°C aufweisen.

Sobald über die Mittagszeit die Fluidtemperaturen ansteigen, wird das Fluid in das Primär-Rohrleitungssegment 5b in der unmittelbar über der Bodenschicht liegenden Schicht geleitet. Dazu werden die Ventile entsprechend so geschaltet, daß war­ mes Fluid im Primärkreislauf nur durch diese Schicht strömt. Infolgedessen wird diese Schicht auf eine Temperatur erwärmt, die über jener der umgebenden beiden Schichten liegt. Die Wärmeverluste aus dieser Schicht in die Umgebung sind jedoch gering, da einerseits die Wärmeleitung durch die Schichten hindurch gering ist und andererseits der Temperaturgradient deutlich niedriger ist als zu einer nicht erwärmten Schicht.

Dieser Erwärmungszyklus wird über mehrere Tage und/oder Wo­ chen wiederholt. Wenn die Temperatur der unmittelbar über dem Wärmespeicherboden liegenden Schicht dabei soweit angestiegen ist, daß sie nahezu jener des in der Mittagszeit mit optima­ len Wärmemengen aus dem Sonnenkollektor entnehmbaren Fluids entspricht, kann dem Wärmespeicher bereits in, wenn auch der nur geringen zugeführten Gesamt-Wärmemenge entsprechender Menge, Nutz-Wärme über den entsprechend geschalteten Sekun­ därkreislauf Wärme entzogen werden.

Zugleich wird das Fluid nun morgens und vormittags in die obere, muttererdnahe Isolierschicht zugeführt und während der Phase intensiverer Sonneneinstrahlung in die darunter liegen­ de, bereits zuvor angewärmte Schicht eingeführt werden. Damit erwärmt sich auch eine zweite innenliegende Schicht auf die hohen Fluidtemperaturen, die im Herbst nur noch in den Mit­ tagsstunden erzielbar sind. Wiederum sind die Wärmeleitungs­ verluste gering. Zudem ist die jetzt hoch zu erwärmende Schicht durch den vorherigen Zyklus bereits leicht angewärmt, so daß die Gesamtmenge an zur Aufheizung benötigter Wärme ge­ ring ist.

Im Folgenden wird entsprechend und insbesondere unter Berück­ sichtigung der dann bedarfsbedingt einsetzenden Wärmeentnah­ me, der bei gegebener Sonneneinstrahlung und gewählter, gege­ benenfalls gesteuerter und/oder geregelter Umwälzgeschwindig­ keit erzielbaren Fluidtemperatur und der bereits vorhandenen Speicherbereichstemperaturen das erwärmte Fluid aus dem Son­ nenkollektor jeweils in eine oder mehrere bestimmte der ther­ misch selbtsioslierenden Schichten gesteuert. Die Speicher­ temperaturen werden dazu in besonders bevorzugter Weise ge­ messen und die gemessenen Temperaturen in der Steuerung mit berücksichtigt.

Wenn im folgenden Sommer sehr hohe Fluidtemperaturen im Kol­ lektor erreicht werden, kann das Fluid ohne weiteres selbst mit Vorlauf-Temperaturen von weit über 100°C in den Speicher eingeleitet werden, da insbesondere eine Entzündung des Hol­ zes erst bei ca. 470°C entsteht. So sind sehr hohe Vorlauf­ temperaturen nicht nur problemlos, sondern auch vorteilhaft einsetzbar. Es versteht sich, daß bei Einspeicherung mit sehr hohen Temperaturen gegebenenfalls Bereiche mit Latent- Wärmespeichermitteln wie Paraffin usw. ausgespart werden.

Die Wärmeentnahme kann dabei unter Berücksichtigung des Um­ standes, daß für Brauchwassererwärmung typisch höhere Tempe­ raturen benötigt werden als für die Versorgung z. B. einer Niedertemperatur-Fußbodenheizung gleichfalls so erfolgen, daß sich die unterschiedlichen Temperaturen im Wärmespeicher op­ timal ausnutzen lassen, welche sich aufgrund der gezielt steuerbaren Wärmeeinspeicherung und des Selbstisolierungsef­ fektes der einzelnen Schichten ergeben. Insbesondere kann et­ wa ein bereits stark erwärmter Speicherbereich zunächst zur Brauchwassererwärmung verwendet werden, bis mit dem Sekundär­ kreislauffluid soviel Wärme abgeführt wurde, daß eine Brauch­ wassererwärmung nicht mehr möglich ist, um dann noch eine weitere Wärmeentnahme für Heizungszwecke vorzusehen. Es ver­ steht sich, daß dazu im Haus entsprechende Vorrichtungen vor­ gesehen sind, um das Sekundärkreislauffluid in der entspre­ chenden Weise den jeweiligen Verbrauchern zuzuleiten.

