DE2828118A1

DE2828118A1 - Waermetausch- und speicherbehaelter als absorber fuer solaranlagen

Info

Publication number: DE2828118A1
Application number: DE19782828118
Authority: DE
Inventors: Edwin Dipl Ing Erben
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1978-06-27
Filing date: 1978-06-27
Publication date: 1980-01-10

Description

Wärmetausch- und Speicherbehälter als Absorber
für Solaranlagen Die Erfindung betrifft einen von einem Arbeitsmittel längsdurchströmbaren Wärmetausch- und Speicherbehälter mit einer von außen aufheizbaren Speichermasse aus festen Körpern, Es ist Aufgabe der Erfindung, einen solchen Behälter in thermisch wirksamer und baulich einfacher Weise als Absorber für Solaranlagen auszubilden.
Dabei wird von einem in der DT-AS 19 41 062 beschriebenen Speicherwärmetauscher ausgegangen, bei dem zu erwärmendes Arbeitsmittel innerhalb der Speichermasse eines Behälters, und zwar innerhalb einer Schüttung aus Keramikkugeln, einer Wärmezufuhr ausgesetzt wird. Dabei findet kein direkter WErmetausch zwischen Wärmezufuhreinrichtung und Speichermasse statt; vielmehr steht die Wärmezufuhreinrichtung nur mit dem Arbeitsmittel im Behälter im Wäremtausch und dieses Arbeitsmittel mit der Speichermasse in wärmeleitendem Kontakt.
Des weiteren wird eine durch die DT-OS 24 56 321 bekannt gewordene Vorrichtung berücksichtigt, bei der Wärmetausch zwischen einem durch Kammern geleiteten Primärströmungsmittel oder deren mehreren und einem Sekundärströmungsmittel stattfindet, das durch diese Kammern in Rohren von unten nach oben geleitet wird. Diese Rohre münden in eine obere Sammelkammer und sind wie jene teilweise mit Feststoffteilchen verschiedener Größe und gegebenenfalls verschiedenen spezifischen Gewichtes gefüllt, so daß sich ein durch das Sekundärströmungsmittel dauernd umgewälztes Fließbett bildet. Im unteren Teil der Rohre lagern die wegen ihres Gewichtes nicht fluidisierbaren Feststoffteilchen auf perforierten Flächen.
In Anlehnung an die Lehre dieser DT-OS 24 56 321 wird die gestellte Aufgabe nach dem Kennzeichen des Anspruches 1 dadurch gelöst, daß bei einem von einem Arbeitsmittel längsdurchströmbaren Wärmetausch- und Speicherbehälter mit einer von außen aufheizbaren Speichermasse aus festen Körpern die Strömung des Arbeitsmittels von unten nach oben gerichtet ist, wodurch sie die festen Körper in dauernde Bewegung versetzt, und daß die Wand des als Absorber für Solaranlagen dienenden Behälters wenigstens ein gasdichtes Fenster enthält, durch das die Solarstrahlung in das Behälterinnere gelangt.
Im Gehäuse findet sowohl eine direkte wie auch eine indirekte Wärmeübertragung statt, die wegen der dauernden Bewegung der festen Speicherkörper durch das nach oben strömende Arbeitsmittel besonders rege ist. Das einfallende Sonnenlicht gelangt von Solarspiegeln gebündelt durch das Fenster in der Wand in das Innere des Behälters, der gemäß Anspruch 2 in an sich bekannter Weise an der Spitze eines Solarturmes angeordnet ist; dieser steht innerhalb eines ganzen Feldes von Solarspiegeln.
Die Ansprüche 3 bis 6 behandeln die besondere bauliche Ausbildung des Behälters und die Ansprüche 7 bis 9 die festen Speicherkörper. Die Ansprüche 10 und 11 haben schließlich die zweckmäßige Nutzbarmachung des im Absorber durch das Sonnenlicht erwärmten Arbeitsmittels zum Inhalt.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung mit einem Ausführungsbeispiel erläutert.
Ein stehender länglicher Behälter 1 weist innerhalb eines metallischen Mantels 1a eine Wärmedämmschicht ib und in dieser eine Keramikauskleidung 1c auf. Der Behälter ist mit nach außen konisch verengten Enden 3 und 4 versehen, die in einen unteren Arbeitsgas-Eintrittskanal 3a bzw. einen oberen Arbeitsgas-Austrittskanal 4a übergehen. Am Übergang des Eintrittskanals 3a in das untere Behälterende 3 ist eine perforierte Platte 5 angeordnet; diese dient zur Lagerung von festen kugelförmigen Körpern 6, mit denen der Behälter zum Teil gefüllt ist.
In der Behälterwand ist ein Fenster 2 gasdicht angeordnet; durch dieses gelangt aus einer Solarspiegelanlage gebündeltes Sonnenlicht B in das Behälterinnere. Das nach oben abströmende erwärmte Arbeitsmittel, das z.B. Luft oder ein inertes Gas sein kann, ist z.B. in einem offenen oder geschlossenen Gasturbinenprozeß nutzbar zu machen.
Leerseite

Claims

Patentansprüche Von Von Vor einem Arbeitsmittel längsdurchströmbarer Wärmetausch- und Speicherbehälter mit einer von außen aufheizbaren Speichermasse aus festen Körpern, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung (A) des Arbeitsmittels von unten nach oben gerichtet ist, wodurch sie die festen Körper (6) in dauernde Bewegung versetzt, und daß die Wand (la, ib, 1c) des als Absorber für Solaranlagen dienenden Behälters (1) wenigstens ein gasdichtes Fenster (2) enthält, durch das die Solarstrahlung (B) in das Behälterinnere gelangt.
2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in an sich bekannter Weise an der Spitze eines Solarturms angeordnet ist, der innerhalb eines Feldes von Solarspiegeln steht, wobei diese so ausgerichtet sind, daß das einfallende Sonnenlicht gebündelt durch das Fenster (2) der Wand (la, 1b, 1c) in das Innere des Behälters (1) gelangt.
3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er runden, z.B. kreisrunden, oder eckigen, z.B. quadratischen Querschnitt aufweist.
4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er mittels nach außen konisch verengter Enden (3 bzw. 4) in einen unten angeordneten Eintrittskanal (3a) bzw. einen oben angeordneten Austrittskanal (4a) des Arbeitsmittels übergeht.
5. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er innerhalb eines metallischen Mantels (la) eine Wärmedämmschicht (1b) und in dieser eine Keramikauskleidung (ic) trägt.
6. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß vorwiegend am übergang vom Eintrittskanal (3a) in das untere Behälterende (3) ein Rost (5), z.B. eine perforierte Platte oder Düse, zur Lagerung der festen Körper (6) angeordnet ist.
7. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Körper (6) zumindest näherungsweise kugelförmig ausgebildet sind.
8. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Körper (6) unterschiedliche Form und/oder Größe aufweisen.
9. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Körper (6) aus Keramik oder Graphit bestehen.
10. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das durchströmende Arbeitsmittel Umgebungsluft ist und in einem offenen Arbeitsprozeß, z.B. einer Gasturbine, nutzbar gemacht wird.
11. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das durchströmende Arbeitsmittel Luft oder ein inertes Gas, z.B. He oder H2, ist und in einem geschlossenen Arbeitsprozeß, z.B. einer Gasturbine, nutzbar gemacht wird.