DE19953113C1 - Latentwärmespeicher - Google Patents

Abstract

Ein Latentwärmespeicher (1) weist einen Speicherbehälter (2) auf, der mit einem Latentspeichermedium (3), insbesondere einem Salzhydrat, befüllt ist. Zum Erwärmen oder Abkühlen eines Sekundärmediums (4) ist mit dem Speichermedium (3) ein Wärmetauscher (5) thermisch leitend verbunden. Der Wärmtauscher (5) weist mehrere übereinander angeordnete und durch Zwischenräume voneinander beabstandete Wärmeleitplatten (6) auf, die mit dem Sekundärmedium (4) in thermischem Kontakt stehen. An der mit dem Latentspeichermedium (3) in Kontakt befindlichen Außenseite des Wärmetauschers (5) und/oder an der mit dem Latentspeichermedium in Kontakt befindlichen Innenseite des Speicherbehälters (2) sind scharfe Kanten und/oder Spitzen angeordnet, welche die Kristallisation des Speichermediums (3) fördern und eine Unterkühlung des Speichermediums (3) vermeiden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Latentwärmespeicher mit einem Speicherbehälter, der mit einem Salzhydrat als Latentspeichermedium befüllt ist, wobei in dem Latentspeichermedium zum Erwärmen oder Abkühlen eines Sekundärmediums ein Wärmetauscher angeordnet ist, der mehrere durch Zwischenräume voneinander beabstandete Wärmeleit­ platten aufweist, die mit dem Sekundärmedium in thermischem Kontakt stehen.

Ein derartiger Latentwärmespeicher ist aus der Zeitschrift Ki Klima- Kälte-Heizung 12/1979, Seite 88 bis 863 bekannt. Er weist einen mit dem Salzhydrat Glaubersalz befüllten Speicherbehälter auf. In dem Salzhydrat ist ein Wärmetauscher angeordnet, der eine Vielzahl von parallel zueinander verlaufenden, von einem Sekundärmedium durchströmte Rohre aufweist, die jeweils einen Plattenstapel mit mehreren parallel zueinander angeordneten Wärmeleitplatten durchsetzen. Dabei sind die Wärmeleitplatten thermisch gut leitend mit den Rohren verbunden. Zwischen benachbart zueinander angeordneten Wärmeleitplatten sind Zwischenräume vorgesehen, die mit dem Salzhydrat gefüllt sind. Der vorbekannte Latentwärmespeicher hat sich zwar in der Praxis in einer Vielzahl von Anwendungen bewährt, weist aber dennoch Nachteile auf.

So kann das Salzhydrat beim Entnehmen von Wärmeenergie aus dem Latentwärmespeicher bis unter die eigentliche Kristallisation­ stemperatur des Salzes abkühlen. Die Gefahr einer derartigen Unterkühlung des Latentspeichermediums ist insbesondere bei stationären statischen Latentwärmespeichern gegeben, wenn das Latentspeichermedium in Ruhe gelassen und nicht durchmischt oder erschüttert wird. Das unterkühlte Salzhydrat kann dann durch eine Erschütterung und/oder Mischen plötzlich kristallisieren, wobei die Temperatur von der Unterkühlungstemperatur auf die normale Kristallisationstemperatur des Salzhydrats ansteigt. Bei einer Unterkühlung des Latentspeichermediums treten dadurch unerwünschte Temperaturschwankungen in dem Latentspeichermedium und somit auch in dem damit thermisch gekoppelten Sekundärmedium auf.

Das Glaubersalz zerfällt beim Schmelzen in einen Feststoffanteil, das sogenannte Anhydrid, und eine Lösung, deren Konzentration von der jeweiligen Temperatur abhängig ist. Die Ursache für dieses Verhalten liegt darin begründet, daß das Kristallwasser nicht in der Lage ist, das gesamte Salz beim Schmelzprozess zu lösen. Dieses Verhalten kann unter Verzicht auf Speicherkapazität teilweise behoben werden, indem zusätzliches Wasser hinzugeführt wird, jedoch resultiert dabei der Verlust der Temperaturkonstanz in dem Maße, wie Überschußwasser vorhanden ist, da dann kein chemisch ein­ heitlicher Stoff mehr vorliegt. Allerdings braucht dieser Lösungsprozeß auch bei Anwesenheit von Überschußwasser etwas Zeit, so daß ein Teil des beim Schmelzprozeß auch bei einem so modifizier­ ten Latentspeichermedium zunächst ausfallenden Anhydrid sich am Boden ansammelt und in einem statischen Latentwärmespeicher, in welchem keine Durchmischung erfolgt, trotz Überschußwassers nur schwer oder gar nicht gelöst wird. Es kann also zu Dichteschwankungen in dem Latentspeichermedium kommen, wodurch die thermische Kapazität des Latentspeichers und dessen Wirkungsgrad herabgesetzt werden.

Ungünstig ist außerdem, daß sich beim Befüllen des vorbekannten Latentwärmespeichers Luftblasen zwischen den Wärmeleitplatten bilden können, so daß ein Teil des Speicherbehälters ungenutzt bleibt und nicht mit dem Latentspeichermedium befüllt werden kann. Die Luftblasen haben außerdem den Nachteil, daß sie das Latent­ speichermedium bereichsweise gegen die Wärmeleitplatten isolieren, so daß nur eine unvollständige thermische Kopplung zwischen dem Wärmetauscher und dem Latentspeichermedium erreicht wird.

Aus DE 43 07 065 A1 kennt man auch bereits einen Latentwärmespeicher mit einem Speicherbehälter, der Paraffin als Latentspeichermedium und Wasser als Sekundärmedium enthält. Dabei ist das Wasser im wesentlichen im unteren Teil des Speicherbehälters angeordnet, während das Paraffin im mittleren Bereich des Speicherbehälters angeordnet ist auf dem Wasser schwimmt. Im oberen Teil des Speicherbehälters befindet sich ein Vakuum oder Unterdruck. Da das verfestigte Paraffin nur eine vergleichsweise geringe Wärmeleitfähig­ keit aufweist, ist es porös ausgebildet, um die mit dem Se­ kundärmedium in Kontakt stehende Oberfläche zu vergrößern und somit die Wärmekopplung zwischen dem Paraffin und dem Sekundärmedium zu verbessern. An der Innenseite der Behälterwand sind Festeinbauten vorgesehen, die in Gebrauchsstellung sowohl in das Paraffin, als auch in das Wasser hineinragen. Außerdem schwimmen in dem Paraffin kugelförmige Kristallkeimbildner, die stielartige Fortsätze aufweisen, welche ebenfalls sowohl in das Paraffin, als auch in das Wärmeübertragungsmedium hineinragen. Mittels der Festeinbauten und der stielartigen Fortsätze sollen in dem verfestigten Paraffin Kanäle freigeschmolzen werden, durch die das Wasser hindurchströmen kann. Trotz dieser Maßnahmen weist der Latentwärmespeicher jedoch nur eine vergleichsweise schlechte thermische Kopplung zwischen dem Paraffin und dem Sekundärmedium auf.

Es besteht deshalb die Aufgabe, einen Latentwärmespeicher der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der eine gute thermische Kopplung zwischen dem Latentspeichermedium und dem Sekundärmedium ermöglicht und bei dem eine Unterkühlung des Latentspeichermediums weitestgehend vermieden wird.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß an der mit dem Latentspeichermedium in Kontakt befindlichen Außenseite des Wärmetauschers und/oder an der mit dem Latentspeichermedium in Kontakt befindlichen Innenseite des Speicherbehälters scharfe Kanten und/oder Spitzen vorgesehen sind.

In vorteilhafter Weise bilden die scharfen Kanten und/oder Spitzen beim Abkühlen des Latentspeichermediums Ausgangspunkte für die Bildung von Kristallen in dem Latentspeichermedium, wodurch ein Abkühlen des Latentspeichermediums bis unter die normale Kristallisa­ tionstemperatur und somit eine Unterkühlung des Latentwärmespeichers vermieden wird. Die Kanten und/oder Spitzen können beispielsweise an Vorsprüngen, Stufen und/oder Absätzen der Wärmeleitplatten und/oder der Innenwandung des Speicherbehälters angeordnet sein und insbesondere gleichmäßig über die Erstreckungsebene der Wärmeleitplatten verteilt sein. Der Latentspeicher ermöglicht ein gleichmäßiges Kristallwachstum, wodurch eine gute thermische Kopplung zwischen dem Latentspeichermedium und dem Wärmetauscher bzw. dem Sekundärmedium erreicht werden kann. Auch werden lokale Temperaturschwankungen in dem Latentspeichermedium weitestgehend vermieden, wodurch ein hoher Wirkungsgrad des Latentwärmespeichers erreicht wird.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Wärmeleitplatten mit Lochungen versehen und die Kanten und/oder Spitzen sind an dem die Lochungen umgrenzenden Randbereich der Wärmeleitplatten angeordnet. Die Lochungen ermöglichen dann zusätzlich noch eine interne Zirkulation des Latentspeichermediums, wodurch lokale Dichteunterschiede des Latentspeichermediums ausgeglichen werden können. Vorteilhaft ist außerdem, daß sich die Kristalle beim Abkühlen des Latentspeichermediums an den Lochungen beidseits der die Lochung aufweisenden Wärmeleitplatte ausbilden können, wodurch ein noch gleichmäßigeres Kristallwachstum erreicht wird. Die Lochungen ermöglichen beim Laden und Entladen des Latentwärmespeichers außerdem eine Volumensänderung des Latent­ speichermediums. Außerdem haben die Lochungen den Vorteil, daß beim Befüllen des Speicherbehälters mit dem Latentspeichermedium eventuell zwischen den Wärmeleitplatten vorhandene Luftblasen durch die Lochungen hindurch zur Oberfläche des Latentspeichermedium gelangen können. Auch dadurch wird ein guter Wirkungsgrad des Latent­ wärmespeichers erreicht.

