DE2707505A1

DE2707505A1 - Vorrichtung zur verlustarmen speicherung von waermeenergie in einem waermespeicher und zur verlustarmen entnahme der gespeicherten waermeenergie aus diesem waermespeicher

Info

Publication number: DE2707505A1
Application number: DE19772707505
Authority: DE
Inventors: Uwe Hansen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-02-22
Filing date: 1977-02-22
Publication date: 1978-08-24

Description

Vorrichtung zur verlustarmen Speicherung von Warme-
energie in einem ^ärmespeicher und zur verlustarmen Entnahme der gespeicherten Warmeenergie aus diesem Iqärme speicher Das Hauptpatent (>8-tentanmeldung p 27 oo 822.6) betrifft ein Verfahren zur verlustarmen speicherung von Wärmeenergie in einem Wärmespeicher und zur verluatarmen Entnahme der gespeicherten Wärmeenergie aus diesem Wärmespeicher unter Verwendung eines als Wärmeträger geeigneten Strömungsmediums, vorzugsweise von Flüssigkeiten, die zur Speicherung der Wärmeenergie im Umlaufbetrieb die Energiequelle und den Wärmespeicher, und zur Entnahme der gespeicherten Wärmeenergie im Umlaufbetrieb den Wärmespeicher und den Verbraucher durchfließen, daß zum Abgeben unu Speichern der von dem Strömungsmedium von aer Energiequelle aufgenommenen Wärmeenergie an die Wärmespeichermasse aes Wärmespeichers dieser von dem Strömungsmedium von seinem Zentrum her lagenweise, vorzugsweise spiralförmig, nach außen in Richtung äußeren Umfang durchflossen wird, und uaß zur Entnahme von gespeicherter Wärmeenergie der Wärmespeicher von dem Strömungsmedium in entgegengesetzter Richtung durchflossen wird.
Die Wirkung dieses Verfahrens ist, daß der Wärmespeicher während des speichervorganges von innen her nach außen aufgeheizt una dem Wärmespeicher während des Entnahmevorganges von außen nach innen Wärme energie entzogen wird.
Im Gegensatz zu aen bisher üblichen Wärmespeicherierfahren wird durch die Entnahme von außen nach innen bewirkt, daß die Entnahmetemperatur des strömungsmediums fast bis zur völligen Entnahme der Wärmeenergie aus dem Wärmespeicher eine annähernd konstant hohe Temperatur aufweist. Dies ist möglich, weil das von außen nach innen strömende Strömungsmedium langsam erwärmt wird und, abhängig von der Menge der gespeicherten Wärmeenergie in dem WärmesPeicher, die höchste Speichertemperatur erreicht hat, bevor es in den Kernbereich einfließt, so daß diesem keine Wärmeenergie entzogen werden kann, da zwischen beiden, Wärmespeicherkern und Strömungsmedium, kein Temperaturgefälle vorhanden ist.
Es wird in dem Hauptpatent ausgeführt, daß die Wärmeverluste des Wärmespeichere bei dem erfindungsgemäßen Wärmespeicherverfahren dann sehr gering gehalten werden können, wenn der Wärmespeicher noch nicht bis zu seinem äußeren Rand hin aufgeladen ist, oder wenn Wärmeenergie aus dem Wärmespeicher entnommen wird. Für den Fall aber, daß einerseits der Wärmespeicher voll oder annähernd voll aufgeheizt ist, d.h. am Rand des Wärmespeichers ist die Temperatur ebenso bzw. fast ebenso hoch wie im Kern, unc andererseits keine Wärmeenergie aus uem Wärmespeicher als Nutzwarme entzogen wird, würden relativ hohe, mit den bekannten Wärmespeicherverfahren vergleichbare Wärmeverluste aurch den Wärmeübergang von dem Wärmespeicher in das aiesen umgebende Erdreich auftreten.
Da ja ein wesentliches Anwendungsgebiet aieser Wärmespeicher die speicherung von Sonnenwärme sein wiru, ist es für aiesen Bereich besonders wichtig, die Verlustwärme so gering wie möglich zu halten, da hierbei der größte Teil aer Wärme energie in den Sommermonaten gewonnen werden muß und aann über einen langen ZEitraum für die Wintermonate gespeichert bleiben muß.
