DE29821270U1

DE29821270U1 - Vorrichtung zum Speichern von latenter Wärme mittels eines Speichermediums

Info

Publication number: DE29821270U1
Application number: DE29821270U
Authority: DE
Original assignee: ECOTEC CONSULTING GmbH
Current assignee: ECOTEC CONSULTING GmbH
Priority date: 1998-11-27
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 1999-07-29
Anticipated expiration: 2008-11-28

Description

PATENT- UND RECHTSANWÄLTE MEINKE, DABRINGHAUS UND PARTNER GbR

ZUGELASSEN BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT UND GEMEINSCHAFTSMARKENAMT EUROPEAN PATENT AND TRADEMARK ATTORNEYS¹

PATENTANWÄLTE¹

JULIUS MEINKE, dipl.-ing. WALTER DABRINGHAUS, dipl.-ing. JOCHEN MEINKE, dipl.-ing.

RECHTSANWALT

THOMAS MEINKE

WESTENHELLWEG 44137 DORTMUND

TELEFON (0231) 14 50 TELEFAX (0231) 14 76

POSTFACH 10 46 45

44046 DORTMUND, 26. NOV. 1998

DRESDNER BANK AG DTMD, Kto.-Nr. 1 148 047 (BLZ 440 800 50) POSTBANK DORTMUND, Kto.-Nr. S42 02-463 (BLZ 440 100 46)

AKTEN-NR. 1/14311 D/S

Anmelderin: Ecotec Consulting GmbH
Uerdinaer Straße 255. 47800 Krefeld

"Vorrichtung zum Speichern von latenter
Wärme mittels eines Speichermediums"

"Vorrichtung zum Speichern von latenter Wärme mittels eines Speichermediums"

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Speichern von latenter Wärme mittels eines seinen Aggregatzustand in Abhängigkeit von der Temperatur ändernden Speichermediums, insbesondere Paraffin, wobei das Speichermedium vom Wärmetransportmedium, insbesondere Depot-Wasser, umgeben und durchströmbar ist.

Sogenannte Latentwärmespeicher gibt es in unterschiedlichen Gestaltungen. Eine allgemeine Übersicht gibt der Aufsatz S. Banas und M. Laumen ("Latentwärmespeicher für Heizsysteme" DE-Z: TAB 7/1984, S. 509-513). Auf einen Verfasser dieses Aufsatzes geht auch die DE-32 36 319 zurück.

Zum Stand der Technik zählen auch, ohne Anspruch auf Vollständigkeit, die österreichischen Patentschriften 363 963 und 388 046, die schweizer Patentschrift 636 427, die französische Patentanmeldung 2 279 052 oder die deutschen Patente bzw. Offenlegungsschriften 19 28 694, 23 43 525, 25 43 686, 28 54 880, 28 57 314, 41 00 818 und 41 00 819.

Zeigen die hier zitierten Literaturstellen schon eine Reihe von konstruktiven Gestaltungen, so hat sich gezeigt, daß insbesondere das Laden eines solchen Latentwärmespeichers,

d.h. das Aufschmelzen einerseits, und auch das Entladen, d.h. der Erstarrungsvorgang andererseits, aufgrund der gewählten konstrukiven Einzelheiten nicht in dem gewünschten, optimalen Maße vor sich geht, so daß die Aufgabe der Erfindung darin besteht, insbesondere die Phasewechsel durch konstruktive Besonderheiten so positiv zu unterstützen, daß ein optimaler Betrieb einer gattungsgemäßen Vorrichtung erreichbar ist.

Mit einer Vorrichtung zum Speichern von latenter Wärme der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der das Speichermedium (Paraffin) im erstarrten Zustand aufnehmende Raum von einer außen von Wärmeträgermedium umspülten zylindrischen Wand umschlossen ist, wobei dieser Raum in Schwerkraftrichtung nach unten weisend gegenüber dem umgebenden, vom Wärmeträgermedium gefüllten Raum bereichsweise geöffnet ist und von einer korkenzieherähnlichen, mit einer Vielzahl von Austrittsöffnungen versehenen, vom Wärmeträgermedium beaufschlagten Rohrspirale durchsetzt ist.

Diese Doppelmantelgestaltung eines in Schwerkraftrichtung nach unten offenen Raumes zur Aufnahme des Speichermediums mit gleichzeitig innen liegender, dem Aufschmelzen dienender Spirale fördert eine Vergleichmäßigung bei der Speicherladung.