Besonders vorteilhaft ist, wenn die Wärmeleitplatten durch Zungen gebildete Vorsprünge aufweisen, die mit ihrer Erstreckungsrichtung vorzugsweise quer zur Ebene der Wärmeleitplatten angeordnet sind, und wenn die Kanten und/oder Spitzen an den Zungen angeordnet sind. Die Zungen können dann in die Zwischenräume zwischen den Wärmeleit­ platten ragen, wodurch die Gefahr der Unterkühlung des Latent­ speichermediums auch an den von den Wärmeleitplatten beabstandeten Stellen reduziert werden kann.

Besonders vorteilhaft ist, wenn die Zunge einstückig mit der ihr zugeordneten Wärmeleitplatte verbunden und insbesondere durch einen aus dem Querschnitt einer Lochung teilausgestanzten Wandungsbereich der Wärmeleitplatte gebildet ist. Dadurch können die einzelnen Wärmeleitplatten jeweils mit nur einem Stanzvorgang gleichzeitig mit Lochungen und Zungen versehen werden, wobei an den Lochungen und/oder den Zungen jeweils ein Stanzgrad gebildet sein kann, der beim Abkühlen des Latentspeichermediums als Ausgangspunkt für die Kristallisationsbildung dienen kann. Die teilausgestanzten Wandungsbereiche der Wärmeleitplatte können während und gegebenen­ falls auch nach dem Ausstanzen mit ihren freien Enden aus der Ebene der Wärmeleitplatte durch Biegeverformen verschwenkt werden. Die flachseitige Oberfläche der Zungen kann dann etwa der Querschnitts­ fläche der ihnen jeweils zugeordneten Lochung entsprechen, so daß beim Austanzen der Zungen kein Stanzabfall anfällt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bilden die Zungen einer ersten Wärmeleitplatte einen Abstandshalter für eine dazu benachbarte zweite Wärmeleitplatte, wozu der Abstand dieser Wärmeleitplatten so bemessen ist, daß die Zungen der ersten Wärmeleitplatte mit ihren aus der Ebene dieser Wärmeleitplatten vorstehenden freien Endbereichen an der zweiten Wärmeleitplatte anliegen. Die Wärmeleitplatten sind dann bei der Herstellung des Wärmetauschers auf einfache Weise jeweils mit den durch die Zungen vorgegebenen Abständen zueinander zu einem Plattenstapel übereinander positionierbar.

Vorteilhaft ist, wenn die Lochungen und/oder die Zungen eine eckige Form aufweisen und insbesondere rechteckförmig, trapezförmig oder dreieckig ausgebildet sind. Das Latentspeichermedium kann dann an den Ecken der Zungen und/oder Lochungen beim Abkühlen besonders gut kristallisieren.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Wärmetauscher ein Rohrwärmetauscher mit einem das Sekundärmedium führenden Rohrleitungssystem ist und daß das Rohrleitungssystem mehrere die Wärmeleitplatten jeweils quer zu ihren Erstreckungs­ ebenen durchsetzende Rohre aufweist. Die Rohre sind dabei vorzugsweise parallel zueinander angeordnet und verlaufen etwa in vertikaler Richtung, so daß das jeweils durch die einzelenen Rohre strömende Sekundärmedium sowohl mit den wärmeren oberen Schichten des Latentspeichermediums, als auch mit den kälteren unteren Schichten in thermischen Kontakt gerät. Die Wärmeleitplatten sind thermisch gut leitend mit den Rohren verbunden, wodurch eine gute Wärmeleitfähigkeit zwischen dem durch die Rohre hindurchgeführten Sekundärmedium und dem Latentspeichermedium erreicht wird.

Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, daß mehrere der die Wärmeleit­ platten durchsetzenden Rohre zum richtungsgleichen Durchströmen dieser Rohre mit dem Sekundärmedium an ihren oberen Enden mit einem ersten Verteiler und an ihren unteren Enden mit einem zweiten Verteiler für das Sekundärmedium verbunden sind und daß die Verteiler jeweils an einem Zu- und/oder Ableitungsanschluß für das Sekundärmedium angeschlossen sind. Die Strömungsrichtung des Sekundärmediums kann dann in den einzelnen Rohren beim Erwärmen des Latentspeichermediums (Aufladen des Latentwärmespeichers) von oben nach unten und beim Abkühlen des Latentspeichermediums (Entladen des Latentwärmespeichers) von unten nach oben erfolgen. Dadurch wird über die gesamte Länge der Rohre jeweils eine gute Wärmeübertragung zwischen dem Sekundärmedium und dem Latent­ speichermedium erreicht. Gegebenenfalls können die Verteiler als Rohrverteiler nach dem System Tichelmann ausgebildet sein, wobei bei den einzelnen Rohren des Wärmetauschers die Summe aus der Länge des dem betreffenden Rohr jeweils vorgeschalteten Vorlaufrohrs des einen Verteilers und der Länge des dem Rohr nachgeschalteten Nachlaufrohres des anderen Verteilers jeweils etwa gleich groß ist.

Besonders vorteilhaft ist, wenn in die Innenhöhlungen der Rohre Verdrängungskörper eingesetzt sind und wenn jeweils zwischen dem Verdrängungskörper und dem Rohr wenigstens ein Zwischenraum für den Durchtritt des Sekundärmediums vorgesehen ist. Im Bereich des Verdrängungskörpers ergibt sich dann eine Reduzierung des freien Querschnitt des Rohres, wodurch sich die Strömungsgeschwindigkeit in dem Sekundärmedium im Vergleich zu einem entsprechenden Rohr, das den Verdrängungskörper nicht aufweist, erhöht. Die größere Strömungsgeschwindigkeit ermöglicht eine bessere thermische Kopplung zwischen dem Sekundärmedium und dem Latentspeichermedium.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung weist der in das Rohr eingesetzte Verdrängungskörper eine Innenhöhlung mit einem Durchtrittskanal für das Sekundärmedium auf, wobei das Rohr thermisch leitend mit dem Verdrängungskörper verbunden ist. An der Innenseite des Verdrängungskörpers ergibt sich dann eine zusätzliche, mit dem Sekundärmedium in Kontakt stehende wärmeleitende Oberfläche, was einen noch kleineren Wärmewiderstand zwischen dem Sekundärmedium und dem Latentspeichermedium ermöglicht. Ein besonders guter thermischer Kontakt zwischen dem Rohr und dem darin eingesetzten Verdrängungskörper kann dadurch erreicht werden, daß der Ver­ drängungskörper beim Einsetzen in das Rohr eine tiefere Temperatur als das Rohr aufweist, wobei die Querschnittsabmessungen des Verdrängungskörpers so an die Innenabmessungen des Rohres angepaßt sind, daß dieser bei der tieferen Temperatur gerade noch in das Rohr einsetzbar ist. Der Verdrängungskörper kann dazu vor dem Einsetzen in das Rohr abgekühlt und/oder das Rohr erwärmt werden.

Zweckmäßigerweise bilden mehrere der erfindungsgemäßen Latent­ wärmespeicher eine Speicherbatterie, wozu die Sekundärmedium-Zu- und -Ableitungen der Wärmetauscher dieser Latentwärmespeicher durch Verbindungsleitungen miteinander verbunden sind. Insgesamt ergibt sich dadurch eine aus mehreren Modulen bestehende Speicherbat­ terie, wobei die einzelnen Module in ihren Abmessungen so bemessen sein können, daß sie auf einfache Weise zum Installationsort transportiert werden können. Dort kann dann eine der jeweils gewünschten Speicherkapazität entsprechende Anzahl Module zu einer Speicherbatterie miteinander verbunden werden. Selbstverständlich kann der Latentwärmespeicher oder eine mehrere Latentwärmespeicher aufweisende Speicherbatterie für einen Transport von Wärmeenergie über größere Distanzen auch auf einem Fahrzeug als mobile Wärmequelle angeordnet sein.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Latentwärmespeichers, wobei dieser nur über einen Teil seiner Länge dargestellt ist und wobei die Behälterwand des Speicherbehälters bereichsweise unterbrochen dargestellt ist, um die Sicht auf den dahinter befindlichen Wärmetauscher frei­ zugeben,