Auf diese Weise kann auch die geringe, im Herbst und Winter noch zur Verfügung stehende Wärmemenge sinnvoll zwischenge­ speichert werden. Es versteht sich, daß die beschriebene Ein­ speicherung aber auch im Sommer sinnvoll ist, um so den Spei­ cher optimal mit Wärme aufzufüllen und durch Schaffung von Bereichen mit besonders hoher Temperatur für eine besonders gute Nutzung vorzusorgen.

Wenn der gesamte Speicher auf besonders hohe Temperaturen er­ wärmt ist, wird es nicht ausbleiben, daß geringfügige Wärme­ verluste trotz dicker Isolierschichten auftreten. Während diese nach unten ins Erdreich typisch gering sind, können aber insbesondere Wärmeverluste nach oben hin sinnvoll ge­ nutzt werden, um etwa einen um ein oder einige Grad wärmeren Bodenbereich vorzusehen, in welchem Frühbeete oder Pflanzun­ gen mit wärmeempfindlichen Pflanzen angelegt werden.

Es versteht sich, daß in einem praktischen Ausführungsbei­ spiel eine vom gezeigten Schichtaufbau und der gezeigten Schichtzahl abweichende Wärmespeicherstruktur einsetzbar ist.

Insbesondere können mehr Schichten gebildet werden als ge­ zeigt. Weiter können unterschiedlich dicke Schichten gebildet werden, beziehungsweise Schichten mit unterschiedlicher Wär­ mekapazität, etwa durch Einlagerung von Mitteln zur Speiche­ rung latenter Wärme. Es können dazu besonders ummantelte oder getränkte, etwa Paraffin-getränkte Holzteile vorgesehen wer­ den.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß der Speicher nicht zwin­ gend unterirdisch angeordnet werden muß. Vielmehr ist es auch möglich, das wärmespeichernde und selbstisolierende Material mitsamt Fluidleitungen, Temperatursensoren usw. auf insbeson­ dere dem sonst nicht nutzbaren Spitzboden eines Hauses oder in den niedrigen Kniebereich des Dachstuhls anzuordnen und so gleichermaßen eine Isolation als auch eine aktive Wärmespei­ cherung zu bewirken. Andere Plazierungen sind gleichfalls möglich.

Claims (15)

1. Wärmespeicher mit einem Wärme speichernden Medium hoher Wärmekapazität und einem Wärme transportierenden Fluid führenden Leitungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärme speichernde Medium mit einer Festkörperschüttung gebildet ist und die Leitungen eine Vielzahl unabhängig ansprechbarer, beabstandet geführter Leitungsabschnitte umfassen, um so Wärme gezielt in bestimmte Schüttungsbe­ reiche herein und/oder aus diesen heraus zu führen.

2. Wärmespeicher nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß er unterirdisch angeordnet ist.

3. Wärmespeicher nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer Schicht Muttererde ab­ gedeckt ist.

4. Wärmespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Festkörperschüttung mit Glas, insbesondere Altglas, als wärmespeicherndem Medium verwendet wird.

5. Wärmespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Festkörperschüttung mit Holz, insbesondere Holzspänen und/oder Sägemehl verwen­ det wird.

6. Wärmespeicher nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß Altholz verwendet wird.

7. Wärmespeicher nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Holz zumindest zum Teil verrottungs­ schützend behandelt, insbesondere zementummantelt ist.

8. Wärmespeicher nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest im Außenbereich des Wärme­ speichers verrottungsgeschütztes Holz vorgesehen ist.

9. Wärmespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörperschüttung ein mittel zur Speicherung latenter Wärme umfaßt und/oder daraus gebildet ist.

10. Wärmespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörperschüttung eine nur geringe Wärmeleitung besitzt.

11. Wärmespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörperschüttung in einer Grube angeordnet ist und die Vielzahl unabhängig ansprechbarer, beabstandet geführter Leitungsabschnitte in unterschiedlichen und von Schüttungsmaterial gegen­ einander wärmeisolierten Tiefen angeordnet sind.

12. Wärmespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Primärleitungskreislauf für Wärme in das Schüttungsmaterial transportierendes Fluid und ein Sekundärleitungskreislauf für Wärme aus dem Schüttungsmaterial transportierendes Fluid vorgese­ hen ist.

13. Wärmespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Leitungsab­ schnitte durch eine oder mehrere Sammelleitungen verbun­ den sind und Ventile zwischen Leitungsabschnitten und Sammelleitungen vorgesehen sind.

14. Wärmespeicher nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abschnitte im Primär- und Sekun­ därleitungskreislauf unabhängig voneinander zu- und weg­ schaltbar sind.

15. Heizungsanlage für ein Gebäude mit einem Solarkollektor und einem Wärmespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche.