DE2642789A1

DE2642789A1 - Einwandiger waermespeicherbehaelter aus stahl

Info

Publication number: DE2642789A1
Application number: DE19762642789
Authority: DE
Inventors: Dietrich Von Dipl Ing Saldern
Original assignee: Thyssen Industrie AG
Current assignee: ThyssenKrupp Technologies AG
Priority date: 1976-09-23
Filing date: 1976-09-23
Publication date: 1978-03-30

Description

"Einwandiger Wärmespeicherbehälter aus Stahl"
Anmelder: Thyssen Industrie AG Die Erfindung betrifft einen einwandigen Wärmespeicherbehälter aus Stahl für Wasser als Speichermedium mit einer Wärmeisolierung. Die Wärme isolierung soll den Verlust der Wärme des Speicherwassers möglichst gering halten. Wasser eignet sich wegen der hohen spezifischen Wärme und des geringen Preises gut als Speichermittel. Bekannt sind Wärmespeicherbehälter, die auf der Außenseite mit einer Wärmeisolierung versehen sind. Das hat den Nachteil, daß die Wärmeisolierung beim Transport der Behälter, beim Einbetten ins Erdreich usw.
leicht beschädigt wird. Bekannt sind auch Wärmespeicherbehälter in doppelwandiger Ausführung, bei dem zwei stählerne Behälterwände mit Abstand voneinander angeordnet sind und bei denen der Zwischenraum zwischen den Behälterwänden die Wärmeisolierung enthält. Derartige Behälter sind zwar gegen eine zufällige Beschädigung der Isolierung geschützt, jedoch sind sie aufwendig in der Herstellung, dementsprechend teuer und schwerer zu handhaben als einwandige Behälter.
Die Aufgabe der Erfindung wird darin gesehen, einen einwandigen Wärme speiche rbehälter aus Stahl für Wasser als Speichermedium mit einer Wärmeisolierung so auszugestalten, daß der Schutz der Isolierung ohne zusatzaufwand sichergestellt ist, auch bei rauhen Transportbedingungen und beim Einbetten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem einwandigen Wärmespeicherbehälter der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß die Wärmeisolierung auf der Innenseite des Behälters angebracht ist und mit einer wasserdichten Folie abgedeckt ist. Bisher hat man Innenisolierungen auf großen Behältern nicht angebracht, weil dieses Anbringen der Isolierung erheblich schwieriger ist als das einer Außenisolierung und weil trotz dieser Schwierigkeit bei der Innenisolierung höhere Anforderungen an die Güte der Oberfläche der Isolierung zu stellen sind als bei einer außen angebrachten Isolierung. Eine außen angebrachte Isolierung kann nämlich auch bei unebener Oberfläche durch einen Schutzanstich, z.B.
auf Bitumenbasis, bei Beanspruchung durch Feuchtigkeit voll funktionsfähig bleiben. Bei der erfindungsgemäßen Isolierung, bei der die Isolierung mit dem Speicherwasser in Berührung steht, sind derartige Anstriche im allgemeinen nicht zulässig. zur Sicherheit gegen das Eindringen des gespeicherten Wassers, was die Isolierung beschädigt und die Wärmedämmung der Isolierung zunichte macht, ist die Wärmeisolierung auf der Innenseite mit der wasserdichten Folie abgedeckt. Für deren an allen Stellen glattes, zwischenraumfreies, das Dichtbleiben der Folie gewährleistendes Anliegen ist die hohe Oberflächengüte der Innenoberfläche der Wärmeisolierung erforderlich. Versuche der Anmelderin haben ergeben, daß diese hohe Oberflächengüte der Innenisolierung überraschenderweise in der industriellen Fertigung ohne großen Aufwand sicher erreichbar ist. Bei dem erfindungsgemäßen einwandigen Wärmebehälter aus Stahl schützt die außenliegende Stahlwand die Isolierung zuverlässig, so daß Transportschäden oder andere mechanische Schäden beim Gebrauch des Behälters, wie Einlagerung ins Erdreich, ausgeschlossen sind. Wegen der Sicherheit beim Transport kann die Isolierung in der industriellen Fertigung im Herstellerbetrieb eingebracht werden und die bei außenisolierten, einwandigen Behältern zum Teil übliche Aufbringung der Isolierung an der Baustelle vermieden werden. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird außerdem der Stahlbehälter geringfügigeren Temperaturwechselbelastungen unterworfen als bei einer außen angebrachten Isolierung. Das gilt insbesondere dann, wenn der Behälter im Erdreich eingelagert werden soll. Die Binlagerung ist darum interessant, da bei ihr kein zusätzlicher Raum im Wohnhaus in Anspruch genommen wird und der Behälter durch die nicht sichtbare Unterbringung optisch nicht stört. Der Schutz der Isolierung durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Speicherbehälters kommt vor allem bei sehr großen, liegend angeordneten Behältern zum Tragen, da bei solchen Behältern die Gefahr der Beschädigung einer außen liegenden Isolierung besonders groß ist.