Fig. 2 eine Aufsicht auf den in Fig. 1 gezeigten Latent­ wärmespeicher,

Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 2, wobei jedoch das Deckelteil von dem Speicherbehälter abgenommen ist,

Fig. 4 eine Seitenansicht des Wärmetauschers des Latent­ wärmespeichers nach Fig. 1, wobei der Wärmetauscher unterbrochen dargestellt ist,

Fig. 5 eine vergrößerte Seitenansicht eines Teilbereichs des in Fig. 4 gezeigten Wärmetauschers,

Fig. 6 einen Teilquerschnitt durch ein Rohr des Wärmetauschers an der in Fig. 5 mit VI bezeichneten Stelle,

Fig. 7 eine Aufsicht auf einen Teilbereich einer Wärmeleitplatte des Wärmetauschers,

Fig. 8 einen vergrößerten Teilquerschnitt durch das obere Ende des in Fig. 1 gezeigten Speicherbehälters,

Fig. 9 einen Querschnitt durch eines der Rohre des Wärmetau­ schers, wobei in dem Rohr ein Verdrängungskörper angeordnet ist und

Fig. 10 einen Querschnitt durch einen eine Zunge mit einer benachbart dazu angeordneten Lochung aufweisenden Teilbereich einer Wärmeleitplatte.

Ein im ganzen mit 1 bezeichneter Latentwärmespeicher weist einen Speicherbehälter 2 auf, der mit einem ein Salzhydrat enthaltenden Latentspeichermedium 3 befüllt ist. In dem Latentspeichermedium 3 ist zum Erwärmen oder Abkühlen eines Sekundärmediums 4 ein Wärmetauscher 5 angeordnet, der einen Plattenstapel mit mehreren übereinander angeordneten und jeweils durch Zwischenräume voneinander beabstandete Wärmeleitplatten 6 aufweist. Diese sind jeweils in etwa parallel zueinander verlaufenden horizontalen Ebenen angeordnet. Die Wärmeleitplatten 6 sind jeweils von mehreren Rohren 7 durchsetzt, die quer zu den Ebenen der Wärmeleitplatten 6 verlaufen und an den Stellen, an denen sie durch die Wärmeleit­ platten 6 hindurchtreten, mit diesen wärmeleitend verbunden sind. Die Rohre 7 sind innenseitig von dem Sekundärmedium 4 durchströmt und stehen außenseitig mit dem Latentspeichermedium 3 in Kontakt.

Die Wärmeleitplatten 6 sind einerseits mit Lochungen 8 und andererseits mit durch Zungen 9 gebildeten Vorsprüngen versehen, wobei die Lochungen 8 und die Zungen 9 jeweils wenigstens eine scharfe Kante und/oder Spitze aufweisen. Bei den Lochungen 8 sind die Kanten an den die Lochungen 8 umgrenzenden Randbereichen der Wärmeleitplatte 6 angeordnet. Bei den Zungen 9 sind die Kanten am Umgrenzungsrand der Zungen 9 vorgesehen. Die Zungen 9 sind jeweils einstückig mit der ihnen zugeordneten Wärmeleitplatte 6 verbunden und durch einen aus dem Querschnitt der dazu benachbarten Lochung 8 teilausgestanzten Wandungsbereich der Wärmeleitplatte 6 gebildet. Die an den Lochungen 8 und den Zungen 9 angeordneten scharfen Kanten und/oder Spitzen bilden bevorzugte Ausgangspunkte für das Einsetzen des Kristallwachstums beim Erstarren des Latentspeichermediums. Das Erstarren des Latentspeichermediums wird somit gefördert, wodurch eine Unterkühlung des Latentspeichermediums 3 beim Entladen des Latentwärmespeichers 1 vermieden wird. Die Lochungen 8 ermöglichen darüber hinaus eine interne Zirkulation des Latentspeichermediums 3 zwischen den beidseits der jeweiligen Wärmeleitplatte 6 befindlichen Teilvolumina des Innenraums des Speicherbehälters 2 wodurch eventuelle Diffusionsunterschiede in dem Latentspeichermedium 3 ausgeglichen werden. Außerdem verbessert die Zirkulation den Wärmeübergang zwischen dem Latentspeichermedium 3 und dem Wärmetauscher 5. Da die Zungen 9 ein Teil der Wärmeleit­ platten 6 bilden und einstückig mit diesen verbunden sind, ermöglichen sie aber auch eine Wärmeübertragung zwischen dem Latentspeichermedium 3 und dem Sekundärmedium 4.

