DE202006012871U1

DE202006012871U1 - Wasser-/Eisspeicher

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Publication number: DE202006012871U1
Application number: DE202006012871U
Authority: DE
Original assignee: CONSOLAR SOLARE ENERGIESYSTEME; CONSOLAR SOLARE ENERGIESYSTEME GmbH
Current assignee: CONSOLAR SOLARE ENERGIESYSTEME; CONSOLAR SOLARE ENERGIESYSTEME GmbH
Priority date: 2006-08-22
Filing date: 2006-08-22
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2016-08-23
Also published as: EP1892481B1; EP1892481A3; EP1892481A2

Abstract

Latentspeicher, insbesondere auf der Basis Wasser-Eis, insbesondere zur Vergleichmäßigung der Wärmezufuhr (11b) einer Wärmepumpe (12), aufgebaut aus einem Behälter (1), und einem von Sole durchströmten Wärmetauscher (2), wobei der Wärmetauscher sowohl zur Wärmezufuhr (11a) als auch zum Wärmeentzug (11b) genutzt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass dünnwandige Wärmetauschermatten (2) eingesetzt werden, die in vertikaler Ausrichtung horizontal durchströmt werden und parallel oder mit nach oben zunehmendem Abstand angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wasser-/Eisspeicher, der insbesondere als Niedertemperatur-Wärmeenergiespeicher in Verbindung mit einer Wärmepumpe zur Bereitstellung von Warmwasser und/oder Heizenergie betrieben werden kann. Durch den Phasenwechsel ist eine sehr hohe spezifische Wärmekapazität realisierbar. Damit kann die Wärmeversorgung der Wärmepumpe vergleichmäßigt werden und Zeiten ohne oder mit schlechtem Wärmeangebot, wie es z. B. bei einer Luftwärmepumpe oder einer mit Solarenergie versorgten Wärmepumpe insbesondere nachts der Fall ist, überbrückt werden. Ein entsprechendes System ist in der deutschen Patentanmeldung 103 00 427.0 beschrieben.
Eisspeicher werden v. a. in Verbindung mit Klima- und Kühlanlagen eingesetzt. Oft erfolgt dort der Gefriervorgang über einen eingebauten Wärmetauscher, während zur Kälteentladung (d. h., Wärmezufuhr) das Wasser aus dem Wasser-Eisgemisch entnommen und an einem externen Wärmetauscher vorbei geführt wird. Bei Eisspeichern, bei denen sowohl Be- als auch Entladung über den gleichen internen Wärmetauscher erfolgt, ist der Schmelzvorgang das limitierende Kriterium, da die Wärmeleitfähigkeit von Wasser schlechter ist als die von Eis. Es gibt unterschiedliche Ansätze, um diese Begrenzung zu umgehen, z. B. durch Umrühren des Eisvolumens und in umgekehrter Richtung regelmäßiges Abschaben der am Wärmetauscher erzeugten Eisschicht.
Bei einem in der EP 0 927 861 B1 beschriebenen Eisspeicher besteht der Wärmetauscher aus Rohren aus Kunststoff. Die Rohen sind vertikal angeordnet. Auch hier wird das Wasser zur Kälteentnahme (Wärmezufuhr) entnommen. Bei der Verwendung des Wassers zur Kühlung wird es an einem externen Wärmetauscher erwärmt. Gleichzeitig werden die Röhrchen erwärmt, so dass beim Auftauen eines durchgefrorenen Eisblocks vertikale Kanäle um die einzelnen Rohre entstehen, durch die das Wasser – angetrieben durch in den Behälter eingebrachte Blasen – zirkulieren kann. Zur Kältebeladung (Wärmeabfuhr) wird das Wasser über den internen Kunststoff-Wärmetauscher abgekühlt und gefroren.
Das System funktioniert nur als aktives, d. h. mit Umwälzpumpen, externen Wärmetauschern und Luftkompressor ausgestattetes System. Würde der Rohrwärmetauscher alleine für Be- und Entladung verwendet werden, so wäre die Effizienz wegen der engen Kanäle um die Rohre, die die Ausbildung einer freien Konvektion behindern, schlecht. Außerdem bestünde die Gefahr der Beschädigung von Wärmetauscher oder Behälter durch hohe Drücke, die beim Gefrieren entstehen können: Durch die Anordnung der vertikalen Röhrchenschlaufen entstehen beim Auftauen Wasserkanäle, die am Eintritt des Mediums am größten sind und nach unten schmaler werden und am wieder aufsteigenden Schenkel von unten nach oben immer schmaler werden. Wird nun nach teilweise erfolgtem Auftauvorgang wieder Wärme entzogen und das Wasser gefroren, können auf der Schenkelseite, in der sich der Wasserkanal nach oben verjüngt, Wassereinschlüsse innerhalb eines Eisblocks entstehen, die sich beim Gefrieren weiter ausdehnen und damit sehr hohe Drücke erzeugen.
Ein grundsätzlicher Nachteil, Wasser zum Kälteentzug bzw. Auftauen zu entnehmen ist, dass das gesamte Volumen nie vollständig durchgefroren werden kann, was zu einer Kapazitätsbegrenzung führt. Außerdem muss durch entsprechende Überwachungs- und Steuerungseinrichtungen das komplette Durchfrieren verhindert werden, da ansonsten das gesamte System ausfällt.
Bewegte Teile führen immer zu erhöhtem Ausfallrisiko und Wartungsaufwand. Daher gibt es auch statische Konzepte, d. h. ohne Umwälzung o. ä.. Stand der Technik sind:

• Kunststoffrohrschlange in Wasser-/Eisbehälter: In dieser Bauform gibt es verschiedene kommerzielle Produkte und Einzelrealisierungen (z. B. Icebank von Calmac, USA). Der Behälter kann drucklos und damit aus Kunststoff sein. Die verwendeten Kunststoffrohre haben einen Durchmesser von typisch 15 mm, Wanddicke typisch 2 mm, der Abstand zwischen den Rohren beträgt typisch 45 mm (horizontal und vertikal). Bei diesen Konzepten ist die Leistungsfähigkeit bezogen auf die eingesetzte Wärmetauscherfläche vergleichsweise schlecht: Wasser hat eine wesentlich schlechtere Wärmeleitfähigkeit als Eis. Wenn keine Konvektion auftritt, liegt der schlechteste Fall vor, wenn der Speicher geladen (aufgetaut) wird und das Eis fast vollständig aufgetaut ist. In den bekannten Eisspeicherkonstruktionen werden lange Kunststoffrohrschlange in dem Behälter verlegt. In der Regel sind die Rohrschlangen um eine vertikale Achse gewickelt, d. h., die Windungen verlaufen in horizontalen Ebenen. Beim Auftauen entsteht dann um die Rohrschlange ein ebenfalls horizontaler Wasserkanal, in dem sich praktisch keine Konvektionsströmung ausbilden kann. Hinzu kommt die Wanddicke des Kunststoffrohres als thermischer Widerstand. Nachteilhaft ist daher die große Oberfläche und damit Rohrlänge, die benötigt wird, die zu einem recht hohen konstruktiven Aufwand und hohen Kosten sowie zu einem großen Sole-Inhalt führen (d. h., reduzierte Speicherkapazität). Um diesen Nachteil zu umgehen, gibt es diese Speicher mit einem zusätzlichen Luftblasenerzeuger. In der US-Patentschrift Nr. 5,598,720 wird ein solcher Eisspeicher beschrieben, bei dem der Wärmeübergang durch Luftblasen verbessert wird.
• Wasser/Eis im Rohr: Bei diesem neueren Konzept ist der Eisspeicher ähnlich wie ein Rohrbündel-Wärmetauscher aufgebaut. Es ermöglicht im Vergleich zu obiger Standardlösung eine homogenere Wärmeübertragung, und bringt v. a. bei Großanlagen verfahrenstechnische Vorteile. Nachteil ist auch hier der recht hohe Aufwand (Kosten), und der große Sole-Inhalt. (Quelle: ChemieTechnik29. Jahrgang (2000), Nr. 5)

Die Aufgabenstellung der Erfindung für den Eisspeicher ist die Erfüllung folgender Anforderungen:

