DE202016102914U1

DE202016102914U1 - Pufferspeicher

Info

Publication number: DE202016102914U1
Application number: DE202016102914.7U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-06-01
Filing date: 2016-06-01
Publication date: 2017-06-02
Anticipated expiration: 2026-06-02

Abstract

Pufferspeicher (1) mit darin aufgenommenem oder aufnehmbarem Wasser zum Speichern von über eine Aufwärmvorrichtung (12) zugeführter Wärme, dadurch gekennzeichnet, dass in den Pufferspeicher (1), insbesondere mittels einer Tragevorrichtung (3), mit dem Wasser in Wärmeaustauschverbindung gebrachtes oder bringbares Phasenwechselmaterial (20) eingebracht ist, welches ab einer vorgegebenen Schwellentemperatur des Wassers Wärme aufgrund eines Phasenwechsels speichert und unterhalb der Schwellentemperatur wieder an das Wasser abgibt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Pufferspeicher mit darin aufgenommenem oder aufnehmbarem Wasser zum Speichern von über eine Aufwärmvorrichtung zugeführter Wärme.
Derartige Pufferspeicher sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt, beispielsweise als Warmwasser-Schichtenspeicher, wie ihn die DE 20 2015 004 676 U1 zeigt. Einige Ausführungsformen sind z.B. zum Bereitstellen von Wärmeenergie für eine Warmwasserheizung ausgebildet, einige alternativ oder zusätzlich zum Bereitstellen von Brauchwasser bzw. Trinkwasser, wobei betreffende Speicherbehälter in dem Pufferspeicher enthalten sein können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Pufferspeicher der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit dem anfallende Wärmemengen möglichst gut nutzbar sind.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass in den Pufferspeicher, insbesondere mittels einer Tragevorrichtung, mit dem Wasser in Wärmeaustauschverbindung gebrachtes oder bringbares Phasenwechselmaterial eingebracht ist, welches ab einer vorgegebenen Schwellentemperatur des Wassers Wärme aufgrund eines Phasenwechsels speichert und unterhalb der Schwellentemperatur wieder an das Wasser abgibt.
Fällt z.B. von einem Ofen oder einer anderen Wärmequelle im Überfluss zugeführte Wärme an, so kann diese oberhalb einer charakteristischen Schwellentemperatur des Phasenwechselmaterials, die auf eine gewünschte Schwellentemperatur des Wassers in dem Pufferspeicher abgestimmt ist, bei relativ kleinem Volumen des Phasenwechselmaterials (PCM) effizient gespeichert werden. Sinkt die Wassertemperatur durch Wärmeentnahme bzw. durch Entnahme von warmem Wasser unter die Schwellentemperatur ab, so wird die latent in dem Phasenwechselmaterial gespeicherte Wärme durch den Rückübergang der Phase dem Wasser zugeführt, sodass dessen Temperatur möglichst lange hoch gehalten werden kann, selbst wenn von außen keine zusätzliche Wärme zugeführt wird. Das Phasenwechselmaterial ergibt die Möglichkeit, auch relativ kleine Wasserspeicher zu verwenden, die den Vorteil eines schnellen Aufwärmens von Wasser bieten.
Verschiedene Ausführungsformen des Pufferspeichers bestehen darin, dass der Pufferspeicher zum Liefern von Heizungs- und / oder Trinkwasser ausgebildet ist. Hiervon hängt auch beispielsweise die Menge des Phasenwechselmaterials, dessen Schwellentemperatur und / oder die Art des Materials ab, welches entsprechend gewählt werden kann.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten bestehen darin, dass die Wärmespeicherkapazität des Phasenwechselmaterials auf das Wasservolumen hinsichtlich Menge, abzuführender Wärmemenge und / oder Wasserverbrauch abgestimmt ist, und weiterhin darin, dass auch die Wärmeaustauschgeschwindigkeit des Phasenwechselmaterials durch die Materialwahl auf das Wasservolumen und / oder die abzuführende Wärmemenge und / oder den Wasserverbrauch abgestimmt ist.
Für den Aufbau, die Funktion und den Einsatz des Pufferspeichers sind ferner die Maßnahmen von Vorteil, dass das Phasenwechselmaterial über die Tragevorrichtung austauschbar in dem Pufferspeicher aufgenommen ist. Hierbei kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Tragevorrichtung einen Nachfüllbehälter für das Phasenwechselmaterial aufweist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Die 1 zeigt schematisch einen einfachen Pufferspeicher 1 mit darin aufgenommenem Wasser 4 und einem darin angeordneten, in möglichst gute Wärmeaustauschverbindung mit dem Wasser 4 gebrachten Phasenwechselmaterials (PCM = phase-change-material), das als Latentwärmespeicher 2 durch einen an sich bekannten Phasenübergangsmechanismus zur latenten Wärmespeicherung führt.
Das Phasenwechselmaterial 2 ist mittels einer Tragevorrichtung 3 in das Volumen des Wassers 4 eingebracht. Beispielsweise kann die Tragevorrichtung 3 hierfür eine geeignete Halterung für das Phasenwechselmaterial 2 bzw. eine Aufnahme 21, wie z.B. einen Nachfüllbehälter aufweisen, sodass das Phasenwechselmaterial auch ausgewechselt werden kann, wenn z.B. seine Wirksamkeit nachlässt. Der Pufferspeicher 1 kann so ausgebildet sein, dass die Tragevorrichtung 3 z.B. im oberen Bereich eingeführt und dort gegebenenfalls auch abdichtend festgelegt werden kann. Entsprechend ist auch die Tragevorrichtung 3 ausgebildet.
Es könnte z.B. auch vorgesehen sein, dass der Pufferspeicher 1 mit einem abnehmbaren Deckel versehen ist, an dem die Tragevorrichtung 3 montierbar ist.
Der schematisch dargestellte Pufferspeicher 1 weist unter anderem einen Zulauf 10 und einen Ablauf 11 für abgekühltes bzw. erwärmtes Wasser beispielsweise für einen Heizungskreislauf auf. Schematisch dargestellt ist in 1 auch eine Aufwärmvorrichtung 12, über die das in dem Pufferspeicher 1 befindliche Wasser 4 aufwärmbar ist, wie z.B. über einen Ofen und / oder eine solarthermische Anlage.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202015004676 U1 [0002]