In Fig. 7 ist erkennbar, daß die Zungen 9 in ihrer Erstreckungs­ ebene jeweils etwa die Form eines gleichschenkligen Trapezes aufweisen, wobei die kürzere der beiden etwa parallel zueinander angeordneten Seiten des Trapezes am freien Ende der Zunge 9 angeordnet ist. Der Querschnitt der Zungen 9 nimmt jeweils ausgehend von der mit der Wärmeleitplatte 6 verbundenen Wurzel zum freien Ende der Zunge 9 hin ab. Auch die Lochungen 8 weisen in der Ebene der Wärmeleitplatte 6 etwa die Form eines Trapezes auf. Dabei nimmt die lichte Weite zwischen den beiden schräg zueinander verlaufenden, einander gegenüberliegenden Seitenrändern der Lochungen 8 jeweils ausgehend von der Wurzel der zu der Lochung 8 benachbarten Zunge 9 zum gegenüberliegenden Ende der Lochung 8 hin ab, d. h. der zwischen diesen Seitenrändern gebildete Spalt verjüngt sich. Dadurch wird die Kristallbildung an den Lochungen 8 zusätzlich gefördert und somit eine unerwünschte Unterkühlung des Latentspeichermediums 3 verhindert.

Wie in Fig. 5 besonders gut erkennbar ist, sind die Zungen 9 jeweils mit ihren Erstreckungsebenen schräg zu den Ebenen der Wärmeleit­ platten 6 angeordnet und ragen mit ihren freien Enden jeweils in die zwischen zueinander benachbart übereinander angeordneten Wärmeleitplatten 6 gebildeten Zwischenräume. Die Zungen 9 können dadurch während der Fertigung des Wärmetauschers 5 als Abstandshalter für die Wärmeleitplatten 6 dienen. In Fig. 7 ist noch erkennbar, daß die Rohre 7 des Wärmetauschers 5 in den Ebenen der Wärmeleit­ platten 6 etwa an den Kreuzungsstellen der Spalten und Reihen einer gedachten Matrix angeordnet sind und daß die Lochungen 8 und die Zungen 9 jeweils etwa mittig zwischen vier direkt zueinander benachbarten Rohren 7 angeordnet sind.

In Fig. 6 ist erkennbar, daß die Wärmeleitplatten 6 an den Stellen, an denen die Rohre 7 durch die Wärmeleitplatten 6 hindurchgeführt sind, jeweils einen Ringbund aufweisen, der mit seiner Innenseite an dem ihm zugeordneten Rohr 7 anliegt. Dadurch wird zwischen den Rohren 8 und den Wärmeleitplatten 6 eine gute Wärmeleitfähigkeit erreicht. Die Wärmeleitplatten 6 können an den Ringbunden beispielsweise mit den Rohren verlötet, verschweißt und/oder auf diese aufgeklemmt sein.

In Fig. 4 ist erkennbar, daß die die Wärmeleitplatten 6 durch­ setzenden Rohre 7 zum richtungsgleichen Durchströmen mit dem Sekundärmedium 4 jeweils an ihren oberen Enden mit einem ersten Verteiler 10 und an ihren unteren Enden mit einem zweiten Verteiler 11 für das Sekundärmedium 4 verbunden sind und daß der Verteiler 10 an einem Zuleitungsanschluß 12 und der Verteiler 11 an einem Ableitungsanschluß 13 für das Sekundärmedium 4 angeschlossen ist. Die Zu- und Ableitungsanschlüsse 12, 13 sind jeweils an der Oberseite aus dem etwa quaderförmigen Speicherbehälter 2 her­ ausgeführt (Fig. 1 und 2).

In Fig. 3 ist erkennbar, daß die Verteiler 10, 11 jeweils als Rohrverteiler mit mehreren parallel zueinander verlaufenden Verteilerrohren 14 ausgebildet sind, die jeweils an einer gemeinsamen, quer dazu verlaufenden Sammelleitung 15 angeschlossen sind. Die Rohr 7 sind jeweils so an die Verteilerrohre 14 angeschlossen, daß die von dem Zuleitungsanschluß 12 zu dem Ableitungsanschluß 13 jeweils über die einzelnen Rohre 7 führenden Wege etwa gleich lang sind, d. h. bei einem kurzen Vorlauf ist der Rücklauf lang und umgekehrt. Die parallel zueinander geschalteten Rohre 7 ermöglichen eine eindeutige Prozeßführung, derart, daß beim Aufladen beziehungsweise beim Aufheizen des Latentwärmespeichers 1 das Latentspeichermedium 3 von oben nach unten aufgeschmolzen und beim Entladen beziehungsweise Abkühlen die Erstarrung von unten nach oben erfolgt.