• Ein Konzept, bei dem sowohl Wärmeentzug als auch Wärmezufuhr über einen Wärmetauscher geschehen, da z. B. in Verbindung mit einer Wärmepumpenheizung die Wärmeentnahme nicht ohne weiteres begrenzt werden kann auf ein unvollständiges Gefrieren. Vielmehr soll das Eis auch weiter abgekühlt werden können, damit es kälter als eine verfügbare Niedertemperaturwärmequelle, wie z. B. Luft wird, und eine Wärmezufuhr bei diesem tiefen Temperaturniveau wieder möglich wird.
• Der Wärmetauscher soll eine große Oberfläche bei kleinem Volumen haben.
• Der Wärmetauscher soll zu geringen Kosten herstellbar sein.
• Das Konzept soll vorzugsweise passiv funktionieren, d. h., ohne bewegliche Teile, um eine sehr hohe Betriebssicherheit zu erreichen. Bei Einsatz von aktiven Elementen soll die Funktion des Speichersystems durch Ausfall dieser Teile nicht ebenfalls ausfallen, sondern – mit geringerem Wirkungsgrad – weiter gewährleistet sein.
• Bei der passiven Betriebsweise muss sicher gestellt sein, dass sich beim Einfriervorgang das noch nicht gefrorene Wasser immer frei ausdehnen kann und nicht zwischen Eisbereichen eingeschlossen wird, wodurch hohe Drücke entstünden und schließlich der Eisblock gesprengt würde und dabei auch Wärmetauscher und/oder Behälter beschädigt werden könnte.

Die Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß wie folgt gelöst:
Der Wasser-/Eisspeicher besteht aus einem drucklosen, i. d. R. isolierten, mit Wasser gefüllten Behälter 1, vorzugsweise aus Kunststoff, da kostengünstig, elastisch, korrosionsfrei und leicht.
Als Wärmetauscher werden dünnwandige Matten 2 verwendet. Hierfür kommen insbesondere Kunststoffe in Frage, solange die Wandstärke gering ist, da kostengünstig, elastisch und korrosionsfrei. Bei engmaschig miteinander verbundenen Matten wird die Druckfestigkeit bereits durch geringe Wandstärken erreicht. Wirtschaftlich besonders geeignet für den Aufbau der Wärmetauschermatten sind parallel geschaltete, eng nebeneinander liegende Kunststoffrohre mit sehr kleinem Durchmesser (typisch 3-5 mm) und geringer Wandstärke (< 1 mm). Solche Rohrstrukturen sind als für Flächenheizungen entwickelte Kapillarrohr-Matten zu vergleichsweise günstigen Kosten verfügbar.
Um bei den engen Strömungsquerschnitten einen akzeptablen Druckverlust zu erreichen, müssen in der Regel mehrere Matten parallel verschaltet werden. Durch die Anordnung der Matten lassen sich zwei unterschiedliche, ggf. kombinierbare Effekte zur Erzielung eines guten Wärmeübergangs speziell im flüssigen Zustand erreichen:

1. Anordnung zur Bildung von vertikalen Strömungskanälen für das geschmolzene Wasser für freie Konvektion: Die Matten 2 sind hierzu vertikal ausgerichtet und horizontal durchströmt. Sie werden vorzugsweise in Spiralen gewickelt, da dies fertigungstechnisch vergleichsweise einfach zu realisieren ist. Dadurch entsteht beim Auftauen des Eises 3 schnell über die gesamte Höhe und über den gesamten Umfang der Spiralwindung ein gleichmäßiger vertikaler Wasserkanal 4 um die Röhrchen herum, in dem sich vertikale Konvektionswalzen 5 ausbilden können, wodurch der Wärmeübergang verbessert wird (Vergl. 1). Allerdings treten auf Grund der Anomalie des Wassers in diesem Temperaturbereich nur geringe Dichtedifferenzen auf. Wenn kleine Temperaturdifferenzen unter 4 K für den Wärmeaustausch ausreichen, nimmt die Dichte in Abhängigkeit der Temperatur nicht zunächst zu und dann wieder ab, was sich behindernde Auf- und Abströmtendenzen zur Folge hätte. Bei Temperaturen unter 4 °C an der Wärmetauscherfläche sinkt das Wasser dort ab und steigt an der Eisoberfläche wieder auf. Bei Verwendung von Kapillarrohrmatten ist der vertikale Abstand (V) der Röhrchen 2b auf der Matte geringer ist als der horizontale Abstand (H) zwischen den Matten zu wählen, damit sicher der gleiche Effekt ergibt. Bei einer Spirale ist H der Abstand zwischen den einzelnen Spiralwindungen (vergl. 1b). Da der Wasser-/Eisspeicher erfindungsgemäß auch im flüssigen Zustand effektiv betrieben werden soll, bringt diese vertikale Ausrichtung der Wärmetauschermatten auch hier eine deutliche Verbesserung des Wärmeübergangs. Beim Einfrieren des Wassers bilden sich vertikale Eisschichten entlang der Wärmetauschermatten. Das noch nicht gefrorene Wasser kann während der Volumenausdehnung durch die verbleibenden Kanäle nach oben strömen. Wichtig ist dabei, dass der Wärmeentzug von oben bis unten gleichmäßig erfolgt, und dass der Abstand der Matten sehr konstant ist oder nach oben zunimmt (konische Form).
2. Anordnung zur Nutzung des Eisauftriebs zur Minimierung der Wasserspalte zwischen Eis und Wärmetauscher: Anhand 2 + 3 wird dieses Prinzip für horizontal angeordnete Matten erläutert. Mit Kapillarrohrmatten kann das realisiert werden, indem der horizontale Abstand der Röhrchen 2b zwischen den Windungen geringer ist als der vertikale Abstand. Hierdurch entsteht beim Auftauen an diesen horizontalen Matten 2 schnell eine durchgängige Wasserschicht 4. Wenn gleichzeitig durch eine konische und glatte Behälterform erreicht wird, dass das Eis sich dort lösen kann, entstehen (evtl. anfangs miteinander verbundene) Eisplatten 3 zwischen den Matten bzw. Röhrchenspiralen. Diese Eisplatten können aufschwimmen und sind somit immer in direktem Kontakt mit den Matten 2 bzw. Röhrchenspiralen 2b, wodurch die Wärmeleitwege durch stehendes Wasser minimiert und der Wärmeübergang maximiert wird.