Im einzelnen kann die Erfindung wie folgt vorteilhaft ausgestaltet sein.
Zur Erhöhung der Sicherheit gegen das Eindringen von Wasser in die Wärmeisolierung ist es zweckmäßig, die Folie nicht nur wasser-, sondern auch wasserdampfdicht außzubilden. Dadurch wird die Diffusion von Wasserdampf und dessen Kondensation in der Isolierung verhindert.
Eine zweckmäßige Ausführungsart besteht darin, daß die Folie dreischichtig ausgebildet ist, und zwar aus einer Polyäthylen-Trägerschicht, einer Aluminiumfolie als Zwischenschicht und einer Polyäthylen-Siegelschicht besteht. Die Aluminiumfolie dient dabei als Dampfsperre; siw wird durch die bei über looO beständige, wasserdichte Polyäthylenschicht geschützt.
Bei höheren Anforderungen an die Temperaturbeständigkeit besteht die dreischichtige Folie aus einer Polypropylen-Trägerschicht, einer Aluminiumfolie als Zwischenschicht und einer Polypropylen-Siegelschicht.
Die Trägerschicht und die Siegelschicht werden zweckmäßig je 40-50 Pm stark gewählt. Die verhältnismäßig starke Siegelschicht sorgt dabei für einen zuverlässigen Schutz der Aluminiumfolie.
Bei hoher Temperatur- und Druckbeanspruchung ist es vorteilhaft, die Isolierung aus Polyurethanschaum herzustellen.
Bei geringerer Beanspruchung besteht die Wärme isolierung zweckmäßig aus Styropor.
Zur Verringerung des Materialaufwandes ist es bei gleichwohl guten mechanischen und thermischen Werten auch möglich, die Isolierung so auszugestalten, daß sie aus zwei Schichten besteht, wobei die der Behälterinnenwand anliegende Schicht Styropor und die dem Behälterinneren zugewandte Schicht Polyurethanschaum ist.
Es ist auch möglich, die Folie einschichtig auszugestalten.
Dann kann synthetischer Kautschuk, Polyvinylchlorid oder auch Polyäthylen oder Polypropylen als Folienmaterial gewählt werden.
Bei dieser Ausführungsart ist es zweckmäßig, an der Grenze zwischen der Wärmeisolierung und der Folie perforierte, dicht nach außen geführte Absaugleitungen einzubetten, durch die durch die Folie diffundierter Wasserdampf abgesaugt werden kann. Diese Ausführungsart ist natürlich auch bei Anwendung der dreischichtigen Folie mit Dampfsperre zur Erhöhung der Sicherheit bei etwaigen Beschädigungen der Folie möglich.
Die Absaugleitungen werden zweckmäßig im Sohlenbereich des Behälters eingebettet, da sich dort etwa kondensiertes Wasser sammelt. Dieses Sammeln im Sohlenbereich kann man auch dadurch erleichtern, daß man eine poröse Zwischenschicht1 wie offenporigen Schaumstoff, zwischen der Wärmeisolierung und der Folie anbringt. Dann bettet man die Absaugleitungen zweckmäßig in die poröse Zwischenschicht ein.
Bei Behältern, die für Erdeinlagerung bestimmt sind, wird die Außenseite des Behälters in einfacher Weise mit einer Bitumenisolierung versehen. Transportösen können vor der Einbringung der Isolierung an der Behälteraußenwand angeschweißt sein.
Zu- und Abführungsrohre für das Speichergut werden in verlustarmer Weise durch einen wärmeisolierten, eine Öffnung im Behälter verschließenden Stopfen in den Behälter eingeleitet.
Im folgenden wird anhand einer Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch einen liegenden Wärmespeicherbehälter aus Stahl.
Der einwandige Wärmespeicherbehälter aus Stahl 1 ist mit einer Wärme isolierung 2 versehen. Diese ist auf der Innenseite des Behälters angebracht. Die Isolierung 2 besteht aus Polyurethanschaum. Sie ist mit einer wasser- und wasserdampfdichten Folie 3 abgedeckt. Die Folie ist dreischichtig ausgebildet. Sie besteht aus einer Polypropylen-Trägerschicht, einer Aluminiumfolie als Zwischenschicht und einer Polypropylen-Siegelschicht. Die Trägerschicht und die Siegelschicht sind etwa 50 Fm stark. Die Folie ist bis ca. 13oOC be3tändig.
Zum Schutz gegen Korrosion bei Erdeinlagerung ist der Behälter außen mit einer Bitumenisolierung 4 versehen. Vor dem Einbringen der Isolierung 2 angeschweißte Transportösen 5 erleichtern die Handhabung. Zuführungsrohre 6 und Abführungsrohre 7 sind durch einen wärme isolierten Stopfen 8 in den Behälter eingeführt.