Daher besteht die Aufgabe der vorliegenuen zusatzerfindung darin, den vorstehend eschiluerten Nachteil zu beseitigen bzw. wenigstens zu einem beträchtlichen Teil als Nutzwärme zurüokzugewinnen. Diese Aufgabe wird in weiterer Ausgestaltung des Gegenstandes des HauPtpatentes dadurch gelöst, daß der Wärmespeicher von einem, vorzugsweise einlagigen, Rohrleitungawickel nach Art einer schale umhüllt iiit, daß der Rohrleitungswickel in den Kreislauf zwischen Energiequelle und Wärmespeicher eingeschaltet ist, wobei sein eines Rohrende an den Zulauf und sein anderes Ende an den Auslauf der Energiequelle angeschlossen ist, und daß eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher kreislaufniäßig von der Energiequelle wahlweise auf aen Wärmespeicher oder auf den Rohrleitungswickel umschaltbar ist.
Die sonst als Verlustwärme in das Erdreich abwandernue Wärmeenergie, erwärmt jetzt das in dem Rohrleitungawickel befindliche Strömungsmedium, das kurz vor Beendigung einer speicherpause (z.B. morgens) durch die Sonnenkollektoren und die Verbindungsrohrleitungen geleitet wird una durch Abgabe von Wärmeenergie die Sonnenkollektoren mit dem nohrleitungssystem vorwärmt. Auf diese Weise braucht keine zusätzliche Sonnenenergie zum Erwärmen dieses Systems bei geginn der einzelnen Speicherperioden aufgewendet zu werden und kann daher gleich als Nutzenergie dem Wärmespeicher zugeführt werden.
Die Erfinaung wird anhand des gezeichneten Ausführungsbeispiels erläutert.
In der Figur ist mit 1, gestrichelt angedeutet, der wärmespeicher bezeichnet. Mit 2 ist die Energiequelle, und mit 3 und 4 das Zu- bzw. Auslaufrohr der Energiequelle 2 bezeichnet. Die Umwälzpumpe 5 für den speicherkreislauf des Strömungsmediums ist in das Auslaufrohr 4 eingeschaltet.
ó ist der den Wärsespeicher 1 umhüllende Rohrleitungswinkel mit seinen beiden Rohrenden 7 bzw. 8 und 9 ist die Schalteinrichtung zum wahlweisen Anschalten des Wärmespeiohers 1 oder des Rohrleitungswickels 6 an die Energiequelle 2. Der Verbraucher mit dem Entnahmekreislaufsystem mit der dazugehörigen Umsohalteinrichtung ist aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt.
Wirkungsweise: Während des Speichervorganges ist der Stromlauf in dem Zulaufrohr 3 und dem Auslauf,trohr 4 von der Sohaltvorrichtung 9 freigegeben und das Strömungsmedium strömt von der Energiequelle 2 über das Auslaufrohr 4 in den Wärme speicher 1 und über das Zulaufrohr 3 zurück in die Energiequelle 2. Zur Vorwärmung der Energiequelle 2, also kurz vor Beendigung einer Speicherpause, werden das Zulaufrohr 3 und das Auslaufrohr 4 duroh die Schaltvorrichtung 9 gesperrt und gleichzeitig die Kreislaufverbindung zwischen der Energiequelle 2 und dem Rohrleitungswickel 6 freigegeben.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche Vorrichtung zur verlustarmen Speicherung von Warmeenergie in einem Warmespeicher und zur verlustarmen Entnahme der gespeicherten Warmeenergie aus diesen Wörmespeicher unter Vervendung eines als Warmeträger geeigneten Strömungsmediums, vorzugsweise von Flüssigkeiten, die zur Speicherung der Wärmeenergie im Umlaufbetrieb die Energiequelle und den Wärmespeicher, und zur Entnahme der gespeicherten Warmeenergie in Umlaufbetrieb den Wärmespeicher und den Verbraucher durchfließen, daß zum Abgeben und Speichern der von dem Strömungsmedium von der Energiequelle aufgenommenen Wärmeenergie an die Wärmespeichermasse des larìnespeichers dieser von dem Strömungsmedium von seinem Zentrum her lagenweise, vorzugsweise spiralförmig, nach außen in Richtung außeren Umfang durchflossen wird, und daß zur Entnahme von gespeicherter Wärmeenergie der Wärmespeicher von dem Strömungsmedium in entgegengesetzter Richtung durchflossen wird, nach Patent........(Patentanmeldung P 27 00 822.6), dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmespeicher (1) von einem, vorzugsweise einlagigen, Rohrleitungswickel (6) nach Art einer Schale umhüllt ist, daß der Rohrleitungswickel (u) in den Kreislauf' zwischen Energiequelle (2) unc£ Wärmespeicher (1) eingeschaltet ist, wobei sein eines Rohrende (7) an den Zulauf (3) una sein anderes Ende (8) an den Auslauf (s) der Energiequelle (2) angeschlossen ist, und daß eine Schalt einrichtung (9) vorgesehen ist, mittels welcher kreislaufmäßig von der Energiequelle (2) wahlweise auf den Warmespeicher (1) oder auf den Rohrleitungswickel (6) umschaltbar ist.