DE2843527A1

DE2843527A1 - Latent heat storage salt for solar heating systems - consists of Glauber's salt mixed with borax, amorphous silica and alumina to obtain high storage capacity

Info

Publication number: DE2843527A1
Application number: DE19782843527
Authority: DE
Inventors: Georg Grubmueller; Christa Pritsching
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-10-05
Filing date: 1978-10-05
Publication date: 1980-04-17

Abstract

The parent patent described a solar collector system in which the latent heat storage device consisted of Glauber salt (Na2SO4, 10H2O contg. borax as a seed crystal nucleant, plus 2-7% of a thickener consisting of amorphous silica with max. particle size 20 nm. and a water surplus below 20%. The novelty in the present invention is that the thickener consists of a mixt. of the amorphous silica with 5-25%, pref. 10-20%, and esp. 15-17% alumina. A further improvement in the heat storage capacity of the system is obtd. due to the new thickener. The pref. amorphous silica used in the thickener possesses a water surplus of 4-12%, and esp. 6-10%. The silica and the alumina pref. have a similar particle size.

Description

SonnenkollektorsystemSolar collector system

Zusatz zu Patent .;. (Patentanmeldung P 2643895.9, VPA 76 P 7557) Cegenstand des Hauptpatents (Patentanmeldung P 2643895.9) ist ein Sonnenkollektorsystem mit Glaubersalz Na2S04 -10 H2O als Latent-Wärmespeicher, das einen Zusatz von Borax als Kristallisationskernbildungsmittel enthält und bei dem das Glaubersalz als Eindickmittel 2 bis 7 % amorphe Kieselsäure (Siliziumdioxid SiO2) mit einer Teilchengröße von höchstens 20 nm und einem Wasserüberschuß von weniger als 20 % enthält.Addition to patent.;. (Patent application P 2643895.9, VPA 76 P 7557) The subject of the main patent (patent application P 2643895.9) is a solar collector system with Glauber's salt Na2S04 -10 H2O as latent heat storage, which has an addition of borax contains as a nucleating agent and in which the Glauber's salt as a thickening agent 2 to 7% amorphous silica (silicon dioxide SiO2) with a particle size of Contains a maximum of 20 nm and a water excess of less than 20%.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses Sonnenkollektorsystem mit Glaubersalz als Latent-Wärme speicher zu verbessern, insbesondere soll die speziflsche Speicherkapazität mit einem neuen Eindickmittel erhöht werden.The invention is based on the object of this solar collector system to improve with Glauber's salt as latent heat storage, in particular the specific Storage capacity can be increased with a new thickener.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Eindickmjttcl ein (,cmisch aus der amorphen Kieselsäure mit einem Anteil von 5 bis 25 8 Aluminiumoxid Al203 vorgesehen ist. Mit diesem Eindickmittel wird der Abfall der spezifischen Speicherkapazität im Bereich der Anfangsphase vermindert und damit die Speicherkapazität in der Dauerbelastung entsprechend erhöht. Der Anteil an Aluminiumoxid kann vorzugsweise 10 bis 20 %, insbesondere etwa 15 bis 17 t betragen.This object is achieved according to the invention in that as thickening agent a (, cm mixture of amorphous silica with a proportion of 5 to 25 8 aluminum oxide Al203 is provided. With this thickener, the waste becomes the specific Storage capacity in the area of the initial phase is reduced and with it the storage capacity increased accordingly in the continuous load. The proportion of aluminum oxide can be preferred 10 to 20%, in particular about 15 to 17 t.

Die Teilchengröße des Zusatzes an Ajuminiumoxid wird so gewählt, daß sie von der Teilchengröße der Kieselsäure nicht erheblich abweicht und vorzugsweise wenigstens annähernd gleich der Teilchengröße der Kieselsäure ist.The particle size of the addition of alumina is chosen so that it does not deviate significantly from the particle size of the silica and preferably is at least approximately equal to the particle size of the silica.