Die unter 2 beschriebene Anordnung hat den Nachteil, dass dort aufgrund der horizontalen Anordnung stabile Wasserschichten entstehen, d. h. der Wärmeübergang beruht alleine auf Konduktion.
Eine Kombination aus beiden Prinzipien stellt die 3 dar: Die Wärmetauschermatten sind dort in sich nach oben erweiternden Spiralen gewickelt. Dadurch werden mehrere Vorteile erreicht:

– Es können sich vertikale Konvektionswalzen ausbilden, d. h., verbesserter Wärmeübergang.
– Gleichzeitig können die kegelförmigen Eisschichten aufschwimmen und immer in engem Kontakt zu den Wärmetauschermatten sein.
– Durch die Erweiterung der Strömungskanäle nach oben ist die Sicherheit gegen Eiseinschlüsse erhöht: Das Wasser kann sich beim Gefriervorgang frei nach oben ausdehnen.

Eine Vielzahl unterschiedlicher Anordnungen der Matten in Form von Spiralen ist möglich. Der Verlauf der Strömungskanäle – bzw. bei Kapillarrohrmatten die Röhrchenanordnung – wird vorzugsweise so gewählt, dass der gesamte Speicherinhalt gleichmäßig auftaut oder einfriert. So ist bei minimalem Temperaturunterschied bei Be- oder Entladung der gesamte Wärmetauscher am Energieumsatz beteiligt.
Mögliche Anordnungen, die für eine gleichmäßige Beladung sorgen sind in den 4-7 dargestellt, hier teilweise anhand von Kapillarrohrmatten, analog können anders ausgebildete Matten verwendet werden:

1. 4 parallel gewickelte Wärmetauschermatten 2 werden gegensinnig durchströmt (siehe 4). Hierbei können jeweils 4 Sammler 6 in einer Reihe miteinander verbunden werden, was den Aufbau, die Positionierung der Sammler und die Stabilität der gesamten Anordnung verbessert.
2. 6a und 6b: Die Kanäle bzw. Röhrchen innerhalb einer Matte 2 werden gegensinnig durchströmt, d. h., beide Sammler 6 sind auf der gleichen Seite (z. B. in der Mitte) und die Röhrchen beschreiben am Ende der Matte innerhalb der Mattenebene eine Schlaufe zurück zum Sammler. 6a + b zeigt eine Anordnung, bei der 4 Matten an ein gemeinsames zentrales Sammlerrohr 6b angeschlossen sind und dann in der Nähe des Zentrums mit 4 einzelnen Sammlerrohren 6 enden.
3. Die Kanäle bzw. Röhrchen 2b der Matte(n) sind mit einer engen Biegung nach halber Röhrchenlänge versehen, so dass sich auch hier beide Sammler im Zentrum befinden (7a + b).