Zur Verbesserung des Wärmeüberganges an der Innenseite der Rohre 7 ist in die Innenhöhlung der Rohre 7 jeweils ein Verdrängungskörper 16 eingesetzt, dessen Außenkontur im Querschnitt etwa sternförmig ausgebildet ist und die Innenwand des Rohrs 7 an mehreren in Umfangsrichtung zueinander versetzen Stellen berührt. Zwischen der Außenwand des Verdrängungskörpers 16 und dem Rohr 7 sind mehrere in Umfangsrichtung zueinander versetzte Zwischenräume 17 gebildet, die Kanäle für den Durchtritt des Sekundärmediums 4 bilden. Durch den Verdrängungskörper 16 wird der freie Querschnitt des Rohres 7 reduziert, wodurch sich eine höhere Strömungsgeschwindigkeit und somit eine bessere thermische Kopplung zwischen dem Sekundärmedium 4 und dem mit dem Rohr 7 verbundenen Wärmeleitplatten 6 ergibt. Durch die Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit ergibt sich außerdem ein höherer Druckverlust an den Rohren 7, der dazu führt, daß die Rohre 7 weitgehend unabhängig vom Druckverlust im Anschlußbereich gleichmäßig mit Druck beaufschlagt werden. In Fig. 9 ist noch erkennbar, daß der Verdrängungskörper 16 eine Innenhöhlung aufweist, die einen zusätzlichen Durchtrittskanal für das Sekundärmedium 4 bildet, der zu den Zwischenräumen 17 parallel geschaltet ist. Dadurch ergibt sich eine wesentlich größere mit dem Sekundärmedium 4 in Berührung stehende Oberfläche, wodurch die thermische Kopplung zwischen dem Sekundärmedium 4 und dem Rohr 7 zusätzlich erhöht wird. Das Rohr 7 und der Verdrängungskörper 16 bestehen vorzugsweise aus einem gut wärmeleitenden Material, beispielsweise aus Kupfer.

Der Verdrängungskörper 16 kann auch einen Vollquerschnitt aufweisen oder der Durchtrittskanal des Verdrängungskörpers 16 kann geschlossen und/oder gegen das Sekundärmedium 4 abgedichtet sein. Das Sekundärmedium 4 kann dann nur in den zwischen der Außenwand des Verdrängungskörpers 16 und dem Rohr 7 gebildeten Zwischenräumen 17 durch das Rohr 7 hindurchfließen, wodurch gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 eine noch größere Strömungs­ geschwindigkeit erreicht wird. Gegenüber einem Rohr 7, in dessen Innenhöhlung kein Verdrängungskörper eingesetzt ist, ergibt sich außerdem eine größere, mit dem Sekundärmedium 4 in Berührung stehende Oberfläche.

In Fig. 1 und 8 ist erkennbar, daß der Speicherbehälter 2 an seiner Oberseite eine Öffnung aufweist, die mit einer Abdeckung 18 verschlossen ist. Dadurch wird ein Verdunsten des Latentspeichermedi­ ums 3 verhindert. Die Abdeckung 18 ist lösbar mit dem Speicherbehäl­ ter 2 verbunden und kann bei Bedarf abgenommen werden, beispielsweise bei Wartungsarbeiten und/oder zum Befüllen des Speicherbehäl­ ters 2.

Der Latentwärmespeicher 1 weist also einen Speicherbehälter 2 auf, der mit einem Latentspeichermedium 3, insbesondere einem Salzhydrat, befüllt ist. Zum Erwärmen oder Abkühlen eines Sekundärmediums 4 ist mit dem Speichermedium 3 ein Wärmetauscher 5 thermisch leitend verbunden. Der Wärmetauscher 5 weist mehrere übereinander angeordnete und durch Zwischenräume voneinander beabstandete Wärmeleitplatten 6 auf, die mit dem Sekundärmedium 4 in thermischem Kontakt stehen. An der mit dem Latentspeichermedium 3 in Kontakt befindlichen Außenseite des Wärmetauschers 5 und/oder an der mit dem Latentspeichermedium in Kontakt befindlichen Innenseite des Speicherbehälters 2 sind scharfe Kanten und/oder Spitzen angeordnet, welche die Kristallisation des Speichermediums 3 fördern und eine Unterkühlung des Speichermediums 3 vermeiden.