Claims

» aoruche: t Einwandiger Wärmespeicherbehälter aus Stahl für Wasser als Speichermedium mit einer Wärmeisolierung, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolierung (2) auf der Innenseite des Behälters angebracht ist und mit einer wasserdichten Folie (3) abgedeckt ist.
2. Wärmespeicherbehälter nach Anspruch 1, dadurch aekennzeichnet, daß die Folie wasser- und wasserdampfdicht ausgebildet ist.
3. Wärmespeicherbehälter nach Anspruch 2, dadurch aekennzeichnet, daß die Folie dreischichtig ausgebildet ist aus einer Polyäthylen-Trägerschicht, einer Aluminium folie als Zwischenschicht und einer Polyäthylen-Siegelschicht.
4. Wärmespeicherbehälter nach Anspruch 2, dadurch aekennzeichnet, daß die Folie dreischichtig ausgebildet ist l aus einer Polypropylen-Trägerschicht, einer Aluminiumfolie als Zwischenschicht und einer Polypropylen-Siegelschicht.
5. Wärmespeicherbehälter nach Anspruch 4, dadurch aekennzeichnet, daß die Trägerschicht und die Siegelschicht zwischen 40 und 50 pm stark sind.
6. Wärmespeicherbehälter nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolierung (2) aus Polyurethanschaum besteht.
7. Wärmespeicherbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,. daß die Wärmeisolierung (2) aus Styroporschaum besteht.
8. Wärmespeicherbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch sekennzeichnet, daß die Wärmeisolierung (2) aus zwei Schichten besteht, wobei die der Behälterinnenwand anliegende Schicht Styropor und die dem Behälterinneren zugewandte Polyurethanschaum ist.
9. Wärmespeicherbehälter nach einem der Ansprüche 1, 6-8, dadurch gekennzeichnet1 daß die Folie einschichtig ist.
lo. Wärmespeicherbehälter nach Anspruch 9, dadurch aekennzeichnet, daß die Folie aus synthetischem Kautschuk besteht.
11. Wärmespeicherbehälter nach Anspruch 9, dadurch aekennzeichnet, daß die Folie aus Polyvinylchlorid besteht.
12. Wärmespeicherbehälter nach Anspruch 9, dadurch aekennzeichnet, daß die Folie aus Polyäthylen besteht.
13. Wärmespeicherbehälter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie aus Polypropylen besteht.
14. Wärmespeicherbehälter nach einem der obigen Ansprüche, dadurch aekennzeichnet, daß an der Grenze zwischen der Wärmeisolierung und der Folie perforierte, dicht nach außen geführte Absaugleitungen eingebettet sind.
15. Wärmespeicherbehälter nach Anspruch 14, dadurch aekennzeichnet, daß die Absaugleitungen im Sohlenbereich des Behälters eingebettet sind.
16. Wärmespeicherbehälter nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine poröse Zwischenschicht wie offenporiger Schaumstoff zwischen der Wärmeisolierung und der Folie.
17. Wärmespeicherbehälter nach Anspruch 16, dadurch qekennzeichnet, daß die Absaugleitungen in der porösen Zwischenschicht eingebettet sind.
18. Wärmespeicherbehälter nach einem der obigen Ansprüche, dadurch qekennzeichnet, daß die Außenseite des Behälters mit einer Bitlmenisolierung (4) versehen ist.
19. Wärmespeicherbehälter nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Transportösen (5) an der Behälterwand aus Stahl (1) außen angeschweißt sind.
20. Wärmespeicherbehälter nach einem der obigen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen wärmeisolierten, eine Öffnung im Behälter verschließenden Stopfen (8) mit Zu-(6) und Abführungsrohren (7) für das Wasser.