Claims

Pufferspeicher (1) mit darin aufgenommenem oder aufnehmbarem Wasser zum Speichern von über eine Aufwärmvorrichtung (12) zugeführter Wärme, dadurch gekennzeichnet, dass in den Pufferspeicher (1), insbesondere mittels einer Tragevorrichtung (3), mit dem Wasser in Wärmeaustauschverbindung gebrachtes oder bringbares Phasenwechselmaterial (20) eingebracht ist, welches ab einer vorgegebenen Schwellentemperatur des Wassers Wärme aufgrund eines Phasenwechsels speichert und unterhalb der Schwellentemperatur wieder an das Wasser abgibt.
Pufferspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pufferspeicher (1) zum Liefern von Heizungs- und / oder Trinkwasser ausgebildet ist.
Pufferspeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmespeicherkapazität des Phasenwechselmaterials (20) auf das Wasservolumen hinsichtlich Menge, abzuführender Wärmemenge und / oder Wasserverbrauch abgestimmt ist.
Pufferspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Wärmeaustauschgeschwindigkeit des Phasenwechselmaterials (20) durch die Materialwahl auf das Wasservolumen und / oder die abzuführende Wärmemenge und / oder den Wasserverbrauch abgestimmt ist.
Pufferspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenwechselmaterial (20) über die Tragevorrichtung (3) austauschbar in dem Pufferspeicher (3) aufgenommen ist.
Pufferspeicher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragevorrichtung (3) einen Nachfüllbehälter für das Phasenwechselmaterial (20) aufweist.