Sie kann vorzugsweise etwa 7 bis 15 nm, insbesondere etwa 10 nm, betragen. Durch den Wasserüberschuß bleibt eine schützende Wasserhülle um das Gel erhalten, die eine Teilchenvergrößerung und damit eine Alterung des Latent-Wärmespeichers verhindert. Der Wasserüberschuß kann deshalb vorzugsweise etwa 4 bis 12 %, insbesondere etwa 6 bis 10 %, betragen.It can preferably be about 7 to 15 nm, in particular about 10 nm. The excess water leaves a protective layer of water around the gel, the particle enlargement and thus an aging of the latent heat storage prevented. The excess water can therefore preferably be about 4 to 12%, in particular about 6 to 10%.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der die spezifische Speicherkapazität des Latent-Wärmespeichers in Abhängigkeit von der Zyklenzahl, d.h. der Anzahl von zyklischen Aufheiz-und Abkühlungsvorgängen der Mischungen, in einem Diagramm aufgetragen ist.To further explain the invention, reference is made to the drawing taken, in which the specific storage capacity of the latent heat storage in Dependence on the number of cycles, i.e. the number of cyclical heating and cooling processes of the mixtures, is plotted in a diagram.

Auf der Ordinate ist die spezifische Speicherkapazität K in kJ/kg angegeben. Auf der Abszisse sind 1200 Zyklen Z aufgetragen; Die Abhängigkeit der Speicherkapazität von der Zyklenzahl eines Latent-Wärmespeichers mit Glaubersalz nach dem Stand der Technik (Na2SO4 10 10 H2O) ist der Kurve A zu entnehmen. Bis zu etwa 200 Zyklen erhält man einen erheblichen Abfall der spezifischen Speicherkapazität. Anschließend bleibt sie im wesentlichen konstant.The specific storage capacity K in kJ / kg is on the ordinate specified. 1200 cycles Z are plotted on the abscissa; The dependence of the Storage capacity of the number of cycles of a latent heat storage device with Glauber's salt According to the state of the art (Na2SO4 10 10 H2O), curve A can be seen. To after about 200 cycles there is a considerable decrease in the specific storage capacity. It then remains essentially constant.

Demgegenüber wird die Speicherkapazität mit einem Zusatz von beispielsweise 5 t amorpher Kieselsäure wesentlich erhöht, wie der Kurve B zu entnehmen ist. Mit Glauber- salz Na2SO4 10 H2O, dem als Eindickmittel nach der Erfindung beispeilsweise 5 % einer Mischung aus der amorphen Kieselsäure mit einem Anteil von 16 CC Aluminiumoxid Al203 zugesetzt ist, erhält man nach der Kurve C eine weitere erhebliche Erhöhung der Speicherkapazität bei hoher Zyklenzahl und einen geringeren Abfall der Speicherkapazität bei den ersten Zyklen.In contrast, the storage capacity is increased with an addition of, for example 5 t of amorphous silica increased significantly, as can be seen from curve B. With Believer salt Na2SO4 10 H2O, used as a thickener according to the invention for example 5% of a mixture of the amorphous silica with one portion of 16 CC aluminum oxide Al 2 O 3 is added, a further curve is obtained according to curve C. considerable increase in storage capacity with a high number of cycles and a lower number Loss of storage capacity in the first few cycles.

5 Patentansprüche 1 Figur5 claims 1 figure

Claims

Claims 1.

Solar collector system with (leaf salt Na2SO4 - 10 1120 as latent heat storage, which contains an additive of borax as a nucleating agent and at which the Glauber's salt as a thickener is 2 to 7 Oo amorphous silica with a particle size of not more than 20 nin and a water excess of less than 20 Co, according to Patent ... (registration P 2643895.9, VPA 76 P 7557), d u r c h e k e n n z e i c h n e t that a mixture of amorphous silica with a thickener Share of 5 to 25 t of aluminum oxide Al203 is provided.

2. A solar collector system according to claim 1, g e -k e n n z e i c h n e t with a proportion of 10 to 20 t aluminum oxide.

3. A solar collector system according to claim 1, g e -k e n n z e i c h n e t by a proportion of 15 to 17 z aluminum oxide.

4. A solar collector system according to any one of claims 1 to 3, g e k e n n n e i n e t by a water excess of 4 to 12%, in particular 6 to 10 t.

5. A solar collector system according to any one of claims 1 to 4, g E k e n n n z e i n e t by at least approximately the same particle sizes of amorphous silica and alumina.