Wird beispielsweise Paraffin mit 55°C eingesetzt als Speichermedium, so kann der Speicher dadurch geladen werden, daß 6O⁰C heißes Wasser als Wärmeträgermedium zum einen den Paraffinblock außen über die geschlossene Wand erwärmt und zum anderen das in die innenliegende Spirale eingebrachte Wasser zum Aufschmelzen des Paraffines dient.

In Ausgestaltung ist vorgesehen, daß im vom Speichermedium gefüllten Raum im Dombereich ein duschkopfähnliches Element zur Einbringung von kälterem Speichermedium zum Entladen des Speichers vorgesehen ist.

Wird beispielsweise von oben Wasser von 50⁰C in das Schmelztemperatur (55⁰C) aufweisende Paraffin eingesprüht bzw. eingerieselt, so fallen die schwereren Wassertropfen durch das flüssige Paraffin und werden dabei auf ihren Weg in Schwerkraftrichtung nach unten erwärmt bis zur Erstarrung des Paraffins.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn, wie dies die Erfindung ebenfalls vorsieht, der vom Wärmeträgermedium (Depot-Wasser) beaufschlagte Mantelraum den Mantelraum eines Brauchwassererhitzers beaufschlagt zur Erwärmung des im Inneren befindlichen, vom Wärmeträgermedium physisch getrennten Brauchwassers.

ill· *

Das Depot-Wasser kann das in einer Heizungsanlage umlaufende Wasser sein, welches den vom Speichermedium gefüllten Raum umströmt. Gleichzeitig kann dieses Wasser auch als Brauchwasser-Erhitzungsmedium dienen, indem es einen mit Brauchwasser befüllen zylindrischen Raum umströmt. Der Ausgleich der Wärmeinhalte kann dabei über das Speichermedium vergleichmäßigt werden.

Im System kann eine Systempumpe mit einem z.B. Dreiwegehahn vorgesehen sein, mit der das Wärmetransportmedium z.B. zunächst nur umgewälzt wird, in einer Stellung des Wegehahns kann es auf die "Aufteilspirale" aufgeschaltet werden, in einer anderen Schaltstellung kann es auf den "Einfrierduschkopf" geschaltet werden.

Sowohl im Dombereich des Speichermediums ist ein Paraffin-Fühler vorgesehen als auch im Sumpfbereich des vom Wärmeübertragungsmedium beaufschlagten Bereiches ein Depot-Wasserfühler, wobei die Regelung und Steuerung über ein elektronisches Energie-Management vorgenommen werden kann, welches die von diesen Fühlern ermittelten Werte ebenso verarbeitet, wie die entsprechenden gemessenen Temperaturwerte, Pumpendrehzahl, Dreiwegehahn-Stellung u. dgl. mehr.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 in stark vereinfachter Darstellung eine Vorrichtung nach der Erfindung mit zugeordnetem Brauchwasserspeicher,

Fig. 2 die Vorrichtung im Ladezustand und in Fig. 3 die Vorrichtung im Entladezustand.

Die allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung weist stark vereinfacht dargestellt einen im wesentlichen zylindrischen Mantel 2 auf, in dem auf Abstand ein zylindrisches Rohr 3 derart angeordnet ist, daß sich ein Ringraum 4 bildet, der vom zylindrischen Rohr umhüllte Raum 5 ist mit einem Speichermedium, hier Paraffin, gefüllt.

Der Mantelraum 4 ist mit einem Wärmetransportmedium gefüllt, z.B. von in einer geschlossenen Heizungsanlage umlaufenden Wasser, im folgenden auch Depot-Wasser genannt. Der Wasserzulauf ist mit einem Pfeil 6 bezeichnet, der Wasserrücklauf mit einem Pfeil 7, hier sind die entsprechenden Anschlußstutzen vorgesehen. Der Füllstutzen für das Paraffin im mit 8 bezeichneten Dom trägt das Bezugszeichen 9. Mit 10 ist eine Latent-Speichersteuerung bezeichnet, die in der Figur ebenso wie alle anderen Elemente nur stark vereinfacht wiedergegeben ist.