Wichtig für eine gute Funktion des Eisspeichers ist die Sicherstellung eines gleichmäßigen Röhrchenabstands sowohl innerhalb der Matte (vertikal) als auch zwischen den Windungen (horizontal). Gleichzeitig soll die Wärmetauscherspirale einfach und kostengünstig herstellbar sein.
Clipsbänder, die in bestimmten Abständen auf die Röhrchen der Matten geclipst werden, sind bei Kapillarrohrmatten üblich. Erfindungsgemäß werden die Clipsbänder 7 so ausgeformt werden, dass Sie, wenn die Matten zu einer Spirale aufgewickelt werden, gleichzeitig als Abstandshalter dienen (vergleiche 4). Hierzu ist wichtig, dass zum einen die Bänder 7 in korrekten, durch die Spiralwindung vorgegebenen Abständen aufgebracht werden, so dass sie im aufgewickelten Zustand immer nur aufeinander zu liegen kommen.
Um eine exakte Anordnung der Spiralen zu erreichen, können erfindungsgemäß die Abstandsbänder 7 miteinander verbunden werden, z. B. durch Stäbe 8, die durch Löcher in den Bändern geschoben werden (vergl. 5), oder in den Abstandsbändern integrierte Verbindungsclipse 9, 10 (vergl. 5b).
Wenn die Matten im nicht gewickelten Zustand oben etwas länger sind als unten, können sie so gewickelt werden, dass der Windungsabstand oben etwas größer ist als unten. Durch die Stäbe 8 oder konische Abstandsbänder 7 kann erreicht werden, dass ein gleichmäßig sich nach oben verbreitender Spalt entsteht.
Statt einer spiralförmigen Anordnung der Wärmetauschermatten ist auch eine schlangenförmige Anordnung möglich. 8a zeigt einen Speicherbehälter 1 von oben, bei dem die Matten 2 vertikal angeordnet sind, so dass vertikale Wasserkanäle entstehen, wie oben beschrieben. Auch bei dieser Anordnung können die Matten mit nach oben sich vergrößernden Abständen positioniert werden. Die 8b zeigt den Behälter im Schnitt.
9 zeigt einen Speicherbehälter 1 von der Seite, bei dem die Matten 8 horizontal angeordnet sind, so dass beim Auftauen aufschwimmende Eisplatten entstehen, wie oben beschrieben.
In beiden Fällen wird zur guten Ausfüllung des Behälters durch den Wärmetauscher vorzugsweise ein Behälter mit rechteckigem Querschnitt eingesetzt, welcher den Vorteil einer insgesamt besseren Raumausnutzung bietet.
Als Wärmetauschermatten können neben Kapillarrohrmatten erfindungsgemäß auch andere Wärmetauschermatten, z. B. durch Stege oder Gewebe miteinander verbundene Folien zur Realisierung der Wärmetauscher verwendet werden.
Der Speicherbehälter 1 hat vorzugsweise eine leicht konische Form. Oben hat er vorzugsweise eine Erweiterung 1b (vergl. 3). Die konische Form stellt sicher, dass der Behälter von innen nach außen und von unten nach oben durchfriert, so dass keine Wassereinschlüsse entstehen, die den Behälter gefährden könnten. Der obere Behälterbereich dient als Ausdehnungsvolumen, aufgrund der Erweiterung wird Bau-(und Wärmetauscher-)-höhe gespart.
Weitere Mattenanordnungen, z. B. in konzentrischen Zylindern, fallen ebenfalls unter den Erfindungsanspruch.
Die Erfindung kann zur weiteren Verbesserung des Wärmeübergangs mit einer kleinen Umwälzvorrichtung (z. B. kleine Pumpe oder Luftblasen), die die Strömung durch die Kanäle verstärkt, kombiniert werden, ihre Funktion ist jedoch nicht davon abhängig.
Anstelle von Wasser/Eis kann die Erfindung auch als Latentspeicher mit anderen Medien mit Phasenwechsel angewandt werden.
Der Eisspeicher kann entsprechend 10 mit einer Wärmepumpe verschaltet werden:
Von der Niedertemperatur-Wärmequelle 11a (z. B. Luft) strömt die erwärmte Sole durch den Wasser-/Eisspeicher und dann (Wärmestrom 11b) in den Verdampfer der Wärmepumpe 12. Wärmeüberschüsse werden im Wasser-/Eisspeicher eingelagert, fehlende Wärme kann aufgenommen werden. Dabei kann der Speicher – im Gegensatz zu reinen Eisspeichern – in dem gesamten Arbeitsbereich der Wärmepumpe betrieben werden, z. B. von –20 °C bis +25 °C. Durch das Umschaltventil 13 kann die Niedertemperaturwärmequelle überbrückt werden, falls sie eine tiefere Temperatur hat als der Eisspeicher. Mit dem Umschaltventil 14 kann die Wärmepumpe überbrückt werden, falls sie nicht läuft, aber Wärme in den Speicher geladen werden kann.
Die Wärmepumpe liefert, wenn sie läuft, Wärme 15 bei höherer Temperatur.