Claims (11)

1. Latentwärmespeicher (1) mit einem Speicherbehälter (2), der mit einem Salzhydrat als Latentspeichermedium (3) befüllt ist, wobei in dem Latentspeichermedium (3) zum Erwärmen oder Abkühlen eines Sekundärmediums (4) ein Wärmetauscher (5) angeordnet ist, der mehrere durch Zwischenräume voneinander beabstandete Wärmeleitplatten (6) aufweist, die mit dem Sekundärmedium (4) in thermischem Kontakt stehen, dadurch gekennzeichnet, daß an der mit dem Latentspeichermedium (3) in Kontakt befindlichen Außenseite des Wärmetauschers (5) und/oder an der mit dem Latentspeichermedium in Kontakt befindlichen Innenseite des Speicherbehälters (2) scharfe Kanten und/oder Spitzen vorgesehen sind.

2. Latentwärmespeicher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wärmeleitplatten (6) mit Lochungen (8) versehen sind und daß die Kanten und/oder Spitzen an dem die Lochungen (8) umgrenzenden Randbereich der Wärmeleitplatten (6) angeordnet sind.

3. Latentwärmespeicher (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitplatten (6) durch Zungen (9) gebildete Vorsprünge aufweisen, die mit ihrer Erstreckungs­ richtung vorzugsweise quer zur Ebene der Wärmeleitplatten (6) angeordnet sind, und daß die Kanten und/oder Spitzen an den Zungen (9) angeordnet sind.

4. Latentwärmespeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Zunge (9) einstückig mit der ihr zugeordneten Wärmeleiterplatte (6) verbunden und insbesondere durch einen aus dem Querschnitt einer Lochung (8) teilausgestanzten Wandungsbereich der Wärmeleitplatte (6) gebildet ist.

5. Latentwärmespeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (9) einer ersten Wärmeleitplatte (6) einen Abstandshalter für eine dazu benachbarte zweite Wärmeleitplatte (6) bilden und daß dazu der Abstand dieser Wärmeleitplatten (6) so bemessen ist, daß die Zungen (9) der ersten Wärmeleitplatte (6) mit ihren aus der Ebene dieser Wärmeleitplatte (6) vorstehenden freien Endbereichen an der zweiten Wärmeleitplatte (6) anliegen.

6. Latentwärmespeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochungen (8) und/oder die Zungen (9) eine eckige Form aufweisen und insbesondere rechteckförmig, trapezförmig oder dreieckig ausgebildet sind.

7. Latentwärmespeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (5) ein Rohrwärmetauscher mit einem das Sekundärmedium (4) führenden Rohrleitungssystem ist und daß das Rohrleitungssystem mehrere die Wärmeleitplatten jeweils quer zu ihren Erstreckungsebenen durchsetzende Rohre (7) aufweist.

8. Latentwärmespeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der die Wärmeleitplatten (6) durchsetzenden Rohre (7) zum richtungsgleichen Durchströmen dieser Rohre (7) mit dem Sekundärmedium (4) an ihren oberen Enden mit einem ersten Verteiler (10) und an ihren unteren Enden mit einem zweiten Verteiler (11) für das Sekundärmedium (4) verbunden sind und daß die Verteiler (10, 11) jeweils an einem Zu- und/oder Ableitungsanschluß (12, 13) für das Sekundärmedium (4) angeschlossen sind.

9. Latentwärmespeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die Innenhöhlungen der Rohre (7) Verdrängungskörper (16) eingesetzt sind und daß jeweils zwischen dem Verdrängungskörper (16) und dem Rohr (7) wenigstens ein Zwischenraum (17) für den Durchtritt des Sekundärmediums (4) vorgesehen ist.

10. Latentwärmespeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der in das Rohr (7) eingesetzte Verdrängungskörper (16) eine Innenhöhlung mit einem Durch­ trittskanal für das Sekundärmedium (4) aufweist und daß das Rohr (7) thermisch leitend mit dem Verdrängungskörper (16) verbunden ist.

11. Latentwärmespeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der erfindungsgemäßen Latentwärmespeicher (1) eine Speicherbatterie bilden und daß dazu die Sekundärmediumzu- und -ableitungen der Wärmetauscher dieser Latentwärmespeicher (1) durch Verbindungsleitungen miteinander verbunden sind.