Der mit Paraffin gefüllte Raum 5 ist unten mit einem Lochblech 11 od. dgl. gegenüber dem Sumpf 12, der mit Depot-Wasser gefüllt ist, abgeschlossen, wobei die Stutzen, hier beispielsweise der Reglerstutzen 7, über dem Niveau des Lochbleches 11 angeordnet sind, um mit Sicherheit auch versehentliches Eindringen von Paraffin in diesen Bereich zu verhindern.

Im Paraffin ist, stark vereinfacht wiedergegeben, eine Rohrspirale 13 angeordnet mit einer Vielzahl von auf dem Umfang angeordneten Austrittslöchern für Depot-Wasser, das über eine in diese Figur nicht dargestellte Pumpe in die Spirale eingepreßt werden kann. Darüber hinaus ist im Paraffin-Dom 8 ein weiteres duschkopfähnliches Element 14 vorgesehen, über das etwas kälteres Depot-Wasser in das Paraffin zum Entladen eingeregelt werden kann.

Neben dem Latentwärmespeicher 1 ist im dargestellten Beispiel ein Brauchwasserspeicher, allgemein mit 15 bezeichnet, angeordnet, der ebenfalls einen vom Depot-Wasser umströmten Mantelraum 16 aufweist zur Erwärmung eines über einen Kaltwasserstutzen 17 eintretenden Brauchwassers 18, welches als Warmwasser über den Stutzen 19 das System verläßt. Mit 2 0 ist eine Einrichtung mit Schwerkraftkugel angedeutet, die die Rückentladung des Brauchwasserspeichers oder des Latentspeichers je nach Einbaurichtung des Schwer-

kraftventiles verhindert, wobei es sich um ein temperaturgesteuertes Ventil handeln kann.

Mit 21 bezeichnet ist beispielsweise eine Umwälzpumpe, wobei lediglich symbolisch dort ein Dreiwegeventil 22 angedeutet ist, welches einmal zur Beaufschlagung der Ladespirale 13 (Fig. 2) und zum anderen zur Beaufschlagung der Einfrierdusche 14 (Fig. 3) schaltbar ist. Die Stutzen zur weiteren Abführung von Wärme am Mantelraum 16 des Brauchwasserspeichers 15 sind mit 23 bzw. 24 bezeichnet, sie können jeweils zur Wärmezufuhr bzw. zur Wärmeabfuhr geschaltet sein, was sich je nach dem aktuellen Anforderungsprofil richtet, dies gilt in gleicher Weise für die Anschlußstutzen 6 und 7. Anstelle des Schwerkraftkugel-Rückschlagventiles 20 kann dort natürlich auch eine Pumpe vorgesehen sein u. dgl. mehr. Die Fühler für das Paraffin bzw. das Depot-Wasser sind in den Fig. 2 und 3 mit 25 bzw. 26 bezeichnet.

Claims

Ansprüche;

1. Vorrichtung zum Speichern von latenter Wärme mittels eines seinen Aggregatzustand in Abhängigkeit von der Temperatur ändernden Speichermediums, insbesondere Paraffin, wobei das Speichermedium vom Wärmetransportmedium, insbesondere Depot-Wasser, umgeben und durchströmbar ist, dadurch gekennzeichnet,

daß der das Speichermedium (Paraffin) im erstarrten Zustand aufnehmende Raum (5) von einer außen von Wärmeträgermedium umspülten zylindrischen Wand (3) umschlossen ist, wobei dieser Raum (5) in Schwerkraftrichtung nach unten weisend gegenüber dem umgebenden, vom Wärmeträgermedium gefüllten Raum (4,12) bereichsweise geöffnet ist und von einer korkenzieherähnlichen, mit einer Vielzahl von Austrittsöffnungen versehenen, vom Wärmeträgermedium beaufschlagten Rohrspirale (13) durchsetzt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß im vom Speichermedium gefüllten Raum (5) im Dombereich (8) ein duschkopfähnliches Element (14) zur Einbringung von kälterem Speichemedium zum Entladen des Speichers vorgesehen ist.

- &iacgr;&ogr; -

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß der vom Wärmeträgermedium beaufschlagte Mantelraum (5) den Mantelraum (16) eines Brauchwassererhitzers (15) beaufschlagt zur Erwärmung des im Inneren befindlichen, vom Wärmeträgermedium physisch getrennten Brauchwassers (18).