1: Eisspeicherbehälter
1b: Behältererweiterung
2: Wärmetauschermatten
2b: Röhrchen von Kapillarrohrmatte
3: Eis
4: Wasser, Wasserschicht, Wasserkanal
5: Konvektionsströmung
6: Sammler
7: Abstands-Clipsband
8: Verbindungsstäbe zwischen Abstands-Clipsbändern
9, 10: Steckverbindungen
11a: Niedertemperaturwärmequelle
11b: Niedertemperaturwärme zur Wärmepumpe
12: Wärmepumpe
13: Umschaltventil
14: Umschaltventil
15: Nutzwärme bei höherer Temperatur

Claims

Latentspeicher, insbesondere auf der Basis Wasser-Eis, insbesondere zur Vergleichmäßigung der Wärmezufuhr (11b) einer Wärmepumpe (12), aufgebaut aus einem Behälter (1), und einem von Sole durchströmten Wärmetauscher (2), wobei der Wärmetauscher sowohl zur Wärmezufuhr (11a) als auch zum Wärmeentzug (11b) genutzt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass dünnwandige Wärmetauschermatten (2) eingesetzt werden, die in vertikaler Ausrichtung horizontal durchströmt werden und parallel oder mit nach oben zunehmendem Abstand angeordnet sind.
Latentspeicher, insbesondere auf der Basis Wasser-Eis, insbesondere zur Vergleichmäßigung der Wärmezufuhr einer Wärmepumpe, aufgebaut aus einem Behälter (1), und einem von Sole durchströmten Wärmetauscher (2), wobei der Wärmetauscher sowohl zur Wärmezufuhr (11a) als auch zum Wärmeentzug (11b) genutzt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass dünnwandige Wärmetauschermatten (2) eingesetzt werden, die in horizontaler Ausrichtung angeordnet sind.
Latentspeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschermatten (2) aus Kunststoff sind.
Latentspeicher nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschermatten (2) aus durch Verbindungsstellen, Gewebe oder Stege engmaschig miteinander verbundenen Folien aufgebaut sind.
Latentspeicher nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschermatten aus Kapillarröhrchen (2b) aufgebaut sind, deren vertikaler Abstand (V) bei Anspruch 1 kleiner ist als der horizontale Abstand (H) und bei Anspruch 2 größer ist.
Wasser-Eisspeicher nach einem der Ansprüche 1, 3-5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Wärmetauschermatte spiralförmig angeordnet ist, und die Strömungskanäle der Matte so angeordnet sind, dass sie in vertikaler Richtung immer abwechselnd gegensinnig durchströmt werden.
Wasser-Eisspeicher nach einem der Ansprüche 1, 3-6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Wärmetauschermatte spiralförmig angeordnet ist, und die Strömungskanäle der Matte so angeordnet sind, dass sie in vertikaler Richtung immer abwechselnd gegensinnig durchströmt werden.
Wasser-Eisspeicher nach einem der Ansprüche 1, 3-6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens vier Wärmetauschermatten spiralförmig angeordnet sind, und die mindestens acht Sammler (6) der Matten durch jeweils mindestens vier geradlinige Verbindungsleitungen so miteinander verbunden sind, dass sich eine jeweils gegensinnige Durchströmung der benachbarten Windungen ergibt.
Wasser-Eisspeicher nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhrchen der Kapillarrohrmatten durch Abstandshalter (7) in ihrem Abstand zueinander fixiert werden und die Abstandshalter gleichzeitig so geformt sind, dass sie den Windungsabstand der Spiralen fixieren, wobei sie in solchen Abständen auf den Matten fixiert sind, dass sie in Spiralform immer nebeneinander liegen.
Wasser-Eisspeicher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter (7) mit durchgängigen Stäben (8) in der Spiralform miteinander verbunden bzw. zueinander fixiert werden.
Wasser-Eisspeicher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter (7) mit integrierten Steckverbindungen (9, 10) in der Spiralform miteinander verbunden bzw. zueinander fixiert werden.
Wasser-Eisspeicher nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschermatten (2) schlangenförmig parallel vorzugsweise in einem Behälter mit rechteckigem Querschnitt angeordnet sind.
Wasser-Eisspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter 1 sich nach oben konisch erweitert.
Wasser-Eisspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter 1 im oberen Bereich eine zusätzliche Erweiterung 1b zur Aufnahme des sich ausdehnenden Wassers aufweist.